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 SM | Federstahl | mittlere statische oder selten dynamische Beanspruchung, Druck-, Dreh- oder Zugfedern, Biegeteile | max. 80° |
| DIN EN 10270-1 SH | Federstahl | hohe statische oder geringe dynamische Beanspruchung, Druck-, Dreh- oder Zugfedern, Biegeteile | max. 80° |
| DIN EN 10270-1 DH | Federstahl | hohe statische oder mittlere dynamische Beanspruchung, Druck-, Dreh-, Form- oder Zugfedern, Biegeteile | max. 80° |
| DIN EN 10270-2 FDSiCr | Vergüteter Federstahl | hohe statische Beanspruchung, Druck- und Schenkelfedern | max. 130° |
| DIN EN 10270-2 TDSiCr | Vergüteter Federstahl | hohe statische Beanspruchung, mittlere Dauerfestigkeit, Druck- und Schenkelfedern | max. 130° |
| DIN EN 10270-2 VDSiCr | Vergüteter Federstahl | statisch und dynamisch hochbeansprucht, hohe Dauerfestigkeit, Druck- und Schenkelfedern | max. 130° |
| DIN EN 10270-3 1.4310 | (X10CrNi18-8) | Nichtrostender Werkstoff für den Einsatz bei höheren Temperaturen | max. 250° |
| DIN EN 10270-3 1.4401 | (X5CrNiMo17-12-2) | unmagnetisch, Korrosionsbeständiger als 1.4310 | max. 250° |
| DIN EN 10270-3 1.4568 | (X7CrNiAl17-7) | weniger Korrosionsbeständig als 1.4310, hochbeanspruchbar | max. 300° |
| DIN EN 10270-3 1.4571 | (X6CrNiMoTi17-12-2) | seewasserfest | max. 300° |
| DIN EN 1654 CuSn | Bronze | unmagnetisch, stromleitend | |
| DIN EN 1654 CuZn | Messing | unmagnetisch | |
| DIN EN 1654 CuNiZn | Neusilber | korrosionsbeständig 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 Einsatztemperatur | max. 370° |
| DIN EN 10016-2 C9D | Draht | Biegeteile | |
| DIN EN 10016-2 C10D | Draht | Biegeteile |
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 |
|---|---|
| Verzinken | Die galvanische Verzinkung ist das meist verwendete und kostengünstigste Verfahren eines Korrosionsschutzes für technische Federn. |
| Verzinken, passivieren | Die galvanische Verzinkung mit anschließend aufgebrachter Passivierung ist ein kostengünstiges Verfahren zur Erreichung eines guten Korrosionsschutzes für technische Federn. |
| Vernickeln | Vernickeln ist eine optische Oberflächenbehandlung und bietet günstige Gleiteigenschaften bei gleichzeitig hoher Korrosionsbeständigkeit |
| Verchromen | Verchromte Teile sind dekorativ, haben eine gute Hitze- und Korrosionsbeständigkeit |
| Beizen | Durch Beizen werden chemisch gebundene Verunreinigungen entfernt |
| Verkupfern | Verkupfern wird als Grundlage für spätere Oberflächen eingesetzt. Wird jedoch auch zur farblichen Markierung von Federn verwendet. |
| Brünieren | Auf den behandelten Teilen bildet sich eine Eisenoxidschicht, und verleiht eine tiefschwarze Oberfläche. Durch Beölen entsteht ein Korrosionsschutz. |
| Phosphatieren | Phosphatieren dient als Korrosionsschutz und Haftgrund für Farb- und Lackanstriche und als Vorbereitung zur KTL – Beschichtung. |
| Zink-Lamellen-Beschichtung | Es 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 – Beschichtung | KTL ist ein Tauchlackierverfahren und erfüllt höchste Qualitätsanforderungen sowohl im Korrosionsschutz als auch den Schutz vor Unterrostung. |
