DE2841213A1

DE2841213A1 - Federblatt, insbesondere fuer blattfedern

Info

Publication number: DE2841213A1
Application number: DE19782841213
Authority: DE
Inventors: Joachim Ing Grad Ulbricht
Original assignee: Hoesch Werke AG
Current assignee: Estel Hoesch Werke AG
Priority date: 1978-09-22
Filing date: 1978-09-22
Publication date: 1980-04-03
Also published as: ES482692A1; GB2030266A; SE7904321L; IT7949985A0; BE878888A; NL7905813A; BR7905246A; FR2436914A1; IT1120487B

Description

-H-

Hoesch Werke Aktiengesellschaft, EberhardstrSae l?_t U600 Ebrtmund

Federblatt» insbesondere für Blattfedern

Die Erfindung betrifft ein lederblattj insbesondere für Blattfedern an Nutzfahrzeugen, mit einem profilierten Querschnitt.

Die in der Praxis verwendeten Federblätter werden aus Flachiraterial mit vollem Querschnitt hergestellt. Um über die Federlänge gleichmäßige Beanspruchungen zu erhalten, werden unterschiedliche Dicken bzw. Breiten ausgeführt.

Darüber hinaus sind z.B. aus der DE=PS 468 Io5 bei Federblättern offene Hutprofile bekannt, die bei geringem ifeterialquerschnitt ein großes Widerstandsmoment haben, Unterschiedliche Widerstandsmomente werden hier durch unterschiedliche Schenkelhöhen erzeugt.

Derartige offene Profile bringen zwar im Vergleich mit dem Vollprofil eine Gewichtseinsparung, besitzen jedoch einen geringen Widerstand

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gegenüber Torsion um die Längsachse und beulen bei Biegebelastung durch Verformung der Schenkel und des Steges derartig aus, daß sich das Trägheitsmoment stark ändert. Die unterschiedliche Schenkelhöhe bedingt eine teure Fertigung und führt insbesondere zu Schwierigkeiten beim Härten. Derartige Federblätter haben sich deshalb in der Praxis nicht durchsetzen können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein für die Praxis geeignetes Federblatt zu schaffen, das gegenüber den bekannten Federblättern mit Vollquerschnitt eine Gewichtseinsparung bringt und gleichzeitig gegenüber den bekannten Federblättern mit profiliertem Querschnitt sich durch eine hohe Torsionssteifigkeit, Knickfestigkeit und eine günstige Fertigung auszeichnet.

Gemäß der Erfindung wild dazu bei einem Federblatt der eingangs näher bezeichneten Art vorgeschlagen, daß es aus einem geschlossenen Hohlprofil gefertigt ist.

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Durch die erfindungsgemäße Verwendung eines Hbhlprofils kann anstelle von Vollprofilen bei nur geringfügig erhöhter Beanspruchung der äußeren Fasern bei gleichem, für die Federungseigenschaften naßgebenden axialen Irägheitsnonient, Gewicht eingespart werden. Der Werkstoff wird besser ausgenutzt. Außerdem zeichnet sich die erfindungsgemäße Losung durch die besondere Torsionssteifigkeiti Knickfestigkeit und vorteilhafte Fertigung aus.

Ih weiterer Ausgestaltung des Erfindungsgedankens kann das Hohlprofil einen zweiachsig synnetrischen Querschnitt aufweisen, wobei durch die mittige lage der neutralen Faser gleichgroße Zug- und Druckspannungen gegeben sind·

Das Hohlprofil kann aber auch einen einachsig symmetrischen Querschnitt aufweisen. Vorteile ergeben sich dabei dadurch, daß die neutrale Faser näher an die Zugseite als an die Druckseite gebracht werden kann. Dadurch werden die lebensdauerbeeinflussenden Zugbeanspruchungen gesenkt, die Druckbeanspruchungen entsprechend erhöht. Darartige Profile sind als Vollprofile an sich bekannt, sie können als Vollquerschnitt jedoch nur mit einem relativ hohen Aufwand hergestellt und verarbeitet werden.

