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Verfahren zur Herstellung eines Blattfederblattes - Dokument DE68925731T2
 
PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE68925731T2 19.09.1996
EP-Veröffentlichungsnummer 0431224
Titel Verfahren zur Herstellung eines Blattfederblattes
Anmelder Horikiri Spring Mfg.Co.Ltd., Yachiyo, Chiba, JP
Erfinder Tanaka, Tadanori, Chiba-ken, JP;
Nakamura, Masao, Inbagun, Chiba-ken, JP;
Yamada, Toshifumi, Inbagun, Chiba-ken, JP;
Takase, Katuhyosi, Tokyo-to, JP;
Muramatsu, Kazuhiro, Chiba-ken, JP;
Ebata, Tosikazu, Chiba-ken,, JP
Vertreter Grünecker, Kinkeldey, Stockmair & Schwanhäusser, Anwaltssozietät, 80538 München
DE-Aktenzeichen 68925731
Vertragsstaaten DE, FR, GB, IT, NL, SE
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 05.12.1989
EP-Aktenzeichen 893126797
EP-Offenlegungsdatum 12.06.1991
EP date of grant 21.02.1996
Veröffentlichungstag der Übersetzung europäischer Ansprüche 27.02.1992
Veröffentlichungstag im Patentblatt 19.09.1996
IPC-Hauptklasse C21D 9/02
IPC-Nebenklasse B21D 53/88   

Beschreibung[de]

Diese Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines Blatts einer Blattfeder, d.h. einer geschichteten Feder, für Kraftfahrzeuge oder andere Fahrzeuge.

Es besteht ein derzeitiges Erfordernis nach leichten, geschichteten Federn, da Kraftfahrzeuge oder andere Fahrzeuge selbst im Gewicht leichter sind. Wenn allerdings nur das Gewicht ohne Änderung der Federqualität herabgesetzt wird, erniedrigt sich die Haltbarkeit der Blattfeder und eine bleibende Verformung erhöht sich im Verhältnis dazu, wie das Gewicht abnimmt. Demzufolge werden, wenn leichtere Federn hergestellt werden, die Haltbarkeit und die Widerstandsfähigkeit in Bezug auf eine bleibende Verformung typisch durch Erhöhung der maximalen Belastung gesichert und erniedrigen begleitend dabei die Härte, die Antireiß- und Antistoßgrößen. Ein Reißen tritt durch Kollision mit fliegenden, kleinen Steinen oder dergleichen auf. Dies verkürzt die Lebenszeit der Blattfeder und zufriedenstellende Charakteristika werden nicht mit einer solchen Härte erhalten.

Demgemäß ist es bekannt, eine Wärmebehandlung, die als "Ausforming" oder "modifiziertes Ausforming" bezeichnet wird, in Bezug auf die Blattfederkomponente vorzusehen, um Defekte zu vermeiden. "Ausforming" ist eine Wärmebehandlung, bei der Rohmaterial einem Härten in einem heißen Bad bei 300º bis 600ºC unterworfen wird, dann bei einer Temperatur in dem austenitischen Bereich aufgeheizt und dann einem Rollen bzw. einem Walzen bei einer konstanten Temperatur unterworfen wird, um dadurch eine feine, martensitische Struktur-Abkühlung beim Abkühlen durch Abschrecken zu erhalten; während "modifiziertes Ausforming" eine Wärmebehandlung bedeutet, bei der Rohmaterial einem Rollen, nachdem es auf eine Temperatur im austenitischen Bereich aufgeheizt ist, und einem Ölhärten alsbald nach dem Rollvorgang unterworfen wird, um die feine, martensitische Struktur zu erhalten. Durch diese Wärmebehandlungen wird ein Blatt einer Blattfeder mit guten Antireiß- und Stoßcharakteristika erhalten. Allerdings wird, da die Wärmebehandlung-Abkühlung-Härtung unmittelbar nach dem Rollen durchgeführt wird, das Rohmaterial sehr hart, was die Arbeiten, wie Bilden eines Loch- bzw. Augenbereichs oder eines Lochs für eine Klammer, ein Bolzenloch oder dergleichen, unmöglich oder sehr schwierig gestaltet, was ausreichend ist, um die Gesamtproduktivität herabzusetzen.

