Federblatt und Verfahren zu seiner Herstellung Die Erfindung
bezieht sich auf die Herstellung von Kraftfahrzeugfederblättern, und sie bezieht
sich ins-
besondere auf ein neuartiges Federblatt und auf Verbesserungen des
Verfahrens und der Vorrichtung zur Herstellung
eines verjüngten Federblattes.
Die üblichen geschichteten-Federblattanordnungen bestehen gewöhnlich aus einer Anzahl
von Federblättern, ,
wobei die Iänge
der aufeinanderfolgenden Federblätter
von
der Oberseite der Anordnung zu der Unterseite ab-
nimmt und jedes
Federblatt über seine Länge hinweg einen
im wesentlichen konstanten Querschnitt
aufweist. Die mit solch einer Federblattanordnung verbundenen Nachteile sind bekannt.
Der Hauptnachteil ist die
Reibung zwischen den Federblättern. Zur
Überwindung dieser Fachteile wurde vorgeschlagent statt einer aus mehreren Federblättern
bestehenden Anordnung eine einzige Blattfeder zu verwenden. Im Idealfalle sollte
eine Einzelblattfeder zumindest die gleichen Qualitäten hinsichtlich der Fahrzeugfederung
und die gleiche Haltbarkeit aufweisen wie eine geschichtete Blattfederanordnag,
aber sie sollte dabei wesentlich leichter sein. Bisher war es aber nicht möglich,
eine solche Feder wirtschaftlich herzustellen. Die Erfindung schafft nun ein verjüngtes
Federblatt, welches als Einzelblattfader oder in. einer Kombination von miei oder
mehr verjüngten Federblättern verwendet werden kann.. Es wurde bereits vorgeschlagen,
ein Federblatt so auszuführen., daß es unter Belastung eine im wesentliehen konstante
Spannung über seine Länge hinweg aufweist. In der Bemühung, dieses Ergebnis zu erzielen,
wurde vorgeschlagen, das Federblatt mit veränderlicher Dicke herzustellen, die sich
von einer maximalen Dicke aal dem Punkt, an welchem die Last angreift, auf eine
minimale Dicke an den entgegengesetzten Enden ändert. Die so hergestellte Verjüngung
kann
konstant sein oder die Form einer Reihe von kurzen geraden Abschnitten haben, die
eine parabolische Kurve annähern. Bei der vorliegenden :Erfindung wird das Walzverfahren
zur Schaffung der Verjüngung vorzugsweise in solcher Weise ausgeführt, daß einerseits
ein seitliches Wegdrücken des Metalls während des Walzens verhindert wird, während
andererseits die Bildung von im wesentlichen parallelen,geraden, sich in Längsrichtung
erstreckenden Metallkornflußlinien sichergestellt wird. Es wurde'kürzlich vorgeschlagen,
die Lebensdauer von Federblättern durch Kugelstrahlen der auf Zug beanspruchten
Oberfläche des Blattes, d.h. der konkaven Seite eines gewölbten Blattes, zu vergrößern,
wie dies in den US-Patentschriften 2.234.850 und
2.249.678
(W.H.Wallaee) beschrieben
ist. Das Kugelstrahlen der auf Zug beanspruchten Oberfläche allein@hat die Wirkung,
daß der Radius des gewölbten Blattes vergrößert wird und $o remamente Kompressionsspannungen
in die Fasen auf der auf Spannung beanspruchten Oberfläche eingebracht werden, welche
darin verbleiben und eine Verkleinerung jeglicher Beanspruchungen bewirken,die auf
eine Belastung hin durch die Belastung angelegt werden, was folglich zu einer längeren
Lebensdauer und größeren Dauerfestigkeit führt.
