DE1627780A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Blattfedern - Google Patents

Description

Dipl.-Ing. Egon Prinz * _Q ' Dr. Gertrud Hauser ^a00° Manchen 60, * ^Ä Dipl.-Ing. Gottfried Leiser Em.berg.r.tra... η Patentanwälte Telegramme: Labyrinth München

S!^Oö¹⁵¹⁰ EOGEV/EIL-SOIAEDARD CORPORATION

300 Sixth Avenue ' Pittsburg, Pennsylvania / V«St.

Unser Zeichen; R 698

Verfahren "und Vorrichtung zur Herstellung von Blattfedern

Die Erfindung betrifft hauptsächlich die Herstellung von sich konisch verjüngenden Blattfedern für !Fahrzeugaufhängungen und insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zur schnellen -wirtschaftlichen Herstellung von Bohlingen für derartige Blattfedern und dergleichen aus einem Stabmaterial« Bestimmte Aspekte der Erfindung sind ebenfalls bei der Herstellung von sich konisch verjüngenden Stäben oder Stangen für andere Zwecke -wie beispielsweise für Hubgabelzinken und dergleichen verwendbar.

Es wurden konisch sich verjüngende Blattfedern hergestellt, bei denen sich der konisch verlaufende Teil von beiden Enden der Blattfedern bis zu einem dickeren Mittelabschnitt der Blattfedern erstreckt, welcher fest in einem ledersitz eingespannt werden kann«, lange konisch sich verjüngende Blattfedern dieser Bauart werden gegenwärtig mit Vorteil als Einzelblattfederaufhängungen in Personenkraftwagen

kraftwagen und in Anhängern verwendet-und diese Blattfedern v/erden in Baugruppen von zwei bis zu vier Federn in sonoreren Arbeitsfahrzeugen, wie "beispielsweise Traktoren und Lastkraftwagen verwendete Besonders große, lange, einzelne, konisch sich verjüngende Blattfedern werden ebenfalls als Fahrzeugaufhängungen bei sehr schweren Lastkraftwagen verwendet, wie beispielsweise bei schweren Transportfahrzeugen, bei Straßenbaufahrzeugen und dergleichen, und diese Blattfedern ersetzen die teueren und schwereren Blattfedersätze, die üblicherweise aus wenigstens zwölf oder mehr Federn bestehen, die miteinander verspannt sind, um eine Einheit zu bilden. Diese konisch sich verjüngenden Blattfedern wurden hauptsächlich mittels Verfahren hergestellt, die das Konischwalzen in einer komplizierten Maschine umfassen, wie sie beispielsweise in der US-Patentschrift 3 145 beschrieben ist_e

Es ist außerordentlich schwierig und kostspielig, für schwere Belastungen geeignete, konisch sich verjüngende Blattfedern mit einer derartigen Walzvorrichtung herzustellen und zwar wegen der Größe und wegen des Gewichtes der Blattfedern und wegen der Metallmenge, die abgewalzt werden muß, um die gewünschte, konisch sich verjüngende Form zu erzielen«

Es ist ein Hauptziel der Erfindung, eine für schwere Lasten geeignete konisch sich verjüngende Blattfeder

009643/0634

zu

zu schaffen, die durch ein neues Verfahren und in einer neuen Vorrichtung direkt aus einem Stangenmaterial in •wirtschaftlicher Weise und in größeren Mengen als "bisher möglich hergestellt werden kann, wobei hierdurch die Verwendung der teueren Vorrichtung zum Konischwalzen ausgeschaltet wird.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten, konisch sich verjüngenden Blattfedern haften die gleiche

■utJ> Qualität und die gleiche lebensdauer ialäi/die bisherigen gewalzten, konisch sich verjüngenden Blattfedern,, nachdem die Blattfedern "behandelt werden und zwar im Anschluß an einen konischen Schneidvorgang, wie er in der USA-Patentschrift 3 238 072 "beschrieben wird, wobei durch das erfindungsgemäße Verfahren eine größere Anzahl von Blattfedern.mit geringeren Kosten hergestellt werden kann_c

Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, ein neues Verfahren und eine neue Vorrichtung zur Herstellung langer sich verjüngender Blattfedern oder dergleichen zu schaffen, wobei die Blattfedern aus einer vorbereiteten Metallstange durch ein Flammenschneidverfahren herausgeschnitten werden. Gemäß diesem Verfahren und entsprechend der Vorrichtung wird die Schneidbrennerdüse vorzugsweise beispielsweise mittels einer Schablone oder Lehre längs einer Bahn geführt, um."aufeinanderfolgend, entgegengesetzt konisch verlaufende Blattfederrohlinge aus dem

009843/0634 S tangenmat erial

Stangenmäterial herauszusehneiden, um den Metallabfall zu vermindern« Nach dem Herausschneiden werden die Zuschnitte auf allen vier Seiten kugelgestrahlt, um Grate zu entfernen und geschliffen, um Oberfläohenverunreinigungen zu entfernen, und dann werden die Rohlinge wärmebehandelt und wenigstens auf einer Seite, die im Betrieb der Blattfeder.die Zugfeder wird, kugelgehämmert und zwar in ähnlicher Weise wie die -konisch gewalzten Roh-* linge_e '-....--■

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist in der Schaffung ■ einer geeigneten erhitzten Metallstange von entsprechender. Breite und Dicke zu sehen, wobei diese Stange auf eine Kante gelegt, wird, und wobei aus dieser Stange mittels eines Schneidbrennverfahrens sich verjüngende Rohlinge von vorbestimmter Form und Größe dadurch herausgeschnitten werden, daß mittels, einer Schablone oder Lehre eine Schneidbrennerdüse längs eines Zick-Zack-förmigen Weges in Längsrichtung des Stangenmaterials geführt wird.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer konisch sich verjüngenden Blattfeder, die direkt aus einem Stangenmaterial durch ein Schneidbrennverfahren herausgeschnitten ist,, wobei eine minimale Menge an Abfall entsteht, da im wesentlichen das gesamte Material des Stangen- oder Stabmaterials verwendet wird, wobei lediglich ein geringer Abfall"an jedem Ende des Stangenmäterials entsteht und Iaein Abfall zwischen benachbar-. 0 0984 3/0634

