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AT521084B1 - Profilstab und daraus hergestellte Fahrzeugfeder - Google Patents

Profilstab und daraus hergestellte Fahrzeugfeder Download PDF

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AT521084B1
AT521084B1 ATA287/2018A AT2872018A AT521084B1 AT 521084 B1 AT521084 B1 AT 521084B1 AT 2872018 A AT2872018 A AT 2872018A AT 521084 B1 AT521084 B1 AT 521084B1
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Austria
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material recess
axis
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ATA287/2018A
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Kühnelt Dipl Ing Gerhard
Zamberger Dipl Ing Jörg
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Hendrickson Comm Vehicle Sys Europe Gmbh
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G3/00Resilient suspensions for a single wheel
    • B60G3/02Resilient suspensions for a single wheel with a single pivoted arm
    • B60G3/04Resilient suspensions for a single wheel with a single pivoted arm the arm being essentially transverse to the longitudinal axis of the vehicle
    • B60G3/10Resilient suspensions for a single wheel with a single pivoted arm the arm being essentially transverse to the longitudinal axis of the vehicle the arm itself being resilient, e.g. leaf spring
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F1/00Springs
    • F16F1/02Springs made of steel or other material having low internal friction; Wound, torsion, leaf, cup, ring or the like springs, the material of the spring not being relevant
    • F16F1/18Leaf springs
    • F16F1/185Leaf springs characterised by shape or design of individual leaves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F1/00Springs
    • F16F1/36Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers
    • F16F1/366Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers made of fibre-reinforced plastics, i.e. characterised by their special construction from such materials
    • F16F1/368Leaf springs

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Abstract

Ein länglicher Federkörper (20) einer Fahrzeugfeder ist aus einem Profilstab (1) gewalzt, wobei der Federkörper (20) wenigstens eine Materialaussparung (6) aufweist, wobei sich die Querschnittsform des Federkörpers (20) über seine Länge ändert und wobei sich die Breite (B) der Materialaussparung (6) über die Länge der Materialaussparung (6) ändert. Der Federkörper (20) weist in beiden Schmalseiten (4, 5) sowie in der Unterseite (3) eine Materialaussparung (6) auf, so dass er über seine Länge eine im Wesentlichen trapezförmige Querschnittsform mit abgerundeten Ecken aufweist.

Description

Beschreibung
[0001] Die Erfindung betrifft einen Profilstab aus Flachstabstahl, insbesondere Federstahl, zum Herstellen einer insbesondere gewalzten Fahrzeugfeder, dessen Querschnittsform über seine Länge gleich ist, wobei der Profilstab eine Oberseite, eine Unterseite und zwei Schmalseiten aufweist.
[0002] Zudem betrifft die Erfindung eine Fahrzeugfeder mit einem länglichen Federkörper, der aus einem Profilstab aus Flachstabstahl, insbesondere Federstahl, warm verformt hergestellt ist, wobei der Federkörper wenigstens eine Materialaussparung aufweist, wobei sich die Querschnittsform des Federkörpers über seine Länge ändert und wobei sich die Breite der Materialaussparung über die Länge der Materialaussparung ändert.
[0003] Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer Fahrzeugfeder aus einem Profilstab aus Flachstabstahl, insbesondere Federstahl.
[0004] Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Federsystem für ein Fahrzeug.
[0005] Unter Fahrzeugfeder kann im Einsatzgebiet der Erfindung eine Lenkerfeder, eine Parabelfeder, eine Blattfeder, insbesondere Einblatt- und Mehrblattparabelfeder, welche aus Flachstabstahl hergestellt sind, verstanden werden.