Mit dem verfahren
gemäß der Erfindung kann die sich ändernde Dicke des Federblattes in sehr engen-Toleranzen
gehalten werden' wodurch eine gleichförmige Spannungs- und Beanspruchungsverteilung
entlang des Federblattes sichergestellt und eine bestimmte Federhärte aufrechterhalten
werden. Für die Erzielung einer zufriedenstellenden Federungsqualität ist
die Gleichförmigkeit der Federhärte von großer Bedeutung, und
nie kann nur
durch Schaffung einer extrem
ge-
nauen Verjüngung erhalten werden. Das Ziel
der Erfindung besteht darin, ein neu-
artiges F®derblatt und 'ein
neuartiges Verfah-
ren für
die Herstellung
dieses Federblattes
zu
schaffen, bei welchem dem
Blatt durch Auswal-
zen der Verjüngung,
im folgenden als Verjüngungswalsen.(taper rollingl bezeichnet,,
eine
torbeetinmte*Form gegeben wird, und
das Blatt
im
Ansehluß
daran einer bestimmten Folge von Opera. tionen des Biegens, Kugelstrahlens und der
Vorverformung unterworfen wird, um es in einen Zustand verbesserter Haltbarkeit
zu bringen. Ein
weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, ein neuartiges
Verfahren für die Herstellung eines Fe-. derblattee
zu schaffen, bei welchem
das Blatt der Reihe nach durch Verjüngungawal$en geformt wird, auf Biegetemperatur
erhitzt wird, mit einer geeteuerten Wölbung oder Biegung versehen wird, in solcher
Weine gebogen wird, daß die Zugepannungsoberfläche beansprucht wird, auf
dieser beanspruchten Oberflä-
che beispielsweise durch Kugelstrahlen gehämmert
wird und dann einem Vorverformungavörgang unter-
zogen wird, während welchem
es in umgekehrter Richtung belastet wird. Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung
wird eine Binzelblattfeder in solcher Weise durch lfal$en verjüngt, da13
swisohen ihren Enden an dem oder zumindest
nahe
bei dem Absattelbefestigungsbereich
ein wesentlich dickerer Absohaitt geschaffen wird, an
den der verjüngte Teil
oder die verjüngten
Teile des Federblattes angrenzen.
Nähere
Einzelheiten ergeben sich aus der folgenden Beschreibung anhand der Zeichnung, die
eine.beispielsweise Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens darstellt. Iter
Zeichnung zeigen: Feg. 1 eine schaubildartige Darstellung des Verfahrensachrittes
der Entfernung von Walzzunder von einem ebenen Stahlfederrohling, Fig. 2 die Darstellung
des Arbeitsschrittes des
Sehlee-
" fens der Oberfläche des Stahlrohlings,
Fig. 3 das Erhitzen des Rohlings, Fig. 4 das uberführen den Stahlrohlinge von dem
Heizofen zu der nächsten Arbeitastaion, Fig. 5 die Behandlung des Rohlinge zur Verhinderung
einer Zünderbildung und Oxydation, Fig. 6 das Überführen des Rohlings von der Behandlungsatation
zur Verhinderung einer Zünderbildung zu der nächeten Arbeiteötation, Fig. 7 eine'
Arbeitsstation, bei welcher an bestimmten Stellen Löcher gestanzt, ausgeschnitten,
gebohrt und anderweitige Bearbeitungen vorgenommen
werden,
Fig.
8 die Überführung des Rohlings von der Station, an welcher an bestimmten Stellen
löcher gestanzt und anderweitige Bearbeitungen vorgenommen werden, zu der nächsten
Station, Fig. 9 die Station zum Walzen der Verjüngung, Fig.10 die Überführung des
verjüngten Blattes
zu der
nächsten Station, Fig.11 die Arbeitestation zur
Entfernung des Grates, Fig.12 die Überführung des verjüngten Blattes
zur
nächsten Station, Fig.13 den Arbeiteschritt
der Prüfung
den Blattee
auf
richtige Verjüngung, Fig.14
die Überführung
den verjüngten
Blatten zur näohnten Arbeitentation, Fig.15 das Erhitzen
der flachen
Baden
den Blattes vor
einer beenformoperation, Fig.16
die Önenformoperation,
Fig.17
die Vberführung des 'Blattes zu der nächsten Arbeitsstation, Fig.18 das Erhitzen
des Blattes für die Biegeoperation, Fig.19 die Biegeoperation, Fig.20 das gebogene
Blatt in dem Temperofen, Fig.21 die Überführung des Blattes zur nächsten Arbeitsate,tion,
Fig.22 eine bevorzugte'vorriehtung zum Zusammenklemmen zweier gespannter Blätter
für das Strahlhämmern, Fig.23 das Strahlhämmern eines Blattes der zusammengeklemmten
Blattanordnung, Fig.24
die Rückführung der Federanordnung der Fig.23 für
einen weiteren lauf durch den Kugelstrahlapparat, Pig.25 das Kugelstrahlen
den anderen Blatte®
der zueammengeklemmten Blsttanordnng
der P!ig.23s -.