'-■-'■■■^: ' " ' ■ ten

ten Rohlingen, die aus dem Stab- oder Stangenmaterial herausgeschnitten werden«

Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, ein neues Schneidbrennverfahren zum Herausschneiden von konisch sich verjüngenden Blattfedern aus einem Stangenmaterial zu schaffen, wobei eine Schneidbrennerdüse längs eines vorbestimmten Weges mittels einer Schablone oder Lehre geführt wird, welche die Schneidbrennerdüse längs des Stabmaterials in einer Bahn führt und zwar derart, daß eine Reihe von entgegengesetzt geneigten, diagonalen Schnitten die gegenüberliegenden Oberflächen des Stangenmaterials schneiden und wobei ;jeder nächste Schnitt an einer Stelle beginnt, die längs des Stabmaterials in einem vorbestimmten Abstand von der Austrittsstelle des vorhergehenden Diagonalschnittes liegt, damit jeder Blattfederrohling einen dicken mittleren Bereich von maximaler Dicke aufweist₀

Weitere Ziele und Merkmale und Torteile der Erfindung sollen in der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeiohnung erläutert werden. Es zeigen:

Fig· 1 eine perspektivische Ansicht, die eine Länge einer Metallstange zeigt, aus der Blattfedern herausgeschnitten werden sollen,

]?ig# 2 eine perspektivische Ansicht der in Fig. 1 dargestellten Metallstange, wobei die Sohneidlinien

001043/0134 aohematiaoh

schematisch dargestellt sind, um die Form, Größe und die gewünschte Anzahl von Blattfedern einer speziellen Form anzuzeigen, die aus der Stange herausgeschnitten werden sollen,

Fig. 3 eine perspektivische vergrößerte Ansicht eines Blattfederrohlings, der aus der in den Fig» 1 und 2 dargestellten Stange herausgeschnitten ist,

Fig. 4- eine Seitenansicht'des Stab- oder Stangenmaterials, wobei schematisch der Schneidvorgang dargestellt ist., der an dem in Fig. 1 dargestellten Stangen— material ausgeführt wird, wobei die geführte Bewegung der Schneidflamme dargestellt ist, durch die Blattfederrohlinge der in Figo 3 dargestellten Art erzeugt werden können, wobei ein minimaler Abfall entsteht,

Fig. 5 eine vergrößerte perspektivische Ansicht,· die den Schneidweg zeigt, der am vorderen Ende des Stangenmaterials beginnt,

Fig, 6 eine Draufsicht, die schematisch eine Ausführungsf orm einer Vorrichtung zur Handhabung des Stangenmaterials und zur Durchführung des Schneidbrennvorganges darstellt,

Fig. 7 eine Seitenansicht, welche den Flammschnittweg an einem Stangenmaterial zeigt, um konisch verlaufende Stangen von anderer Form herauszuschneiden,

009643/0834

Fig«, 8 eine Darstellung einer anderen Ausführungsform eines Flainmenschneid Verfahrens für eine Feder,

Mg. 9 eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung von-konisch' verlaufenden Stangen oder Stäben,

10 ein Endprodukt, welches aus einer Stange hergestellt ist, die, wie in Pig. 9 dargestellt, zugeschnitten -wurde und

11a bis 11m eine schmatisehe-Darstellung der aufein-■ ander folgenden Bear>eitungsschritte, wobei das erfindungsgemäße "Verfahren verwendet werden kann, Blattfedern herzustellen.

in Pig« 1 ist eine länge eines Stangenmaterials 10 mit rechteckigem Querschnitt dargestellt. Aus diesem Stangenmaterial 10 sollen die konisch sich verjüngenden Blattfederrohlinge 12 herausgeschnitten werden, die in den Pig. 2 und 3 dargestellt sind. Die dargestellte Breite ¥ entspricht der gewünschten konstanten Breite der fertigen. 31at tf -ed er > und die dargestellte Dicke "T" ,entspricht der -maximal gewünschten Dicke der.fertigen Blattfeder im mittleren Federsitzbereich. Das Stangenmat.erial 10 weist parallele obere und untere Seiten 13 und 16 auf und die anderen beiden Seitenwandungen 17 und 19 sind ebenfalls parallel. Das Material der Stange oder des Stabes ist ein aufigewählter Federstahl, der vorzugsweise vakuum-

0 0984 3/0634 entgast

entgast sein kann', damit dieser Stahl ein Minimum an nichtmetallischen Einschlüssen enthält» Diese Einschlüsse könnten sonst Ausgangspunkte für Spannungen sein, wenn diese Einschlüsse durch den S ohneid "brenner herausgebrannt werden, und die dadurch entstehenden Stellen hat-, ten einen nachteiligen Einfluß auf die Spannungseigenschaften der fertigen Blattfeder*

Die Pig. 2 zeigt das Muater, mit welchem die Blattfederrohlinge 12 vorzugsweise aus einer Länge des Stangenmaterials herausgeschnitten werden, welches die Breite "W" 'und die Dicke "T" hat,Aie einzelnen Rohlinge werden im wesentlichen durch ähnliche, entgegengesetzte geneigte diagonale Schnitte durch das Stangenmaterial hindurch hergestellt, wodurch im wesentlichen gleiche Hohlinge hergestellt werden und wobei jeder Rohling umgekehrt zu den unmittelbar davor liegenden Rohling im Stangenmaterial angeordnet ist. Vie Pig. 3 zeigt, ist jeder Rohling 12 cbrart herausgeschnitten, daß dieser Rohling die volle konstante .Breite des Stangenmaterials aufweist, wobei eine flache Seite 22 einen Abschnitt der Seite -des ur~ sprüngliohen Stangenmaterials entspricht und wobei dieser Rohling konisch sich verjüngende Endabschnitte 16 und 18 aufweist, die nach oben zu einem dickeren Mittelabschnitt 14 hin geneigt sind, der die ursprüngliche Dicke des Stangenmaterials .aufweist.

