DE2904188C2 - Verfahren zum Befestigen eines Federbundes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Befestigen der Federblätter einer Blattfeder durch Kaltaufziehen eines Federbundes, welcher verformt und in dem verformten Zustand gehalten wird, wobei die Verformung des Federbundes durch Einlegen eines Nasenkeüs und durch Eintreiben eines mit dem Nasenkeil zusammenwirkenden Treibkeil? in den Zwischenraum zwischen dem Hauptfederblau und der benachbarten Begrenzungswand des Federbundes hervorgerufen wird.

Federbunde dienen zur Einfassung, Fixierung und Verspannung von Federblättern. Blattfedern, an denen der Federbund durch das erfindungsgemäße Verfahren befestigt wird, finden beispielsweise an Schienenfahrzeugen Verwendung.

Zum Befestigen von Federbunden ist es bereits « bekannt, den Bund aus einzelnen Teilen zusammenzubauen, wobei die obere Begrenzungswand des rechtekkigen Federbundrahmens im mittleren Bereich zusammengeschweißt wird. Es sind auch in sich geschlossene, geschmiedete Federbunde bekannt, die auf das Feder- so paket aufgeschrumpft oder im kalten Zustand aufgesteckt und mit dem Federpaket verkeilt werden. Dabei wird zwischen das Hauptfederblatt und den Keil noch eine Zwischenplatte gelegt, um die Feder an ihrer Oberfläche zu schonen und um bestehende Abstände auszufallen. Wenn ein derartig geschlossener Federbund auf das Federpaket kalt aufgezogen wird und ein KeW zwischen den Federbund und eine auf das Federpaket aufgelegte Ausgleichsplatte getrieben wird, besteht der Nachteil, daß sich Fertigungstoleranzen in der lichten Höhe des Federbundes, in der Dicke des Federpaketes und auch Unparallelitäten des Federpaketes ungünstig auswirken. Die Unparallelitäten führen zu ungleichförmiger Druckverteilung in den Keilflä-, chen, so daß ein einseitiges Tragen und eine einseitige '65 Beanspruchung des Federbundes die Folge sind. Dadurch entstehen örtliche Druckspannungsspitzen auf den Federblättern, die bei dynamischer Beanspruchung zu Kerbwirkungen und Dauerbruchanrissen fuhren. Wie dynamische Prüfungen gezeigt haben, ist eine solche Einspannung nicht starr ganug, um ein Mitfedern des Mittenbereiches der Blattfeder zu verhindern. Durch das Mitfedern entstehen Reibkorrosionen im Einspannberejch, die zu Federbrüchen führen können.

Aus dem DIN-BIatt 1573 vom Februar 1961 sind Maßnahmen bekannt, die dem eingangs erwähnten Verfahren entsprechen. Diese Druckschrift offenbart jedoch nichts darüber, weiche Zugspannungen in dem Federbund beim Eintreiben des Keiles auftreten. Wenn auch in bestimmten Bereichen der Technik, beispiels weise im Reaktorbau oder im Flugzeugbau Bauteile für eine über der Streckgrenze liegende Beanspruchung ausgelegt werden, was den Austausch dieser Bauteile nach einiger Zeit bedingt, so wird doch im allgemeinen beim Auslegen von Maschinenbauteilen die Belastung nur so groß gewählt, daß die Streckgrenze noch nicht erreicht wird. Das gilt auch für Federbunde von Blattfedern, deren Austausch nach einer bestimmten Betriebszeit nicht vorgesehen ist Es war daher stets üblich, den Federbund so auszulegen, daß bei seiner Verformung die Streckgrenze nicht überschritten, wurde. Sollte es beim Eintreiben des Treibkeils in den Zwischenraum zwischen dem Hauptfederblatt und der benachbarten Begrenzungswand des Federbundes vorgekommen sein, daß die Streckgrenze des Federbundes überschritten wurde, so geschah des rein zufällig, aber nicht gezielt \in Hinblick auf das Erzielen einer bestimmten Wirkung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, mit dem die negativen Einflüsse von Toleranzen in der Dicke des aus den Federblättern zusammengestellten Federpaketes und in der lichten Höhe des Federbundes sowie von Unparallelitäten des Federpaketes vermieden werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei der Verformung des Federbundes dessen Streckgrenze überschritten wird.

