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DER KONSTRUKTEUR 6/2018

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KONSTRUKTIONSELEMENTE

KONSTRUKTIONSELEMENTE KEIN TRIVIALES BAUTEIL PRODUKTE UND ANWENDUNGEN Sie mögen als C-Teile gelten, sie tragen aber in vielen Konstruktionen entscheidend zur Funktionssicherheit bei – die Federn. Gutekunst Federn ist auf die Entwicklung und Fertigung von Metallfedern aus jedem gewünschten Federstahldraht spezialisiert. Neben dem umfangreichen Lagerprogramm mit 12 603 Federbaugrößen, fertigt Gutekunst auch individuelle Metallfeder bis 12 mm Drahtstärke in Kleinmengen und Großserien. FEDERSTAHLDRAHT – DER PERFEKTE EINSATZ Welcher Federstahldraht ist für welche Anwendung geeignet? Diese Frage kann am besten ein ausgewiesener Experte wie die Gutekunst + Co.KG Federnfabriken in Metzingen beantworten. Federstahldraht besitzt im Vergleich zu anderen Stählen eine höhere Festigkeit und kann bis zu einer bestimmten Spannung (Elastizitätsgrenze Rp) verformt werden. Nach Entlastung kehrt der Federstahldraht dann wieder in die Ausgangsstellung zurück, ohne dabei dauerhaft verformt zu werden. Federstahldraht EN 10270-3-1.4310 hat z. B. eine Zugfestigkeit von 1 250 bis 2 200 N/mm², verglichen mit 360 N/mm² beim Baustahl S235JR. Hierbei ist der maßgebliche Unterschied das Streckgrenzenverhältnis, d.h. das Verhältnis von Elastizitätsgrenze zu Zugfestigkeit des Werkstoffs, welches bei Federstählen normalerweise bei > 85 % liegt. Die Elastizität als Hauptmerkmal eines Federstahldrahts wird durch eine spezielle Legierung erreicht: Silizium, Mangan, Chrom, Vanadium, Molybdän und Nickel werden im Herstellungsprozess zugegeben. Federstahldrähte verfügen über eine große Zugfestigkeit und weisen eine hohe Elastizitätsgrenze auf. Diese wird durch das Elastizitätsmodul (E-Modul) beschrieben. Um bei der Fertigung von kaltgeformten Druckfedern, Zugfedern, Schenkelfedern und Drahtbiegeteilen Überlastungen oder Brüche zu vermeiden, müssen die Federstahldrähte ein sehr gutes plastisches Formveränderungsvermögen aufweisen. Neben dem Standard-Federstahl EN 10270-1 SH und DH, dem dynamisch anspruchsvollen Ventilfederdraht VDSiCr (Oteva 70) und den korrosionsbeständigen Edelstahlsorten 1.4310, 1.4401 und 1.4568 bietet Gutekunst auch die unmagnetische Federbronze CuSn6 und den Kupfer-Beryllium-Federstahl CuB2 an; außerdem die warmfesten Federstahlsorten Nimonic 90, Inconel X-750 und Hastelloy C4. Bei der Auswahl spielen auch weitere Eigenschaften, wie die Festigkeit (RM), maximale Einsatztemperatur, das Elastizitätsmodul und G-Modul, die Dichte und der spezifische elektrische Widerstand eine Rolle – und am Ende soll dann, wie häufig bei C- Teilen, auch noch der Preis stimmen. VOM MASCHINENBAU BIS ZUR RAUMFAHRT Ein Standard-Federstahl ist der Typ EN 10270-1SH/1.1200, ein kohlenstoffbasierter Federstahl, der in korrosiven oder extremen Umgebungen nicht ohne zusätzliche Oberflächenbehandlung eingesetzt werden kann. Der Federstahl EN 10270-1-SH wird häufig und gerne für statisch hochbeanspruchte Zug-, Druck- und Schenkelfedern mit geringen dynamischen Beanspruchungen ab einer Drahtstärke DIE ANWENDUNGSBEDINGUN- GEN BESTIMMEN DIE AUSWAHL DES FEDERSTAHLDRAHTS von 1,8 mm gewählt. Die Arbeitstemperatur sollte 80 °C nicht übersteigen. Die Dauerhaltbarkeit kann durch Kugelstrahlen gesteigert werden. Er eignet sich für die gängigsten Druckfedern, Zugfedern, Schenkelfedern und Drahtbiegeteile mit und ohne Oberflächenbehandlung. Ein Beispiel für spezielle Federstahldrähte ist der Federstahltyp NiCr20Co18Ti/2.4632 (Nimonic 90). Nimonic 90 ist eine Nickel- Chrom-Kobalt-Legierung und hat eine sehr gute Zeitstand- und Warmfestigkeit sowie eine gute Beständigkeit gegenüber Korrosion und Oxidation bei hohen Temperaturen. Dazu eignet sich dieser Federstahl für dynamische Hochtemperaturanwendungen. Angewendet wird er häufig in der Luft- und Raumfahrtindustrie, für Hochtemperatur-Anwendungen und bei thermischen Verfahren. Unter https://blog.federnshop.com/federstahldraht/ finden Sie weitere Informationen speziell zu Federstahldrähten. www.federnshop.com 22 DER KONSTRUKTEUR 6/2018

