DE1253296B - Verfahren und Vorrichtung zur Waermebehandlung von Federn - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Waermebehandlung von FedernInfo
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Description
DEUTSCHES
PATENTAMT
Int CL:
C21d
Nummer: 1253296
Die Erfindung betrifft die Herstellung von Federn
aod bezieht itch insbesondere auf cm Verfahr« und auf eine Vorrichtung zur Wärmebehandlung für insbesondere hochwertigen Einbauwecken, wie Steuerungen od. dgl·, dienende Federn zur Verschiebung
ihrer Federkonitanten durch gleichzeitige Belastung and Erwärmung. Bei diesem bekannte» Verfahren,
mit dem ein künstliches Altem erreichbar ist, wird die Verschiebung der Fcderkomtäaten nach Ablauf
einer einstellbaren Zeil abgebrochen. Die Verschlebuag der Federkonstanten erfolgt somit bei allen
Federn etwa um den gleichen Betrag. Die Federn besitzen somit vor and nach der Behandlung unter·
schjedllcne Federkräfte bzw. L&agea. Die Federkräfte bei gegebener Einbaulänge sind also auch bei
diesen Federn sehr unterschiedlich, so daß der Am·
schuß vcihältniMDÜßig groß ist.
Mit Rücksicht auf dia Bedeutung der Federn als Maschinenelemente müsse« deren Abmessungen, wie
Drahtstärke, Fcdcrdurchmcsscr, Windungszahl und
Baulänge, bei der Herstellung laufend kontrolliert werden. Trotzdem BSt sich nicht vermeiden, daß
durch wechselnde Querschnitte des Drahtes unterschiedliche Hirten des Werkstoffes usw., die sich
beim Formen der Feder in ungleichen Abmessungen bemerkbar machen, die fertiggestellten Federn in der
Fcdrrcharakteristik oder «steife unterschiedlich ausfallen. Mit anderen Worten, die Federkonstantcn verlaufen im Diagramm unterschiedlich geneigt oder beginne«! an einer anderen Stelle, so daß nc nebeneinander verlaufen.
Gerade aber HIr hochwertige Einbauzwecke, z. B.
Verwendung der Federn bei Reglern, Ventilen oder elektrischen Relais, bei denen öle Federsteife die Ansprcchgenauigkrit beeinflußt, Hegt der auf die Federkraft bei gegebener Einbaulänge abgestellte Prüfwert
bei der Abnahme der Federn in einem äußerst kleinen Tokranrbcrcich, der sich em so schwerer einhaltest läßt, als die MaBe des Draht- bzw. Federduxchmcssers in der Federgleichung als Faktoren io
der vierteil bzw. dritten Potenz auftreten. So kommt es leicht vor, daß selbst bei sorgfältigster Beachtung
der Voraussetzungen bei 4er Toleranzprüfong der
Federn und Aufwahl nach »gut« und >Auischuß« die Zahl der Ausschußfedem die der Gutfcdcm übertrifft. Da aber solche Ausschußfedern anderweitig
kaum verwendbar sind, müssen sie praktisch als Schrott angesehen werden.
Das bekannte Setzen der Federn, das bei dea
ersten Belastungen cmc bleibende Formänderung der Federn bewirkt, kann durch das eingangs erläuterte
Verfahren bewirkt werden. Dabei wird io einfacher
zur Wärmebehandlung von Federn
Anmelder
Weise das Setunaß beim Wickeln vorspannter
federn durch höhere Vorspannung, bei sonstigen Zagfedern durch Verkleinerung der Wkkcllängc und
•o bei Druckfedern durch Vergrößerung der WcXcI-länge berücksichtigt.
