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Druckfedern

Druckfedern sind Schraubenfedern aus Drahtmaterial, die bei axialer Zusammendrückung eine Last aufnehmen und eine Rückstellkraft erzeugen. Die Last ist annähernd proportional zum Federweg, und der Proportionalitätsfaktor ist die Federkonstante. Sie werden für Rückstellung, Dämpfung, Vorspannung und die Aufrechterhaltung des Anpressdrucks eingesetzt. Die Anwendungsbereiche sind breit und umfassen allgemeinen Maschinenbau, Industriemaschinen, Werkzeug- und Formenbau, Vorrichtungen sowie Präzisionsgeräte. Als Werkstoffe stehen Federstahldraht aus Edelstahl (SUS304WPB), Klaviersaitendraht (SWP) und ölvergüteter Draht (Oil-Tempered-Draht) zur Verfügung. Viele Produkte entsprechen den Normabmessungen nach JIS oder DIN 2098, und bei einigen Typen wird nach dem Formen ein Niedertemperatur-Anlassen durchgeführt, um die Eigenschaften zu stabilisieren.

Druckfedern richtig auswählen

  1. 1. Auswahl nach erforderlicher Last und Federkonstante

    Die Federkonstante ist die Last, die erforderlich ist, um die Feder um 1 mm zu federn. Multipliziert man die Differenz zwischen Einbau- und Betriebslänge mit der Federkonstante, lässt sich die auftretende Last abschätzen. Man prüft rechnerisch, ob die Zielkraft innerhalb dieses Federwegs erreicht wird, und grenzt die Kandidaten anhand des Wertes der Federkonstante ein.

  2. 2. Außen- bzw. Innendurchmesser passend zu Bohrung und Welle

    Bei Einsatz in einer Bohrung ist der Außendurchmesser, bei Führung auf einer Welle der Innendurchmesser zu prüfen. Beim Zusammendrücken wird der Windungsdurchmesser geringfügig größer, daher ist ein Spiel zur Bohrung bzw. zur Welle einzuplanen. Der Außendurchmesser der aufgeführten Produkte liegt im Bereich von 3 bis 11 mm.

  3. 3. Freie Länge mit dem Einbauraum abgleichen

    Die freie Länge ist die Länge der Feder ohne Belastung. Die Differenz zur Einbaulänge ergibt den anfänglichen Federweg und bestimmt die Vorspannkraft. Schlanke Federn knicken leicht seitlich aus (Knicken), daher ist auch zu prüfen, ob eine Führungsstange oder Führungsbohrung erforderlich ist.

  4. 4. Maximal zulässigen Federweg und Last nicht überschreiten

    Es ist sicherzustellen, dass der maximale Hub im Betrieb innerhalb des zulässigen Maximalwegs liegt und die Blocklänge nicht erreicht wird. Werden die Grenzwerte überschritten, drohen Setzen (bleibende Verformung) und Ermüdungsbruch. Bei wiederholtem Betrieb ist ein entsprechender Sicherheitsabstand vorzusehen.

  5. 5. Werkstoff an die Umgebung anpassen

    Federstahl aus Edelstahl SUS304WPB ist korrosionsbeständig; in den aufgeführten Beispielen kann er im Bereich von -30 bis +200 °C eingesetzt werden. Klaviersaitendraht und ölvergüteter Draht eignen sich für Anwendungen, in denen hohe Festigkeit gefragt ist, neigen jedoch zur Korrosion. Daher sind Oberflächenbehandlung bzw. Korrosionsschutz zu prüfen.

  6. 6. Stand der Feder durch die Endform bestimmt

    Bei geschliffenen Federenden ist die Auflagefläche eben, die Last wirkt gerade in axialer Richtung und die Feder kippt weniger. Für Anwendungen wie Formen und Vorrichtungen, bei denen eine stabile Lage verlangt wird, ist zu prüfen, ob ein Schleifen der Enden erforderlich ist.

Dieser Leitfaden wurde von AI auf Grundlage der Unterlagen und Spezifikationsangaben der aufgeführten Produkte erstellt. Prüfen Sie vor dem Einsatz die Unterlagen des jeweiligen Herstellers.