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Demgegenüber kennen derartige Hohlprofile verhältnisnäßig einfach gefertigt und wtiterverarbeitet werden, wenn sie z.B. als nahtloses Hohlprofil ausgeführt werden, bzw. besonders vorteilhaft, wenn das Hohlprofil geschweißt ist.

Dabei ist zweckmäßig die Schweißtnaht auf der Druckseite angeordnet.

Die erfindungsgemäße Lösung bietet aber auch vorteilhafte Gestaltungsinöglichkeiten, daß das Federblatt ausgehend vcn der Einspannstelle über seine Länge eine gleiche Biegefestigkeit aufweist.

Dazu kann in besonders einfacher Form das Hohlprofil konisch ausgebildet sein.

Das kann aber auch mittels entsprechender Verformungen dadurch erreicht werden, daß die Druckseite über die Federblattlänge einen unterschiedlichen Abstand zur Zugseite aufweist und/o3er über die Federblattlänge in unterschiedlicher Breite in Richtung auf die Zugseite verformt ist und/oder daß die Zug- und Druckseite in Richtung aufeinander zu verfemt sind.

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Die erfindungsgemäßen Hohlprofile mit gleicher Biegefestigkeit kühnen durch Flachdrücken oder Eindrücken des Querschnittes bei sehr geringen Verformungsdrücken hergestellt werden, Dazu kann die für das Härten erforderliche Erwärmung des Federblatts ausgenutzt werdenι indem es vor dem Abschrecken in öl seine gewünschte Form erhält.

Allgemein sind die erfindungsgemäßen Hohlprofile, insbesondere wenn sie ZtB* aus geschliffenen oder geschälten Fohren hergestellt werden, entsprechend einfach und hochwertxg herzustellen, zunal auch für die geringen nötigen Verformungsdrücke des Rohres keine Erwärmung bei der Formgebung zwingend erforderlich ist·

Aber auch bei einer nötigen Warmfertigung ist eine bessere Qualität einzuhalten, da der geringe Materialquerschnitt des Rohres nur eine kurzzeitige Erwärmung erfordert.

Ih dieeam Zusammenhang ist als besonders vorteilhaft hervorzuheben, daß die erfindungsgemäßen Federblätter mit Hohlquerschnitt eine

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konduktiv« Elektrcerwärmung erlauben, da trotz unterschiedlicher» Irägheits- und Widerstandsmomente im Federblatt der wirksame

Materialquerschnitt konstant ist.

geringen Verfonnungsdrücke ermöglichen es weiterhin, Federblätter herzustellen« die nur partiell Quer^chnittsfctmenänderungen aufweisen»

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von schenatisch dargestellten Aueffflrtngsbeigpielen näher erläutert.

£e zeigt

Fig· 1 «inen zweiachsig Sylmetrischen Hohlprofilqueriehnitt,

Fig* 2 einen einachsig Symmetrischen Hohlprofil-· querachnitt,

Fig« 3 einen einachsig syirtinetrlschert Hohlprofilquerschnitt mit teilweise au der Ztgseite einliegender

fig* ** einem einachsig äyniiietrischen Hohlprofilquerachnitt mit jeweils -teilweise verfonnter und

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aneinanderliegender Zug- und Druckseite,

Fig. 5 eine Abwandlung der Fig. 4 mit mit der Zugseite verschweißter Druckseite,

Fig. 6 einen Federblattquerschnitt mit aneinander liegender Zug- und Druckseite,

Fig. 7 einen Federblattquerschnitt mit im Abstand zur Zugseite angeordneter Druckseite,

Fig. 8 einen Federblattquerschnitt mit in Richtung aufeinander zu verfornrter Zug- und Druckseite,

Fig. 9 einen Federblattquerschnitt mit längssicken in der Druckseite,

Fig. Io einen gemäß den Fig. 2, 6 und 8 kombinierten Federblattquerschnitt ,

Fig. 11 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Blattfederseite,

Fig. 12 einen Schnitt gemäß der linie XII-XII in Fig. 11.