[0006] Fahrzeugfedern im Rahmen der Erfindung werden aus Flachstabstahl, vorzugsweise Federstahl, bei Temperaturen von ca. 800 bis 1200 °C warm verformt, insbesondere gewalzt. Bei warm verformten Fahrzeugfedern aus Flachstabstahl erhalten die Fahrzeugfedern ihre federnde Funktion durch das Material, d.h. die Fahrzeugfeder hat eine inhärente federnde Wirkung auf Grund des Ausgangsmaterials. Nach EN 10089,3.1 ist Federstahl folgendermaßen beschrieben: “Werkstoffe, die wegen ihrer Eigenschaften im vergüteten Zustand für die Herstellung von federnden Teilen aller Art besonders geeignet sind. Das Federungsvermögen der Stähle beruht auf ihrer elastischen Verformbarkeit, aufgrund derer sie innerhalb eines bestimmten Bereiches belastet werden können, ohne dass nach der Entlastung eine bleibende Formänderung auftritt. ...”
[0007] Es sind Federsysteme bekannt, bei denen Träger gegossen (z.B. wie in der DE 10 2008 061 190 offenbart) oder geschweißt (z.B. wie in der WO 2003/064192 offenbart) sind; diese Träger sind keine Federn im herkömmlichen Sinn. Solche Träger können - im Gegensatz zu warm verformbaren Stahl - nicht warm verformt sondern nur bei wesentlich höheren Temperaturen verarbeitet werden. Im Unterschied dazu ist z.B. Flachstabstahl aus Federstahl nahezu unschweißbar. Zudem erhalten die gegossenen oder geschweißten Träger durch ihre Materialeigenschaften im Einsatzzustand in einem Federsystem keine primär federnde Wirkung. Auf Grund der Materialeigenschaften bilden diese Träger an sich ein starres System. Die federnde Wirkung dieses Systems wird erst durch die besondere Anbindung des Trägers, meist durch ein im Träger eingearbeitetes Auge bzw. ein Trägerlager aus Gummi, erzielt.
[0008] Beim Schmieden mit Schmiedestahl (z.B. wie in der WO 2009/014423 offenbart) wird keine Feder durch Walzen eines Profilstabes aus Flachstabstahl hergestellt.
[0009] Fahrzeugfedern finden Anwendung in Kraftfahrzeugen, insbesondere in Nutzfahrzeugen oder Anhängern (gezogenes Fahrzeug). Die Anforderungen der Kraftfahrzeugindustrie sind zum einen durch die Reduzierung des Gewichtes einzelner Bauteile geprägt. Zum anderen sind die Anforderungen auf Grund steigenden Motorleistungen dadurch geprägt, dass einzelne Bauteile immer höheren mechanischen Beanspruchungen unterliegen. Problematisch bei warm geformten Fahrzeugfedern aus Flachstabstahl ist dabei, dass das Gewicht der Fahrzeugfeder nicht ohne Weiteres reduziert werden kann, da die Fahrzeugfeder, insbesondere der Federkörper, auf Grund seiner federnden Funktion anderen Belastungen Stand halten muss, als gegossene oder geschweißte Produkte. Bislang wurde Gewicht einer Fahrzeugfeder dadurch eingespart, dass - ausgehend vom gleichen Ausgangsmaterial zum Herstellen der Fahrzeugfeder - die Geometrie der fertigen Fahrzeugfeder zum Erhöhen der Oberflächenspannung derart verändert wurde, dass die Fahrzeugfeder kompakter gebaut werden konnte.
[0010] Ein Profilstab mit einem I-Profil zum Herstellen einer Fahrzeugfeder ist aus der US 5, 203, 545 bekannt.
[0011] Federn mit Materialaussparungen sind beispielsweise aus DE 33 18 628 A1 und DE 31 50 479 A1 bekannt. Diese Federn bestehen aus faserverstärktem Kunststoff und wurden daher nicht durch Warmverformen aus Profilstäben aus Flachstabstahl hergestellt.
[0012] Die Herstellung einer gattungsgemäßen Stahlfeder durch Schmieden ist beispielsweise aus US 2,533,511 A bekannt.