Fig.26 den Arbeitsschritt des Auseinandernehmens
der Blattanordnung der Fig.23, Fig.27 die Überführung des Blattes zur nächsten Arbeitsstation,
4
Fig.28 das Belasten und Voreinstellen oder Vorverformen des Blattes, Fig.29
das Aufbringen eines korrosionabeständigen Überzuges auf das Blatt, Fig.30 die schematische
Darstellung einer Einzelblattfederanordnung bei einem Kraftfahrzeug unter Verwendung
einer nach dem erfindungegemäßen Verfahren hergestellten Blattfeder, Fig.31 eine
vergrößerte Seitenansicht eines Satteltragzwisehenabsehnittes des Federblattes und
Fig.32 ein Spannungsverteilungsdiagramm des abgewandelten Mittelabschnittes des
verjüngten Federbl.gttes der Fig.31. Bei der Herstellung eines verjüngten Federblattes
gemäß der Erfindung wird ein Stück eines flachen Stahl-
Stabes
in einem Kugelstrahlapparat od.dgl. angeordnet (Fig.1). Der Kugelstrahlapparat nach
Fig.1 kann Züsen 42 oder irgendwelche anderen Einrichtungen zum Erzeugen des Kugelstrahles
aufweisen, die so angeordnet sind, daß die Kugelstrahlen 44 gegen beide Seiten des
Stahlrohlings 40 gerichtet werden. Mit dem Kugelstrahlapparat der Figo1 wird jeglicher
beim Walzen im Stahlwerk gebildeter Zunder entfernt und der Rohling weiter gereinigt.
Nach Beendigung der Kugelstrahloperation wird in einem nächsten Arbeitsschritt die
Seite 39 des Federrohlings 40 geschliffen, welche bei der fertiggestellten Feder
die auf Zug beanspruchte Seite darstellt. Wie in Fig.2 gezeigt, wird dies mittels
Schleifrädern 46 durchgeführt, aber es können genausogut auch irgendwelche andere
bekannte Schleifeinrichtungen verwendet werden. Durch die Schleifoperation gemäß
Fig.2 wird die auf Spannung beanspruchte Seite den Federstahlrohlings 40 vorbereitet,
indem jegliche Oberflächenunebenheiten beseitigt werden, bevor die nachfolgenden
Bearbeitungsoperationen zur Anwendung kommen. Der Rohling 40 wird dann in diesem
Beispiel auf eine Temperatur von 1.200oF-bis 2.250eF erhitzt (Fig.3). Praktisch
kann dieses Erhitzen auf wirtschaftliche
Weise durch Induktionsheizung
mit einem allmählichen Temperaturanstieg gegen die Enden des Stabes abhängig von
dem Grad des Heißwalzens' erzielt werden, welches bei der Verjüngungsoperation zur
Durchführung gelangt. Dies hat den Zweck, das Wachsen des Kornes in Bereichen zu
vermindern, in denen beider Walzoperation eine nur kleine.Heißbearbeitung stattfindet,
und kann durch eine spezielle Auslegung der Induktionsheizvorrichtung erzielt werden.
Unmittelbar im Anschluß daran wird der Rohling 40 in eine Behandlungskammer überführt
(Fig.4), in welcher eine Behandlung zur Verhinderung einer Zunderbildung und Oxydation
durchgeführt wird (Fig.5). Bei dieser Behandlung kann es sich um eine lithiumbehandlung
oder irgend eine andere bewährte Behandlung handeln, um die Oberfläche des Stahlstabes
mit einem Überzug zu versehen, der eine Oxydation und Zunderbildung verhindert und
in manchen Fällen auch als Schmiermittel für die nachfolgende Walzoperation dienen
kann. Der soweit auf seiner auf Zug beanspruchten Seite gereinigte und geschliffene
heisse Rohling 40 wird dann durch einen Förderer (Fig.6) einer Arbeitsstation zugeführt,
in welcher Fixier- oder Verankerungebolzenlöcher gestanzt
oder
gebohrt werden
(Fig.?). Bei der Herstellung mancher Einzelfederblätter
können
Fixier- oder Verankerungsbolzenlöcher dadurch vermieden werden, daß eine oder mehrere
Vertiefungen vorzugsweise auf der neutralen Achse oder auf der auf Druck beanspruchten
Seite zum Fixieren und Zentrieren des Blattes geschaffen werden. Nach Bildung der
Verankerungs- und Fixiereinrichtungen wird der Rohling 40 zu einer Naschinn übeiMhrt
(Fig.®), in welcher er durch Walzen seine verjüngte Form erhält (Fig.9). Bei verjüngten
Blattfedern muß die Feder so bemessen sein, daß die Betriebebeanspruehungen über
die hänge
des Blattes gleichmäßig verteilt sind. Das Blatt muß mit anderen
Worten eine sich ändernde Dicke oder eine eich ändernde Breite oder beiden haben.
