Druckfedern

Druckfedern – auch Spiralfedern genannt – finden Verwendung in den verschiedensten Anwendungsbereichen. Von einfachen und allseits bekannten Dingen des Alltags z.B. in Kugelschreibern über die Medizintechnik z.B. in Hörgeräten, bis hin zu einem Einsatz in Messgeräten oder in der Automobilindustrie.

Auf modernen CNC Maschinen sind wir in der Lage im Drahtstärkenbereich von 0,20mm – 9,00mm die unterschiedlichsten Ausführungen und Formen herzustellen. Unsere Maschinen sind mit Mess-, Regel- und Sortiersystemen ausgerüstet um Ihre Qualitätsanforderungen bestmöglich erfüllen zu können. Maschinen zur Bearbeitung der Federenden, unserer Strahlanlagen, sowie unsere Setzanlagen zum Setzen der Federn ermöglichen es uns ,die gesamte Prozesskette bei der Herstellung von Druckfedern aus einer Hand abdecken zu können.

Stahldraht und Bandstahl zur Herstellung von technischen Federn findet seinen Einsatz in allen Bereichen der Technik, insbesondere bei Elektrotechnik, Kommunikation, Medizin oder der Autoindustrie.

Die zu verwendete Materialgüte hängt von der Beanspruchung und der Einsatzumgebung der Feder ab. Die folgende Aufstellung von Werkstoffen stellt einen Querschnitt der Materialien dar, die von uns hauptsächlich verarbeitet werden. Aufgrund umfangreicher Lagerhaltung von Vormaterialien können wir Kundenwünsche in der Regel kurzfristig realisieren.

Bezeichnung
Materialbeschreibung
Belastung, Eigenschaften, Verwendungszweck
Einsatztemperatur
DIN EN 10270-1 SMFederstahlmittlere statische oder selten dynamische Beanspruchung,
Druck-, Dreh- oder Zugfedern, Biegeteile
max. 80°
DIN EN 10270-1 SHFederstahlhohe statische oder geringe dynamische Beanspruchung,
Druck-, Dreh- oder Zugfedern, Biegeteile
max. 80°
DIN EN 10270-1 DHFederstahlhohe statische oder mittlere dynamische Beanspruchung,
Druck-, Dreh-, Form- oder Zugfedern, Biegeteile
max. 80°
DIN EN 10270-2 FDSiCrVergüteter Federstahlhohe statische Beanspruchung, Druck- und Schenkelfedernmax. 130°
DIN EN 10270-2 TDSiCrVergüteter Federstahlhohe statische Beanspruchung, mittlere Dauerfestigkeit, Druck- und Schenkelfedernmax. 130°
DIN EN 10270-2 VDSiCrVergüteter Federstahlstatisch und dynamisch hochbeansprucht, hohe Dauerfestigkeit, Druck- und Schenkelfedernmax. 130°
DIN EN 10270-3 1.4310(X10CrNi18-8)Nichtrostender Werkstoff für den Einsatz bei höheren Temperaturenmax. 250°
DIN EN 10270-3 1.4401(X5CrNiMo17-12-2)unmagnetisch, Korrosionsbeständiger als 1.4310max. 250°
DIN EN 10270-3 1.4568(X7CrNiAl17-7)weniger Korrosionsbeständig als 1.4310, hochbeanspruchbarmax. 300°
DIN EN 10270-3 1.4571(X6CrNiMoTi17-12-2)seewasserfestmax. 300°
DIN EN 1654 CuSnBronzeunmagnetisch, stromleitend 
DIN EN 1654 CuZnMessingunmagnetisch 
DIN EN 1654 CuNiZnNeusilberkorrosionsbeständig und stromleitend 
2.4610 Hastelloy C-4(NiMo16Cr16Ti)höchst korrosionsbest.; hohe Einsatztemperatur; seewasserfest-200° bis max. +400°
2.4669 Inconel X-750(NiCr15Fe7Ti2Al)unmagnetisch; hohe Korrosionsbeständigkeit; hohe Einsatztemperaturmax. 370°
DIN EN 10016-2 C9DDrahtBiegeteile 
DIN EN 10016-2 C10DDrahtBiegeteile 

Bei hohen Temperaturen ist mit Relaxation bei Federn zu rechnen.
Weitere Werkstoffe für spezielle Anwendungen auf Anfrage.
Vorstehende Ausführungen sind nur Hinweise ohne Anspruch auf Vollständigkeit.