Dadurch, daß genau die Länge des Stangenmaterials ausge-

009-843/0634 wählt

wählt wird, kann eine gewünschte Anzahl von Rohlingen aus dem Stangenmaterial heraus ge schnitt en werden, wobei lediglich zwei Endstücke als Abfall anfallen. Dadurch ergibt sich eine maximale Ausnutzung des teueren Materials. Das Stangenmaterial sollte eine derartige Länge haben, daß es noch in praktischer Weise gehandhabt werden kann, und es wurde gefunden, daß es zweckmäßig ist, das Stangenmaterial so auszuwählen, daß es etwa 25 bis 25 Fuß lang ist, wobei 5 bis 7 Blattfedern für schwere Belastungen hergestellt werden können*

Der in 3Tig_e 3 dargestellte Blattfedernrohling 12 weist entgegengesetzt geneigte flache Oberflächen 16 und 18 auf, welche die Seiten 17 und. 19 unter rechten Winkeln schneiden und die sich vom Mittelabschnitt 14 mit maximaler Dicke aus zu den beiden Enden 20 und 22 hin derart erstrecken, daß ein Rohling mit allmählich abnehmender Dicke um diesen Hittelabschnitt zu den Enden hin geschaffen wirdβ Eine flache gerade Oberfläche 25 ist auf der nichtkonischen Seite des Rohlings vorhanden und die Oberfläche des Mittelabschnittes 14 zwischen'den konisch verlaufenden Enden ist die Originaloberfläche des Stabmaterials, aus dem der Rohling herausgeschnitten ist. Die konisch verlaufenden Oberflächen 16 und und die Enden 20 und 22 werden durch einen geführten Schneidbrennvorgang erzeugt, der noch beschrieben werden soll.

Dia

008843/0634 ~

Die Dicke des Mittelabschnittes I4 wird durch die Wahl des Stangenmaterials bestimmt und zwar entsprechend der geforderten Abmessungen der Blattfeder. Der Vorteil des Abschnitts 14 mit maximaler Dicke ist darin zu sehen, • daß hier die Metalldicke in dem Bereich erhöht ist, der starr am Federsitz eingespannt wird, wodurch eine Verbiegung dieses Teiles der Blattfeder herabgesetzt wird und wodurch das relative Moment zwischen der Feder und den Halterungen an der Achse herabgesetzt wird. Deshalb werden im Betrieb auftretende Spannungen in diesem Bereich in ganz erheblichem Maße vermindert, wodurch die Federungseigenschaften verbessert werden.

Mg, 4 zeigt schematisoh, wie acht gleiche Federrohlinge aus einer einzelnen Länge eines Stangenmaterials 10 dadurch herausgeschnitten werden können, daß eine geführte Schneidbrennerdüse verwendet wird, wie beispielsweise die Schneidbrennerdüse 36, die eine Schneidflamme 38 aufweist und die in Fig« 5 dargestellt ist» Diese Schneidbrennerdüse kann beispielsweise die Sohneideinrichtung sein, die in der USA-Patentschrift 2 288 026 beschrieben wird, wobei eine Sauerstoff-Propanflamme verwendet wird, um einen sauberen, gradlinigen und ebenen Weg zu schneiden, wobei im wesentlichen kein Materialverlust in der Schneidebene auftritt.. Es sei bemerkt, daß entsprechende andere geeignete Schneidbrenner für den erfindungsgemäßen Zweok verwendet werden können·

0 09843/0634 Entweder

Entweder der Schneidbrenner oder das Stangen- oder Stabmaterial oder beide tonnen relativ bewegt werden, um das gewünschte Schneidmuster "beim ELammens chneiden zu erzielen. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird das Stangenmaterial in ausgewählten Schlitten schrittweise in eine Schneidstation bewegt, wobei, wenn das Stangenmaterial stillsteht, zwei diagonale Schnitte d^irch eine gesteuerte Führung der Schneidbrennerdüse durchgeführt werden. Die Bewegung der Schneidbrennerdüse ist derart gesteuert, daß diese mit der Bewegung des Stangenmaterials synchronisiert ist, sodaß das Sclmeidverfahren schnell durchgeführt werden kann, und das Herstellungsverfahren kontinuierlich verläuft. .

Es sei nunmehr auf Figo 4 Bezug genommen. Das Stangenaaterial 10 wird auf eine Kante gelegt, wobei eine* der schmaleren Seiten, wie beispielsweise die Seite 1SL nach oben weist und in dieser Lage wird das Staiigenmaterial in die Vorrichtung eingegeben. "Vorzugsweise kann dieses Stangenmaterial in einer Einspannvorrichtung eingegeben sein^ und mit dem vorderen Abschnitt an der Schneidstation gehalten werden. Der erste ebene Schnitt 24 beginnt an der Endkante der Stange und der Schnitt verläuft, wenn der Schneidbrenner bewegt wird, in einer geraden Ebene diagonal zur anderen Seite der Stange, wo der'Schnitt bei E.. aus der Stange heraustritt. Das abgeschnittene Endstück 11 fällt herab. Die Schneidbrennerdüse wird dann