Zur Er--. leiehterung der Herstellung und Verminderung der Kosten und aus anderen
Gründen-wird es bei der Erfindung vorgezogen, ein Rederblatt "herzustellen, bei
Welchem sich lediglich die Dicke ändert. Die verjUgung eratreekt sieh vorzugsweise
von einer Stelle maximaler Dicke
am oder nahe beim Aohemontage-.oder Sattelteil
gegen eine Stelle kleinster Dicke an.
oder ,nahe
dem
Ende oder
den Enden. Das Blattende selbst kann für
die Bildung der Befestigws.gedsen
oder Augen eine konstante Dicke haben.
Zur Erzielung dieses Ergebnisses
wird der Rohling 40 vorzugsweise gemäß dem Verfahren und mittels des Apparates durch
Walzen verjüngt, welche in der gleichzeitig schwebenden Anmeldung R 29 004 Ib/7f,eingereieht
am 2. November 1960, mit dem Titel #'Verfahren und Vorrichtung für das Verjüngen
von Blattfedern durch Walzen", beschrieben sind und beansprucht werden. Nähere Einzelheiten
können dieser Anmeldung entnommen werden. In Fig.9 sind dieses Verfahren und
dieser Apparat lediglich soweit schematisch dargestellt, wie es zum Verständnis
der vorliegenden.Erfindung notwendig erscheint. Um eine Einzelblattfeder herzustellen,
die über einen passenden Durohbiegungsbereich zufriedenstellende Federungequalitäten
besitzt,. mu13 die sich ändernde Dikke der Feder entlang der Verjüngung sehr genau
eingehalten werden, wobei eine Gesamtabweichung von 0,010" von der theoretischen
Dicke gerade gut und eine solehe von 0,005" wesentlich besser ist. Aus diesem Grun-»
de muß die Oberfläche 39 der auf Spannung beanspruchten Seite des zu verjüngenden
Rohlings 40 im wesentliehen frei von die Beanspruchung erhöhenden Oberflächenfehlern
sein, und sie muß in diesem Zustand gehalten werden, wenn die Formwalze über sie
hinwegläuft.
Der heiße Rohling wird.. in einem Gesenk 52 auf einem
Tisch 54 der Maschine angeordnet. Dann wird eine Formwalze 56, die um eine zu .der
Längsachse des Rohlings 40 querverlaufende Achse drehbar montiert ist, von dem Mittelteil
des Rohlings aus in Iängsriehtung über diesen hinweggeführt, und zwar erst gegen
das eine und dann gegen das andere Ende, wobei sie in manchen Fällen an den äußersten
Enden einen Teil gleichmäßiger Dicke schafft, der für die Bildung der Augen oder
Ösen verwendet wird. Wenn nur eine einzige Walze 56 verwendet wird, wie dies in
der i'raxis der Fall sein kann, so wird die Verjüngung zunächst auf der einen Hälfte
des Rohlings 40 gebildet, woraufhin der Rohling 40 unter Vertauschung der Enden
gewendet wird und dann dessen gradere Hälfte verjüngt wird. Bei Verwendung zweier
getrennter Walzen braucht der Rohling nicht gewendet zu werden. Die Walze 56 wird
mittels einer Kurvenbahn 58 gegen den Rohling 40 gepreßt, welche über dem Gesenk
52 für eine Bewegung in Längsrichtung des Rohlings 40 aufgehängt ist. Wenn sich
die Kurvenbahn 58 bei Betrachtung der Fig.9 nach rechts bewegt, drückt sie die Walze
56 gegen den Rohling 40, der gegen eine Bewegung gesichert ist. Die Walze 56 rollt
dabei infolge der Reibungsberührung zwischen der Walze 56 und dem Rohling 40 und
zwischen der Kurvenbahn 58 und gurvenbahnfolgerollen (nicht gezeigt), die mit der
Formwalze 56 aus einem Stück bestehen und sich an jedem Ende von dieser befinden,
über die Oberfläche
des Rohlings 40. Für die Aufrechterhaltung
der Genauigkeit der Verjüngung ist es sehr wichtig, dags kein Zunder oder anderweitige
Verunreinigungen zwisehen die miteinander in°Berührung stehenden Flächen der Walze
56 und des Rohlings 40 oder der Kurvenbahn 58 und der Kurvenbahnfolgerollen gelingen.
