DIN 2094-2006 Road vehicles leaf springs - Requirements testing《道路车辆用板簧 要求、试验》.pdf

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1、September 2006DEUTSCHE NORM Normenausschuss Kraftfahrzeuge (FAKRA) im DINAusschuss Federn (AF) im DINPreisgruppe 12DIN Deutsches Institut fr Normung e.V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e.V., Berlin, gestattet.ICS 43.040.50!,

2、dl b) Rechtwinkligkeitstoleranz in Bild 9 ergnzt; c) Ma b in Tabelle 2 gestrichen. Frhere Ausgaben DIN 2094: 1981-03, 1996-08 1 Anwendungsbereich Diese Norm gilt fr Blattfedern von Straenfahrzeugen nach DIN 70010 und enthlt Konstruktionsrichtlinien, Anforderungen und Prfungen. Abweichende oder ergnz

3、ende Anforderungen sind zwischen Hersteller und Auftraggeber zu vereinbaren. Die mit einem Punkt gekennzeichneten Abschnitte enthalten Angaben ber mgliche Sonder-vereinbarungen. 2 Normative Verweisungen Die folgenden zitierten Dokumente sind fr die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datier

4、ten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen). DIN 4621, Geschichtete Blattfedern Federklammern DIN 4626, Geschichtete Blattfedern; Federschrauben DIN 70010, Systematik

5、der Straenfahrzeuge Begriffe fr Kraftfahrzeuge, Fahrzeugkombinationen und Anhngefahrzeuge DIN EN 10089, Warmgewalzte Sthle fr vergtbare Federn Technische Lieferbedingungen DIN EN 10092-1, Warmgewalzte Flachstbe aus Federstahl Teil 1: Flachstbe Mae, Formtoleranzen und Grenzabmae DIN EN ISO 3887, Stah

6、l Bestimmung der Entkohlungstiefe (ISO 3887:2003) DIN EN ISO 6506-1, Metallische Werkstoffe Hrteprfung nach Brinell Teil 1: Prfverfahren (ISO 6506-1:1999) DIN EN ISO 6507-1, Metallische Werkstoffe Hrteprfung nach Vickers Teil 1: Prfverfahren DIN EN ISO 18265, Metallische Werkstoffe Umwertung von Hrt

7、ewerten (ISO 18265:2003) DIN 2094:2006-09 4 DIN ISO 286-1, ISO-System fr Grenzmae und Passungen; Grundlagen fr Toleranzen, Abmae und Passungen DIN ISO 2162-1, Technische Produktdokumentation Federn Teil 1: Vereinfachte Darstellung 3 Federtypen Nachfolgend sind die gebruchlichsten Federtypen dargeste

8、llt1). Sie knnen sowohl oberhalb als auch unterhalb der Achse angeordnet sein. 3.1 Einstufige Blattfedern Legende a vorne Bild 1 Parabelfeder mit Augen Legende a vorne 1 Prfbolzen Bild 2 Parabelfeder mit Gleitende 1) Vereinfachte Darstellung siehe DIN ISO 2162-1. DIN 2094:2006-09 5 Legende a vorne B

9、ild 3 Trapezfeder mit Augen Legende a vorne 1 Prfbolzen Bild 4 Pendelfeder 3.2 Blattfedern mit Zusatzfeder Legende a vorne 1 Prfbolzen Bild 5 Parabelfeder mit oben angeordneter Zusatzfeder DIN 2094:2006-09 6 Legende a vorne Bild 6 Parabelfeder mit unten angeordneter Zusatzfeder Legende a vorne Bild

10、7 Sttzblattfeder Legende a vorne Bild 8 Abwlzfeder DIN 2094:2006-09 7 4 Formelzeichen, Einheiten, Benennung Tabelle 1 Formelzeichen, Einheiten, Benennungen Formelzeichen Einheiten Bedeutung Za mm Abstand der Augenmittenverbindungslinie zur Mittenverbindungslinie der Prfbolzen mm Breite des Federblat

11、tes mm Breite des Federauges bzw. Gleitendes (1. Blatt) mm Basisbreite von Trapez- bzw. Geradschnitt b ab sb Eb mm Breite des Federpakets in der Einspannung d mm Durchmesser des Prfbolzens ad mm Innendurchmesser des Federauges id mm Innendurchmesser der Federaugenbuchse g mm Spalt an Kontaktflchen b

12、enachbarter Federbltter Dicke des Federblattes (Vormaterial) Dicke des Federpaketes h nh xh mm mm mm Dicke des Federblattes im Parabelbereich Radius r Fr mm mm Grenzabma fr Radius s mm Spalt am Federauge Grenzabma Hochkant-Grenzabma Grenzabma der Bauhhe bei nF Grenzabma der Bauhhe bei 1F Grenzabma d