Bei Druckfedern ist eine Oberflächenbehandlung in zweierlei Hinsicht möglich:

Kugelstrahlen:
Durch das Kugelstrahlen wird die Dauerfestigkeit der Druckfedern erhöht. Dies geschieht durch das Einbringen von Spannungen in die Druckfeder, die der Belastung der Feder entgegenwirken.

Oberflächenbeschichtung:
Durch den Einsatz von Oberflächenbeschichtungen kann ein Korrosionsschutz nachträglich auf die Feder aufgebracht werden. Dies ist insbesondere dann notwendig, wenn aus technischen oder finanziellen Überlegungen heraus ein nicht korrosionsgeschützter Werkstoff bei der Herstellung der Feder Verwendung findet. Beim Einsatz von nichtrostenden Federdrähten kann auf einen zusätzlichen Korrosionsschutz verzichtet werden. Darüber hinaus, können weitere Oberflächenbeschichtungen aufgebracht werden, um die funktionalen oder optischen Eigenschaften der Federn positiv zu beeinflussen (z.B. Gleitbeschichtung etc.)

Im Folgenden finden Sie eine Auswahl verschiedener Oberflächenbehandlungen, die wir Ihnen zusätzlich anbieten können. Sollte die von Ihnen gewünschte Oberflächenbehandlung hier nicht aufgeführt sein, nehmen Sie gerne Kontakt mit uns auf.

Oberflächenbehandlung
Bemerkung
VerzinkenDie galvanische Verzinkung ist das meist verwendete und kostengünstigste Verfahren eines Korrosionsschutzes für technische Federn.
Verzinken, passivierenDie galvanische Verzinkung mit anschließend aufgebrachter Passivierung ist ein kostengünstiges Verfahren zur Erreichung eines guten Korrosionsschutzes für technische Federn.
VernickelnVernickeln ist eine optische Oberflächenbehandlung und bietet günstige Gleiteigenschaften bei gleichzeitig hoher Korrosionsbeständigkeit
VerchromenVerchromte Teile sind dekorativ, haben eine gute Hitze- und Korrosionsbeständigkeit
BeizenDurch Beizen werden chemisch gebundene Verunreinigungen entfernt
VerkupfernVerkupfern wird als Grundlage für spätere Oberflächen eingesetzt. Wird jedoch auch zur farblichen Markierung von Federn verwendet.
BrünierenAuf den behandelten Teilen bildet sich eine Eisenoxidschicht, und verleiht eine tiefschwarze Oberfläche. Durch Beölen entsteht ein Korrosionsschutz.
PhosphatierenPhosphatieren dient als Korrosionsschutz und Haftgrund für Farb- und Lackanstriche und als Vorbereitung zur KTL – Beschichtung.
Zink-Lamellen-BeschichtungEs handelt sich um ein umweltfreundliches Schichtsystem, mit denen die wachsenden Korrosionsanforderungen erfüllt werden. Diese Beschichtungsverfahren sind chromfrei und völlig ohne Schwermetalle. Weitere Eigenschaften sind eine hohe Temperaturbeständigkeit und weitgehende Wasserstofffreiheit.
KTL – BeschichtungKTL ist ein Tauchlackierverfahren und erfüllt höchste Qualitätsanforderungen sowohl im Korrosionsschutz als auch den Schutz vor Unterrostung.
PulverlackierungDie Pulverbeschichtung ist ein geeignetes Beschichtungsverfahren, wenn Wert auf eine kratz- und schlagfeste Oberfläche mit hohem Korrosionsschutz gelegt wird.
GleitmoGleitmo ist ein lufttrocknender Gleitlack. Die schmierwirksame Komponente ist ein nach speziellen Verfahren aufbereitetes PTFE. Gebrauchstemperaturbereich -180° bis +250°, ermöglicht niedrige Reibungszahlen, schmutzt und fettet nicht, geeignet für den Kontakt mit Lebensmitteln.
ZinnBeim Verzinnen liegt der Hauptvorteil bei einer guten Lötbarkeit.
Silber und GoldSilber und Gold sind hochglänzende und hochwertige Oberflächen für dekorative und technische Zwecke.
KugelstrahlenKugelstrahlen erhöht dynamische Lebensdauer von technischen Federn bietet jedoch keinen Korrosionsschutz (nur eingeschränkt möglich)
Trowalisieren/GleitschleifenBei dieser Oberflächenbehandlung werden Stanz- oder Schnittgrate entfernt, bietet jedoch keinen Korrosionsschutz (nur eingeschränkt möglich)