Demzufolge kann, um einen Bolzen zu positionieren oder eine Schraube zu installieren, um eine Mehrzahl von geschichteten Federn zu fixieren oder um ein Nietloch zum Sichern einer Klammer zu bilden, dies nur durch Bohren vorgenommen werden. Allerdings ist ein Schneiden mit einem Bohrer sehr schwierig, da die Härte des Materials, in das geschnitten werden soll, hoch ist. Es ist unmöglich, ein Bolzenloch oder dergleichen durch plastische Bearbeitung zu bilden.

Demzufolge ist weder das Ausforming noch das modifizierte Ausforming als ein Verfahren zum Vorbereiten der Blattfeder zufriedenstellend. Die US 3345727 offenbart ein Verfahren zum Bilden einer Stahlblattfeder, allerdings tritt eine strukturelle Transformation während der Bearbeitung auf, die zu Problemen führt.

Die Erfindung sieht vor, ein Verfahren zum Vorbereiten eines Blatts einer Blattfeder zu schaffen, das es möglich macht, die Haltbarkeit und niedrige, bleibende Verformungsermüdungen im Hinblick auf ein leichteres Gesamtgewicht sicherzustellen. Sie sieht auch vor, ein Blatt einer Blattfeder mit guten Antireiß- und Antistoßqualitäten bei einer hohen Produktivität zu schaffen.

Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zum Herstellen eines Blatts einer Blattfeder, welches folgende, sukzessive Schritte umfaßt: (a) Halten einer geeigneten Länge eines Eisenmetalis auf einer Temperatur von 900ºC ± 25ºC, (b) Rollen der Länge des Metalls bei einer Temperatur von 850ºC ± 25ºC zu einer gewünschten Form und Größe unter einem Rollen von 10 - 60%, so daß ein Blattfedernblatt daraus geschnitten werden kann, und (c) Abkühlen des Blattes von oberhalb 730ºC in Öl oder von oberhalb 680ºC in Wasser, um es zu härten, während es in einer solchen Krümmung gehalten wird, wie es für seine nachfolgende Anordnung erforderlich ist; wobei zwischen dem Rollschritt und dem Abkühlungs- und Härtungsschritt wenigstens ein Bearbeitungsschritt eingefügt ist, der oberhalb 730ºC und im stabilen, austentischen Bereich ausgeführt wird, der ausgewählt ist aus: dem Schneiden der gewünschten Länge aus dem gerollten Blatt; dem Bilden von wenigstens einem Bolzenloch dem Bilden von wenigstens einem Klammer- bzw. Befestigungslochs; dem Biegen von einem oder beider Endbereiche des Blattes, um das nachfolgende Rollen eines Befestigungsauges zu erleichtern; und dem Rollen des Befestigungsauges.

In einer Ausführungsform der Erfindung besteht der Bearbeitungsschritt darin, das gerollte Material auf eine gewünschte Länge zu schneiden, um eine Blattfeder zu bilden, und Bilden in dieser Länge wenigstens eines Bolzenlochs und/oder eines Befestigungslochs.

In einer zweiten Form der Erfindung besteht der Bearbeitungsschritt darin, das gerollte Material auf eine gewünschte Länge zu schneiden, um eine Blattfeder zu bilden; in der Länge wenigstens ein Bolzenloch und/oder wenigstens ein Befestigungsloch zu bilden; wenigstens einen der Endbereiche des Blattes zu biegen, um das Rollen eines Befestigungsauges zu erleichtern; und danach das Befestigungsauge zu rollen.

In einer dritten Form der Erfindung besteht der Bearbeitungsschritt darin, das gerollte Material auf eine gewünschte Länge zu schneiden, um eine Blattfeder zu bilden; in der Länge wenigstens ein Bolzenloch und/oder wenigstens ein Befestigungsloch zu bilden; und das bearbeitete Material von einer Temperatur oberhalb 730ºC auf eine Temperatur innerhalb eines stabilen, austenitischen Bereichs wieder zu erhitzen.

In einer vierten Form der Erfindung besteht der Bearbeitungsschritt darin, das gerollte Material auf eine gewünschte Länge zu schneiden, um eine Blattfeder zu bilden; in der Länge wenigstens ein Bolzenloch und/oder wenigstens ein Befestigungsloch zu bilden; wenigstens einen der Endbereiche des Blattes zu biegen, um das Rollen eines Befestigungsauges zu erleichtern; das bearbeitete Material von einer Temperatur oberhalb 730ºC auf eine Temperatur innerhalb eines stabilen, austenitischen Bereichs wieder zu erhitzen; und das Befestigungsauge zu rollen.