Die Kurvenbahn 58 hat eine solche Kontur, daß die mit ihr in Berührung stehende
und von ihr vorwärtsbewegte Walze 56 dem Rohling 40 eine schräge Oberfläche 39'
aufprägt, wenn sie über diesen hinwegrollt. In manchen Fällen kann es vorteilhaft
sein, das Gesenko 52 mit einem sich in Längsrichtung erstreckenden Hohlraum auszustatten,
der so ausgebildet ist, daß er eine Ausbreitung des Metallas seitlich auf die Seiten
wirksam verhindert. Für Federblätter, die hohen Betriebsbeanspruchungen ausgesetzt
sind, kann es zweckmäßig
Bein, das Federblatt nach dem Arbeitsschritt
den Auswalzens
der Vor-
jüngung
wieder zu schleifen, damit mögliche
Oberflä-
ohenungenauigkeiten
und Fehler beseitigt werden, die durch
die Operation des Auswalzens
der Verjüngung verursacht
wurden.
Das laben beschriebene Verfahren
der Herstellung
der Verjüngung
durch Walzen v
erbessert in
hohem Wo die Faserstruktur des Metallas,
da ein verjüngter Pederrohling hergestellt wird,
der im
wesentlichen
gleichf
®rmigefl @,rallelve@°l.u#h ^deq im wesentlichen gerade,
eich in wlängsrichtung e2otreckende lietallkornflußli® nien aufweist. Nach dem Arbeitssehritt
der Herstellung der VerjÜnng durch Wallen stellt das nuehr verjüngte und ggf. ®
pdt fi 2ier- un#2 ont@iereiichtu%en euogestat® tote Blatt 4® ein teilweise fertigfies
telltes Peder-Blatt Von der bei
60 in P °l g. 1® geneigten Peru, dar. WQnnfl
wie oben angegeben y ein die Seite. begrenzen®
i:@53_?@e Ursache in dehl Amapreso= en voll Metall swischen #2e@L Kanten der Walze
56 uncil, den @eite@z@.e. de-)o Ged
Blatt 6® wird deiner @e°@igu@rfStati®n 511-Geführt (Pi g. °i 2 imd Figß 1 3) Q zc®
die Kontur der Vor® jüngLmg beispieloeieise mittels genauer elel-,trckiicGher @ic?@eee.nr.chtugc@n
64 ®der mittel s irgend® welcher anderer bekannter Meßeinrichtungen geprüft wird.
Wie oben erläut ert, ist das Aufrechterhalten genauer Dickeabmaße während des Verjingenc
von gr®ßte$ Bedeutung®
Wenn nach dem Prüfen Federaugen oder Ösen
gebildet werden sollen, dann wird jedes der brauchbaren Federblätter 60 einem mit
einem Durchführförderer arbeitenden Doppelofen zugeführt (Fig.14 und Fig.1s), welcher
zwei auf jeder Seite des Förderers
fertiggestellte Federblatt 60 wird von der Seite her zwischen die Öfen 66 eingeführt,
welche die Eindberei.ehe 65 des halbfertiggestellten Blattes 60, die in diesem Falle
vorzugsweise eine gleichmäßige Dicke
aufweinen, für die nachfolgende Operation
der Heissformung der Ösen oder Augen erhitzen. Die Öfen 66 können w n irgendeiner
bekannten Art sein, wobei sie zur Erzielung einer großen Hitze vorzugsweise gasbeheizt
sind. Unmittelbar im Anschluß däran werden die Endteile 65 des halbfertiggestellten
Federblattes 60, wie in Fig.16 dargestellt, gleichzeitig 7#1 Befestigungsösen oder
Augen 68 umgebogen. Diese Operation wird mittels irgendeiner bekannter.., automatischen,
beide Enden bearbeiter,#en, drei Umlenkrollen aufweisenden Maschine oder
einer äquivalenten Einrichtung durchgeführt, wobei lediglich die Formrollen in Fig.16
bei 70 angedeutet sind. Im Anschluß an die Herstellung der Augen wird das halbfertiggestellte
Federblatt 60 einem Heizofen zugeführt (Fig.17 und Fig.18), wo es vorbereitend für
die nachfolgende Operation der Heretellung, der Biegung oder Wölbung auf austenitisie-
bung wird dadurch hergestellte daß das so erhitzte Federblatt zeschen gekrü:@e@@
komplementären, oberen und unteren Formwerkzeugblöcken 72 und 74 (Fig. 19) angeordnet
und eingeklemmt wird. Die Blöcke 72 und 74 sind bezüglich der erwünschten Krümmung
des fertigen Federblattes so geformte da,B Änderungen der Höhe und der Wölbung während
des nachfolgenden Kugelstrahlens und der nachfolgenden Vcoxverformurcsoperation,
die später noch beschrioban werden, zulässig sind. Die gesamte aus den Formblöcken
72,74 und der dazwischengeklemmten Blatt2Qder 6® bG2°@ehende Anordnung wird zum
Abschrecken des heissen Federblattes über einen Zeitraum in. Öl eingetaucht,
zu erhalten, während das halbfertiggestellte Federblatt 60 zwecks Verhinderung einer
Verformung unter hohem Druck zwischen den Formblöcken gehalten wird® Dadurch wird
ein geformtes, gewölbtes Federblatt hergestellt,- das einen sehr hohen :Prozentanteil
an martensi tischer Struktur aufweist, d.h. einer Struktur, die bei Federmaterialien
hoher Qualität sehr erwünscht iat.