Werkstoff

Unsere Druckfedern werden aus patentiert gezogenem Federstahldraht EN 10270-1 Typ SM, SH oder DH hergestellt. Die rostfreien Federn sind überwiegend aus Federstahldraht DIN EN 10270-3 Werkstoff Nr. 1.4310, 1.4401 und 1.4568 hergestellt.

Windungsrichtung

Schraubendruckfedern werden üblicherweise rechts gewickelt. Bei Federsätzen werden rechts- und linksgewickelte Federn verwendet. Hierbei ist die äußere Feder in der Regel rechtsgängig.

rechts
links
angelegt
angelegt und geschliffen

Endwindungen

Die Federenden dienen zur Überleitung der Federkraft in das Anschlusswerkstück. Sie sind so ausgebildet, dass dies bei nahezu jeder Federstellung ein axiales Einfedern ermöglicht. Durch rechtwinklig zur Federachse geschliffene Enden wird das axiale Einfedern begünstigt. Jedoch sollte wenn möglich auf ein Federendenschleifen bei Drahtdurchmessern unter 1,00mm oder bei Wickelverhältnissen >15 verzichtet werden. Da das Federendenschleifen ein sehr kostenintensiver Vorgang ist, sollte aus wirtschaftlichen Gründen, wenn möglich, darauf verzichtet werden. Das Gleiche gilt für ein Anbringen einer Innen- und/oder Außenfase.

Oberfläche

Druckfedern aus Federstahl EN 10270-1 werden nach der thermischen Behandlung leicht eingeölt. Druckfedern aus Federstahl EN 10270-3 werden nach der thermischen Behandlung nicht weiterbehandelt; ein Oberflächenschutz ist normalerweise nicht erforderlich. Falls gewünscht, kann jedoch aus einer Vielzahl von Oberflächenbeschichtungen gewählt werden. Eine Auswahl hierzu finden Sie weiter oben.

Federprüfung

Qualität zu produzieren, ist unser oberstes Ziel. Die Federn werden auf Einhaltung der Toleranzen an unseren Produktionsanlagen nach Stichprobenplänen und Kundenvorgaben geprüft. Wir können bei allen Federn die vom Kunden geforderten Prüfvorschriften bis hin zur Einzelprüfung durchführen und dokumentieren. Entsprechende Prüfberichte sind selbstverständlich.

Fertigungsausgleich

Zur Herstellung von Federn wird ein Fertigungsausgleich benötigt, um die vorgeschriebenen Belastungsfälle einhalten zu können.

Vorgeschriebene Größen
Fertigungsausgleich durch
Eine Federkraft und zugehörige Länge der gespannten FederL0
Eine Federkraft, zugehörige Länge der gespannten Feder und Lon und d oder n und Da, Di, Dm
Zwei Federkräfte und zugehörige Längen der gespannten FederL0, n und d oder L0, n und Da, Di, D

Ausknicken der Federn

Bei Druckfedern besteht die Gefahr des Ausknickens bei Erreichen einer bestimmten Länge. Eine Überprüfung ist notwendig. Die dazugehörige Federlänge wird als Knicklänge „Lk“ und der bis dahin zurückgelegte Federweg als „Sk“ bezeichnet. Federn, die nicht knicksicher sind, müssen durch Hülsen und/oder einen Dorn geführt werden.