009843/08 34 bad ofwginal

längs

längs des Stangenmaterials um eine kurze Strecke parallel zur Längserstreckung des Stangenmaterials verschoben, wobei diese Strecke der gewünschten Längs abmessung des Mittelabschnittes 14 entspricht. Die Schneidbrennerdüse wird bis zum Punkt S-.. verschoben. Die Schneidbrennerdüse wird nun derart geführt, daß diese das Stangenmaterial unter dem gleichen Winkel überquert und schneidet, jedoch in einer Ebene 26, die entgegengesetzt zur Ebene 24 geneigt ist und die Schneidflamme tritt auf der einen Seite des Stangenmaterials bei Ep aus. Der in Figo 4 mit ITr. 1 bezeichnete Rohling ist nunmehr von der Stange abgeschnitten und kann aus der Station für eine weitere Bearbeitung entnommen werden«

Wenn sich der Schneidbrenner bei Ep befindet, wird das Stangenmäterial 10 um eine Strecke nach links verschoben, die gleiGh der Länge eines Blattfederrohlings plus der Länge eines Mittelabschnittes-14 ist, wodurch der Schneidbrenner an der Stelle Sp angeordnet wird. Der Schneidbrenner wird dann bewegt, um diagonal durch die Stange hindurch in der Ebene 28 unter dem gleichen Winkel und in der gleichen Richtung wie die Ebene 24 zu schneiden, und die Flamme tritt bei E* aus. Dadurch wird der Rohling Hr„ 2 von der Stange 10 abgeschnitten. Der Schneidbrenner wird nun über die Länge des Abschnittes 14 zum Punkt S- versohoben und dann diagonal über das otangenmaterial hinbewegt _fl um längs der Ebene 30 parallel zur. Ebene 26 zu schneiden, wobei die Schneidflamme .

.,,.._„. 009843/0034 bad original

"bei E, austritt. Dadurch-wird, der in Pig. 4 dargestellte Rohling Nr. 3 vom Stangenmaterial 10 abgeschnitten.

Die vorstehenden Arbeitsgänge werden wiederholt, wobei jeder alternierende, diagonale ebene Schnitt parallel ist, um nacheinander die Rohlinge Hr₀ 4 "bis Hr. 8 vom Stabmaterial abzuschneiden.und am Ende wird dann das Stück 29 als Abfall abgeschnittene

Ein bevorzugtes Verfahren und eine bevorzugte Vorrichtung für die Durchführung der im vorstehenden beschriebenen Arbeitsschritte sollen nun beschrieben werden«

Das Stangen- oder Stabmaterial ist auf die in .]?ig_e 1 angezeigte G-röße gewalzt und glatt geschnitten, um eine Stange 10 von der gewünschten und erforderlichen Länge herzustellen. Diese Stange wird entweder vor- oder nach dem Walzen entgast und wird behandelt, um Schleifgrate zu entfernen, beispielsweise wird die Stange an·allen Oberflächen sandgestrahlt, um einen glatten und scharfen Schnitt zu erzielen. Die gereinigte Stange 10 wird dann auf etwa 700⁰P bis zu etwa 800⁰F vorerhitzt, um einen glatten Schnitt sicherzustellen» Dies kann in derWeiae erfolgen, daß der gesamte Stab 10 duroh einen Gasofen oder duroh einen Induktionsofen gedrüokt wird. Die Vorerhitzung mit e intern Induktionsofen ist für die Erfindung am besten geeignet, da diese Vorerhitzung so durchgeführt werden kann, daß sohneil aufeinander folgende

009 & 4 3 /(J 01 4 Vorderkantenabschnitte

-H-

Vorderkantenabschnitte der Stange erhitzt werden, wenn die Stange schrittweise in die Schneidstation eingeführt wird. Dadurch wird dig Abkühlung der hinteren Abschnitte verhindert und es wird eine tiberhitzung verhindert, wenn die Stange wieder erhitzt werden soll. Ein anderes Verfahren zur Vorerhitzung besteht darin, einen Brenner vorzusehen, der auf das'Stangenmaterial direkt vor dem Schneidbrennerkopf' einwirkt, wobei, beide Brenner zu einer Einheit zusammengebaut sein können. Dadurch werden temporär lediglich die Bereiche erhitz't, die geschnitten werden, während das Metall der Stange verhältnismäßig unbeeinflußt bleibt.

Fig. 5 zeigt in vergrößertem Maßstab das vordere Ende der vorerhitzten Stange 10, von welchem die Feder Hr · abgeschnitten werden soll, die unbeweglich innerhalb der Schneidstation angeordnet ist» Die Endkantenfläche 21 der Stange eine eine glatte Fläche, die unter rechten Winkeln zu allen Seiten-Oberflächen der Stange verläuft.

Der Schneidbrenner 36 ist derart angeordnet, daß die Schneidflamme in die Fläche 21 längs einer linie 23 eintritt, die parallel zur Stangenseite 13 verläuft und um einen vorbestimmten kleinen Abstand d von dieser Seite entfernt ist. Der Schneidbrenner wird gradlinig längs der Bahn 24 bewegt, wobei der Stahl vollständig durchgeschnitten wird, wobei sich der Schneidbrenner unter dem gewünschten Winkel zur Seite 15 und zu dieser

0 09843/0634

'"" . ' hin

hin bewegte Wenn der sich bewegende Schneidbrenner in den in Fig» 5 mit 25 bezeichneten Punkt erreicht hat, wo sich der Schneidbrenner in einem Abstand d von der Seite 15.des Stangenmaterials befindet, wird die Bewegungsbahn, des Schneidbrenners glatt und plötzlich verändert, wobei der Schneidbrenner längs einer kleinen Kurve 27 zur Seite 15 hin geführt wird und dann bewegt sich der Schneidbrenner in einer geraden Linie direkt zum Austritt E. hin*

Wie Fig. 5 zeigt, wird eine verhältnismäßig dünne flache Stahlplatte 32 bündig anliegend gegen die Stangenfläche 21 über der Eintrittslinie 23 der Flamme gehalten. Der Zweok dieser Schirmplatte ist es, sicherzustellen, daß die Stangenoberfläche an der Ausgangslinie 23 während des Eintrittes der Flamme, nicht angegriffen oder beschädigt wird β Die Flamme tritt zuerst in die Platte 32 ein. und die innere Oberfläche der Platte 32 hängt die Angriffe beim Beginn des Schnittes auf, und die Flamme tritt dann in richtiger Weise durch die Fläche 21 bei der Linie 23.