In einer fünften Form der Erfindung besteht der Bearbeitungsschritt darin, das gerollte Material auf eine gewünschte Länge zu schneiden, um eine Blattfeder zu bilden; in der Länge wenigstens ein Bolzenloch und/oder wenigstens ein Befestigungsloch zu bilden; das bearbeitete Material von einer Temperatur oberhalb 730ºC auf eine Temperatur innerhalb eines stabilen, austenitischen Bereichs wieder zu erhitzen; wenigstens einen der Endbereiche des Blattes zu biegen, um das Rollen eines Befestigungsauges zu erleichtern; das Befestigungsauge zu rollen; und wiederum das bearbeitete Material von einer Temperatur oberhalb 730ºC auf eine Temperatur innerhalb eines stabilen, austenitischen Bereichs zu erhitzen.

In einer sechsten Form der Erfindung besteht der Bearbeitungsschritt darin, das gerollte Material auf eine gewünschte Länge zu schneiden, um ein Federblatt zu bilden; in der Länge wenigstens ein Bolzenloch und/oder mindestens ein Befestigungsloch zu bilden; mindestens einen Endbereich des Blattes zu biegen, um ein Rollen eines Befestigungsauges zu erleichtern; Wiederaufheizen des bearbeiteten Materials auf eine Temperatur innerhalb eines stabilen, austenitischen Bereichs; das Befestigungsauge zu rollen; und wiederum das bearbeitete Material auf eine Temperatur oberhalb 730ºC auf eine Temperatur innerhalb des stabilen, austenitischen Bereichs zu erhitzen.

Die Temperatur, die in jeder Wiedererhitzungsstufe erreicht wird, beträgt vorzugsweise 850 ± 25 ºC.

Vorzugsweise wird ein Spannungshärteverfahren bei 120 bis 180 kg/mm² anfänglicher Spannung durchgeführt, wenn das Blatt auf eine Temperatur von 400ºC ± 10ºC während des Temperns abgekühlt ist.

Die Erfindung wird weiterhin unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:

Fig. 1 (A) und (B) zeigen graphische Darstellungen, die den Einfluß der Aufheiztemperaturen in den Heizschritten zur Erfindung darstellen;

Fig. 2 (A) und (B) zeigen graphische Darstellungen, die die Einflüsse der Rollreduktion in dem Rollschritt und der Kühlzeit nach dem Rollen darstellen;

Fig. 3 zeigt eine graphische Darstellung, die die Relation zwischen Abkühlzeiten und Temperaturen in dem Kühlschritt dieser Erfindung darstellt; und

Fig. 4 zeigt eine graphische Darstellung, die die Beziehung zwischen den Temperaturen und der Lebensdauer der Blattfeder und zwischen den anfänglichen Spannungen und der Lebensdauer der Blattfeder darstellt.

Zuerst wird eine bevorzugte Form der ersten und zweiten Form der Erfindung erläutert werden.

Stahlmaterialien, wie beispielsweise Federstahl, rostfreier Stahl und dergleichen, werden als Rohmaterialien für eine Blattfeder verwendet. Modifizierte SUP-10-Stähle einer verbesserten Härtbarkeit und einer erhöhten Menge einer Komponenten, die in SUP-10 oder SUP zugefügt wird, sind erwünscht. Die Aufheiztemperatur in dem Heizschritt wird bei einem austenitischen Temperaturbereich von 900ºC ± 25ºC gehalten. Wenn die Aufheiztemperatur von 925ºC für mehr als 10 Minuten gehalten wird, wie in den Figuren 1 (A) und (B) dargestellt ist, beschleunigt sich plötzlich das Wachstum der Korngröße des Materials, so daß feine Körner nicht mehr erhalten werden, wenn das Aufheizen für nicht mehr als fünf Minuten bei 875ºC durchgeführt wird, wobei das Beseitigen einer Segregation und einer inneren Spannung des Materials und die Bildung der festen Lösung der Komponenten unzureichend sind, wodurch die Ermüdungsfestigkeit der eventuellen Blattfeder herabgesetzt wird.

