DE3005972A1

DE3005972A1 - Verfahren zum herstellen einer hochbelastbaren schenkelfeder

Info

Publication number: DE3005972A1
Application number: DE19803005972
Authority: DE
Inventors: Ernst 5800 Hagen Frohn; Rolf Platenius
Original assignee: Platenius & Frohn
Current assignee: Platenius & Frohn
Priority date: 1980-02-18
Filing date: 1980-02-18
Publication date: 1981-09-10
Also published as: FR2475951A1

Description

Patentanwälte

Dr. O. Loesenbeck Djpl.-lng. Stracke

DipL-lng. Loesenbeck 48 Bielefeld, IJsrforder Siroöa

4/12

Platenius & Frohn, Elseyer Str. 26, 5800 Hagen 5

Verfahren zum Herstellen einer hochbelastbaren Schenkelfeder

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen einer Schenkelfeder, bei dem zur Fertigung der Windung oder der Windungen der Federdraht auf einen Dorn gewickelt wird.

Es ist bekannt, einen Federdraht mit quadratischem Querschnitt zu verwenden. Bei der Umformung dieses Federdrahtes zu Windungen erhält der Federdraht im Bereich der Windungen einen trapezförmigen Querschnitt, von dem die größere der zueinander parallel verlaufenden Trapezseiten am Dorn anliegt. Bei dieser Umformung des quadratischen Querschnittes zu einem trapezförmigen Querschnitt der genannten Art wandert die neutrale Biegefase der Windungsquerschnitte zum Dorn, d.h. zur Mittelachse der Windungen hin. Bei einer Belastung einer derartigen Schenkelfeder ist die Spannungsverteilung über den Windungsquerschnitt nicht mehr gleichmäßig. Im Aussenbereich der Windungen treten die höchsten Spannungen auf. Dieser Aussenbereich ist in seinem Gefüge schon geschwächt, da beim Kaltwickeln des Federdrahtes um den Dorn in umfänglicher Richtung des Federdrahtes bzw. der Windungen eine Streckung des Materials auftritt.

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Um nach dem Kaltwickeln eine Gefügeverfestigung irn Aussenbereich der Windungen zu erzielen, ist es bekannt, diesen Aussenbereich der Windungen Schlagbeanspruchungen, z.B. durch Aufschießen von Kugeln, auszusetzen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß für die einzelnen Windungen ein Querschnitt erzielt wird, der bei einer Belastung der Schenkelfeder eine weitgehend gleichmäßige Spannungsverteilung über den gesamten Querschnitt gewährleistet und somit eine hohe Beanspruchung der Schenkelfeder ermöglicht.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß ein im Querschnitt trapezförmiger Federdraht verwendet und zur Erzielung der zwischen den Federschenkeln vorgesehenen Windung oder Windungen der Federdraht in kaltem Zustand mit der kleineren Trapezseite von den parallellaufenden Trapezseiten auf einen Dorn gewickelt und hierbei in einen rechteckigen oder angenähert rechtekkigen Querschnitt umgeformt wird.

Der rechteckige Querschnitt der Windungen der Schenkelfeder weist eine neutrale Biegefase auf, die mit der Mittellinie des Querschnittes zusammenfällt, so daß sich über den gesamten Windungsquerschnitt eine gleichmäßige Spannungsverteilung ergibt. Dies ist die Voraussetzung für eine hohe Belastbarkeit der Schenkelfeder, ohne daß die Gefahr eines Bruches besteht.

Ausführungsbeispiele der Erfindung und ein Ausführungsbeispiel des bekannten Standes der Technik sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden beschrieben.

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Es zeigen:

Fig. 1 eine auf einen Dorn unter Verwendung eines

trapezförmigen Federdrahtes gewickelte Schenkelfeder in perspektivischer Darstellung,

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 eine aus einem Federdraht mit trapezförmigem Querschnitt gefertigte, haarnadelförmige Schenkelfeder sowie den Dorn für die Fertigung in perspektivischer Darstellung,

Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 3,

Fig. 5 eine auf einen Dorn gewickelte bekannte Schenkelfeder, die unter Verwendung eines Federdrahtes mit quadratischem Querschnitt hergestellt wurde und

Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie VI-VI in Fig. 5.