13、er Federrate zwischen 1F und nF Grenzabma der Federrate zwischen 3F und 4F A HKA HnA 1HA RA RnA 1RA mm mm mm mm N/mm N/mm N/mm Grenzabma der Federrate zwischen 1F und 2F DIN 2094:2006-09 8 Tabelle 1 (fortgesetzt) Formelzeichen Einheiten Bedeutung F Federkraft eF Federkraft bei Eingriff der Zusatzfed

14、er maxF Maximale Prfkraft nF Nennkraft der Feder 1F Federkraft zugeordnet 1H 2F Federkraft zugeordnet 2H 3F Federkraft zugeordnet 3H 4F N N N N N N N N Federkraft zugeordnet 4H H mm Bauhhe eH mm Bauhhe bei Eingriff der Zusatzfeder minH mm Minimale Bauhhe zugeordnet maxF nH mm Sollwert der Bauhhe bei

15、 Nennkraft effnH mm Istwert der Bauhhe bei Nennkraft 1H mm Sollwert der Bauhhe zugeordnet 1F 2H mm Sollwert der Bauhhe zugeordnet 2F 3H mm Sollwert der Bauhhe zugeordnet 3F 4H mm Sollwert der Bauhhe zugeordnet 4F eff1H mm Istwert der Bauhhe bei 1F eff2H mm Istwert der Bauhhe bei 2F eff3H mm Istwert

16、der Bauhhe bei 3F eff4H mm Istwert der Bauhhe bei 4F DIN 2094:2006-09 9 Tabelle 1 (fortgesetzt) Formelzeichen Einheiten Bedeutung H mm Bauhhe belastend gemessen H mm Bauhhe entlastend gemessen L Sttzlnge AL Lnge des vorderen Federarmes BL Lnge des hinteren Federarmes EL Einspannlnge FL Grenzabma fr

17、die Lnge KL Kontaktlnge benachbarter Federbltter ZL Sttzlnge der Prfbolzen der Zusatzfeder ZAL mm mm mm mm mm mm mm mm Lnge des vorderen Federarmes der Zusatzfeder R N/mm Sollwert der Federrate effR N/mm Istwert der Federrate zwischen 1F und nF (einstufige Feder) 1R N/mm Sollwert der Federrate zwisc

18、hen 1F und 2F (Hauptfeder) eff1R N/mm Istwert der Federrate zwischen 1F und 2F (Hauptfeder) nR N/mm Sollwert der Federrate zwischen 3F und 4F (Gesamtfeder) effnR N/mm Istwert der Federrate zwischen 3F und 4F (Gesamtfeder) Z mm Lnge der parallelen Breite ab Winkel F Grenzabma fr Winkel DIN 2094:2006-

19、09 10 5 Anforderungen 5.1 Werkstoff Federstahl, vorzugsweise nach DIN EN 10089; verwendbares Halbzeug nach DIN EN 10092-1. 5.2 Warmformgebung und Wrmebehandlung Fr die Warmformgebung und die Wrmebehandlung gelten die Angaben in DIN EN 10089. Bei der Warmformgebung und der Wrmebehandlung ist darauf z

20、u achten, dass die Entkohlung so gering wie mglich gehalten wird. Die nach 7.1 ermittelten Hrtewerte fr die Entkohlungstiefe drfen 80 % der vorgeschriebenen Mindestwerte nicht unterschreiten. 5.3 Oberflchenbeschaffenheit 5.3.1 Oberflchenfehler Jedes Federblatt muss eine walztechnisch glatte Oberflch

21、e haben; es darf weder Risse, tiefe Narben noch sonstige Walzfehler aufweisen, die die Haltbarkeit der Feder beeintrchtigen. Die Federaugen drfen verformungstechnisch bedingte Werkzeugspuren im Bereich 120 vom Augenspalt aufweisen. Oberflchenfehler drfen nur durch Feinschliff in Lngsrichtung soweit

22、bearbeitet werden, dass die unteren Grenzwerte der Dicken- und Breitentoleranz nicht unterschritten werden. 5.3.2 Kugelstrahlen Auf Vereinbarung werden die Federbltter zur Steigerung der Schwingfestigkeit auf der Zugseite kugelgestrahlt bzw. unter Vorspannung kugelgestrahlt. 5.3.3 Korrosionsschutz u

23、nd Gleitmittel Parabelfedern werden mit Farbe gegen Korrosion geschtzt. Trapezfedern werden zur Verringerung der Reibung zwischen den Federblttern mit graphithaltigem Fett oder Korrosionsschutzwachs behandelt. Dieses ist gleichzeitig ein temporrer Korrosionsschutz. Anforderungen bezglich Vertrglichk

