Schenkelfedern werden auch Torsionsfedern oder Drehfedern genannt und in der Automobilbranche genauso eingesetzt wie in der Elektroindustrie und im Maschinenbau. Zur Herstellung von Schenkelfedern bieten wir Ihnen fĂŒr alle Anforderungen das optimale Fertigungsverfahren an.
EinzelstĂŒckzahlen fertigen wir in unserer Manufaktur.
Bei Kleinserien können wir eine halbautomatische Produktion einsetzen um die Vorteile von Manufaktur und GroĂserienproduktion zu kombinieren.
Bei GroĂserien setzen wir in der Regel auf eine vollautomatische Fertigung.
Unser Maschinenpark reicht von einer groĂen Palette an Federwindeautomaten zur Herstellung von fertig fallenden Schenkelfedern mit einfachen Schenkelformen bis hin zu CNC-gesteuerten Fertigungszentren mit maximal 28 einzeln programmierbaren Achsen zur Produktion von Federformen und Schenkelbiegungen mit komplizierten Geometrien. Unsere gröĂte StĂ€rke haben wir im DrahtstĂ€rkenbereich von 0,20mm bis 5,00mm, in AbhĂ€ngigkeit von Geometrie, Form und StĂŒckzahl fertigen wir bis maximal 16,00mm DrahtstĂ€rke.
Stahldraht und Bandstahl zur Herstellung von technischen Federn finden ihren Einsatz in allen Bereichen der Technik, insbesondere bei Elektrotechnik, Kommunikation, Medizin, Autoindustrie âŠÂ
Die zu verwendete MaterialgĂŒte hĂ€ngt von der Beanspruchung und der Einsatzumgebung der Feder ab. Die folgende Aufstellung von Werkstoffen stellt einen Querschnitt der von uns hauptsĂ€chlich verarbeiteten dar. Da wir Vormaterialien in groĂen Mengen auf Lager haben, können wir KundenwĂŒnsche 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 | VergĂŒteter Federstahl | hohe statische Beanspruchung, Druck- und Schenkelfedern | max. 130° |
| DIN EN 10270-2 TDSiCr | VergĂŒteter Federstahl | hohe statische Beanspruchung, mittlere Dauerfestigkeit, Druck- und Schenkelfedern | max. 130° |
| DIN EN 10270-2 VDSiCr | VergĂŒteter Federstahl | statisch und dynamisch hochbeansprucht, hohe Dauerfestigkeit, Druck- und Schenkelfedern | max. 130° |
| DIN EN 10270-3 1.4310 | (X10CrNi18-8) | Nichtrostender Werkstoff fĂŒr den Einsatz bei höheren Temperaturen | max. 250° |
| DIN EN 10270-3 1.4401 | (X5CrNiMo17-12-2) | unmagnetisch, KorrosionsbestÀndiger als 1.4310 | max. 250° |
| DIN EN 10270-3 1.4568 | (X7CrNiAl17-7) | weniger KorrosionsbestÀndig 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 | Â |
| DIN EN 1654 CuZn | Messing | unmagnetisch | Â |
| DIN EN 1654 CuNiZn | Neusilber | korrosionsbestÀndig 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 KorrosionsbestÀndigkeit; hohe Einsatztemperatur | max. 370° |
| DIN EN 10016-2 C9D | Draht | Biegeteile | Â |
| DIN EN 10016-2 C10D | Draht | Biegeteile | Â |
Bei hohen Temperaturen ist mit Relaxation bei Federn zu rechnen.
Weitere Werkstoffe fĂŒr spezielle Anwendungen auf Anfrage.
Vorstehende AusfĂŒhrungen sind nur Hinweise ohne Anspruch auf VollstĂ€ndigkeit.
Durch den Einsatz von OberflĂ€chenbeschichtungen kann ein Korrosionsschutz nachtrĂ€glich auf die Feder aufgebracht werden. Dies ist insbesondere dann notwendig, wenn aus technischen oder finanziellen Ăberlegungen heraus ein nicht korrosionsgeschĂŒtzter Werkstoff bei der Herstellung der Feder Verwendung findet. Beim Einsatz von nichtrostenden FederdrĂ€hten kann auf einen zusĂ€tzlichen Korrosionsschutz verzichtet werden. DarĂŒber hinaus, können weitere OberflĂ€chenbeschichtungen aufgebracht werden, um die funktionalen oder optischen Eigenschaften der Federn positiv zu beeinflussen (z.B. Gleitbeschichtung etc.).