Die Fig. 1 bis 5 zeigen verwendbare Höhlprofile, die gemäß den Fig. bis U geschweißt (strichpunktierte Darstellung) oder nahtlos sein können.

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Bei dem zweiachsig symnetrischen Hohlprofil 1 hat die neutrale Faser 2 einen gleichen Abstand zur Zugseite 3 und zur ggfs. geschweißten Druckseite 4. Es ergeben sich gleich-große Zug- und Druckspannungen.

Bei den in den Fig. 2 bis 5 dargestellten, einachsig symnetrischen Hohlprofilen 5, 6, 7 und 8 liegt die jeweilige neutrale Faser näher an der Zugseite. Es ergeben sich größere Druckspannungen.

Für eine feste Einspannung in der Federmitte eignen sich die Hohlprofile 6, 7 besonders gut, da hierbei die vorhandene Nut 9, Io in Federmitte mit Dti3tanz$tücken versehen werden kann. Für eine gewünschte Versteifung kenn beim Hohlprofil 8 gemäß Fig. 5 eine Verechweiftung 11 der $fcuckqeite mit der Zugseite erfolgen.

Die Fig. 6 bis Io iactigfn Möglichkeiten der Formgebung, um einen Körper gleicher BipgeftstijEkeit hettzusteilen. Durch Drucken kann ein, dem an ;den; jeweiligen Stelle des Federblattes vorliegenden Biegemomant

entsprechendes Widerstrndsinoment erreicht Vwrden.

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12 gemäß Fig» 6 gebracht wird«

der FIg₀ 8 können bei dem Fedsrblattquerschnitt 16 Zugseite 3 und Drackseite *i in Richtung aufeinander zu verformt Ksrden₈ t-jobai ein© seitliche luftolst 17 für Führungszwecke verbleiben

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Das geringste mögliche Widerstandsmoment liegt dann vor_s wenn das Hohlprofil völlig flachgedrückt ist_s d.h. wenn₅ wie in FIg₀ 6 dargestelltj Zugsqite 3 und Druckseite 1 des gestrichelt angedeuteten Hbhlprofils 1 auf ihrer gesamten Breite aneinander liegen. Die Formgebung kann dabai so erfolgen„ daß das Hohlprofil 1 auf seiner gesamten Breite gedrückt und allmählich mit kleiner werdendem ι Abstand der Druckseite 3 zur Zugseite 4 in den Federblattquerschnitt j

Bar Federblattquersdhnitt kann aber auch als Endergebnis durch die j

I aus der» Figo 7 ersichtliche Formgebung erreicht werden₀ Hierbei wird die Druckseite *i φΒ Hbhlprofils 1 mit zunehmander Breite 13 und klein® Ksstäendesi $£®t$nd %k zum Anliegen en die Zugseite 3 gebracht ₀ Aus Figo 7 ist abac auch ein Fed@?blattquerschnitt 15 durch ©itsprssheM® Vepfepyagßn ersichtlich₉ wobei ZoB₀ die Druckseite bei gleichbleibendes¹ Bjpaito flbsr die Federblattlünge einen unterschiedlichen Ästend zu? ZugseiSs od®> ^3i über die redorblattlänge unterschiedlicher Rpsrte <sin<m glet<M>le$i}gg\ä®n Abstand zur Zugseite einnimmt.

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Bei dem Federblattquerschnitt 18 gemäß Fig. 9 kann durch Kingssicken 19 eine Änderung des Trägheitsmomentes erfolgen.