[0013] Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Fahrzeugfeder der eingangs genannten Gattung zur Verfügung zu stellen, deren Gewicht im Vergleich zu einer herkömmlichen Fahrzeugfeder reduziert ist, wobei die inhärente federnde Funktion des Federkörpers gewährleistet bleibt und die mechanische Belastbarkeit nicht beeinträchtigt wird. In bestimmten Anwendungsfällen kann auch eine kompaktere Bauweise erzielt werden.
[0014] Gelöst wird diese Aufgabe mit einem Profilstab, der die Merkmale des Anspruches 1 aufweist, sowie mit einer Fahrzeugfeder, welche die Merkmale des Anspruches 7 aufweist.
[0015] Des Weiteren wird diese Aufgabe mit einem Verfahren zum Herstellen einer Fahrzeugfeder gelöst, welches die Merkmale des Anspruches 14 aufweist.
[0016] Darüber hinaus wird diese Aufgabe mit einem Federsystem für ein Fahrzeug, welches die Merkmale des Anspruches 15 aufweist, gelöst.
[0017] Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Profilstab zum Walzen einer Fahrzeugfeder dient und in beiden Schmalseiten sowie in der Unterseite eine Materialaussparung aufweist, so dass er über seine gesamte Länge eine im Wesentlichen trapezförmige Querschnittsform mit abgerundeten Ecken aufweist.
[0018] Somit kann das Gewicht der aus dem Profilstab hergestellten Fahrzeugfeder durch die Geometrie des verwendeten Ausgangsproduktes bis ca. 30 % oder mehr reduziert werden, wobei die Kraftaufnahme und die federnde Wirkung des Federkörpers nicht beeinträchtigt wird. Auch können somit kompaktere Fahrzeugfedern bei gleichbleibendem Gewicht hergestellt werden.
[0019] Im Rahmen der Erfindung ist der Profilstab vorzugsweise aus einem Federstahl nach DIN EN 10089 hergestellt.
[0020] In einer besonders bevorzugten Ausführungsform verläuft die Materialaussparung über die gesamte Länge des Profilstabes vom oberen Bereich des Profilstabes geradlinig bis zur Unterseite, wobei die Tiefe der Materialaussparung über deren Breite stetig zunimmt.
[0021] Insbesondere ist es bevorzugt, wenn wenigstens eine weitere Materialaussparung als Vertiefung in Höhe h des Profilstabes in wenigstens einem mittigen Bereich der Unterseite ausgeprägt ist. Der Profilstab weist eine Längsachse, eine quer zur Längsachse verlaufende Querachse, die vorzugsweise der neutralen Faser entspricht, sowie eine im rechten Winkel zur Querachse von der Unterseite zur Oberseite verlaufende Achse auf, wobei in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform eine Materialaussparung im Bereich der Achse verläuft und/oder wobei die Querschnittsform zur Achse symmetrisch ist.
[0022] Erfindungsgemäß ist weiters vorgesehen, dass der Profilstab hergestellt wird, indem Material in Längsrichtung des Profilstabes verdrängt wird.
[0023] Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der warm verformte Federkörper, der in eingebautem Zustand eine federnde Wirkung hat, die Materialaussparung aufweist.
[0024] Da beim Herstellen der Fahrzeugfeder Walzprozesse stattfinden, ist ändert sich die Querschnittsform des Federkörpers über seine Länge. Die Breite der Materialaussparung ändert sich erfindungsgemäß über ihre Länge. Somit kann die Breite der Materialaussparung an die optimale Form der fertigen Feder angepasst werden, wobei ebenfalls Bereiche mit unterschiedlicher Biegefestigkeit erzielt werden können.
[0025] Eine Fahrzeugfeder wird aus einem länglichen Profilstab derart hergestellt, dass der Pro
filstab mit wenigstens einer Materialaussparung gewalzt wird und dass der Federkörper in beiden Schmalseiten sowie in der Unterseite eine Materialaussparung aufweist, so dass er über seine gesamte Länge eine im Wesentlichen trapezförmige Querschnittsform mit abgerundeten Ecken aufweist. Vorzugsweise verläuft die Materialaussparung über die gesamte Länge des Federkörpers vom oberen Bereich des Federkörpers geradlinig bis zur Unterseite und die Tiefe der Materialaussparung nimmt über deren Breite stetig zu.