Nachdem die Sohneidflammean dem Punkt E₁ austritt, wird das Metallstück 11, welches nun von der Stange 10 abgeschnitten ist, entfernt. Zu diesem Zeitpunkt wurde die konische Oberfläche 16, die der Ebene 24 entspricht, für den Rohling lire 1 hergestellt. Der Schneidbrenner 36 wird

längs .--.■■. ■' - · ■ .

nun des noch stationär'gehaltenen ßtanrenraaterials sur

009843/0634 bad ORtGWAt _gtelle

Stelle S₁ Mn verschoben. Diese Stelle ist wieder von einer Schirmplatte 32 abgedeckt, die der Schirmplatte am Ende des Stangenmaterials entspricht und die für den gleichen' Zweck vorgesehen ist.

Die Flamme des Schneidbrenners 36 tritt nun in die Stangenmaterials eite bei S- ein und -wird im wesentlichen unter rechten Winkeln zu dieser Fläche um die Strecke d bewegt. Dann wird die Flamme durch einen kleinen Bogen 31 geführt, und dann wird die Flamme gradlinig längs der Ebene 26 diagonal zur Seite 13 hin geführt. Der Winkel der Ebene 36 gegenüber der Stangenseite ist der gleiohe, jedoch entgegengesetzt gerichtet zur Richtung der Ebene 24. Nachdem die Flamme einen Punkt 33 \erreioht hat» der sich im Abstand d von der Stangenseite 13 befindet, wird die Flamme durch einen kleinen Bogen hindurchgeführt, und tritt im wesentlichen unter rechten Winkeln an der Linie e„ an der Oberfläche 13 aus«

Alle Austritts- und Eintrittslinien der Schneidbrennerflamme an den Oberflächen des Stangenmateriala 10 verlaufen parallel zueinander und verlaufen senkrecht zur Richtung der schrittweisen bewegung des Stangenmaterials während des Verfahrens.

Wenn die Schneidbrennerflamme bei E„ austritt, ist der Rohling, der Mit. Nr* 1 gekennzeiohnet ist, vollständig von der Stange abgeschnitten und ein Teil des näohst-

009-843/0634 folgenden

folgenden Rohlings Nr. 2 wurde ausgebildet.

Die im vorstehenden beschriebenen Vorgänge werden wiederholt, wobei der Schneidbrenner alternativ auf entgegen-* geaetzten Seiten in daa Stangenmaterial und aus diesem herausgeführt wird, wobei ein vollständiger Rohling bei jedem aufeinanderfolgenden diagonalen Schnitt abgeschnitten wird.

Es sei nun auf Fig. 3 Bezug genommene Es ist zu erkennen, daß die im vorstehenden beschriebenen Arbeitsgänge Zuschnitte erzeugen, von denen jeder eine bestimmte Enddioke d hat, wobei die konisoh verlaufenden Oberflächen 16 und 18 glatt in die flache Oberfläche des Mittelabschnittes 14 übergehen und zwar mittels des gekrümmten Übergangaabaohnittes, der bei 35 dargestellt ist. Dadurch werden Spannungakonzentrationaatellen an den Verbindungsstellen der konischen Oberflächen 16 und 18 mit der mittleren Einspannregion 14 vermieden·

Mg. 6 iat eine Draufsioht in der sohematisoh eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungagemäßen Verfahrens dargestellt iat.

Eine Sohablone 40 iat feat an stationären Trägern 41 montiert, wobei die tohablone auf einer Seite der Stange 10 angeordnet ist, die sich in der Sohneidstation be-

00984 3/0634 findet.

findete Die Seite der Schablone 40» die zur Stange 10 hinweist, weist eine Schneidbrennerführungsoberfläde auf, die gebogene Endaussparungen 42 und 43 hat und einen mittleren, abgerundeten Vorsprung 44, der zwischen in .gleicher Richtung entgegengesetzt geneigten Oberflächen 45 und 46 gleicher Länge angeordnet ist» Diese Führungsflächen 45 und 46 erstrecken sich zu den Aussparungen 42 und 43 hin.

Der Schneidbrenner 36 ist am Ende einer Stange 47 montiert, die bei 48 gleitbar an einen hin-.und herbeweglichen Antriebsschlitten 49 befestigt ist. Dieser Schiit-., ten 49 i^s"k hin- und herbeweglich längs einer stationären Schiene montiert, die zwischen der Schablone und dem zu schneidenden Stangenmaterial angeordnet ist. Der Schneidbrenner 36 ist gegenüber dem Schlitten 49 rechtwinklig zu der Bewegungsbahn des Stangenmaterials 10 beweglich und der Schlitten 49 ist parallel zu dieser Bewegungsbahn dea Stangenmateriala beweglich*

In Jig, 6 sind die Teile in der Lage dargestellt, die diese einnehmen, nachdem das Endstück 11 abgeschnitten ist. und der Schneidbrenner 36 ist fertig, um bei S- den Schnitt zu beginnen. Das vordere Ende der Stange 10 befindet sich in der Sohneidstation, und dieses Ende liegt gleitbar auf einem Träger 52. Das freie Ende erstreckt sioh frei durch einen Induktionsofen 53 hinduroh, der ausreichend lang ist, um einen Abschnitt der Stange zu

009a43/063A ... '

erhitzen.

erhitzen, der der Länge dea nächsten anzuschneidenden Rohlings entspricht. Das hintere Ende der Stange geht durch einen Schrittförderer 54 hindurch, der in zeitlich abgestimmter Beziehung zur Bewegung des Schlittens 49 "betätigt wird. Nachdem das Abfallendstück 11 entfernt wurde, wird ein Streifen 55 in der Sohneidstation derart angeordnet, daß dieser gegen die Oberflache 16 der leder Hr. 1 anliegt, um das Stangenmaterial gegen eine Bewegung während des Schneidens zu halten. Dieser Streifen dient als Anschlag für die richtige Anordnung des Stangenmaterialendes in der Schneidstation bei jedem Vorschubschritt des Stangenmaterials 10.

