Zugfedern

Zugfedern oder Schraubenzugfedern finden überall dort Anwendung, wo die Krafteinwirkung auf Zug erbracht werden muss. Zugfedern werden beispielsweise im Fahrzeugbau als Rückstellfedern eingesetzt, ebenso in Garagentoren, Schlössern, Bettkästen sowie in Relais im Anlagen- und Gerätebau. Verschieden geartete Ösen ermöglichen den Anschluss an angrenzende Bauteile. Die Auswahl erfolgt nach Belastungs- bzw. Anwendungsfall.

Zur Herstellung von Zugfedern 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 von fertig fallenden Zugfedern mit Standardösen bis hin zu CNC-gesteuerten Fertigungszentren mit maximal 28 einzeln programmierbaren Achsen zur Produktion von Sonderösen und 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 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.

Durch den Einsatz von Oberflächenbeschichtungen kann ein Korrosionsschutz nachträglich auf die Felder aufgebracht werden. Dies ist insbesondere dann notwendig, wenn aus technischen oder finanziellen Überlegungen heraus ein nicht korrosionsgeschützer 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. Gleibeschichtung 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)

Zugfedern werden in der Regel rechts gewickelt. Links gewickelte Federn sind herstellbar, dies bedingt in der Regel jedoch höheren Aufwand und Herstellkosten.

Windungsrichtungen:

links
rechts

Zusätzlich zu den standardisierten Ösen sind vielfältige Formen möglich. Die Beschreibung der Geometrie sollte dann durch eine vermaßte Zeichnung erfolgen. Bei einer Zugfeder sind in der Regel die Ösen der schwächste Punkt. Als Faustformel kann man davon ausgehen, dass die Ösen ca. 70% der maximalen Belastung des Federkörpers aushalten.

Dynamische Anwendungen reduzieren die Werte nochmals um ca. 30%. Für genauere Aussagen und Berechnungen müssen alle Einflüsse wie Einbaulängen, Hub, Lastwechselfrequenz, Lastwechselkurve, Temperatur, Umgebungsmedien und Anbindungssituation betrachtet werden. Bei Zugfedern bestimmt die Drahtstärke mit der Werkstoffauswahl in Abhängigkeit des Windungs-/Ösendurchmessers die maximal erreichbare Belastung. Größerer Drahtdurchmesser entspricht höherer Belastung.

Die Drahtlänge (d*D*n) des Federkörpers bestimmt den maximalen Federweg. Mehr Drahtlänge entspricht einem größeren Federweg. Bei gleichbleibendem Wickelverhältnis ist das Verhältnis Drahtlänge zu Federweg direkt proportional. Größere Wickelverhältnisse wirken sich auf die Belastung der Ösenwurzel negativ aus.

Ösenformen

Bildliche Darstellung:
Bezeichnung:
Bezeichnung nach EN 13906 Aktuell gültig:
Bezeichnung nach DIN 2097 veraltet:
Halbe deutsche Öse
Lh=0,55 bis 0,8 * Di
Bild A.1 Bild 2
Ganze deutsche Öse
Lh=0,8 bis 1,1 * Di
Bild A.2 Bild 3
Doppelte deutsche Öse
Lh=0,8 bis 1,1 * Di
Bild A.3 Bild 4
Ganze deutsche Öse seitlich hochgestellt
Lh = ca. Di
Bild A.4 Bild 5
Doppelte deutsche Öse seitlich hochgestellt
Lh = ca. Di
Bild A.5 Bild 6
Hakenöse mittig aufgestelltBild A.6 Bild 7
Hakenöse seitlich hochgestelltBild A.7 Bild 8
Englische Öse
Lh= ca. 1,1 * Di
Lh = ca. Di
Bild A.8 Bild 9
Haken eingerolltBild A.9 Bild 10
Gewindebolzen eingerolltBild A.10 Bild 11
Gewindestopfen eingeschraubt
Anzahl der eingeschraubten Windungen
2 bis 4
Bild A.11 Bild 12
Schraublasche eingeschraubt
Anzahl der eingeschraubten Windungen
2 bis 4
Bild A.12 Bild 13
Ganze deutsche Öse schräg hochgestelltBild A.13 Bild 14

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. Federkräfte und Geometrien können auf modernsten Vorrichtungen mit taktilen oder optischen Messmethoden durchgeführt werden. Entsprechende Prüfberichte sind selbstverständlich.

Fertigungsausgleich

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

Vorgeschriebene Größen:
Fertigungsausgleich:
Eine Federkraft, die zugehörige Länge der gespannten Feder und L0F0 und D
Eine Federkraft, die zugehörige Länge der gespannten Feder und F0L0, n und d
oder
L0 und De (Di ; D)

Zwei Federkräfte und die zugehörigen Längen der gespannten Feder
L0, n und d
oder
F0 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, mit proportionalem Einfluss im Verhältnis zu den Gesamtwindungen. Beides führt zwangsweise zu einer Veränderung von L0, soweit die nicht über Lh korrigiert werden kann.