Setzen der Federn

Druckfedern zeigen in vielen Fällen ein Setzverhalten. Das bedeutet, dass die ursprünglich vorhandene Länge (L0) nach dem Belasten der Feder nicht mehr erreicht wird (die Feder hat sich verkürzt). Dieses Verhalten kann durch ein sogenanntes Vorsetzen reduziert werden. Dieser Vorgang wird auf Kundenwunsch durchgeführt.

Berechnung

Unter Zuhilfenahme moderner Software und der EN 13906-1:2013 erfolgt die Berechnung der Feder auf Kundenwunsch.

Toleranzen

Es wird, wenn nicht anders gefordert, die EN 15800 Gütegrad 2 zugrunde gelegt.

Beanspruchungsarten

Statischer Einsatz liegt bei zeitlich konstanter Beanspruchung vor.

Quasistatischer Einsatz liegt bei zeitlich veränderlicher Beanspruchung mit zwar größeren Hubspannungen, aber mit Lastwechseln <10.000 vor. Dynamischer Einsatz liegt bei zeitlich veränderlicher Beanspruchung mit Lastwechseln >10.000 und Hubspannungen über 0,1 x Dauerfestigkeitshub vor.

Geometrische Bemassung
Zeichen
Beschreibung
Einheit
dDrahtdurchmessermm
DMittlerer Windungsdurchmesser der Federmm
DeAußendurchmesser der Federmm
DiInnendurchmesser der Federmm
nAnzahl der federnden Windungen
ntGesamtanzahl der Windungen
L0Nennlänge der unbelasteten Federmm
a0lichter Abstand zwischen den Windungen bei unbelasteter Federmm
mSteigung der Feder – Windungsmitte bis Windungsmitte bei unbelasteter Federmm
Angaben zu Federkräften
Zeichen
Beschreibung
Einheit
L0Nennlänge der unbelasteten Federmm
L1Nennlänge im eingebauten Zustand – Zuordnung Federkraft F1mm
L2Nennlänge im betätigten Zustand – Zuordnung Federkraft F2mm
Lnkleinste, zulässige Federlänge – Zuordnung Federkraft Fnmm
s1Federweg der Feder – zugeordnet der Federkraft F1mm
s2Federweg der Feder – zugeordnet der Federkraft F2mm
shFederweg – Hub zwischen zwei Positionenmm
F1Federkraft – Zuordnung der Federlänge L1 (bei Raumtemperatur 20°)N
F2Federkraft – Zuordnung der Federlänge L2 (bei Raumtemperatur 20°)N
FnFederkraft – Zuordnung der kleinsten Federlänge LnN
Fc ththeoretische Federkraft bei Blocklänge (Lc)N
RFederrateN/mm
Angaben zu Berechnung und Prüfung
Zeichen
Beschreibung
Einheit
τκ1korrigierte Schubspannung – Zuordnung der Federkraft F1N/mm2
τκ2korrigierte Schubspannung – Zuordnung der Federkraft F2N/mm2
τνnicht korrigierte Schubspannung – Zuordnung der Federkraft FnN/mm2
τcnicht korrigierte Schubspannung – Zuordnung der Blocklänge (Lc)N/mm2
τkhkorrigierte Hubspannung – Zuordnung dem Hub (sh)N/mm2
GSchubmodul (Material)N/mm2
DdDorndurchmessermm
DhHülsendurchmessermm
LsSetzlänge der Federmm
cBlocklängemm
e1Zulässige Abweichung der Mantellinie von der senkrechten Feder bei unbelasteter Federmm
e2Zulässige Abweichung der Parallelität der geschliffenen Auflageflächemm
Udo-Ellert_1060x1060
UDO ELLERT
Betriebsleitung
Technische Beratung | Entwicklung
Patrizia-Schwägerl_1060x1060
PATRIZIA SCHWÄGERL
Druckfedern
Produktionslenkung
Kerstin-Wunderlich_1060x1060
KERSTIN WUNDERLICH
Druckfedern
Produktionslenkung
FÜR ALLE, DIE ES BESONDERS EILIG HABEN

*auf Anfrage

24-Stunden-Service*

Addresse:

Hirsch KG

Haag 17

95615 Marktredwitz

Kontakt

bb

Fax: 09231 63031

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Freitag: 6:45 – 13:00

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