Naoh
dem Entfernen aua
dem Abschreckäl wird das halbfertiggestellte Federblatt 60 von den Formblöoken 72
und 74 freigegeben und in üblicher
Weine in einem mit einem Durehführförderer
arbeitenden Temperofen 76 getempert (Fig.20),damit Spannungen, die während der Formoperation
und der Absehreckoperation in die Feder einge-
bracht wurden, beseitigt werden.
Im Anschluß an das Tempern wird die gewölbte Blattfeder 60 dann einer Montagemaschine
78 zugeführt (Fig.21 und Fig.22), damit sie gespannt und für die nachfolgende Kugelstrahloperation
montiert wird.Bei der Erfindung wird die ncrmalerweise auf Spannung
gelgestrahlt, während dieses in eine nahezu gestreckte, flache Stellung belastet
ist. Die Erfindung umfaßt ein neuartiges Verfahren und eine neuartige Vorrichtung
zum Kugelstrahlen von unter Span-
säiematisch in den Fig.22-26 dargestellt. Da.- neuartige Verfahren besteht kurz
zusammengefaßt crin,daß zwei gewölbte Federblätter 60 und 60a so zuaammengespannt
werden, daß ihre konvexen Seiten Rücken an Rükken aneinander anliegen, und daß diese
Federblätter auf
einem Förderer angeordnet werden, der den Äugel-Btrahlapparat
durchl:t9ft. Die Federblätter 6(3 und 60a werden, wie gesagte, so zusammengespannt,
dass ihre Rück- oder konvexen Seiten an einander anliegen, so daß die auf Spannung
beanspruchten Oberflächen freiliegeno Die Blätter" die in diesem F.11 e` mit Befestigungsauen
ausgestattet sind, werden dadurch in der beschriebenen Weise zusammengespannt, daß
die einander benachbarten: Augen an einem Ende der Blätter mittels einer U-fürmigen
.anmäer zusammengeklemmt werden und diese zu--
unsgestattet ist, welcher, wie durch den :'feil in Figa2S angedeutet, die so verbundenen
Blätter in eine Mulse od.dgl. zurückzeht, wodurch die Blätter in eine im: wesentlichen
flache Stellung belastet werden. Daten werden die anderef Enden der Federblätter
60 und 60a durch eine weitere 'U-förmige Klammer in ähnlicher Weise zusammengeklemmt.
Im AAnschluß daran wird die Federblattanordnun$ 60960a in solcher Weise auf einmeinen
Teil des Kugeletrahlappgrätes bildenden Förderer angeordnet, daß die auf Spannung
beanspruchten Ober-fläehen beider Federn einer Kugelstrahlung unterzogen werden:
Der
Kugelstrahlapparat kann von gewöhnlicher Hauart sein und ein oder mehrere Schrot-
oder Kugelschleuderräder aufweisen, von denen in Fig.23 bei 80 und 82 zwei gezeigt
sind. Diese Schleuderräder können unter einem Winkel zur Vertikalen eingestellt
sein, so dqtß die an die auf Spannung beanspruchten flächen angrenzenden Kanten
ebenfalls kugelgestrahlt werden. Nach Beendigung des Kugelstrahlens beider
Federblätter wird die Federblatt--anordnung mittels einer Maschine 78 oder
einer ähnlichen Maschine 84 (6g.26) auseinandergenommen, welche genau umgekehrt
wie die Maschine 78 arbeitet. D.h., daß ,die Anordnung in
der Maschine angeordnet
und die vordere U-förmige Klammer entfernt wird, woraufhin die Maschine dann die
Blätter aus der Hülse herausstößt, wobei die
Blätter augenblicklich ihre
gewölbte Form annehmen. Infolge
des Ilugeletrahlens ist die Höhe der Wölbung
nunmehr allerdings kleiner. Dann kann die hintere Klammer
leicht entfernt
werden.