[0026] Insbesondere kann vorgesehen sein, dass als Ausgangsmaterial für das Warmverformen ein Profilstab vorab beschriebener Profilstab verwendet wird, deren Querschnittsform über deren gesamten Länge gleich ist, wobei die Breite der Materialaussparung während dem Warmverformen über die Länge des Federkörpers unterschiedlich verändert wird.
[0027] Unter Materialaussparung wird im Rahmen der Erfindung eine Materialeinsparung verstanden, d.h. dass sonst im Bereich der Materialaussparung vorhandenes Material durch die Materialaussparung ersetzt ist, bzw. dass sonst vorhandenes Material nicht vorhanden ist. Insbesondere kann im Rahmen der Erfindung unter Materialaussparung verstanden werden, dass im Bereich der Materialaussparung Material in Längsrichtung des Profilstabes verdrängt wird. Im Gegensatz dazu weisen z.B. gerippte Blattfedern keine Materialaussparung auf, da hier das Material nicht in Längsrichtung, sondern in Richtung senkrecht zur Querachse des Profilstabes, “verdrängt” ist. Auch bedeuten z.B. Prägungen in einem Profilstab bzw. in einer Fahrzeugfeder keine Materialaussparung, da bei Prägungen Material nicht über die (vorzugsweise gesamte) Längsrichtung des Profilstabes bzw. des Federkörpers verdrängt ist.
[0028] Beispielsweise kann der Herstellungsprozess einer Fahrzeugfeder wie folgt zusammengefasst werden:
[0029] Ein Profilstab, insbesondere ein Flachstabstahl, mit einer Materialaussparung mit gleichbleibender Querschnittsform über seine gesamte Länge wird auf die gewünschte Länge geschnitten. Als Ausgangsmaterial wird im Rahmen der Erfindung vorzugsweise ein Flachstabstahl nach EN 10092 oder BS 970-2 und ein Federstahl nach EN 10089 oder EN 10083 verwendet; es können aber auch andere warm verformbare Stähle verwendet werden. Im Rahmen der Erfindung können auch je nach Land/Region genormte Feder oder Vergütungsstähle verwendet werden. Für die weitere Warmformgebung wird der Profilstab auf eine Temperatur von ca. 800 bis 1200 °C gebracht. Der abgelängte Profilstab wird bei dieser Temperatur horizontal oder vertikal gewalzt und die Enden werden je nach gewünschter Fahrzeugfeder entsprechend verarbeitet. Zum Auswalzen wird der Profilstab einseitig erwärmt, zwischen ein geöffnetes Walzenpaar gefahren und dann in Längsrichtung zwischen diesen einmal oder mehrmals hindurch bewegt. Bei diesem Bearbeitungsvorgang kann der Abstand zwischen den Walzen verändert werden, so dass der gewünschte Verlauf des Profilstabes eingestellt wird. Beim Walzen des Profilstabs kann durch Ausüben von unterschiedlichem Druck somit auch die Breite der Materialaussparung über die Länge des Profilstabes unterschiedlich verändert werden. Anschließend wird der Profistab auf der gegenüberliegenden Seite erwärmt und ein erneuter Walzprozess durchgeführt.
[0030] Je nach gewünschter Fahrzeugfeder, insbesondere wenn mehrere Federn im Einsatzzustand übereinander angeordnet sein sollen (mehrlagige Federn), kann ein Mittelloch, ein Sackloch oder sonstige Vertiefungen für eine Federschraube oder andere Formschlusselemente eingebracht werden. Der Profilstab kann in einem weiteren Schritt ein oder zwei Augen erhalten. Der erneut erwärmte oder noch auf der erforderlichen Temperatur befindliche gewalzte Profilstab kann dann ggf. eine oder mehrere Pressstationen für eine Endenbearbeitung durchlaufen, wonach ein Rollvorgang durchgeführt werden kann. Das Rollen der Enden zu Augen findet ebenfalls bei Temperaturen von ca. 800 bis 1200 °C statt. In weiteren Schritten kann die Feder (bei ca. 900 °C) gebogen und anschließend vergütet werden.