Die Erfindung vermeidet solche Mängel. Sie geht
aus von der an sich bekannten Erkenntnis, daß bei Erwärmung von zu Federn geformten Stahldrähtcn
»5 die Harte, Proportionalitätsgrenze, Streckgrenze und
Zugfestigkeit zunächst sinken, so daß eine größere, Ober das gewöhnliche Setzen der Federn bei einer
Belastung hinausgehende bleibende Verformung möglich ist. Jedoch steigen nach dem Erkalten die
Festigkeitiwerte bis über ihre Ausgamjswerte an und
erreichen z.B. bei patentierten SlahJdräbteu einen
Höchstwert, wenn die Federn etwa auf 200° C erwärmt, wurden. Dieses Ansteigen der Härte, der Proportionalitäfcsgreozc, der Streckgrenze und der Brucfa-
3S festigkeit dürfte auf einen künstlichen Alterungiprozcß bzw. auf den Abbau der beim Wickeln entstandenen Eigcnspannungcn zurückzuführen sein. Gemäß
der Erfindung wird die Verschiebung der Fedcrkonstaotea bei Erreichen einer vorbestimmten Feder-
4» kraft (Prüfwert) bei vorbestknmter EiobadSnge der
Federn beendet. Dadurch erhalten die Federn trotz der unterschiedlichen Federsteifen bei einer dem
Priifwert entsprechenden Belastung eine gleiche
Llage oder, mit aadereo Worten, bei einer dem Prüf·
wert entsprechenden Länge eine gleiche Federkraft Die Federn besitzen gerade in belastetem Zustand
die gewünschte gleiche Federkraft, die für die Ansprechgenauigkeit der Federn erforderlich ist. Die
durch eventuell auftretende unterschiedliche Steigun-
5« gen der Federkonstanten, die alle durch den Priifwert laufen, sieb ergebenden ungleichen Längen der
Federn im entlasteten Zustand werden hierbei gern
7« «tv w
3 4
in Kauf genommen, da die Federn bei hochwertigen F i g. 3 eine Vorrichtung zur erfindungsgemäßen
Einbauzwecken, wie Steuerungen od. dgl., nur selten Behandlung von Schraubenzugfedern in schemati-
ganz entlastet werden und eine genaue Federkraft scher Darstellung und
bzw. Federlänge in diesem Bereich nicht unbedingt F i g. 4 eine belastete Zugfeder, ebenfalls mit Federerforderlich
ist. Der Prüfwert wird also von diesen 5 diagramm.
Federn eingehalten, so daß der Ausschuß und damit Die in F i g. 1 dargestellte Vorrichtung zur Behand-
die Herstellungskosten von Federn, die bei der Be- lung von Schraubendruckfedern, deren Länge mit
lastung mit der Prüflast eine gleiche Länge haben, einem bewußten Übermaß versehen ist, besteht aus
wesentlich verringert werden. einer mit einem Gewicht 3 belasteten Waage 4, der
Es empfiehlt sich, erfindungsgemäß die Dauer der io ein Stößel 5 als Gegenlager zugeordnet ist. Die
vorteilhaft unter Gewichtsbelastung bei einer je nach Waage 4 ist dabei als Tafelwaage ausgebildet, so daß
Stahlart bei etwa 200 bzw. 250° C liegenden Tempe- die Seitenteile 6 und 7 der Waage immer parallel zum
ratur, zweckmäßig durch Hindurchleitung elektri- Lagerteil 8 geführt werden. Das Seitenteil 6 trägt eine
sehen Stromes erfolgende Erwärmung, deren Dauer Schale 9 zur Aufnahme von Gewichten 3, deren Gedurch
das Erreichen der dem Prüfwert entsprechen- 15 wicht innerhalb der zulässigen Druckbelastung der
den Länge begrenzt werden soll, durch einen auf die zu behandelnden Feder liegt, während das Seiten-Längenänderung
der Federn ansprechenden Steuer- teil 7 mit einem Dämpfer 10 versehen ist, der die
Stromkreis zu regeln, in dem nach Erreichen der dem Einpendelzeit der Waage wesentlich verringert und
Prüfwert entsprechenden Länge durch Schließen des dem Waagenteil eine solche Trägheit verleiht, wo-Steuerstromkreises
der Heizstromkreis unterbrochen 20 durch sehr große Kraftunterschiede der aus mangel-
und zugleich die behandelte Feder gewichtsentlastet haftem Draht gefertigten Federn vollkommen aus-
und dann durch eine der Gewichtsentlastung züge- geglichen werden. Wenn nämlich die erwärmten
ordnete Bewegung der Steuerstrom wieder ausge- Federn in dem Augenblick der Entlastung alle die
schaltet ist. Zweckdienlich wird die Gewichtsbela- gleiche Kraft auf das Waagensystem ausüben, so
stung bei der erfindungsgemäßen Behandlung der 25 würde sich doch die unterschiedliche Temperatur der
