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Der Konstrukteur 09/2022

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Der Konstrukteur 09/2022

KONSTRUKTIONSELEMENTE

KONSTRUKTIONSELEMENTE ANZEIGE BAURAUM-OPTIMIERER AUS GEWALZTEM FLACHDRAHT Die Wellenfedern von Smalley im C-Teile-Sortiment von TFC gehören in vielen Branchen zu den Problemlösern bei der Realisierung kinematischer Baugruppen. Sie unterstützen die Miniaturisierung von Produkten, ermöglichen wichtige Raumoptimierungen und helfen dabei, konstruktive Kollisionen zu vermeiden. PRODUKTE UND ANWENDUNGEN Das Anwendungsgebiet der gewalzten Flachdraht-Wellenfedern von Smalley erstreckt sich heute über viele Branchen und Technologiefelder. Funktionell betrachtet kommen sie überall dort zum Einsatz, wo Lasten aufzunehmen, Vorspannungen einzustellen, Spiele auszugleichen und betriebsbedingte Toleranzen in Baugruppen zu kompensieren sind. Dabei erweisen sie sich in vielen Fällen als gute Alternative zu anderen Federtypen. Gestanzten Federprodukten gegenüber zeigen sie sich überlegen, da sich ihre Belastbarkeiten, Toleranzen und Federkonstanten genauer spezifizieren lassen: Die Federkraft einer Smalley-Wellenfeder steigt über weite Teile ihres Dehnbereichs gleichmäßig an. Zudem kann es bei gestanzten Wellenscheiben während nachgeschalteter Bearbeitungsprozes- Marco Sturm, freier Fachjournalist, Darmstadt se zu Ermüdungsrissen, Ungenauigkeiten bei der Federkraft und anderen Problemen kommen. Die Wellenfedern von Smalley werden aus massivem, gehärtetem und temperiertem Stahl- oder Metalldraht gefertigt und unterliegen daher – etwa bei der weiteren Wärmebehandlung – keinem Verformungsrisiko. Hinzu tritt ein weiterer Pluspunkt, den viele Konstrukteure nicht mehr missen wollen: Bei gleichem Federweg und gleicher Belastbarkeit beanspruchen die Smalley- Wellenfedern dank ihrer speziellen Geometrie bis zu 50 Prozent weniger axialen Bauraum als konventionelle Runddraht- oder Spiralfedern. Die dadurch erzielbaren Raumoptimierungen und Miniaturisierungen ermöglichen in der Baugruppen-Konstruktion die Realisierung wegweisender und mitunter wettbewerbsrelevanter Innovationen. VARIANTENREICHE AUSWAHL Um Produktentwicklern und Konstrukteuren die Möglichkeit zu geben, all diese Vorteile in vollem Umfang zu nutzen, bietet TFC 52 DER KONSTRUKTEUR 2022/09 www.derkonstrukteur.de