[0031] Je nach Art der Fahrzeugfeder können beide Enden ein Auge aufweisen. Es kann auch ein Ende ein gerolltes oder eingeformtes, z.B. im Federkörper eingebrachtes, Auge aufweisen, wogegen das andere Ende im Wesentlich flach verläuft. In den zuletzt genannten Ausführungsformen kann der Profilstab insbesondere im Bereich zum flach verlaufenden Ende abgewinkelt bzw. abgekröpft sein. In einer anderen Ausführungsform können auch beide Enden im Wesentli-
chen flach und ggf. leicht abgekröpft (ohne Auge) verlaufen.
[0032] Je nach Art der Fahrzeugfeder können die Bearbeitungsschritte abgeändert werden. Im Rahmen der Erfindung kann der Profilstab auch eingangs auf eine bestimmte Bearbeitungstemperatur erwärmt werden, wobei bei den nachfolgenden Bearbeitungsschritten keine weitere Erwärmung notwendig ist.
[0033] Bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die angeschlossenen Zeichnungen, in welchen bevorzugte Ausführungsformen dargestellt sind.
[0034] Es zeigt: Fig. 1 bis 5 bekannte Querschnittsformen von Profilstäben für Fahrzeugfedern aus warm verformbaren Stahl, Fig. 6 bis 8 und 10 Ausführungsformen von Profilstäben, die nicht unter den Schutzbereich fallen und Fig. 9 und 11 Ausführungsformen von Profilstäben für eine erfindungsgemäße Fahrzeugfeder im Querschnitt.
[0035] In den Fig. 1 bis 5 sind bislang bekannte Querschnittsformen von Profilstäben 1 aus Flachstabstahl dargestellt, nämlich ein naturkantiges Profil (Fig. 1), ein Profil mit halbkreisförmigen Schmalseiten (Fig. 2), ein Profil mit gerundeten Kanten (Fig. 3) und ein Korbbogen-Profil (British Standard)(Fig. 4). Fig. 5 zeigt im Querschnitt einen warm verformbaren Profilstab 1 für gerippte Blattfedern.
[0036] Die in den Fig. 1 bis 3 dargestellten warm verformbaren Profilstäbe 1 entsprechen der DIN EN 10092-1. Fig. 4 zeigt einen warm verformbaren Profilstab 1 aus Flachstabstahl mit einer Querschnittsform nach British Standard BS 970-2:1988 b. Der in Fig. 5 dargestellte warm verformbare Profilstab 1 entspricht der DIN EN 10092-2, Die Profilstäbe 1 weisen eine Oberseite 2, eine Unterseite 3 und zwei Schmalseiten 4, 5 auf. Weiters sind in den Fig. 1 bis 4 die Breite b, die Höhe h und die Querachse z (diese entspricht auch der hinsichtlich der Biegespannung definierten neutralen Faser) der Profilstäbe 1 sowie Krümmungsradien r angedeutet. Die Profilstäbe 1 gemäß den Fig. 1 bis 4 weisen über ihre Länge keine Materialaussparung auf. Auch der in Fig. 5 dargestellte Profilstab 1 weist über seine Länge keine Materialaussparung auf, da im gerippten Bereich sämtliches Material vorhanden ist und das Material auch nicht in Längsrichtung verdrängt ist.
[0037] Im Unterschied zu den bekannten Profilstäben 1 weist ein Profilstab 1 für eine erfindungsgemäße Fahrzeugfeder wenigstens eine Materialaussparung 6 auf. Somit kann das Gewicht einer warm gewalzten Fahrzeugfeder durch das Ausgangsmaterial reduziert werden, wobei die Kraftaufnahme und die federnde Wirkung der Fahrzeugfeder nicht beeinträchtigt wird.