Feder anders, und zwar proportional etwa geringer einzelnen Federn, bedingt durch die unterschiedliche
als die Federprüfbelastung gewählt. Die Verfor- Länge bei der Herstellung, auf die Federkraft im ermungsgeschwindigkeit
der Federn kann dabei durch kälteten Zustand auswirken. Das Ausgleichen dieser
einen Dämpfer verzögert werden. Unterschiede übernimmt der Dämpfer, indem er der
Zur Durchführung des Verfahrens kann eine Vor- 30 Verformungsbeschleunigung im Waagensystem eine
richtung benutzt werden, die erfindungsgemäß eine Kraft entgegensetzt. Eine anomal lange oder starke
an sich bekannte, der Aufnahme der zu behandeln- Feder wird durch die längere Verformungszeit höher
den Federn dienende Einspannvorrichtung mit zwei erwärmt, erreicht eine größere Verformungsbeschleu-
an den Enden der Federn angreifenden Teilen auf- nigung und wird durch die Trägheit des Waagen-
weist, von denen mindestens eines bewegbar und be- 35 systems bei einer geringen Kraft entlastet, so daß
lastbar ist. Vorteilhaft ist dabei dem bewegbaren und nach dem Erkalten der verlangte Kraftwert erreicht
belastbaren Teil ein Bewegungsdämpfer zugeordnet. wird. Dadurch können auch sehr unterschiedliche
Das belastbare Teil der Einspannvorrichtung kann Federkräfte ausgeglichen werden, wenn die Trägheit
dabei nach Art einer Tafelwaage mit höherverstell- des Waagensystems und die Verformungsgeschwin-
barem Anschlagkontakt ausgebildet sein. Erfindungs- 40 digkeit nach der Feder einmalig eingestellt werden,
gemäß empfiehlt es sich, das dem Waagenteil gegen- Das Seitenteil 6 ist an seinem unteren Ende mit einer
überliegende Teil der Einspannvorrichtung vorteil- Platte 11 versehen, gegen die sich die zu behandelnde
haft als Stößel auszubilden, der über einen Zahn- Schraubendruckfeder 12 abstützt. Der Stößel 5 liegt
Stangentrieb heb- und senkbar ist. Dieser kann dabei in der Wirkungslinie des Seitenteiles 6 und ist an
zweckdienlich durch eine Sperrvorrichtung in Form 45 seinem oberen Ende mit einer Platte 13 versehen,
eines Winkelhebels feststellbar sein, dessen einer, gegen die sich die Feder 12 mit ihrem anderen Ende
mit einer sperrzahnartigen Nase versehener Arm mit abstützt. Der Stößel 5 ist verschiebbar gelagert und
einem Arm des Stößels koppelbar und durch eine am kann von Hand mit dem Hebel 14 und dem Zahnrad
anderen Arm des Winkelhebels angreifende Feder in 15, das in eine entsprechende Verzahnung des
Sperrstellung festhaltbar ist. Die Sperrvorrichtung 50 Stößels 5 eingreift, bewegt werden. Der Stößel 5 ist
kann durch ein Relais ausschwenkbar sein, das in weiterhin mit einem verstellbaren Anschlag 16 ver-
einem Steuerstromkreis liegt, der durch einen am sehen, der mit einem Doppelschalter 17 und einer
Anschlag für das Waagenteil und einer an diesem Sperrvorrichtung 18 in Wirkverbindung steht. Die
vorgesehenen Zunge gebildeten Kontakt steuerbar Sperrvorrichtung 18 ist schwenkbar am Lager 22
ist. Die die zu behandelnde Feder zwischen sich auf- 55 befestigt und besteht aus einem Winkelhebel 19,
nehmenden Teile der Einspannvorrichtung bilden vor- dessen Arm 20 mit einer Sperrnase 21 versehen ist,
teilhaft Ubertragungskontakte eines der Erwärmung die den Anschlag 16 und damit den Stößel 5 in seiner
der Feder dienenden elektrischen Heizstromkreises, die Feder 12 belastenden Stellung hält. Am anderen
der mit dem Steuerstromkreis durch einen gemein- Arm 23 des Winkelhebels 19 ist an einem Zapfen 24
samen und durch den Stößelarm betätigbaren Dop- 60 eine Zugfeder 25 vorgesehen, die am Gestell der
pelschieber unterbrechbar ist. Vorrichtung an einem Festpunkt 26 angreift und die
In der Zeichnung ist die Erfindung in Ausfüh- Sperrvorrichtung 18 in ihrer Wirkstellung hält. Fer-
rungsbeispielen dargestellt, und zwar zeigt ner ist an dem Arm 23 des Winkelhebels 19 eine
F i g. 1 eine Vorrichtung zur erfindungsgemäßen Stange 27 angelenkt, die als Magnetkern mit dem
Behandlung von Schraubendruckfedern in schema- 65 Elektromagnet 28 in Wirkverbindung steht. Beim
tischer Darstellung, Einschalten des Elektromagnets 28 wird die Stange