Die Oberfläche des beheizten Materials in dem Heizschritt wird mit einer anhaftenden Oxidhaut bedeckt. Diese kann mit einer Wasserstrahl-Entschäleinrichtung entfernt werden.

Ein Rollen in zwei Richtungen wird dann zu einer erwünschten Form durchgeführt. Die Temperatur des Materials zu diesem Zeitpunkt beträgt 850ºC ± 25ºC. Weiterhin beträgt die Rollverringerung in der Plattendicke 10 bis 60%. Wenn die Rollverringerung in der Plattendicke (wie in Fig. 2 (A) und (B) dargestellt ist) außerhalb des Bereichs von 10 bis 60% liegt oder wenn die Behandlungstemperatur geringer als 825ºC ist, wird die Ermüdungsfestigkeit der eventuellen Blattfeder gering sein. Wenn ein solches Rollen bei näher als 875ºC bewirkt wird, erhöht sich die Korngröße des Materials schnell.

Weiterhin wird in dem Bearbeitungsschritt die Bearbeitung gemäß den verschiedenen Arten eines Blattes der Blattfeder, die für das Endprodukt benötigt werden, durchgeführt. Einige Blätter benötigen keine Bildung irgendeines Augenbereiches oder von Löchern und bei diesen wird nur ein Abschneiden auf eine festgelegte Länge durchgeführt. Dieser Schritt wird vor dem Härtungsschritt vorgenommen, wenn die Härte des Materials gering ist.

In dem nächsten Kühlschritt wird ein Ölhärten oder Wasserhärten in einem Zustand, bei dem das Blatt unter einer erwünschten Krümmung gehalten wird und alsbald nach der Durchführung der vorstehenden Schritte durchgeführt. Falls eine durch Altern härtende Legierung, die eine gute Härtbarkeit besitzt, verwendet wird, kann eine Luftkühlung verwendet werden. In diesem Kühlschritt läuft, für eine Ölhärtung, das Blatt durch einen Härtungsprozeß, der durch die S-Kurve in Fig. 3 dargestellt ist. In Fig. 3 stellt eine durchgezogene Linie 1 einen Härtungsprozeß der Erfindung dar, während die unterbrochene Linie 2 einen Kühlprozeß darstellt, bei dem ein Material, wenn es einmal durch Luft auf Raumtemperatur nach einem Rollen gekühlt ist, auf den austenitischen Temperaturebereich wieder aufgeheizt wird, dann auf 700ºC durch Luft gekühlt und einem Ölhärten unterworfen wird. Die Zeichnung stellt dar, daß das mit Luft gekühlte Material von Linie 2 nach einem Wiederaufheizen ausreichend martensitisch gerade bei einer Ölabkühlung bzw. -abschreckung nach einem Luftkühlen bei 700ºC sein kann. Allerdings kann in dieser Erfindung, wie durch die Linie 1 dargestellt ist, da sich die Nase der S-Kurve nach links schiebt (unterbrochene Linie - durchgezogene Linie), eine ausreichend martensitische Struktur nicht erhalten werden, ohne daß die Ölabschreckung bzw. -abkühlung von oberhalb 730ºC durchgeführt wird. Demgemäß wird gemäß der Praxis der vorliegenden Erfindung die Härtung durchgeführt, bevor sich die Materialtemperatur unterhalb von 730ºC mit Öl, oder 680ºC mit Wasser, abkühlt. Mit einem Wasserhärten kann ein ausreichender Härtungseffekt bei oberhalb 680ºC erhalten werden, da die Abkühlrate der Wasserhärtung schneller als diejenige der Ölhärtung ist.

Die Härte des Materials erhöht sich durch das Härteverfahren und die feine, martensitische Struktur wird erhalten. Eine solche feine, martensitische Struktur stellt eine hohe Festigkeit bzw. Zähigkeit dar, die zu einer Erhöhung der Antireiß- und Antistoßqualitäten führt. Nach dem Härtungsschritt kann das Endprodukt durch Vornahme einer Strahlhärtungs- oder Spannungshärtungs-Behandlung hergestellt werden, um eine kompressive, verbleibende Spannung auf der Oberfläche durch Tempern zu erzielen. Zu diesem Zeitpunkt beträgt die Temper-Temperatur in erwünschter Weise 400 ± 10ºC und die anfängliche Spannung der Spannungshärtung beträgt vorzugsweise 120-180 kg/mm². Dies kommt dadurch, daß die Temper-Temperatur eine Spitze bei nahe 400ºC mit 120 bis 180 kg/mm² einer Anfangsspannung, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist, besitzt. Die optimalen Bedingungen für die längste Lebenszeit werden unter 400ºC und 140 kg/mm² einer Anfangsspannung erhalten.