KONSTRUKTIONSELEMENTE 01 Einlagige Wellenfedern (gelb) werden unter anderem zum Spielausgleich von Wälzlagern – hier in einer Axialkolbenpumpe – eingesetzt die Flachdraht-Wellenfedern von Smalley in mehreren ein- und mehrlagigen Ausführungen und mit verschiedenen Enden an. Sie alle stehen in vielen Größen sowie teilweise sowohl in metrischen als auch in zöllischen Abmessungen zur Verfügung. Die einlagigen Wellenfedern sind in den Serien YSSB und YSSR zusammengefasst. Hierbei handelt es sich größtenteils um Standardlösungen, die insbesondere bei Anwendungen mit kurzen Federwegen und niedrigen bis mittleren Lasten durch ein hohes Maß an Präzision und Zuverlässigkeit überzeugen. Rund um den Globus kommen diese Wellenfeder-Typen für das Vorspannen von Lagern zum Einsatz. In Antriebssystemen dienen sie etwa der Lebensdauer-Optimierung von Wälzlager- Baugruppen, indem sie als Mittel des Toleranzausgleichs die Betriebstemperaturen senken und Vibrationen reduzieren, sodass sich der Lagerverschleiß minimiert und eine dauerhaft hohe Laufruhe erreicht wird. CREST-TO-CREST-WELLEN- FEDERN LASSEN SICH GEZIELT ZUR BAURAUM-REDUZIERUNG EINSETZEN Die einlagigen Wellenfedern gibt es mit offenem Spalt oder überlappenden Enden. Beide Varianten lassen sich klemmend in Bohrungen einsetzen. Dabei erlauben ihre Enden ein freies Bewegen und problemloses Arbeiten der Feder innerhalb der Bohrung. Als weitere einlagige Variante bietet TFC die Wellenfedern der Baureihe YSSR-N an, die über eine geringere Drahtbreite verfügen. Sie eignen sich beispielsweise zum Vorspannen von Lagerbuchsen in hydraulischen Teleskoprohren und werden vorrangig in Anwendungen mit sehr geringem radialem Bauraum eingesetzt. Zum Ausgleich ihrer radialen Ausdehnung weisen diese Wellenfedern einen Spalt zwischen den Enden auf. PARABEL STATT SPIRALE Die mehrlagigen Wellenfedern von Smalley bestehen aus durchgängig gewickelten Windungen und werden unter anderem in der Variante Crest-to-Crest® angeboten. Dieser Markenzusatz betont das besondere Federdesign, bei dem sich alle hohen und tiefen Scheitelpunkte (Maxima) der in der Form gestauchter Parabeln verlegten Flachdrähte berühren. TFC führt diese Wellenfedern in den Baureihen YC/YCS (zöllisch) und YCM/YCMS (metrisch). Sie sind ebenfalls in vielen Größen lieferbar und stehen serienmäßig mit bis zu 24 Windungen zur Verfügung. Zudem kann der Anwender zwischen zwei Enden-Varianten für verschiedene Einbau-Situationen wählen: Gewellten Enden, die jeweils auf zwei Scheitelpunkten (Maxima) der parabelförmigen Drahtwellen aufliegen, oder parallel geführten Enden, die rundum geschlossene und flache Auflageflächen bilden. Es sind vor allem diese Crest-to-Crest®-Wellenfedern, die sich gezielt zur Bauraum-Reduzierung einsetzen lassen und hierbei traditionelle Runddrahtfedern substituieren. Sie können dieselbe Kraft aufnehmen und sämtliche Spezifizierungen einer herkömmlichen Spiralfeder übernehmen, zusätzlich aber bis zu 50 Prozent des axialen Bauraums einsparen, da sie viel geringere Arbeitshöhen haben und mehr freie Höhe lassen. Da sich bei diesem Wellenfeder-Typ die Federrate proportional zur Anzahl der Windungen reduziert, eignet er sich sehr gut für Anwendungen, die große Federwege mit einer gleichmäßigen, linearen Kraftentfaltung verlangen. Ein Ausrichten der Windungen, die Zuhilfenahme von Passscheiben oder das Setzen fixierender Schweißpunkte sind hierbei unnötig. VERSCHACHTELTE ALTERNATIVE Mehrlagig ausgeführt ist auch die Flachdraht-Wellenfeder des Typ Interlaced. Sie besteht aus zwei oder sogar drei ineinander TFC DEUTSCHLAND TFC ist Exklusivanbieter gewalzter Smalley Flachdraht- Sicherungsringe und Smalley Wellenfedern. Basierend auf diesem Produkt-Portfolio verfügt das Unternehmen über umfassende Kompetenzen und branchenübergreifendes Know-how zur Lösung anspruchsvoller Aufgabenstellungen auf den Gebieten Bauraum-Optimierung, Vorspannungstechnik und C-Teile-Management. Darüber hinaus gehören auch klassische Stanzteile nach DIN, gestanzte Sicherungsringe in Zoll-Abmessungen sowie Drahtringe, Pass-Scheiben, Rencol-Toleranzringe und Kunststoffteile zum Lieferprogramm von TFC. TFC bedient derzeit weltweit rund 3000 Kunden in fast allen Industriezweigen und ist zertifiziert nach ISO 9001:2015 sowie BS EN 9100:2016. www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR 2022/09 53