Vorteilhaft wird da? BlaCfederpaket bei dem erfindungsgemäßen Verfahren durch Belastung in seine Strecklage gebracht, die Höhe des Zwischenraumes zwischen dem Hauptfederblatt und dem Federbund gemessen und eine Ausgleichsplatte mit einer vorher berechneten Dicke ausgewählt, die gemeinsam mit Nasenkeil und Treibkeil bestimmter Abmessungen die vorausberechnete plastische Formänderung des Federbundes gewährleistet

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht des Bereiches einer Blattfeder, in welchem der Federbund angeordnet ist;

F i g. 2 einen senkrechten Schnitt durch die Einspannstelle der Feder gemäß Linie H-II der F i g. 1;

F i g. 3 einen Treibkeil in Grund- und Aufriß; F i g. 4 einen Nasenkeil in Grund- und Aufriß;

F i g. 5 eine explosionsartige Darstellung von Ausgleichsplatte, Nasenkeil und Treibkeil.

Die Blattfeder, an welcher das erfindungsgemäße Verfahren verwirklicht ist, besteht aus einem Federpaket 10 mit einem obersten Federblatt, dem Hauptfederblatt U, und weiteren Fe verblättern 12,13, 14, 15 und 16. Alle Federblätter des Federpaketes 10 werden von einem Federbund 17 zusammengehalten und mit Hilfe eines Zentriernietes 18, welches im Federbund im Bereich des untersten Federblattes 16 angeordnet ist,

!zentriert

I Zwischen dem Hauptfederblatt 11 und der oberen !Begrenzungswand 19 des Federbundes 17 sind eine auf *dem Hauptfederblatt 11 aufliegende Ausgleichsplatte ■J20, ein auf die Ausgleichsplatte 20 aufgelegter Nasenkeil

21 und ein in den verbleibenden Zwischenraum ^eingetriebener Treibkeil 22 angeordnet Der Nasenkeil J21 ist mit zwei seitlich abstehenden Nasen 23 versehen, tdie am rechten Ende des Federbundes 17 außen ■anliegen und eine Verschiebung des Nasenkeiles in 'waagerechter Richtung verhindern, wenn der Treibkeil

22 von der rechten Seite des Federbundes 17 aus in diesen eingetrieben wird. Im eingebauten Zustand

^erweitert sich der Nasenkeil von der rechten Seite des Federbundes 17 aus zur linken Seite, während sich der Treibkeil 22 von der linken Seite des Federbundes 17 • aus zur rechten Seite hin erweitert

Zur Befestigung der Federblätter 11 bis 16 der Blattfeder wird der Federbund 17 über das fertig zusammengestellte Federpaket 10 geschoben, bis er ungefähr in der Mitte ist Dann wird das Federpaket 10 durch Belastung in die Strecklage der Federblätte; 11 bis 16 gebracht Der Federbund 17 wird nun genau in seiner endgültigen Lage in der Mitte der Blattfeder justiert

Der zwischen dem Hauptfederblatt 11 und der benachbarten Innenfläche der Begrenzungswand 19 des Federbundes verbleibende freie Abstand wird gemessen, und es wird eine diesem Abstand entsprechende Ausgleichsplatte 20 eingelegt, die in ihrer Dicke so bemessen ist daß noch Raum für die beiden Befestigungskeile 21 und 22 frei bleibt Die Dicke der Ausgleichsplatte, die Dicke und Neigung des Nasenkeiles 21 und die Dicke und Neigung des Treibkeiles 22 sind so bemessen, daß nach dem Einlegen des Nasenkeiles 21 und dem anschließenden vollständigen Eintreiben des Treibkeiles 22 der Federbund 17 bis in den Bereich der Screckgrenze hinein, also plastisch verformt ist. Diese Verformung tritt hauptsächlich in den beiden seitlichen Begrenzungswändcn auf, in der oberen Begrenzungswand 19 und in der unteren Begrenzungswand können Wölbungen nach außen auftreten. Bei dieser plastischen Verformung des Federbundes können bleibende Formänderungen in Kauf genommen werden, weil der Federbund nur einmal an einer Feder angebracht werden und späte·' nicht wieder verwendet werden soll.