Die Stange 47 trägt -eine Nockenrolle 56 an ihrem äußeren Ende, wobei die Rolle gegen die Führungsfläche 57 der Aussparung 42 anliegte Die Stange ist gegen die Schablone durch nicht dargestellte ledern vorgespannt.

Der Schlitten 49 wird bei der Darstellung der Pig. 6 längs der Schiene 51 nach rechts bewegt» Dadurch wird die Flamme des Schneidbrenners 36 zuerst schnell in das- Stangenmaterial an der linie S.. hineinbewegt, und dann wird der Schneidbrenner derart bewegt, daß ein Schnitt im Stangenmaterial länge der Ebene 26 erfolgt, wenn die Hockenrolle 56 sich längs der Schablonenfläche 45 bewegt. Wenn die Nockenrolle 56 den Vorsprung 44 erreicht, wird die Flamme des Schneidbrenners 36 durch die Stangenmaterialseite 13 bei E₂ hindurchbewegt und der Schneid-009843/063*

"brenner wird dann längs des Stangenmaterials nach rechts um eine "Strecke "bewegt, die gleich der Länge des Mittelabschnittes 14 ist. Dann wird der Schneidbrenner derart bewegt, daß die Schneidbrennerflamme in das Stangenmäterial 10 an der Seite 13 an der Stelle S₂ eintritt. Zu diesem Zeitpunkt hat die Uockenrolle 56 die Schablonenoberfläche 46 bewegt, und der geführte Schneidbrenner schneidet durch das Stangenmaterial längs der Ebene 28 hindurch» Wenn die Ifockenrolle 56 die Aussparung 43 erreicht, wird die ELamme des Schneidbrenners 36 aus dem Stangenmaterial bei E* hindurohgeführt. Zu •diesem Zeitpunkt trifft der Schlitten auf einen Steuerschalter 58, wodurch der Schlitten 49 in einer solchen Stellung angehalten wir.d, daß die Nockenrolle 57 in der Aussparung 43 angeordnet ist.

Durch diesen Arbeitsgang wurden die Federnrohlinge ITr. 1 und Ur« 2 aus dem Stangenmaterial 10 herausgeschnitten. Nunmehr werden die Steuerungen des Schrittförderers 54 betätigt und zwar vorzugsweise automatisch, um das Stangenmaterial 10 bei der Darstellung in 3?ig. 6 nach links zu verschieben, bis die Oberfläche 16 des Rohlings Nr.3 gegen den Anschlag 55 anliegt· Die Anordnung des vorderen Endes des Stangenmateriala, die in Mg. 6 dargestellt ist, wird hierdurch wieder hergestellt· Die Steuerungen werden nun wirksam, um den Schlitten, 49 nach links in Bewegung zu setzen. Dabei bewegt sioh die Nocken-

0098A3/0$34

rolle 56 aus der Aussparung 43 heraus und übe-r die Schablone 40 in umgekehrter Richtung hinweg,und dadurch werden die Federnrohlinge Hr₀ 3 und Nr. 4 vom Stangenmaterial 10 abgeschnitten. Der Schlitten wird in der in !ige 6 dargestellten Lage angehalten. Der im vorstehenden beschriebene Arbeitszyklus wird nun wiederholt, bis alle Federnrohlinge vom Stangenmaterial 10 abgeschnittensind·

Es sei bemerkt, daß die Bewegungsgeschwindigkeit der Arbeitszyklen des Schlittens 49 und die Frequenz und die Geschwindigkeit der Vorwärtsbewegung des Stangenmate-rials 10 und die Steuerungen zur Synchronisierung dieser Faktoren derart ausgebildet sind, daß sichergestellt wird, daß das Stangenmaterial 10 während des Schneidens stationär stillsteht und daß der Schneidbrenner 36 bei der Verschiebung des Stangenmaterials sillsteht und zurückgezogen ist. Hach dem ersten Schnitt schneidet der Schneidbrenner 36 jedesmal zwei Rohlinge vom Stangenmaterial ab, wenn sich dieser einmal über die Schablone 40 hin- und herbewegt hat.

Fig. 7 zeigt ein anderes Muster, welches mit der in Fig. 6 dargestellten Vorrichtung dadurch geschnitten ' werden kann, daß eine Schablone von entsprechender Form einegesetzt wird· Auf diese. Weise können leasrronlinge 66 aus einem Stangenmaterial 10a hergestellt werdaa, dl© dann vielter behandelt werden, beispielsweise geschmiedet,

gewalzt oder dergleichen.

Pig. 8 zeigt ein Muster für eine große Blattfeder 68, die für schwere lasten geeignet ist. -Dieser Federnrohling kann aus einem Stangenmaterial 1Od herausgeschnitten werden,, Hierbei sind öftere und untere schräge Schneidflächen 10 vorgesehen, die gemäß der Erfindung geschnitten werden können» Diese mittels eines Schneidbrenners herausgeschnittenen Federnrohlinge können dann weiterbehandelt werden^ um Aufhängungen herzustellen, die schwere Lasten aufnehmen können.