| Pulverlackierung | Die Pulverbeschichtung ist ein geeignetes Beschichtungsverfahren, wenn Wert auf eine kratz- und schlagfeste Oberfläche mit hohem Korrosionsschutz gelegt wird. |
| Gleitmo | Gleitmo 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. |
| Zinn | Beim Verzinnen liegt der Hauptvorteil bei einer guten Lötbarkeit. |
| Silber und Gold | Silber und Gold sind hochglänzende und hochwertige Oberflächen für dekorative und technische Zwecke. |
| Kugelstrahlen | Kugelstrahlen erhöht dynamische Lebensdauer von technischen Federn bietet jedoch keinen Korrosionsschutz (nur eingeschränkt möglich) |
| Trowalisieren/Gleitschleifen | Bei 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 Feder | L0 |
| Eine Federkraft, zugehörige Länge der gespannten Feder und Lo | n und d oder n und Da, Di, Dm |
| Zwei Federkräfte und zugehörige Längen der gespannten Feder | L0, 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 |
|---|---|---|
| d | Drahtdurchmesser | mm |
| D | Mittlerer Windungsdurchmesser der Feder | mm |
| De | Außendurchmesser der Feder | mm |
| Di | Innendurchmesser der Feder | mm |
| n | Anzahl der federnden Windungen | |
| nt | Gesamtanzahl der Windungen | |
| L0 | Nennlänge der unbelasteten Feder | mm |
| a0 | lichter Abstand zwischen den Windungen bei unbelasteter Feder | mm |
| m | Steigung der Feder – Windungsmitte bis Windungsmitte bei unbelasteter Feder | mm |
Angaben zu Federkräften
Zeichen | Beschreibung | Einheit |
|---|---|---|
| L0 | Nennlänge der unbelasteten Feder | mm |
| L1 | Nennlänge im eingebauten Zustand – Zuordnung Federkraft F1 | mm |
| L2 | Nennlänge im betätigten Zustand – Zuordnung Federkraft F2 | mm |
| Ln | kleinste, zulässige Federlänge – Zuordnung Federkraft Fn | mm |
| s1 | Federweg der Feder – zugeordnet der Federkraft F1 | mm |
| s2 | Federweg der Feder – zugeordnet der Federkraft F2 | mm |
| sh | Federweg – Hub zwischen zwei Positionen | mm |
| F1 | Federkraft – Zuordnung der Federlänge L1 (bei Raumtemperatur 20°) | N |
| F2 | Federkraft – Zuordnung der Federlänge L2 (bei Raumtemperatur 20°) | N |
| Fn | Federkraft – Zuordnung der kleinsten Federlänge Ln | N |
| Fc th | theoretische Federkraft bei Blocklänge (Lc) | N |
| R | Federrate | N/mm |
Angaben zu Berechnung und Prüfung
Zeichen | Beschreibung | Einheit |
|---|---|---|
| τκ1 | korrigierte Schubspannung – Zuordnung der Federkraft F1 | N/mm2 |
| τκ2 | korrigierte Schubspannung – Zuordnung der Federkraft F2 | N/mm2 |
| τν | nicht korrigierte Schubspannung – Zuordnung der Federkraft Fn | N/mm2 |
| τc | nicht korrigierte Schubspannung – Zuordnung der Blocklänge (Lc) | N/mm2 |
| τkh | korrigierte Hubspannung – Zuordnung dem Hub (sh) | N/mm2 |
| G | Schubmodul (Material) | N/mm2 |
| Dd | Dorndurchmesser | mm |
| Dh | Hülsendurchmesser | mm |
| Ls | Setzlänge der Feder | mm |
| c | Blocklänge | mm |
| e1 | Zulässige Abweichung der Mantellinie von der senkrechten Feder bei unbelasteter Feder | mm |
| e2 | Zulässige Abweichung der Parallelität der geschliffenen Auflagefläche | mm |
FÜR ALLE, DIE ES BESONDERS EILIG HABEN
*auf Anfrage
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