Im Folgenden finden Sie eine Auswahl verschiedener OberflĂ€chenbehandlungen, die wir Ihnen zusĂ€tzlich anbieten können. Sollte die von Ihnen gewĂŒnschte OberflĂ€chenbehandlung hier nicht aufgefĂŒhrt sein, nehmen Sie gerne Kontakt mit uns auf.
OberflÀchenbehandlung | Bemerkung |
|---|---|
| Verzinken | Die galvanische Verzinkung ist das meist verwendete und kostengĂŒnstigste Verfahren eines Korrosionsschutzes fĂŒr technische Federn. |
| Verzinken, passivieren | Die galvanische Verzinkung mit anschlieĂend aufgebrachter Passivierung ist ein kostengĂŒnstiges Verfahren zur Erreichung eines guten Korrosionsschutzes fĂŒr technische Federn. |
| Vernickeln | Vernickeln ist eine optische OberflĂ€chenbehandlung und bietet gĂŒnstige Gleiteigenschaften bei gleichzeitig hoher KorrosionsbestĂ€ndigkeit |
| Verchromen | Verchromte Teile sind dekorativ, haben eine gute Hitze- und KorrosionsbestÀndigkeit |
| Beizen | Durch Beizen werden chemisch gebundene Verunreinigungen entfernt |
| Verkupfern | Verkupfern wird als Grundlage fĂŒr spĂ€tere OberflĂ€chen eingesetzt. Wird jedoch auch zur farblichen Markierung von Federn verwendet. |
| BrĂŒnieren | Auf den behandelten Teilen bildet sich eine Eisenoxidschicht, und verleiht eine tiefschwarze OberflĂ€che. Durch Beölen entsteht ein Korrosionsschutz. |
| Phosphatieren | Phosphatieren dient als Korrosionsschutz und Haftgrund fĂŒr Farb- und Lackanstriche und als Vorbereitung zur KTL – Beschichtung. |
| Zink-Lamellen-Beschichtung | Es handelt sich um ein umweltfreundliches Schichtsystem, mit denen die wachsenden Korrosionsanforderungen erfĂŒllt werden. Diese Beschichtungsverfahren sind chromfrei und völlig ohne Schwermetalle. Weitere Eigenschaften sind eine hohe TemperaturbestĂ€ndigkeit und weitgehende Wasserstofffreiheit. |
| KTL – Beschichtung | KTL ist ein Tauchlackierverfahren und erfĂŒllt höchste QualitĂ€tsanforderungen sowohl im Korrosionsschutz als auch den Schutz vor Unterrostung. |
| Pulverlackierung | Die Pulverbeschichtung ist ein geeignetes Beschichtungsverfahren, wenn Wert auf eine kratz- und schlagfeste OberflÀche 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 fĂŒr den Kontakt mit Lebensmitteln. |
| Zinn | Beim Verzinnen liegt der Hauptvorteil bei einer guten Lötbarkeit. |
| Silber und Gold | Silber und Gold sind hochglĂ€nzende und hochwertige OberflĂ€chen fĂŒr dekorative und technische Zwecke. |
| Kugelstrahlen | Kugelstrahlen erhöht dynamische Lebensdauer von technischen Federn bietet jedoch keinen Korrosionsschutz (nur eingeschrÀnkt möglich) |
| Trowalisieren/Gleitschleifen | Bei dieser OberflÀchenbehandlung werden Stanz- oder Schnittgrate entfernt, bietet jedoch keinen Korrosionsschutz (nur eingeschrÀnkt möglich) |
Werkstoff
Unsere Schenkelfedern werden aus patentiert gezogenem Federstahldraht EN 10270-1 Typ SM, SH und DH (DIN 17223-1/ DIN EN 10270-1) hergestellt. Die rostfreien Federn sind ĂŒberwiegend aus Federstahldraht EN 10270-3 Werkstoff Nr. 1.4310, 1.4401 und 1.4568 (DIN 17224/DIN EN 10270-3).