Fig» 9 zeigt ein Muster, das verwendet werden kann, um Stangen 72 mit abgeschrägten Enden aus einem Stangen-Material 10c herauszuschneiden. Diese Ehdstangen 72 können dann weiter behandelt werden, und derart geformt werden, daß die konisch verlaufenden. Enden die Zinken 74 für einen Gabelstapler bilden, wobei diese Zinken in Figo 10 dargestellt sind. Diese konischen Stangen 72 müssen nicht weiter behandelt werden, wie es bei der Herstellung von Blattfedern erforderlich ist.

Es sei nun auf die Fig. 11a bis 11m Bezug genommen. In diesen Figuren ist ein vollständiges Verfahren zur Herateilung von konisch sioh verjüngenden Blattfedern hoher Qualität dargestellt. Eine Länge eines Metallstabes w^rd gewalzt (Fig. 11a) um das Stangenmaterial 10 mit rechtwinkligem Querschnitt herzustellen,, Das Stan-

!/0134 ' genmaterial '<

genmaterial 10 wird dann sandgestrahlt, um die Walzgrate zu entfernen (Pig. 11b)«, Das gereinigte Stangenmaterial 10 wird dann "bei 62 mittels eines Induktionsofens vorerhitzt (Pig. Ho) und anschließend unmittelbar derart angeordnet, daß mittels eines Schneidbrenners das Schneiden durchgeführt \ierden kann (Figo 11d und 11e), Das Schneiden erfolgt in der Weise, wie es in Verbindung mit Fig. 6 erläutert wurde.

lachdem ein Pederrohling 12 auf diese Weise hergestellt wurde, wird dieser auf allen Seiten kugelgestrahlt (Fig. 11f) um alle G-rate zu entfernen, die dureh das Schneiden erzeugt worden sind. Danach wird de₍r Rohling auf Zimmertemperatur abgekühlt (!Pig» 11g)·

Die konischen Oberflächen 16 und 18 des Blattfederroh- · lings 12 werden nun bis zu einer Tiefe von etwa 0,020 Zoll geschliffen, um Oberflächenfehler zu entfernen (Pig. 11h). Es handelt sich hierbei beispielsweise um Oberflächenrisse, nichtmetallische Einschlüsse und dergleichen. Bei bestimmten Verwendungszwecken des Blattfederrohlings 12, bei denen die Kompressionsspannungen an den konischen Oberflächen sehr gering sind, kann dieses Abschleifen entfallen.

Uach dem Abschleifen wird der Blattfederrohling 12 weiteren erforderlichen Oberflächenbehandlungen (Pig, 11i) unterzogen, wie beispielsweise dekarburisiert, falls das

009843/0634 Schleifen

Schleifen nicht "bereits die Oberfläche in einen entsprechenden Zustand gebracht hat. Dann wird der Rohling -wärme "behandelt (Hg. 11k), dabei kann beispielsweise eine Erhitzung bis auf 160O⁰P vorgesehen sein und dabei kann der Rohling auch noch geformt werden, beispielsweise kann der Rohling bei 90O⁰P gehärtet und gezogen werden.

Fun können die sogenannte Zugseite und die benachbarten Seitenkanten des Federrohlings kugelgestrahlt werden, (Fig. 111)· Daran schließt sich eine Belastung an (Pig. 11m)· Hierbei wird wiederholt die Peder über ihre nor-.male Auslenkung hinweg belastet, um durch eine dauernde Einstellung die spezielle Belastungsrate der fertigen Peder zu erzeugen, wenn sich die Peder in,ihrer Belastungsstellung befindet. Diese Schritte zur Herstellung einer konisch verlaufenden Blattfeder sind im wesentlichen die gleichen, wie sie in der US-Patentschrift 3 238 072 beschrieben werden, mit Ausnahme der Herstellung des Pederrohlings mittels eines Schneidbrenners«

Die auf diese Weise hergestellte Blattfeder kann nun einen Oberflächenschutz 'erhalten und kann dann gespeichert oder verschickt werden.

Nach dem Schleifen (Pig. 11h) kann ee in einigen Pällen erforderlich sein, zusätzliche Metallbearbeitungssahritte durchzuführen, wie "beispielsweise Walzen, Schmieden und so weiter, damit die Peder die erforderliche Form

009843/Q634 noch

noch erhält, die durch das Schneiden mit dem Schneidbrenner nicht hergestellt wurde. Jedoch muß dieses nicht unbedingt im allgemeinen erforderlich sein»

Durch die Erfindung wird ein neues und vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung von konisch sich verjüngenden Blattfederrohlingen oder anderen sich konisch verjüngenden Stangen geschaffen und zwar erfolgt die Herstellung nicht durch Walzen oder Schmieden*sondern durch ein Abschneiden mittels eines Schneidbrenners _f wobei diese hergestellten ledern insbesondere geeignet sind, schwere Lasten aufzunehmen, wie sie beispielsweise in Straßenbaumaschinen und schweren Transportfahrzeugen auftreten^ und diese Einzelblattfedern können die teueren und schweren bisher verwendeten Pedersätze ersetzen*

Patentansprüche

Claims (1)

1. Patentansprüche

   1. Verfahren zur Herstellung von Blattfederrohlingen und ähnlichen Rohlingen, die konisch verlaufende Enden aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stangenmaterial "bekannter Länge mit rechtwinkligem Querschnitt hergestellt wird, daß aufeinanderfolgende diagonale Schni-tte in Ebenen durchgeführt werden, die sich im wesentlichen von einer Seite des Stangenmaterials zur anderen erstrecken, wobei aufeinanderfolgende Schnitte unter den gleichen Winkeln entgegengesetzt geneigt sind.

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnitte mit einer geführten Flamme durchgeführt werden.

   3a Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stangenmaterial vor dem Schneiden vorerhitzt wird.