F i g. 2 eine belastete Druckfeder mit Federdia- 27, die aus einem magnetisierbaren Material besteht,
gramm, in die Magnetspule eingezogen, so daß der Winkel-
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hebel 19 verschwenkt wird und die Sperrnase 21 In der F i g. 2 ist eine fertige Schraubendruck-
außer Eingriff kommt. feder 12 mit dazugehörigem Federdiagramm dar-
Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist folgende: gestellt. Die Feder 12 ist mit der Prüflast belastet
In der F i g. 1 ist die Vorrichtung zur Behandlung und besitzt daher die Länge a, die der Einbaulänge
von Schraubendruckfedern in der Wirkstellung dar- 5 entspricht. Die Länge b gibt die Länge der Feder im
gestellt, d. h., die zu behandelnde Feder 12 ist zwi- unbelasteten Zustand an, während die Länge c die
sehen den Platten 11 und 13 angeordnet und wird Länge der Feder 12 vor der Behandlung angibt. In
durch das Gewicht 3 belastet. Gleichzeitig wird die der Zeichnung ist der Unterschied zwischen den
Feder 12 von einem Heizstrom durchflossen, der von Längen b und c zur besseren Darstellung verhältnisden
Anschlußkontakten 29 über die Leitung 30, io mäßig groß bemessen. In der Praxis beträgt dieser
Schalter 17 und Leitung 31 an die Platte 13 und Unterschied in etwa bis zu 2 mm. Bei einer sehr
über die Leitung 32, Lagerteil 8, den Waagebalken genauen Herstellung der Feder mit hochwertigem
und das Seitenteil 6 zu der Platte 11 geführt wird. Federstahl beträgt der Unterschied sogar nur wenige
Durch das Fließen des Stromes durch die Feder 12 Zehntelmillimeter. In dem Diagramm sind die Kennwird
diese erwärmt. Die Spannung des Heizstromes 15 linien einer weiteren Feder strichpunktiert dargestellt,
wird sehr niedrig gewählt, etwa 24 Volt, so daß sie Die Länge d gibt hierbei die Länge der fertigen entfür
die Bedienungsperson nicht gefährlich ist. Außer- spannten Feder an, während die Länge der unbehandem
ist diese Spannung je nach Drahtstärke und delten Feder der Länge e entspricht. Auch bei dieser
Drahtlänge der Feder 12 regelbar, um unerwünschte Feder geht die Kennlinie der behandelten Feder
Gefüge und unwirtschaftliche Prüfung durch zu 20 durch den Prüfwert Pr, so daß die Länge der belange
Heizzeiten zu vermeiden. lasteten Feder wieder der Länge α entspricht. Die
Durch diese Erwärmung wird die Festigkeit und Kennlinien der fertigen Federn 12 gehen nun trotz
damit auch die Elastizitätsgrenze des Federwerk- der im unbelasteten Zustand unterschiedlichen Länstoffes
verringert, so daß die Feder 12 durch das gen der Federn durch den Prüfpunkt Pr, da die
Gewicht 3 über das normale Setzmaß hinaus blei- 25 Federn 12 unterschiedliche Federstreifen besitzen,
bend zusammengedrückt wird. Nach Erreichen einer die sich in unterschiedlichen Steigungen der Federbestimmten Federlänge (Einbaulänge) wird ein kennlinien äußern. Das bedeutet, daß die fertigen
Steuerstromkreis, dessen Spannung etwa auch 24 Volt Federn nun bei gleicher Belastung, die in etwa der
beträgt, geschlossen. Dieses geschieht durch eine Prüfbelastung entspricht, d. h., die Prüfbelastung wird
Kontaktzunge 33, die an dem Seitenteil 6 der 30 um etwa 6% geringer als die bei der gewünschten
Waage 4 angebracht ist und bei seinem Absinken Einbaulänge erforderliche Federkraft gewählt, auf
mit einem verstellbaren Anschlagkontakt 34 in Be- das gleiche Maß mit äußerst geringen Toleranzen
rührung kommt. Der Steuerstromkreis steht nun von zusammengedrückt werden oder daß bei gleicher
den Anschlußkontakten 35 über die Leitungen 36 Einbaulänge α (belastete Federlänge) mit äußerst
und 32, Lagerteil 8, den Waagebalken, Seitenteil 6, 35 geringer Toleranz gleich große Kräfte durch die
Kontaktzunge 33, Kontakt 34, Leitung 37, Schalter Feder abgegeben werden. Bei der bleibenden Ver-
17 und Leitung 38 und über die Leitung 39 mit dem formung der Feder wird durch die Verkürzung der
Elektromagnet 28 in Verbindung, so daß dieser die unbelasteten Feder der Federdurchmesser etwas verStange
27 einzieht und somit die Sperrvorrichtung größert. Dadurch wird die Federsteife verändert.