[0038] Beispielhaft ist in Fig. 6 ein Profilstab 1 (insbesondere aus Flachstabstahl) dargestellt, der (ausgehend von einem bekannten Profilstab 1 nach Fig. 3) in seinen beiden Schmalseiten 3, 4 jeweils eine Materialaussparung 6 mit einer Breite B und einer Tiefe T aufweist. Das sonst an den Schmalseiten 4,5 vorhandene Material (wie z.B. in Fig. 3) ist im Profilstab 1 nach Fig. 6 entlang seiner Längsrichtung verdrängt und im Profilstab 1 nicht mehr vorhanden. Gemäß Fig. 6 und in Fig. 7 weist der Profilstab 1 ein I-Profil mit einer im Querschnitt bogenförmig verlaufenden Materialaussparung 6 auf. Die Tiefe T der Materialaussparung 6 nimmt über deren Breite B zuerst kontinuierlich zu and dann wieder kontinuierlich ab.
[0039] Unterschied zwischen den in den Fig. 6 und 7 dargestellten Querschnittsformen ist, dass die Unterseite 3 des Profilstabes 1 gemäß Fig. 7 weniger breit ist als dessen Oberseite 2.
[0040] Gemäß Fig. 8 weist der Profilstab 1 ein nach unten offenes U-Profil mit einer im Querschnitt bogenförmig verlaufenden Materialaussparung 6 auf, d.h. die Materialaussparung 6 ist in der Unterseite 3 vorgesehen.
[0041] In der in Fig. 9 dargestellten, erfindungsgemäßen Ausführungsform weist der Profilstab 1 eine im Wesentlichen trapezförmige Querschnittsform mit abgerundeten Ecken auf. Die Materialaussparung 6 verläuft vom oberen Bereich des Profilstabes 1 geradlinig bis zur Unterseite 3, wobei die Tiefe T der Materialaussparung 6 über deren Breite B stetig zunimmt. Die Materialaussparung 6 ist in beiden Schmalseiten 4, 5 sowie in der Unterseite 3 vorgesehen.
[0042] Gemäß Fig. 10 weist der Profilstab 1 ein T-Profil mit einer im Querschnitt wellenförmig verlaufenden Materialaussparung 6 auf. Auch in dieser Ausführungsform nimmt die Tiefe T der Materialaussparung 6 über deren Breite in Richtung zur Unterseite 3 durchgehend zu.
[0043] In der in Fig. 11 dargestellten, erfindungsgemäßen Ausführungsform sind in den beiden Schmalseiten 4, 5 Materialaussparungen 6 vorgesehen, die ähnlich wie in Fig. 9 verlaufen. Zudem ist eine weitere Materialaussparung 6 in der Unterseite 3 vorgesehen, die ähnlich wie in Fig. 8 verläuft.
[0044] Allen dargestellten Ausführungsformen von Profilstäben 1 für eine erfindungsgemäße Fahrzeugfeder (Fig. 9 und 11) ist gemeinsam, dass der Profilstab 1 eine quer zu seiner Längsachse verlaufende Querachse z (diese kann der neutralen Faser entsprechen) sowie eine im rechten Winkel zur Querachse z verlaufende Achse V aufweist und dass die Querschnittsform zur Achse V symmetrisch ist. Weiters ist allen gezeigten Ausführungsformen gemeinsam, dass sich die Materialaussparung 6, bezogen auf eine durch die Breite b und die Höhe h des Profilstabes 1 gebildete, gedachte Querschnittsfläche, (in den Fig. 9 und 11 schraffiert dargestellt) in den Profilstab 1 hinein erstreckt. Bezogen auf die durch die Breite b und die Höhe h des Profilstabes 1 gebildete, gedachte Querschnittsfläche, lassen sich Randbereiche im Bereich der Ecken (dies können auch abgerundete Ecken sein), sowie mittige Bereiche über die Höhe h und Breite b, definieren. Im Rahmen der Erfindung ist die Materialaussparung 6 eine Vertiefung der Breite b und/oder der Höhe h des Profilstabes 1 in wenigstens einem mittigen Bereich. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass wenigstens eine Materialaussparung 6 im Bereich und insbesondere entlang der Querachse z und/oder im Bereich und insbesondere entlang der Achse (V) verläuft.
