10 Vergleich: Standardfedern vs. Präzisionsfedern

In der Technik sind Federn meist als Normteile bekannt, die durch Kalt- oder Warmumformung aus legierten oder unlegierten Federstählen mit rundem, quadratischem oder rechteckigem Querschnitt hergestellt werden. Spanend gefertigte Federn aus einem einzigen Werkstück sind hingegen weniger verbreitet. Diese Federn können Druck-, Zug- und Torsionskräfte sowie Biegespannungen aufnehmen. Ihr besonderer Vorteil liegt in der gezielten Kombination verschiedener Federkennwerte innerhalb eines Bauteils. Im Vergleich zu gewickelten Federn ermöglichen sie sehr präzise und konstante Federraten von bis zu ±0,1...

Kraftverteilung Eingängige Druckfeder Kein unerwünschtes seitliches Ausknicken mit einer zwei- oder mehrgängigen Präzisionsfeder Eingängige Feder Zweigängige Feder Bei spanend gefertigten Präzisionsfedern können sowohl links- als auch rechtsgängige Wendeln innerhalb einer Feder kombiniert werden. Dadurch lässt sich eine unerwünschte Verdrehung der Federenden wirksam verm

6 Höchste Genauigkeit bei Präzisionsfedern Das spanende Herstellungsverfahren von Präzisionsfedern erzeugt keine zusätzlichen inneren Spannungen, die bei der Krafteinleitung überwunden werden müssen. Durch die hohe Fertigungsgenauigkeit sind zudem alle Federwindungen aktiv. Dadurch verformt sich die Feder unter Belastung gleichmäßig und nimmt nach der Entlastung wieder ihre ursprüngliche Form an. Das Ergebnis ist eine lineare und präzise Federkennlinie. Bei konventionell gewickelten Federn liegt die Federrate typischerweise innerhalb eines Toleranzbereichs von etwa ±10 %. Spanend gefertigte Präzisionsfedern...

Konventionelle gewickelte Federn werden meist aus Federstahldraht nach EN 10270-1 hergestellt. Bei spanend gefertigten Präzisionsfedern ist die Werkstoffauswahl jedoch deutlich größer, da das Material nicht umgeformt werden muss, sondern lediglich zerspanbar sein muss. Dadurch können beispielsweise auch folgende Werkstoffe eingesetzt werden: • Aluminium für besonders leichte Federn • Kunststoffe für elektrisch isolierende Anwendungen • Titan für hochfeste und korrosionsbeständige Präzisionsfedern

8 Optimierte Befestigung bei Präzisionsfedern Bei klassischen gewickelten Spiralfedern werden Befestigungen häufig durch gebogene Drahtenden, Haken, Ringe oder geschliffene Federenden realisiert. Diese kleinen Biegeradien führen jedoch oft zu hohen Materialspannungen und können zu frühzeitigem Bauteilversagen führen. Zudem können diese Anschlussstellen die in der Feder entstehenden Drehmomente nur begrenzt in angrenzende Bauteile übertragen. Spanend gefertigte Präzisionsfedern bieten hier konstruktive Vorteile. Befestigungen lassen sich gezielt in das Bauteil integrieren und dort verstärken,...

9 Erhöhung der Lebensdauer Die Lebensdauer von Präzisionsfedern lässt sich durch verschiedene konstruktive Maßnahmen erhöhen. Typische Optimierungen sind: • Stressentlastungsbohrungen am Wendelauslauf zur Reduzierung von Kerbspannungen • Materialverstärkungen im kritischen Bereich der Wendel • Oberflächenbeschichtungen wie Vernickelung zur Verbesserung von Verschleißfestigkeit und Korrosionsschutz Diese Maßnahmen erhöhen die mögliche Anzahl an Lastwechseln und verbessern die Dauerfestigkeit der Feder. Integrierte Funktionen zur Reduzierung von Bauteilen Durch die konstruktiven Möglichkeiten spanend...

Präzisionsfedern • meist nur als eingängig gewickelte Ausführung verfügbar • Befestigungen nur eingeschränkt und meist nachträglich realisierbar • präzise Innen- oder Außendurchmesser erfordern häufig zusätzliche Schleifprozesse • unterschiedliche Federarten (Druck-, Zug- oder Torsionsfeder) sind nicht kombinierbar • materialbedingte Eigenspannungen beeinflussen die Leistungsfähigkeit • Federraten können innerhalb eines Produktionsloses variieren • begrenzte Werkstoffauswahl • mögliche Parallelitätsabweichungen oder Ausknicken unter Belastung • integrierte Zusatzfunktionen nur über mehrere Bauteile...