Die Schenkelfeder 1, die aus einem Federdraht mit trapezförmigem Querschnitt hergestellt wurde, weist Federschenkel 2,3 auf und besitzt zwischen den Federschenkeln mehrere Windungen 4. Der Federdraht mit trapezförmigem Querschnitt wird zur Herstellung der Schenkelfeder in kaltem Zustand um einen Dorn 5 in der Weise gewickelt, daß die kleinere Trapezseite 6 von den zueinander parallel verlaufenden Trapezseiten 6,7 am Dorn anliegt. Bei der Verformung des Federdrahtes zu Windungen entstehen Windungen 4, die einen angenähert quadratischen Querschnitt aufweisen. Diese quadratischen Querschnitte der Windungen 4 sind in der Fig. 2 dargestellt. Die neutrale Biegungsfase 8 fällt mit der Mittellinie der einzelnen Querschnitte 4 zusammen, die parallel zu der Mittelachse 9 der Windungen verlaufen. Der Windungsquerschnitt nach der Fig. 2 ergibt eine gleichmäßige Spannungsverteilung

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über den gesamten Querschnitt bei einer Federbelastung.

Aus den Fig. 3 und 4 ergibt sich, daß die Schenkelfeder auch mit einer Windung 4 ausgerüstet sein und die Form einer Haarnadel haben kann. Die Schenkelfeder nach den Fig. 3 und 4 ist erfindungsgemäß aus einem Federdraht mit trapezförmigem Querschnitt gefertigt.

Die Fig. 5 und 6 zeigen eine Schenkelfeder, die in bekannt^er Weise aus einem Feder-draht mit quadratischem Querschnitt hergestellt wird. Die Federschenkel 10,11 besitzen nach der Herstellung der Feder den quadratischen Ausgangsquerschnitt, da in diesem Bereich eine Verformung nicht stattgefunden hat. Aus der Fig. 6 ergibt sich, daß beim Kaltwickeln des Federdrahtes im Bereich der Windungen der Querschnitt 12 eine trapezform annimmt, wobei die größere Seite der zueinander parallel verlaufenden Trapezseiten 13,14 am Dorn 5 anliegt. Beim Formen der Windungen verlagert sich die neutrale Biegefase 15 zur Dornseite, d.h. zur Mittelachse 16 der Windungen hin. Damit ist eine gleichmäßige Spannungsverteilung über den Windungsquerschnitt bei Belastung nicht mehr gegeben. In dem Aussenbereich 17 des Windungsquerschnittes treten die höchsten Spannungen auf, so daß diese Bereiche besonders gefährdet sind und von hier aus die Brüche der Windungen ausgehen.

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Bezuqszeichen

1 Schenkelfeder

2 Federschenkel

3 Federschenkel

4 Windung

5 Dorn

6 Trapezseite

7 Trapezseite

8 Biegungsfase

9 Mittelachse

10 Federschenkel

11 Federschenkel

12 Querschnitt

13 Trapezseite

14 Trapezseite

15 Biegefase

16 Mittelachse

17 Aussanbereich

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L e e r s e

it

Claims

-r-

Patentanspruch

Verfahren zum Herstellen einer hochbelastbaren Schenkelfeder, dadurch gekennzeichnet, daß ein im Querschnitt trapezförmiger Federdraht verwendet und zur Erzielung der zwischen den Federschenkeln (2,3) vorgesehenen Windung oder Windungen der Federdraht inkaltem Zustand mit der kleineren Trapezseite (6) von den parallellaufenden Trapezseiten (6,7) auf einen Dorn (5) gewickelt und hierbei in einen rechteckigen oder angenähert rechteckigen Querschnitt umgeformt wird.

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