[0045] In den dargestellten Profilstäben 1 erstreckt sich die Materialaussparung 6 über die gesamte Länge des Profilstabes 1, wobei sich die Querschnittsform des Profilstabes 1 über seine gesamte Länge nicht ändert.
[0046] Wenn aus dem Profilstab 1 eine Fahrzeugfeder mit einem Federkörper 20 hergestellt wird können ein oder mehrere Merkmale der im Profilstab 1 beinhalteten Materialaussparung 6 auch im Federkörper 20 vorliegen.
[0047] Zusammenfassend kann ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wie folgt dargestellt werden:
[0048] Ein länglicher Federkörper 20 einer Fahrzeugfeder ist aus einem Profilstab 1 warm verformt hergestellt, insbesondere gewalzt, wobei der Federkörper 20 wenigstens eine Materialaussparung 6 aufweist, wobei sich die Querschnittsform des Federkörpers 20 über seine Länge ändert und wobei sich die Breite B der Materialaussparung 6 über die Länge der Materialaussparung 6 ändert. Der Federkörper 20 weist in beiden Schmalseiten 4, 5 sowie in der Unterseite 3 eine Materialaussparung 6 auf, so dass er eine im Wesentlichen trapezförmige Querschnittsform mit abgerundeten Ecken aufweist, wobei die Materialaussparung 6 über die gesamte Länge des Federkörpers 20 vom oberen Bereich des Federkörpers 20 geradlinig bis zur Unterseite 3 verläuft und wobei die Tiefe T der Materialaussparung 6 über deren Breite B stetig zunimmt.

Claims (15)

Patentansprüche
1. Profilstab aus Flachstabstahl, insbesondere Federstahl, zum Herstellen einer gewalzten Fahrzeugfeder, dessen Querschnittsform über seine Länge gleich ist, wobei der Profilstab (1) eine Oberseite (2), eine Unterseite (3) und zwei Schmalseiten (4, 5) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Profilstab (1) in beiden Schmalseiten (4, 5) sowie in der Unterseite (3) eine Materialaussparung (6) aufweist, so dass er über die gesamte Länge eine im Wesentlichen trapezförmige Querschnittsform mit abgerundeten Ecken aufweist.
2. Profilstab nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialaussparung (6) über die gesamte Länge des Profilstabes (1) vom oberen Bereich des Profilstabes (1) geradlinig bis zur Unterseite (3) verläuft, wobei die Tiefe (T) der Materialaussparung (6) über deren Breite (B) stetig zunimmt.
3. Profilstab nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine weitere Materialaussparung (6) eine Vertiefung der Höhe h des Profilstabs (1) in wenigstens einem mittigen Bereich der Unterseite (3) ist.
4. Profilstab nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Profilstab (1) eine Längsachse, eine quer zur Längsachse verlaufende Querachse (z), die vorzugsweise der neutralen Faser entspricht, sowie eine im rechten Winkel zur Querachse (z) von der Unterseite (3) zur Oberseite (2) verlaufende Achse (V) aufweist und dass wenigstens eine Materialaussparung (6) im Bereich der Achse (V) verläuft.
5. Profilstab nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Profilstab (1) eine Längsachse, eine quer zur Längsachse verlaufende Querachse (z), die vorzugsweise der neutralen Faser entspricht, sowie eine im rechten Winkel zur Querachse (z) von der Unterseite (3) zur Oberseite (2) verlaufende Achse (V) aufweist und dass die Querschnittsform zur Achse (V) symmetrisch ist.