Bevorzugte Formen der dritten und vierten Form der Erfindung werden nachfolgend beschrieben.

Der erste Heizschritt und Rollschritt sind jeweils dieselben wie diejenigen der ersten und der zweiten Form, die vorstehend beschrieben sind. In dem Bearbeitungsschritt nach dem Rollschritt sind die Arbeitsvorgänge gemäß der Art des Blattes für die eventuellen Blattfedern dieselben wie diejenigen der ersten und der zweiten Form der Erfindung. In der dritten Form der Erfindung wird eine Bearbeitung, wie beispielsweise ein Schneiden des Rollmaterials auf eine festgelegte Länge und die Bildung eines Befestigungslochs für eine Klammer, ein Schraubenloch und dergleichen, in der vierten Form der Erfindung eine solche Bearbeitung, wie beispielsweise ein Biegevorgang, um ein darauffolgendes Rollen eines Augenbereichs und ein Rollen darauf zu erleichtern, ebenso wie die vorstehenden Bearbeitungsschritte ebenfalls durchgeführt.

Der zweite Heizschritt ist ein Wiederaufheizungsschritt, bei dem das mit Luft gekühlte Material auf einen stabilen, austenitischen Temperaturbereich wiederaufgeheizt wird. Das Wiederaufheizen wird vorzugsweise durchgeführt, bevor die Materialtemperatur geringer als 730ºC wird. Dies folgt daher, da, wenn das Material, das gekühlt wurde, weniger als 730ºC erreicht, wiederaufgeheizt wird, es eine lange Zeit benötigt, um zu der austenitischen Phase zurückzukehren, wobei Ferrit und Perlit dadurch entmischt werden, und eine feine, martensitische Struktur kann nicht durch Härten erhalten werden. Eine bevorzugte Wiederaufheizungstemperatur in diesem Schritt beträgt 850ºC ± 25ºC und die Zeit oberhalb von 825ºC sollte vorzugsweise geringer als 1 Minute sein.

Der nächste Kühlschritt ist derselbe wie der Kühlschritt in der ersten und der zweiten Form der Erfindung. Allerdings wird in der vierten Form der Augenbereich unmittelbar vor dem Kühlschritt gebildet. Die Bildung dieses Augenbereichs ist dann einfach, da sie vor einem Härten durchgeführt wird.

In den darauffolgenden Schritten kann eine Strahlhärtung oder Spannungshärtung wie in der ersten und der zweiten Form der Erfindung durchgeführt werden.

Eine bevorzugte fünfte und sechste Form der Erfindung wird wie folgt beschrieben.

Der erste Heizschritt, der Rollschritt und der Bearbeitungsschritt sind dieselben wie der erste Heizschritt, der Rollschritt und der Bearbeitungsschritt (d.h. der erste Bearbeitungsschritt) in der dritten und der vierten Form der Erfindung jeweils.

In dem nächsten, zweiten Heizschritt wird eine Wiederaufheizung unter denselben Bedingungen wie in dem zweiten Wiederaufheizschritt der dritten und vierten Erfindung durchgeführt. Das mit Luft gekühlte Material wird auf einen stabilen, austenitischen Temperaturbereich wiederaufgeheizt.

Dann wird ein Augenbereich, oder ein geeignetes Biegen, in dem zweiten Bearbeitungsschritt durchgeführt, wobei diese Bearbeitung einfach ist, da sie vor einem Kühlen durchgeführt wird. In diesem Fall bedeutet Biegen einen Zustand, bei dem das Blatt in eine erwünschte Form gemäß den Erfordernissen der End-Feder gebogen wird. Obwohl das Material in dem zweiten Bearbeitungsschritt gekühlt wird, wird das Material unter denselben Bedingungen wie der Wiederaufheizschritt vorstehend aufgeheizt, und zwar in einem weiteren Wiederaufheizungsschritt, um wiederum das mit Luft gekühlte Material auf einen stabilen, austenitischen Temperaturbereich aufzuheizen.

