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DER KONSTRUKTEUR 6/2019

DER KONSTRUKTEUR 6/2019

KONSTRUKTIONSELEMENTE

KONSTRUKTIONSELEMENTE FEDERLEICHTE AUSWAHL PRODUKTE UND ANWENDUNGEN Die richtige Metallfeder für den gewünschten Einsatzzweck auszuwählen, ist nicht immer einfach. In vielen Fachbüchern mit konstruktiven Grundlagen wird das Thema Federn sehr allgemein abgehandelt. Lesen Sie hier, was es bei der Auswahl zu beachten gilt. Die Firma Gutekunst Federn ist auf die Entwicklung und Fertigung von Metallfedern sowie Drahtbiegeteilen aus jedem gewünschten Federstahldraht spezialisiert. Neben dem umfangreichen Lagerprogramm mit über 12 600 Federbaugrößen, fertigt Federhersteller aus Metzingen jede gewünschte individuelle Metallfeder bis 12 mm Drahtstärke in Kleinmengen und Großserien. Ein beeindruckendes Portfolio. Aber welche Feder eignet sich für welche Anwendung und was gilt es, bei der Auswahl zu beachten? Um einen Überblick und eine Hilfestellung zu geben, hat Gutekunst die wichtigsten Parameter zur Auswahl der passenden Metallfeder zusammengestellt. Er startet dabei mit einer kurzen Übersicht zu den unterschiedlichen Federarten. DRUCKFEDERN Druckfedern werden mit Abstand am häufigsten eingesetzt. Das liegt nicht nur an der Richtung der Krafteinwirkung, sondern vor allem an den vorteilhaften Belastungseigenschaften der Druckfeder. Denn Druckfedern können besser mit größeren Kräften umgehen als andere Federarten und eignen sich am besten für Dauerfestigkeitsanwendungen mit Lastwechseln über 107. Neben der großen Auswahl an Material für die unterschiedlichen Anwendungen, kann bei der Druckfeder die Einsatzvielfalt mit verschiedensten Oberflächenbehandlungen problemlos erweitert werden. Aufgrund der Leistungsdaten der Druckfeder ist es in manchen Fällen sogar sinnvoller, eine Zugfederanwendung auf eine Druckfeder umzubauen. ZUGFEDERN Zugfedern werden am zweithäufigsten eingesetzt. Überall dort, wo die Krafteinwirkung nicht auf Druck, sondern auf Zug erbracht werden muss, kommt man an der Zugfeder nicht vorbei. Insbesondere die spezielle Bauform mit den beidseitigen Ösen birgt einige Risiken, die bei der Zugfederauslegung berücksichtigt werden müssen. Auch, dass die Zugfeder bei einem Federbruch ihre Federkraft komplett verliert, sollte bei der Verwendung einer Zugfeder beachtet werden. Mit der Materialauswahl ist die Einsatzvielfalt der Zugfeder bereits größtenteils ausgeschöpft, da aufgrund der aneinander liegenden Windungen das Aufbringen einer Oberflächenbehandlung nur mit einem erhöhten Aufwand möglich ist. SCHENKELFEDERN Schenkelfedern werden bei Drehbewegungen eingesetzt, also überall dort, wo eine Biegebeanspruchung auftritt. Bei den Schenkel federn gibt es keine besonderen Bauformen, d. h. der Federkörper einer 16 DER KONSTRUKTEUR 6/2019

Schenkelfeder ist immer zylindrisch mit einer linearen Federkennlinie. Bei den Schenkelfedern kommt es eher auf die individuelle Schenkelform an, die optimal zur Krafteinleitung der Drehbewegung angeformt wird. Wie bei der Zugfeder ist es auch bei der Schenkelfeder durch die aneinander liegenden Windungen schwierig, weitere Eigenschaften durch eine nachträgliche Oberflächenbehandlung aufzubringen. FESTLEGUNG DER FEDERKENNLINIE Grundsätzlich werden Metallfedern nach ihrer Kennlinie beurteilt. Die Federkennlinie ist der Charakter der Metallfedern. Sie stellt das Verhältnis der Federkraft „F“ zum Federweg „s“ dar. Je nach Federtyp, Federbauform, Windungsabstand und Federsystem kann man lineare, progressive, degressive oder kombinierte Federkennlinien erzeugen. Bei einer linearen Federkennlinie wird die Kraft gleichmäßig abgegeben, bei einer progressiven Kennlinie verstärkt sich AUFGRUND DER LEISTUNGSDATEN DER DRUCKFEDER IST ES IN MANCHEN FÄLLEN SINNVOLL, EINE ZUGFEDERANWENDUNG AUF EINE DRUCKFEDER UMZUBAUEN VERBINDUNGSELEMENTE & BEFESTIGUNGSTECHNIK Mit über 130 Jahren Erfahrung zählt REYHER zu den führenden Handelsunternehmen für Verbindungselemente und Befestigungstechnik in Europa und beliefert Kunden weltweit. die Kraftentfaltung mit Zunahme der Belastung und bei einer degressiven Kennlinie verringert sich die Kraftentfaltung mit der Belastung. Bei der kombinierten Federkennlinie werden unterschiedliche Kräftezustände entlang der Federkennlinie abgebildet. Diese kombinierte Federkennlinie kann mithilfe von Federsystemen erzeugt werden. ANFORDERUNGEN AN DIE METALLFEDER Nachdem man sich mit der Federkennlinie bzw. dem Kraftverlauf auf den Charakter der Metallfeder festgelegt hat, müssen zur optimalen Auslegung der Metallfeder die folgenden Anforderungen abgeklärt und festgelegt werden. BELASTUNGSART UND LEBENSDAUER Man kann unterscheiden zwischen der statischen oder quasistatischen Belastung mit einer zeitlich konstanten (ruhenden) oder zeitlich veränderlichen Belastung mit weniger als 10 000 Lastwechseln insgesamt bzw. Hubspannung bis 0,1 × Dauerhubfestigkeit. RRP – REYHER Rapid Prototyping C-Teile als Prototypen aus dem 3D-Drucker Funktionsfähige Modelle aus Kunststoff oder Metall Bauteilebetrachtung und Verbauversuche F. REYHER Nchfg. GmbH & Co. KG Haferweg 1 · 22769 Hamburg Telefon 040 85363-0 kontakt@reyher.de www.reyher.de

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