Es sei nochmals erwähnt, daß das Kugelstrahlen beim
vorliegenden
Verfahren nicht notwendig auf die hier beschriebene und in der Zeichnung gezeigte
Operation und
den hier beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten besonderen
Apparat beschränkt ist. So können beispielsweise die gewölbten Federblätter durch
andere dem Fachmann bekannte Einrichtungen
in einer im wesentlichen
flachen Stellung gehalten werden. Die Kugel- oder Sahrotschleuderräder können durch
Duftdüsen ersetzt.werden,und sie können auch so angeordnet werdenf daß in ähnlicher
Weise wie bei der Anordnung nach Fig.1 gleichzeitig die auf Spannun, beanspruchten
Oberflächen beider Blätter kugelgestrahlt werden. Das nahezu fertiggestellte Einzelf
ederblatt 86 wird dann vorzugsweise einer Vorverformtngs-oder Vorbiegevorrichtung
zugeführt (Fig.27 und Fig.28),welche einen starren Block 88 mit einer gekrümmten
Oberfläche aufweisen kann, über welche die Blattfeder 86 in der Richtung, in welcher
die last während des Betriebes auf sie einwirkt, mittels Schubstangen 90 oder irgendeiner
anderen Einrichtung in einem Maß durchgebogen wird, welches die maximale Nenndurehbiegung
während des Betriebes und die Blastizitätsgrenze des Materiales überschreitet. Durch
diese Vorverformungs- und Vorbiegeoperation wird das Blatt 86 aus seiner unbelasteten
Farm heraus über eine flache Form in die in Fig.28 gezeigte, umgekehrt gebogene
Form durchgebogen. Die Vorverfor-!mungs- ndär Vorbiegeoperation gestattet eine Wiedereinstellung
der normalen Wölbungshöhe und verringert die Möglichkeit,-daß das Federblatt während
den
Betriebes eine bleibende Verformung erfährt, aber die hat in der Hauptsache den
Zweck, zusätzliche remanente Spannungen in das Blatt einzubringen,welche Beanspruchungen,
denen das Federblatt beim praktischen
Betrieb ausgesetzt wird, wirksam entgegenwirken.
Wenn das Federblatt von der Vorbiegevorrichtung freigegeben
wird, nimmt es
wieder seine gegebene, in den Fig.19 und 20 dargestellte Wölbung an. Naoh diesem
Arbeitsschritt kann das fertiggestellte Federblatt 86 mit@einem karrosions- und
zunderbestäadigen
Überzug versehen werden, wie dies in Fig.29
dargestellt
ist, in welcher das Federblatt 86 in. eine in
einem Behälter 94 befindliche
Überzugsflüssigkeit 92 eingetaucht gezeigt ist.
Die gig.30 zeigt schematisch
ein Beispiel einer mögliehen Montage der erfindungsgemäßen Ein.zelblattfeder bei
einer Verwendung an der Hinterachse eines Kraftfahrzeuges. Ep ist für den Fachmann
offensiehtlieh, daß eine Vielzahl anderer praktischer Anwendungen möglich ist. Die
folgenden Ausführungen beziehen sich auf die Fig. 31 und 32.