18 außer Eingriff bringt. Dadurch wird der Stößel 5 40 Da die Feder aber nur um ein sehr kleines Stück
durch Federn od. dgl. nach unten gezogen. Gleich- verkürzt wird, ist die Änderung der Federsteife kaum
zeitig wird durch das Absinken des an den meßbar und ändert auch nichts daran, daß die Kenn-Stößel
angebrachten Anschlages 16 der Doppel- linie der fertigen Feder durch den Prüfpunkt Pr geht,
schalter 17 betätigt, so daß Heiz- und Steuerstrom da der Kontakt 34 bei Erreichen der Einbaulänge α
ausgeschaltet werden. Die Sperrvorrichtung 18 wird 45 die Vorrichtung mit dem Steuerstrom abschaltet,
nun durch die Feder 25 wieder in Wirkstellung ge- Die in der F i g. 3 dargestellte Vorrichtung dient bracht. Die fertige Feder 12 kann nun aus der Vor- zur Behandlung von Zugfedern. Aus diesem Grund richtung herausgenommen werden und eine neue ist die Vorrichtung gegenüber der Vorrichtung nach Feder auf die Platte 13 aufgesetzt werden. Diese Fig. 1 abgewandelt, so daß die zu behandelnde Druckfeder ist so bemessen, daß die zur gewünschten 50 Feder 41 auf Zug beansprucht wird. Das Gewicht 3 Federkraft im Prüfwert erforderliche Länge bewußt ist hierbei in der Schale 9 auf dem Seitenteil 7 anüberschritten ist, da diese durch die Wärmebehand- geordnet, und die Kontaktzunge 33 kommt bei einer lung verringert wird. Sodann wird der Stößel 5 durch Aufwärtsbewegung mit dem Kontakt 34 in Berühden Hebel 14 und das Zahnrad 15, welches in eine rung, während sich der Stößel 5 in seiner unteren Verzahnung des Stößels 5 eingreift, angehoben. Da- 55 Lage in Wirkstellung befindet. Der Einfachheit halbei trifft der Anschlag 16 auf eine Leitfläche 40 der ber sind in dieser Figur die elektrischen Anschluß-Sperrnase 21, so daß die Sperrvorrichtung ver- leitungen fortgelassen worden, da die Schaltung der schwenkt wird, bis in der oberen Stellung des in F i g. 1 dargestellten entspricht.
nun durch die Feder 25 wieder in Wirkstellung ge- Die in der F i g. 3 dargestellte Vorrichtung dient bracht. Die fertige Feder 12 kann nun aus der Vor- zur Behandlung von Zugfedern. Aus diesem Grund richtung herausgenommen werden und eine neue ist die Vorrichtung gegenüber der Vorrichtung nach Feder auf die Platte 13 aufgesetzt werden. Diese Fig. 1 abgewandelt, so daß die zu behandelnde Druckfeder ist so bemessen, daß die zur gewünschten 50 Feder 41 auf Zug beansprucht wird. Das Gewicht 3 Federkraft im Prüfwert erforderliche Länge bewußt ist hierbei in der Schale 9 auf dem Seitenteil 7 anüberschritten ist, da diese durch die Wärmebehand- geordnet, und die Kontaktzunge 33 kommt bei einer lung verringert wird. Sodann wird der Stößel 5 durch Aufwärtsbewegung mit dem Kontakt 34 in Berühden Hebel 14 und das Zahnrad 15, welches in eine rung, während sich der Stößel 5 in seiner unteren Verzahnung des Stößels 5 eingreift, angehoben. Da- 55 Lage in Wirkstellung befindet. Der Einfachheit halbei trifft der Anschlag 16 auf eine Leitfläche 40 der ber sind in dieser Figur die elektrischen Anschluß-Sperrnase 21, so daß die Sperrvorrichtung ver- leitungen fortgelassen worden, da die Schaltung der schwenkt wird, bis in der oberen Stellung des in F i g. 1 dargestellten entspricht.