Der nächste Kühlschritt ist derselbe wie der Kühlschritt in der ersten und der zweiten Erfindung. Das Material wird im wesentlichen derselben Behandlung wie in der ersten und der zweiten Erfindung unterworfen, allerdings in Schritten nach dem Kühlschritt.

Vor dem abschließenden Kühlschritt und während die Bearbeitung noch einfach ist, wird das Blattfedermaterial bearbeitet, um einen Augenbereich, ein Loch für eine Klammer oder ein Schraubenloch herzustellen.

Die Korngröße wird durch Rollen des aufgeheizten Materials in einem Rollschritt verfeinert.

In dem Kühlschritt werden die feinen Korngrößen, die durch die vorherigen Schritte erhalten sind, auf eine feine, martensitische Struktur fixiert, um dadurch die Härte des abschließenden Blattfedermaterials zu erhöhen.

Die Wiederaufheizstufen werden durchgeführt, um es möglich zu machen, sowohl eine normale, martensitische Struktur in dem Kühlschritt zu erhalten als auch das Material leicht zu bearbeiten.

In dem Produkt einer Blattfeder verringern sich die alten, austenitischen Kristallkörner von JIS#10 auf #12, während sich die Antireiß- und Antistoßeigenschaften erhöhen.

Beispiel

Eine geschichtete Blattfeder mit einer Dimension von 8t x 70b x 1150e x 7p, die Augenbereiche zum Befestigen an beiden Enden besitzt, wird gemäß den folgenden Schritten in der entsprechenden Reihenfolge und unter den Bedingungen unter Verwendung des Materials SUP - 10 vorbereitet.

Beispiel 1 (1) Heizschritt:

Ein Blatt Federmaterial wird auf 900º ± 25ºC aufgeheizt. Nachdem die Temperatur des Materials 850ºC erreicht hat, wird sie für 5 - 10 Minuten beibehalten. Nach Herausnahme des aufgeheizten Materials aus dem Ofen wird eine Oxidhaut, die an der Oberfläche anhaftet, entfernt. Dann wird es zu dem nächsten Schritt befördert.

(2) Rollschritt:

Das Material wird in der Breitenrichtung bei 870ºC ± 25ºC Materialtemperatur gerollt und in der Plattendickenrichtung bei 850ºC ± 25ºC unter einer Roll-Reduktion von 15% gerollt.

(3) Bearbeitungsschritt:

Augenbereiche werden an beiden Enden des Blattes #1 unter Verwendung einer herkömmlichen Augenrollmaschine gebildet. Weiterhin werden Blatt #2 und Blatt #7 an dem Oberseitenende jeweils geschnitten.

(4) Kühlschritt:

Das Material, das von dem vorherigen Schritt zugeführt ist, wird unter einer gewünschten Krümmung befestigt und einer Ölhärtung unterworfen. Die Materialtemperatur beträgt 730ºC bis 800ºC.

Danach wird ein Tempern bei 400ºC ± 10ºC durchgeführt, während das Material einem Spannungshärten bei 140 kg/mm² einer Anfangsspannung unterworfen wird.

Beispiel 2 (1) erster Heizschritt:

Dieselbe Bedingung wie bei Beispiel 1 - (1).

(2) Rollschritt:

Dieselbe Bedingung wie bei Beispiel 1 - (2).

(3) Bearbeitungsschritt:

Der Oberseitenendbereich des Blattes #1 wird einer Oberseitenbiegebearbeitung zum Vornehmen eines Augenrollens unterworfen. Die Blätter #2 bis #7 werden an den äußersten Enden davon jeweils geschnitten. Die Materialtemperatur nach der Bearbeitung beträgt 735ºC bis 770ºC.

(4) Zweiter Heizschritt:

Das Material von dem vorherigen Schritt wird wieder aufgeheizt, indem es in einen Heizofen eingesetzt wird, um eine Temperatur von 850ºC ± 25ºC zu erreichen, d.h. aufgeheizt für etwa eine Minute, nachdem die Temperatur des Materials 825ºC erreicht hat.

