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 für alle Anforderungen das optimale Fertigungsverfahren an.
Einzelstückzahlen fertigen wir in unserer Manufaktur.
Bei Kleinserien können wir eine halbautomatische Produktion einsetzen um die Vorteile von Manufaktur und Großserienproduktion zu kombinieren.
Bei Großserien setzen wir in der Regel auf eine vollautomatische Fertigung.
Unser Maschinenpark reicht von einer großen 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 größte Stärke haben wir im Drahtstärkenbereich von 0,20mm bis 5,00mm, in Abhängigkeit von Geometrie, Form und Stückzahl fertigen wir bis maximal 16,00mm Drahtstärke.
Stahldraht und Bandstahl zur Herstellung von technischen Federn finden ihren Einsatz in allen Bereichen der Technik, insbesondere bei Elektrotechnik, Kommunikation, Medizin, Autoindustrie …
Die zu verwendete Materialgüte hängt von der Beanspruchung und der Einsatzumgebung der Feder ab. Die folgende Aufstellung von Werkstoffen stellt einen Querschnitt der von uns hauptsächlich verarbeiteten dar. Da wir Vormaterialien in großen Mengen auf Lager haben, 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.
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 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 überwiegend aus Federstahldraht EN 10270-3 Werkstoff Nr. 1.4310, 1.4401 und 1.4568 (DIN 17224/DIN EN 10270-3).
Windungsrichtung
Schenkelfedern werden üblicherweise 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 außenliegende Federkörper zu bevorzugen sind.
rechts
links
Doppelschenkelfeder mit außenliegenden 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 Ausführung kann in mannigfaltiger Kombination und Abwandlung des Standards erfolgen. Die Einhaltung der normierten Konstruktionsgrundlagen, wie z.B. „kleinster Innenbiegeradius >= 2x Drahtstärke“, oder „zwischen den Biegungen mindestens 3x Drahtstärke gerade“ ermöglichen meist kostengünstigere Fertigungen. Für uns zählt aber auch das Realisieren von ungewöhnlichen Anwendungen und Herausforderungen zum Standard, daher teilen Sie uns bitte Ihre Wünsche mit und unsere Spezialisten stehen Ihnen gerne beratend zur Seite.
Standardisierte Schenkelformen
Schenkel gerade, tangential
Schenkel nach außen abgebogen
Schenkel nach innen eingezogen
Schenkel axial hochgestellt
Schenkelstellung abhängig von Windungen (Nachkommastellen)
X,0, Winkel 180°
X,25, Winkel 90°
X,50, Winkel 0°
X,75, Winkel 270°
Oberfläche
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 Oberflächenschutz ist normalerweise nicht erforderlich. Falls gewünscht, kann jedoch aus einer Vielzahl von Oberflächenbeschichtungen gewählt werden.
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. Drehmomentprüfungen können mit modernsten Vorrichtungen durchgeführt werden, sind jedoch aufgrund unterschiedlicher Einflüsse der Prüfaufnahmen zwischen Kunden und Lieferanten von teilweise unbefriedigender Reproduzierbarkeit.
Aus dieser Erfahrung heraus haben sich als genauer reduzierbare Messungen auf geometrischer Grundlage bewährt. Sinnvoll tolerierte und überprüfte geometrische Vorgaben führen in der Regel zu einer kleineren Streuung der Drehmomente, als normierte Toleranzen erlauben würden. 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 Drehmoment und der zugehörige Winkel der gespannten Feder | Δ0 |
| 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 | Δ0, n und d oder Δ0, n und De, Di, (D) |
Hierbei muss beachtet werden, dass eine Änderung von d in die nächstgelegene normierte Drahtstärke meist einen großen Sprung der Werte nachzieht. Auch die Anzahl der Windungen (n) kann nur in „ganzen“ Windungen erfolgen, sowie mit proportionalem Einfluss im Verhältnis 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 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 |
|---|---|---|
| neu / alt | ||
| d | Drahtdurchmesser | mm |
| i | Innendurchmesser Federkörper | mm |
| De / Da | Außendurchmesser Federkörper | mm |
| m | Mittlerer Durchmesser Federkörper (theor. Rechenwert, zum Messen ungeeignet) | mm |
| δ0 | δ0 Schenkelwinkel Anlieferzustand | Grad ° |
| Ls1 / Ls2 | Schenkellänge 1 / 2 | mm |
| r1,r2,… rn | Abbiegeradius innen für Schenkel | mm |
| φ1 , φ2 ,… φn | Abbiegewinkel | Grad ° |
| Lk | Federkörperlänge bei anliegenden Windungen | mm |
| Lk0 | Federkörperlänge bei Windungen mit Steigung | mm |
| a | Abstand zwischen den Windungen | mm |
| n / if | federnde Windungen | |
| nt / ig | Gesamtwindungen (bei Schenkelfedern typisch n=nt) |
Angaben zu Drehmomenten
Zeichen | Beschreibung | Einheit |
|---|---|---|
| δ0 | Schenkelstellung Anlieferzustand | Grad ° |
| α1 | 1. Drehwinkel (vorgespannt) | Grad ° |
| δ1 | Schenkelwinkel (in Einbaulage) | Grad ° |
| M1 | 1. Drehmoment (in Einbaulage) | Nmm |
| α2 | 2. Drehwinkel | Grad ° |
| δ2 | Schenkelstellung im Betätigungszustand | Grad ° |
| M2 | 2. Drehmoment in Endlage | Nmm |
| αn | Maximal zulässige Verdrehung | Grad ° |
| δn | Schenkelwinkel bei maximaler Verdrehung | Grad ° |
| Mn | Maximal zulässiges Drehmoment | Nmm |
| αh | Hubwinkel (Arbeitsbereich) | Grad ° |
Angaben zu Berechnung und Prüfung
Zeichen | Beschreibung | Einheit |
|---|---|---|
| R1, R2, … | Hebelarm der Federkraft | mm2 |
| F1,F2… | Federkraft dem Hebelarm und dem Drehwinkel zugeordnet | N |
| w = D/d | Wickelverhältnis | |
| Dd | Arbeitsdorndurchmesser | mm |
| Dh | Arbeitshülsendurchmesser | mm |
| Dp | Prüfdorndurchmesser | mm |
| σ, σ1, σ2, … | Federmomenten zugeordnete Biegespannungen | N/mm2 |
| σq, σq1, σq2, … | Federmomenten zugeordnete korrigierte Biegespannungen unter Berücksichtigung des Spannungsbeiwertes q | N/mm2 |
| szul | zulässige Biegespannung | N/mm2 |
| sqh | korrigierte Hub- Biegespannung | N/mm2 |
| shzul | zulässige Hub- Biegespannung | N/mm2 |
Standartisierte Ausführungen
| Schenkel gerade, tangential |  |
| Schenkel nach außen abgebogen |  |
| Schenkel nach innen eingezogen |  |
| Schenkel axial hochgestellt |  |
Schenkelstellung abhängig von Windungen (Nachkommastellen)
| n / ig / if | delta0 | |
| X,0 | 180° |  |
| X,25 | 90° |  |
| X,5 | 0° |  |
| X,75 | 270° | |
FÜR ALLE, DIE ES BESONDERS EILIG HABEN
*auf Anfrage
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