Stößels 5 die Sperrvorrichtung mit Hilfe der Feder Die Zugfeder 41 ist mittels der am Stößel 5 und
25 in ihre Sperrstellung zurückkehrt. Durch die 60 am Seitenteil 6 der Waage 4 vorgesehenen Haken 42
Aufwärtsbewegung des Anschlages 16 wurde gleich- und 43 eingespannt und wird von einem Heizstrom,
zeitig der Doppelschalter 17 betätigt, der nun der durch den Schalter 17 abschaltbar ist, durchwieder
seine Ein-Stellung einnimmt, während die flössen und dadurch erhitzt, so daß ein Überschrei-Feder
12 die Platte 11 und damit das Seitenteil 6 ten der Elastizitätsgrenze erreicht wird. Unter der
angehoben hat, so daß die Kontaktzunge 33 65 Einwirkung des Gewichtes 3 wird daher die Feder 41
nicht mehr mit dem Anschlagkontakt 34 in Ver- bleibend auseinandergezogen oder die Vorspannung
bindung steht. Damit ist die Ausgangsstellung wieder der Feder bleibend verringert, bis die Kontaktzunge
erreicht. 33 mit dem Anschlagkontakt 34 in Berührung
kommt. Dadurch wird der Steuerstromkreis geschlossen,
und der Elektromagnet verschwenkt die Sperrvorrichtung 18 aus ihrer Wirkstellung. Dadurch
wird der Stößel 5 durch Federkraft od. dgl. angehoben und durch den Anschlag 16 der Schalter 17
betätigt, der dadurch den Heiz- und Steuerstromkreis öffnet. Nun kann die fertige Feder aus den Haken 42
und 43 ausgehakt werden und eine neue Feder eingehängt werden. Diese Zugfeder 41 ist so bemessen,
daß die zur gewünschten Federkraft im Prüfpunkt erforderliche Länge unterschritten ist oder die im
Prüfpunkt zur gewünschten Federkraft erforderliche Vorspannung überschritten ist, da die Zugfeder
durch die Wärmebehandlung verlängert wird bzw. an Vorspannung verliert. Der Stößel 5 wird nun wieder
durch den Hebel 14 in seine Spannstellung gebracht. Somit ist die Ausgangsstellung wieder erreicht.
Die F i g. 4 zeigt eine Zugfeder im belasteten Zustand
mit dazugehöriger Federkennlinie. Auch in diesem Diagramm ist ähnlich wie bei der F i g. 2 die
Kennlinie einer weiteren Feder strichpunktiert eingezeichnet. Die Feder, deren Kennlinie mit strichpunktierten
Linien im Diagramm kenntlich gemacht ist, besaß eine verhältnismäßig große Vorspannung,
die durch die erfindungsgemäße Behandlung verringert wurde. Die Feder, deren Kennlinie mit vollen
Strichen dargestellt ist, besaß ebenfalls eine Vorspannung, die durch die erfindungsgemäße Behandlung
vollkommen aufgehoben und die Feder zusätzlich noch etwas bleibend auseinandergezogen wurde,.
so daß die Windungen der entspannten Feder nicht mehr aneinanderliegen. Die Kennlinien der fertigen
Federn laufen wiederum alle durch den Prüfpunkt Pr. Dabei ist es gleichgültig, ob bei der Behandlung der
Federn die Vorspannung der Federn verringert und/oder die Längen der unbelasteten Federn vergrößert
werden. Die fertige Feder besitzt mit sehr geringen Abmaßen bei gleicher Länge im belasteten
Zustand immer die gleiche Zugkraft.
Wie bereits erwähnt, ist die Erfindung nicht auf die dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Vielmehr
sind noch mancherlei andere Ausführungen und Anwendungen möglich. So kann das Verfahren
auch bei der Herstellung von Biegefedern, insbesondere von Blattfedern als Kontaktfedern angewendet
und die Ausbildung der Vorrichtung auf mannigfache Art abgeändert werden. So könnte z. B. der höhenverstellbare
Stößel 5 maschinell angehoben und gesenkt werden, wobei der dazu erforderliche Antrieb
durch den vorhandenen Steuerstrom steuerbar ist. Weiterhin ist es in vielen Fällen zweckmäßig, die
Federn vor der erfindungsgemäßen Behandlung einer allgemeinen Erwärmung zu unterwerfen, wobei die
durch das Wickeln der Federn in den Federn hervorgerufenen inneren Spannungen beseitigt werden. Ferner
können insbesondere die Druckfedern bei der erfindungsgemäßen Behandlung auf einen Dorn aufgesteckt
oder in eine Röhre eingesteckt werden, um ein Knicken der Federn zu vermeiden.