Durch diese Vorgehensweise können Ungleichmäßigkeiten des Federbundes 17 und des Federpaketes 10 in ihren Abmessungen ausgeglichen werden. Wenn das lichte Maß des Federbundes 17 an der rechten Seite größer ist, als an der linken Seite, so wird beim Eintreiben des Trubkeils 22 zuersc links die Streckgrenze erreicht. Beim weiteren Eintreiben erfolgt hier eine weitere Verformung, wobei jedoch die im Federbund 17 auftretende Spannung entsprechend dem Spannungs-Dehnungs-Diagramm des Federbundstahles im Bereich der Streckgrenze konstant bleibt Der Treibkeil 22 kann also weiter eingetrieben werden, bis auch an der rechten Seite des Federbundes 17 eine Verformung bis in den Bereich der Streckgrenze eingetreten ist

Beim Auslegen von Maschinenteilen wird im allgemeinen die Belastung nur so groß gewählt daß die

ίο Streckgrenze noch nicht erreicht wird. Während bisher ein Vorurteil dagegen bestand, den Federbund bis über die Streckgrenze plastisch zu verformen, ist mit der erfindungsgemäßen Vorgehenswetse das überraschende Ergebnis erzielt daß im gesamten Federbundbereich die Federblätter 11 bis 16 alle mit ein und derselben maximal möglichen Spannkraft zusammengehalten werden. Dadurch wird vermieden, daß die Blattfeder im Bereich des Federbundes 17 arbeitet daß sie hier also federt Würde sie federn, so würden an den Oberflächen der einzelnen Federblätter 11 bis 16 ReiK';orrosionen auftreten, mit der Reibung würden örtliche Epvärrnungen und damit die Bildung von martensitischem Gefüge verbunden sein, so daß an den Übergangsstellen zum martensitischen Gefüge in den Federblättern U bis 16 eine Bruchgefihr bestünde. Mit der erfindungsgemäßen Einspannweise können die schädlichen Einflüsse der Reibkorrosion und damit die Bruchgefahr aber vermieden werden.
Diese Vorgehensweise ist besonders geeignet zur Anwendung bei Parabelfedern, weil der Werkstoff bei Parabelfedern in optimaler Weise ausgenutzt wird. Federblätter dieser Art sind Träger gleicher Festigkeit und haben eine dementsprechend von der Mitte nach beiden Seiten hin parabolisch verjüngte Form.

Zu den mit der Erfindung erzielbaren Vorteile gehört es, daß bei Verwendung von geschmiedeten Federbunden, welche durch Keile beim Kaltaufziehen plastisch aufgeweitet werden, die größtmöglichen Spannkräfte erreicht werden können, die der jeweilige Federbund

■to aufzubringen in der Lage ist. Durch die plastische Verformung des Federbundes wird außerdem im Einspannbereich eine gleichmäßige Flächenpressung erzielt Hierbei sind die Kräfte durch Dimensionitrung und Werkstoffauswahl des Federbundes variabel. Der notwendige Keileintriebsweg wird vorausberechnet und die Toleranzen des Federpaketes und des Federbundes werden bei der Montage durch unterschiedlich dicke Zwischenplatten ausgeglichen. Um keine Verfälschung des notwendigen Keileintriebsweges durch Federblattkrümmungen zu erhalten, werden die Keile dabei in der Strecklage der Feder eingetrieben.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   t, Verfahren zum Befestigen der Federblfttter einer Bettfeder durch Kaltaufziehen eines Federbundes, welcher verformt und in dem verformten Zustand gehalten wird, wobei die Verformung des Federbundes durch Einlegen eines Nasenkeüs und durch Eintreiben eines mit dem Nasenkeil zusammenwirkenden Treibkeils in den Zwischenraum zwischen dem Hauptfederblatt und der benachbar-1 ο ten Begrenzungswand des Federbundes hervorgerufen wird, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Verformung des Federbundes dessen Streckgrenze überschritten wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn-15 zeichnet, daß das Blattfederpaket vor und während der Verformung des Federbundes durch Belastung in seine Strecklage gebracht und dort gehalten wird, die Höhe des Zwischenraumes zwischen dem Hauptfederblatt und dem Federbund gemessen und eine Ausgleichsplatte mit einer vorher berechneten Dicke ausgewählt wird, die gemeinsam mit Nasenkeil und Treibkeil bestimmter Abmessungen die vorausberechnete plastische Formänderung des Federbundes gewährleistet