Die Geschichte der Metallfedern und der Federntechnik in ...

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32 gender Zugfestigkeit des Materials geringer wird. O. Föppl [3.24] versuchte, die Setzgrenze für Drehstäbe zu finden. U. Otzen [3.56] befasste sich in seiner Dissertation mit dem Setzen von Schraubenfedern und ermittelte eine Methode zur Berechnung des Setzmaßes. Er spricht schon von einem günstigen Eigenspannungszustand, der durch das Vorsetzen entsteht. Einen wichtigen Beitrag zur Lösung der Setzproblematik leistete ebenfalls G. Schremmer [3.66]. Er beachtete den Bauschingereffekt und untersuchte insbesondere den Einfluss des Plastizierungsgrades beim Kaltsetzen auf die erreichbare Lebensdauersteigerung. Die durch Kaltvorsetzen erzielbare Relaxationsbeständigkeit der Federn wird bei höheren Arbeitstemperaturen nahezu wirkungslos. Es wurden deshalb Abhilfemöglichkeiten gesucht [3.49][3.53][3.44], die zum sogenannten Warmsetzen führten. Hierbei findet das Plastizieren je nach Werkstoff- und Verwendungsart bei Temperaturen zwischen 100°C und 400°C statt. Das Messen der Eigenspannungen war und ist eine Voraussetzung zur Optimierung der Federfertigung. Bis in die 1960er Jahre konnte die Eigenspannung nur durch mechanisch-techno-logische Verfahren ermittelt werden [3.56][3.57]. Hauk versuchte schon 1954 die Eigenspannungen aus röntgenografischen Gitterkonstanten-Messungen zu ermitteln [3.32], wobei er schon das Abätzverfahren anwandte. Ein Durchbruch wurde jedoch erst erzielt, nachdem Macherauch [3.45] das sin 2 -Verfahren zur Auswertung der Messergebnisse einführte [3.8][3.32]. Mit Einführung der röntgenografischen Messung der Eigenspannungen [3.50] [3.25] war eine Messmethode gefunden, die heute aus der Federentwicklung nicht wegzudenken ist. Die ersten sogenannten Polardiagramme wurden von K. H. Muhr [3.50] veröffentlicht. Bild 3.1 zeigt als Beispiel die Eigenspannungsverteilung an der Oberfläche eines Rundstabes. Ein alter Traum des Federherstellers bestand darin, den Draht beim Wickeln gleichzeitig mit der Verformungsgröße zu tordieren, mit der später das Vorsetzen stattfindet. Schon 1935 wurde der Robert Bosch GmbH das Patent 676746 für ein Verfahren erteilt, mit dem der Draht vor dem Wickeln um 45° zu seiner Längsachse tordiert wurde. Erwähnenswert ist hierzu auch das DBP Nr. 2740637 (J. Lassche 1977). Ob beide Patente realisiert wurden, ist nicht bekannt.
33 Bild 3.1: Polardiagramm der Eigenspannungen an der Oberfläche eines geraden Stabes aus CrV- legiertem Ventilfederdraht nach K. H. Muhr [3.25] Kurve 1: Eigenspannungen nach dem Kugelstrahlen Kurve 2: Eigenspannungen nach dem Verdrehen eines ungestrahlten Stabes Kurve 3: Eigenspannungen nach dem Kugelstrahlen (Kurve 1) und nach anschließendem Vorsetzen (Kurve 2) 3.4.3 Korrosionsschutz kaltgeformter Federn In der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts war die galvanische Oberflächenbehandlung von Federn, sei es die galvanische Verzinkung oder Verkadmung, zum Zwecke des Korrosionsschutzes durchaus üblich. Da jedoch selbst bei sorgfältiger Vorbehandlung (Beizen usw.) bzw. Durchführung des Galvanisierens einschließlich Wasserstoffaustreibung Sprödbrüche durch Wasserstoffsprödigkeit nicht vermeidbar waren [3.74][3.40], gewannen auch andere Verfahren wie das stromlose Vernickeln [3.4], das Sherardisie-
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