Patentansprüche:
1. Wärmebehandlungsverfahren für insbesondere hochwertigen Einbauzwecken, wie Steuerungen
od. dgl., dienende Federn zur Verschiebung ihrer Federkonstanten durch gleichzeitige
Belastung und Erwärmung, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebung bei Erreichen einer vorbestimmten Federkraft (Prüfwert)
bei vorbestimmter Einbaulänge der Federn (12, 41) beendet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur bei der
Wärmebehandlung der beim bekannten künstlichen Altern üblichen Temperatur entspricht.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmebehandlung der
Federn durch einen bei Erreichen der dem Prüfwert entsprechenden Länge ansprechenden
Steuerstromkreis beendigt wird.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die Verformungsgeschwindigkeit der Federn (12, 41) durch einen Dämpfer (10) verzögert wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß nach Erreichen der dem Prüfwert
entsprechenden Länge und Beendigung der Wärmebehandlung die Federn (12, 41) gleichzeitig
gewichtsentlastet werden.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß
die Belastung der Federn (12, 41) während der Erwärmung vom Prüfwert proportional abweichend
gewählt wird.
7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche
1 bis 6, gekennzeichnet durch eine an sich bekannte, der Aufnahme der zu behandelnden
Feder (12 oder 41) dienende Einspannvorrichtung (5, 6) mit zwei an den Enden der Federn
(12, 41) angreifenden Teilen (5 und 6), von denen mindestens eines bewegbar und belastbar ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß dem bewegbaren und belastbaren
Teil (6) ein Bewegungsdämpfer (10) zugeordnet ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das belastbare Teil (6)
der Einspannvorrichtung nach Art einer Tafelwaage (4) ausgebildet ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß dem Waagenteil (6) ein verstellbarer
Anschlagkontakt (34) zugeordnet ist.
11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß
das dem Waagenteil (6) gegenüberliegende Teil (5) der Einspannvorrichtung als Stößel ausgebildet
und über einen Zahnstangentrieb (15) heb- und senkbar und mit einer selbsttätig wirkenden
Sperrvorrichtung (18) in der Wirkstellung feststellbar ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrvorrichtung (18)
als Winkelhebel (19) ausgebildet ist, dessen einer, mit einer sperrzahnartigen Nase (21) versehener
Arm (20) mit einem Arm (16) des Stößels (5) koppelbar ist, während die die Sperrvorrichtung
(18) in ihrer Sperrstellung haltende Feder (25) an dem anderen Arm (23) des Winkelhebels (19)
angreift.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrvorrichtung
(18) durch ein Relais (28) ausschwenkbar ist, das in einem durch eine vom Anschlag (34)
für das Waagenteil (4, 6) und eine an diesem vorgesehene Zunge (33) gebildeten kontaktsteuerbaren
Steuerstromkreis (32, 37 bis 39) liegt.
Claims (15)
1. Wärmebehandlungsverfahren für insbesondere hochwertigen Einbauzwecken, wie Steuerungen
od. dgl., dienende Federn zur Verschiebung ihrer Federkonstanten durch gleichzeitige
Belastung und Erwärmung, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebung bei Erreichen einer vorbestimmten Federkraft (Prüfwert)
bei vorbestimmter Einbaulänge der Federn (12, 41) beendet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur bei der
Wärmebehandlung der beim bekannten künstlichen Altern üblichen Temperatur entspricht.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmebehandlung der
Federn durch einen bei Erreichen der dem Prüfwert entsprechenden Länge ansprechenden
Steuerstromkreis beendigt wird.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die Verformungsgeschwindigkeit der Federn (12, 41) durch einen Dämpfer (10) verzögert wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß nach Erreichen der dem Prüfwert
entsprechenden Länge und Beendigung der Wärmebehandlung die Federn (12, 41) gleichzeitig
gewichtsentlastet werden.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß
die Belastung der Federn (12, 41) während der Erwärmung vom Prüfwert proportional abweichend
gewählt wird.