Windungsrichtung
Schenkelfedern werden ĂŒblicherweise rechts oder links gewickelt. Wenn keine weiteren Angaben vorhanden sind, wird von einer rechts gewickelten Feder ausgegangen. Bei Doppelschenkelfedern werden rechts- und linksgewickelte Federkörper in einer Feder realisiert. Hierbei ist zu beachten, dass aus herstelltechnischen Gesichtspunkten auĂenliegende Federkörper zu bevorzugen sind.
rechts
links
Doppelschenkelfeder mit auĂenliegenden Federkörpern sind zu bevorzugen
Doppelschenkelfeder mit innenliegenden Federkörpern, wenn möglich zu vermeiden
Schenkel
Die Schenkel dienen zur Einleitung der Federkraft bzw. des Drehmoments in die Anwendung. Die Formgebung ist durch den Anwender (Kunden) zu definieren. Die notwendige AusfĂŒhrung kann in mannigfaltiger Kombination und Abwandlung des Standards erfolgen. Die Einhaltung der normierten Konstruktionsgrundlagen, wie z.B. âkleinster Innenbiegeradius >= 2x DrahtstĂ€rkeâ, oder âzwischen den Biegungen mindestens 3x DrahtstĂ€rke geradeâ ermöglichen meist kostengĂŒnstigere Fertigungen. FĂŒr uns zĂ€hlt aber auch das Realisieren von ungewöhnlichen Anwendungen und Herausforderungen zum Standard, daher teilen Sie uns bitte Ihre WĂŒnsche mit und unsere Spezialisten stehen Ihnen gerne beratend zur Seite.
Standardisierte Schenkelformen
Schenkel gerade, tangential
Schenkel nach auĂen abgebogen
Schenkel nach innen eingezogen
Schenkel axial hochgestellt
Schenkelstellung abhÀngig von Windungen (Nachkommastellen)
X,0, Winkel 180°
X,25, Winkel 90°
X,50, Winkel 0°
X,75, Winkel 270°
OberflÀche
Schenkelfedern aus Federstahl EN 10270-1 werden nach der thermischen Behandlung leicht eingeölt. Schenkelfedern aus Federstahl EN 10270-3 werden nach der thermischen Behandlung nicht weiterbehandelt; ein OberflĂ€chenschutz ist normalerweise nicht erforderlich. Falls gewĂŒnscht, kann jedoch aus einer Vielzahl von OberflĂ€chenbeschichtungen gewĂ€hlt werden.
FederprĂŒfungÂ
QualitĂ€t zu produzieren, ist unser oberstes Ziel. Die Federn werden auf Einhaltung der Toleranzen an unseren Produktionsanlagen nach StichprobenplĂ€nen und Kundenvorgaben geprĂŒft. Wir können bei allen Federn die vom Kunden geforderten PrĂŒfvorschriften, bis hin zur EinzelprĂŒfung durchfĂŒhren und dokumentieren. DrehmomentprĂŒfungen können mit modernsten Vorrichtungen durchgefĂŒhrt werden, sind jedoch aufgrund unterschiedlicher EinflĂŒsse der PrĂŒfaufnahmen zwischen Kunden und Lieferanten von teilweise unbefriedigender Reproduzierbarkeit.
Aus dieser Erfahrung heraus haben sich als genauer reduzierbare Messungen auf geometrischer Grundlage bewĂ€hrt. Sinnvoll tolerierte und ĂŒberprĂŒfte geometrische Vorgaben fĂŒhren in der Regel zu einer kleineren Streuung der Drehmomente, als normierte Toleranzen erlauben wĂŒrden. Entsprechende PrĂŒfberichte sind selbstverstĂ€ndlich.
FertigungsausgleichÂ
Zur Herstellung von Federn wird ein Fertigungsausgleich benötigt, um die vorgeschriebenen BelastungsfĂ€lle einhalten zu können.Â
Vorgeschriebene GröĂen | Fertigungsausgleich durch |
|---|---|
| Eine Drehmoment und der zugehörige Winkel der gespannten Feder | Î0 |
| Ein Drehmoment, der zugehörige Winkel der gespannten Feder und delta 0 | n und d oder n und De, Di, (D) |
| Zwei Drehmomente und die zugehörigen Drehwinkel der gespannten Feder | Î0, n und d oder Î0, n und De, Di, (D) |
Hierbei muss beachtet werden, dass eine Ănderung von d in die nĂ€chstgelegene normierte DrahtstĂ€rke meist einen groĂen Sprung der Werte nachzieht. Auch die Anzahl der Windungen (n) kann nur in âganzenâ Windungen erfolgen, sowie mit proportionalem Einfluss im VerhĂ€ltnis zu den Gesamtwindungen.