24、eit zwischen Federlackierung (Hersteller) und Decklackierung (Kunde) bedrfen gesonderter Vereinbarung. 5.4 Setzen Das Setzen der Feder beim Hersteller erfolgt zur Einstellung der Bauhhe, zur Reduzierung des Setzens im Fahrbetrieb und zur Steigerung der Schwingfestigkeit. Dabei wird die Feder ber die

25、 Fliegrenze des verwendeten Werkstoffs hinaus belastet, so dass eine bleibende Verformung entsteht. DIN 2094:2006-09 11 6 Einbaumae und Toleranzen Legende 1 Prfbolzen 5 1. Federblatt 2 Zugseite a gestreckt 3 Bandstahlzwischenlage b Abrundungsradius an der Zugseite 4 2. Federblatt c Ende einer Bandst

26、ahlzwischenlage Bild 9 Einbaumae am Beispiel einer Parabelfeder DIN 2094:2006-09 12 Tabelle 2 Mae Mae in Millimeter Formel-zeichen Nennmabereiche Toleranzen, Grenzabmae Bemerkungen bis 1 200 2 ber 1 200 bis 1 600 2,5 ber 1 600 bis 2 000 3 Laber 2 000 4 bis 600 1 ber 600 bis 800 1,25 ber 800 bis 1 00

27、0 1,5 ALaber 1 000 2 bis 25 0,5 ber 25 bis 40 0,6 ad ber 40 bearbeitet: IT11 nach DIN ISO 286-1 unbearbeitet: 0,7 gemessen vor dem Einpressen der Buchse id IT9 nach DIN ISO 286-1 ab bearbeitet: IT11 nach DIN ISO 286-1 unbearbeitet: +1 -1,5 bis 25 0,25 ber 25 bis 40 0,35 xhbber 40 Im Auswalzbereich d

28、es Federblattes 0,50 Dickentoleranz im nicht ausgewalzten Einspannbereich nach DIN EN 10092-1Eb bearbeitet: IT11 nach DIN ISO 286-1 unbearbeitet: 2,5fache Toleranz des verwendeten Halbzeuges nh Summe aller Toleranzen der das Paket bildenden Teile einschlielich Ebenheitstoleranzen 1t t1= 0,5 4,35 mm

29、/ 500 mm DIN 2094:2006-09 13 Tabelle 2 (fortgesetzt) Formel-zeichen Nennmabereiche Toleranzen, Grenzabmae Bemerkungen 2ta t2= 0,004 L = AHK3t t3= 1 4t gelocht t4= 0,01 LEgebohrt t4= 0,005 LE FL 5 Beispiel: Kontaktlngen zwischen Federblttern bis 10 0,50 Fr ber 10 bis 25 0,30 Fr ber 25 bis 100 0,20 Fr

30、 Fr ber 100 0,15 Fr Beispiel: Federblatt- Verkrpfungen F 15 Beispiel: Anrollungen und Umrollungen Haupt- feder Zusatz- feder Parabelfeder Trapezfeder 0,2 nF eF + 0,2 nF Spalt zulssig Spalt zulssig g 0,2 nF eF + 0,2 nF g 0,03 LKg 2 Beispiel: s max. 2,5 aUnter statistischer Betrachtung kann die Tolera

31、nz nicht eingehalten werden. bIn den bergangsbereichen sind grere Abweichungen zulssig. DIN 2094:2006-09 14 7 Prfung 7.1 Werkstoff Prfung der Werkstoffeigenschaften nach DIN EN 10089. Die Brinellhrte (HBW oder HBS bei Stahlkugel) nach DIN EN ISO 6506-1 wird an der Druckseite der Federbltter nach ein

32、em Anschliff, dessen Tiefe ber der hchstzulssigen Entkohlungstiefe liegt, ermittelt. Die Zugfestigkeit wird erforderlichenfalls aus der Brinellhrte durch Umwertung nach DIN EN ISO 18265 ermittelt. Die Entkohlungstiefe wird ber die Hrteprfung bei einer Prfkraft HV1 (Kleinkraftbereich) nach DIN EN ISO

33、 6507-1 in Anlehnung an DIN EN ISO 3887 ermittelt. Die Hrteprfeindrcke werden im Abstand von 0,2 mm von der Oberflche im mittleren Drittel der Federblattbreite im Querschnitt gemessen. 7.2 Einbau- und Funktionsfhigkeit 7.2.1 Allgemeines Die zu prfenden Einbau- und Funktionsmerkmale sind in der Zeich

34、nung besonders zu kennzeichnen. Fr die Prfung der nicht eingespannten Feder wird ein Druckstck entsprechend der Einspannlnge LEbenutzt. 7.2.2 Einbaumerkmale Innendurchmesser der Federaugen dabzw. Innendurchmesser der Federaugenbuchsen di Breite des Federauges bzw. Gleitendes (1. Blatt) ba Hochkant-G