7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche
1 bis 6, gekennzeichnet durch eine an sich bekannte, der Aufnahme der zu behandelnden
Feder (12 oder 41) dienende Einspannvorrichtung (5, 6) mit zwei an den Enden der Federn
(12, 41) angreifenden Teilen (5 und 6), von denen mindestens eines bewegbar und belastbar ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß dem bewegbaren und belastbaren
Teil (6) ein Bewegungsdämpfer (10) zugeordnet ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das belastbare Teil (6)
der Einspannvorrichtung nach Art einer Tafelwaage (4) ausgebildet ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß dem Waagenteil (6) ein verstellbarer
Anschlagkontakt (34) zugeordnet ist.
11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß
das dem Waagenteil (6) gegenüberliegende Teil (5) der Einspannvorrichtung als Stößel ausgebildet
und über einen Zahnstangentrieb (15) heb- und senkbar und mit einer selbsttätig wirkenden
Sperrvorrichtung (18) in der Wirkstellung feststellbar ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrvorrichtung (18)
als Winkelhebel (19) ausgebildet ist, dessen einer, mit einer sperrzahnartigen Nase (21) versehener
Arm (20) mit einem Arm (16) des Stößels (5) koppelbar ist, während die die Sperrvorrichtung
(18) in ihrer Sperrstellung haltende Feder (25) an dem anderen Arm (23) des Winkelhebels (19)
angreift.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrvorrichtung
(18) durch ein Relais (28) ausschwenkbar ist, das in einem durch eine vom Anschlag (34)
für das Waagenteil (4, 6) und eine an diesem vorgesehene Zunge (33) gebildeten kontaktsteuerbaren
Steuerstromkreis (32, 37 bis 39) liegt.
14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß
die die zu behandelnden Federn (12, 41) zwischen sich aufnehmenden Teile (11, 13; 42, 43)
der Einspannvorrichtung in einem elektrischen Heizstromkreis (30 bis 32) liegen.
15. Vorrichtung nach Anspruch 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizstrom und
der Steuerstrom durch einen gemeinsamen Dop-
10
pelschalter (17) unterbrechbar sind, der durch
den Arm (16) am Stößel (S) betätigbar ist
In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 2 254 525; »Konstruktion«, 1953, S. 342;
Werkstoff-Handbuch »Stahl und Eisen«, 3. Auflage 1953, S. Q11-2.
Werkstoff-Handbuch »Stahl und Eisen«, 3. Auflage 1953, S. Q11-2.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
7»βΟ/2β1
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE1959H0036375 DE1253296B (de) | 1959-05-13 | 1959-05-13 | Verfahren und Vorrichtung zur Waermebehandlung von Federn |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE1959H0036375 DE1253296B (de) | 1959-05-13 | 1959-05-13 | Verfahren und Vorrichtung zur Waermebehandlung von Federn |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1253296B true DE1253296B (de) | 1967-11-02 |
Family
ID=7152987
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE1959H0036375 Pending DE1253296B (de) | 1959-05-13 | 1959-05-13 | Verfahren und Vorrichtung zur Waermebehandlung von Federn |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE1253296B (de) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2346607A1 (fr) * | 1976-04-02 | 1977-10-28 | Aerowatt | Procede pour assurer le parallelisme sous charge des extremites d'un ressort de compression |
| FR2467646A1 (fr) * | 1979-10-23 | 1981-04-30 | Renault | Procede de fabrication d'un ressort helicoidal leger |
| US4701589A (en) * | 1984-10-15 | 1987-10-20 | Tekno-Detaljer Lindstrom & Waerme Ab | Method and apparatus for heat treating coiled springs |
| EP2551360A4 (de) * | 2010-03-23 | 2014-01-15 | Chuo Hatsujo Kk | Verfahren zur elektrischen erwärmung einer feder und vorrichtung dafür |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2254525A (en) * | 1939-09-18 | 1941-09-02 | L A Young Spring & Wire Corp | Machine for manufacturing coil springs |
-
1959
- 1959-05-13 DE DE1959H0036375 patent/DE1253296B/de active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US2254525A (en) * | 1939-09-18 | 1941-09-02 | L A Young Spring & Wire Corp | Machine for manufacturing coil springs |
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| EP2551360A4 (de) * | 2010-03-23 | 2014-01-15 | Chuo Hatsujo Kk | Verfahren zur elektrischen erwärmung einer feder und vorrichtung dafür |
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