   β Verfahren zur Herstellung von Blattfederrohlingen und ähnlichen Rohlingen unmittelbar aus einem stangenförmigen Material, dadurch gekennzeichnet, daß eine bekannte Länge des Stangenmaterials mit rechtwinkligem Querschnitt hergestellt wird, wobei die Länge der Anzahl der abzuschneidenden Rohlinge entspricht und wobei das Stangenmaterial eine vorbestimmte konstante Breite aufweist," die der Breite eines jeden Zuschnit-

   te s

   162778Q

   tes entspricht und wobei aufeinanderfolgende Längsschnitte gleicher Längen in geeneigteh Ebenen durchgeführt werden, die sich vollständig durch das Stangenmaterial von einer Seite zur anderen Seite hin erstrecken, wobei aufeinanderfolgende Schnitte unter den gleichen Winkeln entgegengesetzt geneigt sind, und wobei die Schnitte aus dem Stangenmaterial aus und in das Stangenmaterial ein längs Linien treten, die an den Seitenoberflächen konstanter Breite des Stangenmaterials liegen.

   5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Stangenmaterial mit seinem vorderen Ende in einer Schneidstation stationär gehalten wird, daß zwei aufeinanderfolgende, entgegengesetzt geneigte Schnitte durchgeführt werden, daß dann das Stangenmaterial in Längsrichtung verschoben wird, um das nachfolgende vordere Ende in der Schneidstation anzuordnen,

   6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der nachfolgende vordere Abschnitt, ehe dieser in die Schneidstation eintritt, vorerhitzt wird.

   7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet _f daß jede nachfolgende Schnitteintrittslinie längs der Seitenfläche des Stabmaterials um einen vorbestimmten Abstand von der vorhergehenden Schnittaustrittalinie entfernt angeordnet ist, sodaß jeder Rohling einen

   009843/0634

   mittleren

   mittleren Abschnitt geringer Länge von konstanter maximaler Breite und Dicke aufweist, v;o"bei von diesem Abschnitt aua die Endabschnitte sich konisch verjüngen.

   8. Verfahren nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daß die Schnitte mittels eines Schneidbrenners durchgeführt werden.

   9. Verfahren zur Herstellung von Blattfederrohlingen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stahlstangenmaterial bekannter Länge gewalzt wird, daß die Länge der Anzahl

   • von Rohlingen entspricht, die abgeschnitten werden, sollen, daß dieses Stangenmaterial eine vorbestimmte, konstante Breite aufweist, die der Breite der endgültigen Blattfeder entspricht, daß dieses Material eine vorbestimmte konstante Dicke aufweist, die der Dicke des Mittelabschnittes der fertigen Feder entspricht, daß aufeinanderfolgende alternativ entgegengesetzt geneigte gerade Schnitte unter gleichen Winkeln durch die Stange von einer Seitenfläche zur anderen erzeugt werden, daß die aufeinander liegenden Eintritts- und Austrittsschnittlinien an jeder der Seitenoberflächen einen Abstand voneinander haben, der gleich der gewünschten Längsabmessung des Federnd, ttelabsohnittes iat, daß jeder Rohling, der von der Stange abgesohnitten wird, eine konstante Breite aufweist,, einen Mittelabschnitt, von konstanter Dicke, wobei von diesem Mittelabschnitt aua die sich konisch verjüngenden 009843/0634

   Enden erstrecken, daß jeder abgeschnittene Zuschnitt gereinigt wird, um Oberflächenvereunreinigungen zu entfernen, wobei geschliffen wird, die Seite des Eohlings, die die Zugseite der Feder werden soll, kugel gestrahlt wird und wobei auch die benachbarten Seitenkanten kugelgestrahlt werden und wobei dann der Zuschnitt fertig bearbeitet wird, um die lahrzeugfeder herzustellen.

   10. Verfahren nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß das Stangenmaterial in jedem Anschnitt vor dem Sohneiden vorerhitzt wird und daß das Schneiden mit einem geführten Schneidbrenner durchgeführt wird, dar über den vorerhitzten Abschnitt hinwegbewegt wird.

   11« Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet, duroh durch eine Schneidstation, Einrichtungen, um das vordere Ende eines Stangenmaterials in dieser Station anzuordnen und zu halten, einen Schneidbrenner in der Station, einen Schlitten, der den Schneidbrenner derart trägt, daß dieser parallel zur Länge des Stangenmaterials hin- und herbewegt werden kann, wobei der Schneidbrenner am Sohlitten derart montiert ist, daß sich dieser zum Stangenmaterial hin- und von diesem fortbewegen kann, wobei eine Führung an der Station vorgesehen wird, die Sohneidaohablonenfläohen aufweist, und wobei eine Rolle vorgesehen

   009a43/0634 iat,

   ist, die mit diesen Oberflächen zusammenwirkt, um den Schneidbrenner längs einer Schneidbahn zu bewegen, •wenn der Schlitten in Längsrichtung des Stangenmaterials bewegt wird»

   12, Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen vorgesehen sind, um automatisch die Bewegung des Schneidbrenners" anzuhalten, nach dem dieser einen vorbestimmten Weg durch die Schneidstation zurückgelegt hat, wobei Mittel vorgesehen sind, um anschließend das Stangenmaterial vorwärts zu bewegen, um das vordere Ende des restlichen Stangenmaterials in der Sohneidstation anzuordnen.

   13* Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten an einer Schiene hin- und herbeweglich angeordnet ist, die zwischen dieser Führung und dem Stangenmaterial angeordnet ist, wobei die Nachläuferrolle fest mit dem Schneidbrenner verbunden ist und gegen die Führungsoberflächen vorgespannt ist.

   14-β Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung eine Schablone ist, die Führungsoberflächen aufweist₉ die zum Stangenmaterial hinweist j wo bei diese Führungsoberflächen entgegengesetzt geneigt sind und wobei Mittel vorgesehen sind, um die Rolle in Anlage gegen die Oberflächen bei der Bewegung des Schlittens zu halten.

   009843/0634