Berechnung

Unter Zuhilfenahme moderner Software und der EN 13906-2:2013 erfolgt die Berechnung der Feder auf Kundenwunsch.

Toleranzen

Es wird, wenn nicht anders gefordert, die DIN 2097 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
DiInnendurchmesser Federkörpermm
DeAußendurchmesser der Federkörpermm
DMittlerer Durchmesser Federkörper (theor. Rechenwert, zum Messen ungeeignet)mm
L0Einhängelänge zwischen den Ösen im Anlieferzustandmm
LkFederkörperlänge bei anliegenden Windungen ohne Ösenmm
Lh1, Lh2Ösenhöhe innen gemessenmm
m1, m2Ösenöffnungmm
nfederne Windungen
ntGesamtwindungen (bei eingerollten oder eingeschraubten Ösenformen if+ nichtfedernde Windungen)
Angaben zu Federkräften
L0Einhängelänge im Anlieferzustandmm
F0Eingewundene VorspannkraftN
s1Federweg vom Anlieferzustand zur Einbaulagemm
L1Einhängelänge im Einbauzustandmm
F11. Kraft im EinbauzustandN
s2Federweg vom Anlieferzustand zur Endlagemm
L2Einhängelänge in Endlagemm
F22. Kraft in EndlageN
snMaximal zulässiger Federwegmm
LnMaximal zulässige Einhängelängemm
FnMaximal zulässige Federkraftmm
shHub der Feder (Arbeitsweg)mm
Angaben zu Berechnung und Prüfung
DhArbeitshülsendurchmessermm2
w=D/dWickelverhältnis
F0Eingewundene Vorspannung, kann nicht gemessen, sondern nur rechnerisch ermittelt werdenN
RFederrate (Steigung der Kennlinie)N/mm
τ, τ12,…Federkräften zugeordnete Schubspannungen im FederkörperN/mm²
τ, τκ1κ2Federkräften zugeordnete korrigierte Schubspannungen unter Berücksichtigung des Spannungsbeiwertes q im FederkörperN/mm²
σ, σ1, σ2,…Federkräften zugeordnete Biegespannungen an den ÖsenN/mm²
σk, σk1, σk2,…Federkräften zugeordnete korrigierte Biegespannungen unter Berücksichtigung des Spannungsbeiwertes q an den ÖsenN/mm²
σzulzulässige Biegespannung der ÖsenN/mm²
σkhkorrigierte Hub- Biegespannung der ÖsenN/mm²
σhzulzulässige Hub- Biegespannung der ÖsenN/mm²
τzulzulässige Schubspannung im FederkörperN/mm²
τkhkorrigierte Hub- Schubspannung im FederkörperN/mm²
τhzulzulässige Hub- Schubspannung im FederkörperN/mm²
Ösenformen
Bildliche Darstellung:
Bezeichnung:
Bezeichnung nach EN 13906 Aktuell gültig:
Bezeichnung nach DIN 2097 veraltet:
Halbe deutsche Öse
Lh=0,55 bis 0,8 × Di
Bild A.1 Bild 2
Ganze deutsche Öse
Lh=0,8 bis 1,1 × Di
Bild A.2 Bild 3
Doppelte deutsche Öse
Lh=0,8 bis 1,1 × Di
Bild A.3 Bild 4
Ganze deutsche Öse seitlich hochgestellt
Lh = ca. Di
Bild A.4 Bild 5
Doppelte deutsche Öse seitlich hochgestellt
Lh = ca. Di
Bild A.5 Bild 6
Hakenöse mittig aufgestelltBild A.6 Bild 7
Hakenöse seitlich hochgestelltBild A.7 Bild 8
Englische Öse
Lh= ca. 1,1 × Di
Lh = ca. Di
Bild A.8 Bild 9
Haken eingerolltBild A.9 Bild 10
Gewindebolzen eingerolltBild A.10 Bild 11
Gewindestopfen eingeschraubt
Anzahl der eingeschraubten Windungen
2 bis 4
Bild A.11 Bild 12
Schraublasche eingeschraubt
Anzahl der eingeschraubten Windungen
2 bis 4
Bild A.12 Bild 13
Ganze deutsche Öse schräg hochgestelltBild A.13 Bild 14
Reinhard-Himmer_1060x1060
REINHARD HIMMER
Komplementär
Technische Beratung | Entwicklung
Thomas-Franz_1060x1060
THOMAS FRANZ
Schenkelfedern | Zugfedern | Drahtbiegeteile
Produktionslenkung
Norbert-Holler_Schenkel_1060x1060
NORBERT HOLLER
Schenkelfedern | Zugfedern | Drahtbiegeteile
Produktionslenkung | Serienfertigung
FÜR ALLE, DIE ES BESONDERS EILIG HABEN

*auf Anfrage

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