6. Fahrzeugfeder mit einem länglichen Federkörper (20), der aus einem Profilstab (1) aus Flachstabstahl, insbesondere Federstahl, warm verformt hergestellt ist, wobei der Federkörper (20) wenigstens eine Materialaussparung (6) aufweist, wobei sich die Querschnittsform des Federkörpers (20) über seine Länge ändert und wobei sich die Breite (B) der Materialaussparung (6) über die Länge der Materialaussparung (6) ändert, dadurch gekennzeichnet, dass der Federkörper (20) aus dem Profilstab (1) gewalzt ist und dass Materialeinsparungen (6) in beiden Schmalseiten (4, 5) sowie in der Unterseite (3) vorgesehen sind, so dass der Federkörper (20) über die gesamte Länge eine im Wesentlichen trapezförmige Querschnittsform mit abgerundeten Ecken aufweist.
7. Fahrzeugfeder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialaussparung (6) über die gesamte Länge des Federkörpers (20) vom oberen Bereich des Federkörpers (20) geradlinig bis zur Unterseite (3) verläuft und die Tiefe (T) der Materialaussparung (6) über deren Breite (B) stetig zunimmt.
8. Fahrzeugfeder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine weitere Materialaussparung (6) eine Vertiefung der Höhe h des Federkörpers (20) in wenigstens einem mittigen Bereich der Unterseite (3) ist.
9. Fahrzeugfeder nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Federkörper (20) eine Längsachse, eine quer zur Längsachse verlaufende Querachse (z), die vorzugsweise der neutralen Faser entspricht, sowie eine im rechten Winkel zur Querachse (z) von der Unterseite (3) zur Oberseite (2) verlaufende Achse (V) aufweist und dass wenigstens eine Materialaussparung (6) im Bereich der Achse (V) verläuft.
10. Fahrzeugfeder nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Federkörper (20) eine Längsachse, eine quer zur Längsachse verlaufende Querachse (z), die vorzugsweise der neutralen Faser entspricht, sowie eine im rechten Winkel zur Querachse (z) von der Unterseite (3) zur Oberseite (2) verlaufende Achse (V) aufweist und dass die Querschnittsform zur Achse (V) symmetrisch ist.
11. Fahrzeugfeder nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Federkörper (20) zwei Längsenden (7, 9) und an wenigstens einem Längsende (7, 9) ein gerolltes Auge (8) oder eingeformtes Auge (11) aufweist.
12. Fahrzeugfeder nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Federkörper (20) aus einem Profilstab nach einem der Ansprüche 1 bis 6 gewalzt ist.
13. Verfahren zum Herstellen einer Fahrzeugfeder aus einem Profilstab aus Flachstabstahl, insbesondere Federstahl, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugfeder nach einem der Ansprüche 6 bis 10 aus dem Profilstab (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 gewalzt wird, wobei die Breite (B) der Materialaussparung (6) während dem Warmverformen über die Länge des Federkörpers (20) unterschiedlich verändert wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Profilstab (1) auf die gewünschte Länge geschnitten wird, dass der abgelängte Profilstab (1) auf eine Temperatur von ca. 800 bis 1200 °C gebracht und bei dieser Temperatur horizontal oder vertikal gewalzt wird und dass die Enden je nach gewünschter Fahrzeugfeder entsprechend verarbeitet werden.
15. Federsystem für ein Fahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass es wenigstens eine Fahrzeugfeder nach einem der Ansprüche 6 bis 12 aufweist.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
ATA287/2018A 2012-07-30 2012-07-30 Profilstab und daraus hergestellte Fahrzeugfeder AT521084B1 (de)

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ATA287/2018A AT521084B1 (de) 2012-07-30 2012-07-30 Profilstab und daraus hergestellte Fahrzeugfeder

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Application Number Priority Date Filing Date Title
ATA287/2018A AT521084B1 (de) 2012-07-30 2012-07-30 Profilstab und daraus hergestellte Fahrzeugfeder

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AT (1) AT521084B1 (de)

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DE3318628A1 (de) * 1983-05-21 1984-11-22 Hoesch Ag, 4600 Dortmund Blattfeder aus faserverstaerkten kunststoffen

Patent Citations (3)

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