Es wurde gefunden,
daß es in vielen fällen vorteilhaft ist, an dem Teil der Feder, welcher an
der Achse befestigt wird, einen Abschnitt
vorzusehen,
der
so dick wie vernünftigerweise möglich ausgeführt ist. Die meisten der früheren Federbrüche
und Fehler fanden an dem kritischen Bereich 87 (6g.31) statt, wo die Feder 86 mittels
U-Bolzen 102 an der Achse
100
festgeklemmt ist, wie dies in Fig.30 dargestellt
ist, was seine Ursache in der reiburige=- und beanspruchungsbedingten Korrosion
in diesem. Bereich hat. Um diesen speziellen Nachteil zu überwinden, wird mittels
des im Vorhergehenden beschriebenen Verfahrens und dadurch, daß für die Walzmaschine
der Fig.5 komplementär geformte Kurvenbahnen vorgesehen werden, das Feder-Blatt
in solcher Weise durch Walzen verjüngt, daß an dem Achsbefestigungsteil 87 der Feder
86 ein Abschnitt vergrößerter Dicke geschaffen wird mit dem Ziel, die Beanspruchungen
in diesem Bereich beträchtlich zu verkleinere. Dies wurde, wie eine Betrachtung
des Diagramms der Fig.32 ergibt, 3.n welchem die Umrißpropertionen des Blattes übertrieben
dargestellt sind, sehr wirkungsvoll erreichten Das Beanspruchungsdiagramm der Fig.32
stellt drei verechiedene Beispiele dar, welche mit Nr. 1, Nr. 2 und Nr. 3 bezeichnet
sind. Bei dem Diagramm'ist unten die Zange der sich von einer Nullinie aus erstreckenden
Federhälften in Zoll angegeben. Die Nullinie geht durch die Mitte des Befestigungsteiles
871 hindurch.
Die Dicke der Feder ist linke in Zoll angegeben,
und die Beanspruchung in Pfund/Quadratzoll findet sich an der rechten Seite des
Diagrammee. Die Kurve "a" entspricht dem Beispiel Nr. 1, die Kurve "b* dem Beispiel
Nr. 2 und die Kurve 'toll dem Beispiel Nr. 3. Die Linie 'tde gibt den verjüngten
Umriß der Feder an@und die darunter befindliche Kurve deutet den wahren parabolischen
Umriß an, welcher durch den verjüngten Teil der Feder eng angenähert wird. Dem Diagramm
ist zu entnehmen, daß ein gewühnlioheai verjüngtes Federblatt (Nr. 1 und Kurve Hall)
beispielsweise eine Dicke von 0,51$" am Achszentrum und von etwa 0.25011 am Federauge
hatte.Diese gewöhnliche Konstruktion ergab bei einer speziellen Nennlast eine Beanspruchung
von 112.000 baw.
119.000 Pfund/Quadratzoll beiderseits der Nittellinie "o"
an diesem besonderen Achg'oefestigungebereich. Durch Vergrößerung der Dicke
den Zentrums auf 0,566" (Nr. 2 und Kurve ttbt') würde
die Beanspruchung
bei der gleichen. Last
auf 93.000
bzw. auf 95.000 Pfund/Quadratzoll
her-
abgesetzt. Bine
weitere Vergrößerung der Dicke an
diesen
Bereich auf 0,ö4#" (Nr. 3 und Kurve Matt) führte zu
einer weiteren Verkleinerung
der Beranspruchung
bei gleichbleibender Last auf
72.000
0 bzw. 74.p0® Pfund/Quadratzoll. Eine genügende weitere Vergrößerung der Dicke macht
diesen Abschnitt durch eine entsprechende hinreichende Senkung der Beanspruchung
an diesem Punkt unbeweglich. Die vergrösserte Dicke am .Achä:afestigungsteil kann
durch eine kleine Änderung der Verjüngung an: dem Federblatt erzielt werden, und
es ist weiterhin ersichtlich, daß der ümriß durch die Vergrößerung der Dicke an
diesem Bereich plötzlich von dem sonst im .,teeentlichen parabolischen LTmriß der
verjüngten Teile des Blattes abweicht, wie dies in dem Diagramm. der Fig.32 in übertriebenen
Proportionen dargestellt ist. Somit kann mittels des erfindungsgemäßen Verfahrene
und der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung der Blattfeder eine merkliche
Verkleinerung der Beanspruchung im Xederabschnitt am Befestigungsbereich erzielt
werden. Die im vorhergehenden besehriebene Erfindung schafft ein neuartiges, schrittweises
Vetfahren zur Herstellung verjüngter Einzelblattfedern in Porm von Gliedern konstanter
Beanspruchung mit einer größeren Dauerfestigkeit rund Haltbarkeit gegenüber den
bisherigen verjüngten Federblättern. Bestimmte Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens
können für bestimmte Verwendungszwecke der Feder
weggelassen werden,
wie zoB. das Kugelstru:llen, Schleifen, Herstellen der Augen, Bohren des Mittelloches,
Entgraten usw., ohne daß die Qualität oder die Metalletruktur des Federblattes in
irgendeiner Weise beeinträchtigt werden