Fig. Io zeigt, wie der Federblattquerschnitt 16 gemäß Fig. 8 mit J

seinem HohlprcfLl 5 (Fig. 2) gepaart werden kann, wenn eine seitliche ; Führung erwünscht ist. |

Gleichzeitig wird daraus deutlich, daß auch das Hohlprofil 5, das : deshalb hier gestrichelt dargestellt ist, zu dem Federblattquerschnitt 2o, der dem Federblattquerscijnitt 12 gemäß Fig. 6 entspricht, j verformt werden kann. Bei gleichem Ausgangs-Trägheitsmoment für den unverforraten Querschnitt ist die Federblattbreite des flachgedrückten Querschnitts 2o beim Ausgangshohlprofil 5 geringer als beim Ausgangs-

hohlprofil 1.

Es ist des weiteren auch möglich, das Hohlprofil 5 zunächst zum j Hohlprofil 1 und dieses dann gemäß den Fig. 6 bis Io weiter zu verformen.

In Fig. 11 und 12 ist von der Vielzahl der möglichen Anwendungsfälle das Prinzip einer Paarung von drei ungleichlangen Federblättern 21, 22 und 23 mit dem Ausgangshohlprofil 5 dargestellt. Durch Ein-

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drückungen 24 kann in diesen Bereichen ein vorteilhafter Luftspalt gewährleistet werden, so daß sich die Reibung auf die
niedrig beanspruchten Gleitstellen 25 beschränkt. Die Seitenführung der Federblätter kann hier z.B. gemäß Fig. Io erfolgen.
An der Krafteinleitungsstelle 26 kann ein Federblattquerschnitt 12
oder 15 gemäß Fig. 6 oder 7 vorliegen. Die Übergangsbereiche bis
zum jeweils nächsten Federblatt sind zur Erreichung des gewünschten
Widerstandsmcänentes entsprechend den Prinzipien in Fig. 6 bis Io
ausführbar. |

Die Einspannung enthält örtliche, eingedrückte Vertiefungen 27, , die zwecks forroschlüssiger Einspannung mit Zwischenstücken 28 gefüllt :

sind. \

Es ist selbstverständlich, daß die erfindungsgemäße Lbsung auch auf j

i gleichlange Federblätter angewendet werden kann. Entsprechend den j

dann gegebenen Verhältnissen wird der Übergangsbereich van Quer- j schnitt mit dem geringten Widerstandsmoment zum Ausgangsquerschnitt I entsprechend groß sein. Ih allen Fällen wird sich gegenüber Federblättern aus vollen Querschnitten eine Gewichtseinsparung ergeben,
die zwischen Io und 3o % liegt.

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Es ist natürlich in besonderen Fällen auch möglich, die erfindungsgemäßen Federblätter mit Federblättern aus vollen Querschnxtten zu kombinieren.

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Claims

Hoesch Vferke Aktiengesellschaft« Eberhardstraße 12, M600 Dortmund

Patentansprüche

Federblatt, insbesondere für Blattfedern an Nutzfahrzeugen, mit einem profilierten Querschnitt, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem geschlossenen Hohlprofil gefertigt ist.

Federblatt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlprofil (1) einen zweiachsig symnetrischen Querschnitt aufweist,

Federblatt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlprofil (5,6,7,8) einen einachsig symmetrischen Querschnitt aufweist.

Federblatt nach den Ansprüchen 1 und 2 oder 3, gekennzeichnet durch ein nahtloses Hohlprofil.

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ORIGINAL INSPECTED

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Federblatt nach den Ansprüchen 1 und 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlprofil geschweißt und die Schweißnaht auf der Druckseite angeordnet ist,

Federblätt nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es ausgehend von der Einspannstelle über seine länge eine gleiche Biegefestigkeit aufweist.

Federblatt nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlprofil konisch ausgebildet ist.

Federblatt nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ikuckseite Vi) über die Federblattlänge einen unterschiedlichen Abstand zur Zugseite (3) aufweist.

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Federblatt nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckseite (4) über die Federblattlänge in unterschiedlicher Breite in Richtung auf die Zugseite (3) verformt ist·

Feder blatt nach den Ansprüchen 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Zug- und Druckseite in Richtung aufeinander au verfonnt sind,

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