35、renzabma AHK Rechtwinkligkeit der Federaugen Merkmale, die bei einer vorgegebenen Bauhhe geprft werden: dabei sollte die Bauhhe in der Nhe der Strecklage des ersten Federblattes liegen: Sttzlnge L Lnge des vorderen Federarmes LA7.2.3 Funktionsmerkmale 7.2.3.1 Allgemeines Istwert der Bauhhe Hn eff be

36、i Nennkraft Fn Die Nennkraft Fnwird zwischen Auftraggeber und Hersteller vereinbart. Federrate R Die theoretische Federrate wird fr die Strecklage ohne Bercksichtigung eventueller Lagerteile errechnet. Sollte die Federkrmmung im Ratenmessbereich wesentlich von der Strecklage abweichen oder sollte si

37、ch trotz einhalten der Raten beeinflussenden Mae eine Ratenabweichung ergeben, so ist eine Korrektur der Nennrate nach der Prfung von Musterfedern erforderlich. DIN 2094:2006-09 15 7.2.3.2 Prfumfang und Messverfahren Die Bauhhe Hn eff wird nach der Herstellung an jeder Blattfeder im nicht eingespann

38、ten Zustand gemessen. Die Messverfahren und Messgerte sind zwischen Auftraggeber und Hersteller zu vereinbaren. 7.2.3.3 Durchfhrung Die Prfung der Feder erfolgt im nicht eingespannten Zustand. Zu Beginn der Prfung ist die Feder mindestens einmal auf Fmax zu belasten. Beim Hersteller werden die Bauhh

39、e bzw. bei Federn mit progressiver Kennhhe die Bauhhen an jeder Feder und die Federrate(n) in Stichproben berprft. 7.2.3.3.1 Einstufige Blattfeder Bild 10 Prfdiagramm der einstufigen Blattfeder DIN 2094:2006-09 16 Die Feder wird in den Augen auf Prfbolzen gelagert, die in Doppelprismen von frei bewe

40、glichen Wagen liegen. Die Feder wird im Auge auf einem Prfbolzen und mit dem Gleitende auf einen zweiten Prfbolzen mit gleichem Durchmesser aufgenommen. Die Wagen werden auf gleich bleibender Sttzlnge L gehalten. Beide Enden liegen auf Prfbolzen d = 50 mm auf. Die Wagen werden auf gleich bleibender

41、Sttzlnge L gehalten. Bild 11 Lagerung der Federenden bei einstufiger Blattfeder a) Berechnung der Bauhhe Sollwert: HnnAH Grenzabma: 3=HnA Istwert: 2nneffnHHH+= b) Berechnung der Federrate Sollwert: RAR Grenzabma: RA 0,05R= Istwert: effneff11neffHHFFR= mit 2HHH11eff1+= ; 2HHHnneffn+= DIN 2094:2006-09

42、 17 Die Federkraft F1sollte so gewhlt werden, dass zwischen H1 eff und Hn effeine Differenz von 25 oder 50 mm liegt. Bei Nichteinhaltung der Federratengrenzwerte haben die zulssigen, Raten beeinflussenden Merkmale der Einzellagen Vorrang. 7.2.3.3.2 Blattfeder mit Zusatzfeder Bild 12 Prfdiagramm der

43、Blattfeder mit Zusatzfeder DIN 2094:2006-09 18 Die Lagerung der Federenden erfolgt nach Bild 11. Die Zusatzfeder legt sich an Prfbolzen d = 50 mm an. Legende 1 Hauptfeder 2 Zusatzfeder Bild 13 Lagerung der Federenden bei der Blattfeder mit Zusatzfeder a) Berechnung der Bauhhe Sollwerte: HnnAH 1H1AH

44、Grenzabmae: 3Hn=A 51H=A Istwerte: 2nneffnHHH+= 211eff1HHH+= DIN 2094:2006-09 19 b) Berechnung der Federrate Sollwerte: RnARn 1RAR1 Grenzabmae: nRA 0,05Rn= 1RA 0,071R= Istwerte: eff4eff34effnHHFFR3= eff2eff1eff1HHFFR12= Die Federkrfte F1, F2, F3, F4sollten so gewhlt werden, dass zwischen H1 effund H2

45、 effsowie H3 effund H4 effeine Differenz von 25 mm oder 50 mm liegt. 8 Kennzeichnung Wenn nicht anders vereinbart, erfolgt eine Kennzeichnung der Federbltter bestehend aus Herstellerzeichen und Fertigungszeitraum im warmen Zustand an den niedrig beanspruchten Blattenden auf der Druckseite. Zustzlich darf eine Typenkennzeichnung, bestehend aus Sachnummer und Zeichen des Bestellers, angebracht werden. 9 Zubehr An genormtem Zubehr werden verwendet: Federklammern nach DIN 4621 und Federschrauben nach DIN 4626.