Berechnung
Unter Zuhilfenahme moderner Software und der EN 13906-3:2014 erfolgt die Berechnung
der Feder auf Kundenwunsch.
Toleranzen
Es wird, wenn nicht anders gefordert, die DIN 2194 GĂŒtegrad 2 zugrunde gelegt.
Beanspruchungsarten
Statischer Einsatz liegt bei zeitlich konstanter Beanspruchung vor.
Quasistatischer Einsatz liegt bei zeitlich verĂ€nderlicher Beanspruchung mit zwar gröĂeren Hubspannungen, aber mit Lastwechseln <10.000 vor.
Dynamischer Einsatz liegt bei zeitlich verĂ€nderlicher Beanspruchung mit Lastwechseln >10.000 und Hubspannungen ĂŒber 0,1 x Dauerfestigkeitshub vor.
Geometrische BemaĂung
Zeichen | Beschreibung | Einheit |
|---|---|---|
| neu / alt | Â | Â |
| d | Drahtdurchmesser | mm |
| i | Innendurchmesser Federkörper | mm |
| De / Da | AuĂendurchmesser Federkörper | mm |
| m | Mittlerer Durchmesser Federkörper (theor. Rechenwert, zum Messen ungeeignet) | mm |
| Ύ0 | Ύ0 Schenkelwinkel Anlieferzustand | Grad ° |
| Ls1 / Ls2 | SchenkellÀnge 1 / 2 | mm |
| r1,r2,⊠rn | Abbiegeradius innen fĂŒr Schenkel | mm |
| Ï1 , Ï2 ,… Ïn | Abbiegewinkel | Grad ° |
| Lk | FederkörperlÀnge bei anliegenden Windungen | mm |
| Lk0 | FederkörperlÀnge bei Windungen mit Steigung | mm |
| a | Abstand zwischen den Windungen | mm |
| n / if | federnde Windungen | Â |
| nt / ig | Gesamtwindungen (bei Schenkelfedern typisch n=nt) | Â |
Angaben zu Drehmomenten
Zeichen | Beschreibung | Einheit |
|---|---|---|
| Ύ0 | Schenkelstellung Anlieferzustand | Grad ° |
| α1 | 1. Drehwinkel (vorgespannt) | Grad ° |
| Ύ1 | Schenkelwinkel (in Einbaulage) | Grad ° |
| M1 | 1. Drehmoment (in Einbaulage) | Nmm |
| α2 | 2. Drehwinkel | Grad ° |
| Ύ2 | Schenkelstellung im BetÀtigungszustand | Grad ° |
| M2 | 2. Drehmoment in Endlage | Nmm |
| αn | Maximal zulÀssige Verdrehung | Grad ° |
| Ύn | Schenkelwinkel bei maximaler Verdrehung | Grad ° |
| Mn | Maximal zulÀssiges Drehmoment | Nmm |
| αh | Hubwinkel (Arbeitsbereich) | Grad ° |
Angaben zu Berechnung und PrĂŒfung
Zeichen | Beschreibung | Einheit |
|---|---|---|
| R1, R2, … | Hebelarm der Federkraft | mm2 |
| F1,F2… | Federkraft dem Hebelarm und dem Drehwinkel zugeordnet | N |
| w = D/d | WickelverhÀltnis | |
| Dd | Arbeitsdorndurchmesser | mm |
| Dh | ArbeitshĂŒlsendurchmesser | mm |
| Dp | PrĂŒfdorndurchmesser | mm |
| Ï, Ï1, Ï2, … | Federmomenten zugeordnete Biegespannungen | N/mm2 |
| Ïq, Ïq1, Ïq2, … | Federmomenten zugeordnete korrigierte Biegespannungen unter BerĂŒcksichtigung des Spannungsbeiwertes q | N/mm2 |
| szul | zulÀssige Biegespannung | N/mm2 |
| sqh | korrigierte Hub- Biegespannung | N/mm2 |
| shzul | zulÀssige Hub- Biegespannung | N/mm2 |
Standartisierte AusfĂŒhrungen
| Schenkel gerade, tangential |  |
| Schenkel nach auĂen abgebogen |  |
| Schenkel nach innen eingezogen |  |
| Schenkel axial hochgestellt |  |
Schenkelstellung abhÀngig von Windungen (Nachkommastellen)
| n / ig / if | delta0 | |
| X,0 | 180° |  |
| X,25 | 90° |  |
| X,5 | 0° |  |
| X,75 | 270° | |
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