Schraubendruckfedern - Produkt Hilfe

Was sind Druckfedern?

Druckfedern sind spiralförmig gewundene Bauteile aus metallischem Draht, die primär  zur Bereitstellung von Druckkräften und zur Speicherung von Energie eingesetzt werden. Ihre wichtigste Funktion besteht darin, einer einwirkenden Kraft entgegenzuwirken oder eine definierte Kraft auszuüben, indem sie zusammengedrückt werden. Sobald die einwirkende Kraft entfällt, kehrt die Feder in ihre Ursprungsform zurück. Dieser Mechanismus macht Druckfedern zu einem zentralen Element in Systemen, die Schwingungen dämpfen, Bewegungen steuern oder Lasten tragen müssen.

Aufbau und Materialien

Druckfedern bestehen typischerweise aus Federstahl, einem Material mit hoher Elastizität und Ermüdungsbeständigkeit. Zu den gängigsten Werkstoffen gehören:

• Federstahl 1.1200: Kohlenstoffbasierter Federstahl bietet ausgezeichnete Festigkeiten für die gängisten Anwendungen

• Edelstahl 1.4310: Korrosionsbeständig und ideal für den Einsatz in feuchten oder chemischen Umgebungen.

• Legierter Federstahl: Bietet eine hohe Festigkeit und wird oft in anspruchsvollen Anwendungen eingesetzt.

Die Drahtdurchmesser, Windungsdurchmesser, Längen und Windungsanzahl bestimmen die mechanischen Eigenschaften der Feder, wie Federkraft und Federweg.

Eigenschaften und Funktionsweise von Druckfedern

Federkonstante / Federrate

Die Federkonstante c ist ein entscheidender Parameter, der das Verhältnis zwischen der einwirkenden Kraft und der Deformation der Feder beschreibt. Sie wird in der Einheit Newton pro Millimeter (N/mm) angegeben. Eine hohe Federkonstante bedeutet, dass die Feder eine hohe Kraft benötigt, um zusammengedrückt zu werden, während eine niedrige Federkonstante eine weichere Feder kennzeichnet. Mit der Federrate kann die Kraft von unterschiedlichen Federn verglichen werden.

Maximale Belastung

Jede Druckfeder hat eine maximale Belastungsgrenze, die nicht überschritten werden darf, um eine dauerhafte Verformung oder ein Brechen der Feder zu vermeiden. Diese Grenze hängt vom Material, dem Drahtdurchmesser und der Federgeometrie ab. Für dynamische oder statische Anwendungen gelten unterschiedliche Belastungsgrenzen.

Ermüdungsfestigkeit

In Anwendungen mit wiederholten Belastungen ist die Ermüdungsfestigkeit von entscheidender Bedeutung. Eine optimal ausgelegte Feder kann Millionen von Lastzyklen standhalten, ohne ihre Eigenschaften zu verlieren.

Anwendungsbereiche von Druckfedern

Druckfedern werden in zahlreichen Anwendungen eingesetzt, darunter:

1. Automobilbau:

   • Fahrwerksysteme: Stoßdämpfer und Federbeine.

   • Bremssysteme: Sicherstellung einer konstanten Bremskraft.

   • Verriegelunssysteme
   • Rückholsysteme

2. Maschinenbau:

   • Spannvorrichtungen: Fixieren von Werkstücken.

   • Ventilsysteme: Regulierung von Flüssigkeits- oder Gasströmen.

3. Medizintechnik:

   • Spritzen und Dosiergeräte: Sicherstellung einer kontrollierten Bewegung.

4. Konsumgüter:

   • Kugelschreiber: Mechanik zur Tintenrückstellung.

   • Haushaltsgeräte: Dämpfung , Schalter und Bewegungskontrolle.

Auswahl der richtigen Druckfeder

Wichtige Kriterien

Die Auswahl der passenden Druckfeder ist entscheidend für die Funktionalität eines Systems. Hier sind die wichtigsten Kriterien:

1. Belastungsanforderungen:

   • Welche Kräfte wirken auf die Feder?

   • Wie groß ist der erforderliche Federweg?

2. Materialanforderungen:

   • Ist Korrosionsbeständigkeit erforderlich?

   • Gibt es hohe Temperaturbelastungen?

3. Baugröße:

   • Welche Abmessungen sind möglich?

   • Ist ausreichend Platz für die Bewegung der Feder vorhanden?

   • Der Bauraum ist maßgeblich für die maximal zu erreichende Kraft der Feder
     

4. Zyklenanzahl:

   • Muss die Feder häufig wiederholt belastet werden?

   • Welche Lebensdauer wird erwartet?

Normen und Standards

In Deutschland und Europa gelten für Druckfedern Standards wie die DIN EN 15800 bzw. DIN 2096. Diese Norm regelt die geometrischen und mechanischen Anforderungen, die bei der Konstruktion und Fertigung von Federn eingehalten werden müssen.

Fertigungsausgleich von Druckfedern nach EN 15800

Der Fertigungsausgleich von Druckfedern ist ein essenzieller Bestandteil der Qualitätssicherung, um Abweichungen in der Produktion zu minimieren und eine gleichbleibende Funktionalität sicherzustellen. Die Norm EN 15800 legt präzise Toleranzen für geometrische Abmessungen und mechanische Eigenschaften fest, um eine hohe Fertigungsgenauigkeit zu gewährleisten.