KONSTRUKTIONSELEMENTE OPTIMIERTE DACHMANSCHETTENSÄTZE AUS TPU www.skf.com Mit den Dachmanschettensätzen aus Ecopur-Werkstoffen will SKF Economos einen entscheidenden Mehrwert zu den am Markt bekannten Manschettendichtsätzen aus Kautschuk bieten. Das eigene Seal Jet-Verfahren zur spanenden Fertigung ermöglicht den Einsatz der herstellereigenen thermoplastischen Polyurethane. Diese verfügen über eine bis zu fünfmal höhere Abriebfestigkeit und eine sehr gute Medienverträglichkeit. Aufgrund ihrer mechanischen Eigenschaften sind Dichtelemente aus diesen Werkstoffen zudem besonders gut zu montieren. Ein Aufquellen des Dichtungsmaterials ist ausgeschlossen. Das für den Anwender aufwendige Nachspannen des Manschettensatzes ist nicht mehr erforderlich. Die wartungsfreie Dichtungslösung verursacht keine Verunreinigung von Ölkreisläufen, die häufig bei gewebeverstärkten Elastomermanschetten auftreten kann. Diese Dachmanschettensätze können individuell an nahezu jeden Einbauraum angepasst werden. Sie sind als endlos-geschlossene oder als geschlitzte Ausführung für besonders schwer erreichbare Montagestellen erhältlich. PROTOTYP IN SERIENQUALITÄT DIE KUPPLUNG. FÜR DIE WELT DER INDUSTRIE Friatec fertigt Prototypen aus Hochleistungskeramik im einstufigen Fertigungsverfahren mit CAD/CAM-Konstruktion innerhalb von zwei Wochen. Bei dem Rapid Prototyping wird aus dem gesinterten Rohteil durch CNC-Hartbearbeitung der Prototyp in kürzester Zeit gefräst. Das ermöglicht eine hohe geometrische Flexibilität bei der Bauteilgestaltung und damit eine schnelle Produktentwicklung. Die Werkstoffqualitäten von Prototyp und Serie sind identisch. Die Absolut-Toleranzen und Form-Lage-Toleranzen liegen unter 20 μm. Hohe Oberflächenqualitäten von Ra < 0,4 μm machen das Verfahren auch geeignet für Lageranwendungen. Prototypen in Serienqualität nach kundenspezifischen Anforderungen werden derzeit aus den Werkstoffen Aluminiumoxid, Zirkonoxid und Zirkoniumdioxid-verstärktem Aluminiumoxid gefertigt. www.friatec.de/keramik Sicherheitskupplungen Lamellenkupplungen Zahnkupplungen RW-KUPPLUNGEN.DE

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