(5) Kühlschritt:

Das Blatt #1 wird mit Augenbereichen an beiden Enden davon unter Verwendung einer herkömmlichen Augenrollmaschine versehen und dann wird ein Ölhärten unter der gesicherten, erwünschten Krümmung durchgeführt. Weiterhin werden Blatt #2 bis Blatt #7 einem Ölhärten unterworfen, und zwar mit der erwünschten Krümmung, die nach dem Kühlen gesichert wird. Die Materialtemperatur zu diesem Zeitpunkt beträgt 730ºC bis 800ºC.

Die Schritte nach dem Kühlschritt sind dieselben wie in Beispiel 1.

Beispiel 3 (1) erster Heizschritt:

Dieselben Bedingungen wie Beispiel 1 - (1).

(2) Rollschritt:

Dieselben Bedingungen wie Beispiel 1 - (2).

(3) Erster Bearbeitungsschritt:

Dieselben Bedingungen wie Beispiel 2 - (3).

(4) Zweiter Heizschritt (Wiederaufheizung):

Dieselben Bedingungen wie Beispiel 2 - (4).

(5) Zweiter Bearbeitungsschritt:

Augenbereiche werden an beiden Enden des Materials unter Verwendung einer herkömmlichen Rollmaschine gebildet. Die Materialtemperatur nach der Bearbeitung beträgt 750ºC.

(6) Dritter Heizschritt (Wiederaufheizung):

Dieselben Bedingungen wie der vorstehende, zweite Heizschritt (d.h. Wiederaufheizen).

(7) Kühlschritt:

Dieselben Bedingungen wie Beispiel 1 - (4).

Danach wird Blatt #1 derselben Behandlung wie in Beispiel 1 - (4) unterworfen.

Blatt #2 bis Blatt #7 werden wie in Beispiel 2 behandelt, die aus der Komponenten hergestellt sind, die in den Beispielen 1, 2 und 3 beschrieben ist.

Vergleichstests der Blattfedern gegenüber herkömmlichen Blattfedern, die unter denselben Bedingungen durchgeführt sind, sind in Tabelle 1 dargestellt. Die Zahlen in der Tabelle 1 zeigen Wiederholungen an, die vorgenommen wurden, bis die Blattfeder brach.

Tabelle 1
Beispiele Lebensdauer (Wiederholungen) Produkt gemäß Beispiel herkömmliches Produkt

Demzufolge zeigen die Produkte der vorliegenden Erfindung eine deutliche Verbesserung.

Die Produkte gemäß dieser Erfindung zeigen eine Gewichtsverringerung von 40% verglichen mit den herkömmlichen Produkten.

Als Beispiele werden beide Produkte mit (8 bis 13,5t) x 70b x 1150l x 2p und der Dimension 8t x70b x 1150l x 7p verwendet, wie auch das herkömmliche Produkt jeweils. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt.

Tabelle 2
Beispiele Lebensdauer (Wiederholungen) Produkt gemäß Beispiel herkömmliches Produkt

Aus Tabelle 2 kann gesehen werden, daß gerade, obwohl das Gewicht dieses Produkts um 40% abnimmt, eine längere Lebensdauer als das herkömmliche Produkt erhalten wird.

Demzufolge kann eine Blattfeder, die exzellente Anti-Durchsack-, Antireiß- und Antistoßeigenschaften und eine verlängerte Lebensdauer besitzt, erhalten werden. Es ist möglich, das Gewicht leichter zu machen und dennoch eine verlängerte Lebensdauer zu erzielen.

Weiterhin werden verschiedene Bearbeitungsstufen, wie beispielsweise Bilden von Augenbereichen, oder Stanzen eines Lochs für eine Klammer oder Schraubenlöcher, an dem Material vor einem Härten durchgeführt, wodurch die Produktivität erhöht wird.


Anspruch[de]

1. Verfahren zum Herstellen eines Blattes einer Blattfeder, welches folgende, sukzessive Schritte umfaßt: (a) Halten einer geeigneten Länge eines Eisenmetalls auf einer Temperatur von 900ºC ± 25ºC, (b) Rollen der Länge des Metalls bei einer Temperatur von 850ºC ± 25ºC zu einer gewünschten Form und Größe unter einem Rollen von 10 - 60%, so daß ein Blattfedernblatt daraus geschnitten werden kann, und (c) Abkühlen des Blattes von oberhalb 730ºC in Öl oder von oberhalb 680ºC in Wasser, um es zu härten, während es in einer solchen Krümmung gehalten wird, wie es für seine nachfolgende Anordnung erforderlich ist; wobei zwischen dem Rollschritt und dem Abkühlungs- und Härtungsschritt wenigstens ein Bearbeitungsschritt eingefügt ist, der oberhalb 730ºC und im austentischen Bereich ausgeführt wird, der ausgewählt ist aus: dem Schneiden der gewünschten Länge aus dem gerollten Blatt; dem Bilden von wenigstens einem Bolzenloch; dem Biegen von einem oder beider Endbereiche des Blattes, um das nachfolgende Rollen eines Befestigungsauges zu erleichtern; und dem Rollen des Befestigungsauges.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bearbeitungsschritt darin besteht, das gerollte Material auf eine gewünschte Länge zu schneiden, um eine Blattfeder zu bilden, und Bilden in dieser Länge wenigstens eines Bolzenloch und/oder eines Befestigungslochs.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bearbeitungsschritt darin besteht, das gerollte Material auf eine gewünschte Länge zu schneiden, um eine Blattfeder zu bilden; in der Länge wenigstens ein Bolzenloch und/oder wenigstens ein Befestigungsloch zu bilden; wenigstens einen der Endbereiche des Blattes zu biegen, um das Rollen eines Befestigungsauges zu erleichtern; und danach das Befestigungsauge zu rollen.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bearbeitungsschritt darin besteht, das gerollte Material auf eine gewünschte Länge zu schneiden, um eine Blattfeder zu bilden; in der Länge wenigstens ein Bolzenloch und/oder wenigstens ein Befestigungsloch zu bilden; und das bearbeitete Material von einer Temperatur oberhalb 730ºC auf eine Temperatur innerhalb eines stabilen, austenitischen Bereichs wieder zu erhitzen.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bearbeitungsschritt darin besteht, das gerollte Material auf eine gewünschten Länge zu schneiden, um eine Blattfeder zu bilden; in der Länge wenigstens ein Bolzenloch und/oder wenigstens ein Befestigungsloch zu bilden; wenigstens einen der Endbereiche des Blattes zu biegen, um das Rollen eines Befestigungsauges zu erleichtern; das bear- beitete Material von einer Temperatur oberhalb 730ºC auf eine Tempe- ratur innerhalb eines stabilen, austenitischen Bereichs wieder zu erhitzen; und das Befestigungsauge zu rollen.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bearbeitunsgschritt darin besteht, das gerollte Material auf eine gewünschte Länge zu schneden, um eine Blattfeder zu bilden; in der Länge wenigstens ein Bolzenloch und/oder wenigstens ein Befestigungsloch zu bilden; das bearbeitete Material von einer Temperatur oberhalb 730ºC auf eine Temperatur innerhalb eines stabilen, austenitischen Bereichs wieder zu erhitzen; wenigstens einen der Endbereiche des Blattes zu biegen, um das Rollen eines Befestigungsauges zu er- leichtem; das Befestigungsauge zu rollen; und wiederum das bear- beitete Material von einer Temperatur oberhalb 730ºC auf eine Tempe- ratur innerhalb eines stabilen, austenitischen Bereichs zu erhitzen.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bearbeitungsschritt darin besteht, das gerollte Material in eine gewünschte Länge zu schneiden, um eine Blattfeder zu bilden; in der Länge wenigstens ein Bolzenloch und/oder wenigstens ein Befestigungsloch zu bilden; wenigstens einen der Endbereiche des Blattes zu biegen, um das Rollen eines Befestigungsauges zu erleichtern; das bearbeitete Material von einer Temperatur oberhalb 730ºC auf eine Temperatur innerhalb eines stabilen, austenitischen Bereichs wieder zu erhitzen; das Befestigungsauge zu rollen; und wiederum das bearbeitete Material von einer Temperatur oberhalb 730ºC auf eine Temperatur innerhalb eines stabilen, austenitischen Bereichs zu erhitzen.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die in jeder Wiedererhitzungsstufe erreichte Temperatur 850 ± 25 ºC beträgt.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Spannungshärteverfahren bei 120 bis 180 kg/mm² anfänglicher Spannung durchgeführt wird, wenn das Blatt auf eine Temperatur von 400ºC ± 10ºC während des Temperns abgekühlt ist.







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