Spezialfedern

speziell angefertigte Feder

Die Entwicklung und Produktion von Spezialfedern erfordert ein hohes Maß an technischem Know-how, um die Endprodukte mit all den Eigenschaften auszustatten, welche im späteren Einsatz gebraucht werden.

Spezialfedern, vielseitig einsetzbar, effizient im Lösen von Halteproblemen jeglicher Art

An Maschinen, Vorrichtungen und Einrichtungen oder ganz allgemein auf Fertigungsstraßen gibt es immer wieder Einsatzfälle, bei denen gewisse Bauteile notwendig sind, welche federnde Wirkungen haben müssen. Oft sind es Anwendungsfälle, bei denen Bauteile mit einer ganz bestimmten Kraft gehalten werden, jedoch nicht in der Weise, dass sie in einer bestimmten Position völlig fixiert werden, sondern ein Lösen dieser Bauteile soll durch Überwindung der Haltekraft immer noch möglich sein.

Bei solchen Anwendungsfällen können derartige Herausforderungen durch speziell angefertigte Federn erfolgreich gelöst werden.

Allgemeine begriffliche Definitionen bei Federn

Zum besseren Verständnis der Eigenschaften von Stählen im Allgemeinen und von Federn im Besonderen gelten folgende begriffliche Festlegungen:

  • Dehnung

Wenn ein Bauteil auf Zug belastet wird, vergrößert sich seine Ursprungslänge. Die Dehnung eines Bauteiles ist definiert als das Verhältnis Längenänderung/Ursprungslänge.

Die Dehnung ist damit eine relative Längenänderung ohne Dimension und wird oft auch in % angegeben.

  • Streckgrenze

Die Streckgrenze (auch Elastizitätsgrenze genannt) bei Stählen ist allgemein die mechanische Spannungsgrenze, bis zu welcher ein Bauteil belastet werden kann, um nach Entlastung ohne bleibende Verformungen in seine Ursprungsform wieder zurückzukehren.

Die Streckgrenze wird in MPa angegeben.

  • Zugfestigkeit

Verformungen von Bauteilen bei ansteigenden Belastungen werden üblicherweise in Spannungs-Dehnungs-Diagrammen aufgezeichnet.

Auf der Abszisse wird die Dehnung in %, auf der Ordinate die Spannung in MPa aufgetragen.

Die Zugfestigkeit eines Werkstoffes ist die maximal mögliche Spannung in der aufgezeichneten Spannungs-Dehnungs-Kurve im Spannungs-Dehnungs-Diagramm.

Die Zugfestigkeit eines Werkstoffes wird in MPa angegeben.

  • Streckgrenzenverhältnis

Das Streckgrenzenverhältnis eines Werkstoffes ist das Verhältnis seiner Streckgrenze/Zugfestigkeit.

Das Streckgrenzenverhältnis ist damit eine dimensionslose Kenngröße eines Werkstoffes und wird oft auch in % angegeben.

Federstähle erreichen Streckgrenzenverhältnisse von >85 %, während bei gewöhnlichen Baustählen diese Werte wesentlich niedriger liegen.

Federkennlinien

Eine der wichtigsten Eigenschaften von Federn jeglicher Art ist ihre Federkennlinie. Diese Kennlinie ist definiert als Verhältnis Kraft/Weg. Die Federkennlinie hat damit die Dimension N/mm.

Man unterscheidet bei Federn im Wesentlichen folgende Kennlinien:

  • Lineare Kennlinie

Bei Federn mit linearer Kennlinie ist das Verhältnis Kraft/Weg eine konstante Größe.

  • Progressive Kennlinie

Bei einer Feder mit progressiver Kennlinie verläuft die Kurve im Kraft-Weg-Diagramm mit konvexem Anstieg. Mit steigendem Weg ergibt sich eine dazugehörige überproportionale Kraft. Das Verhältnis Kraft/Weg wird mit ansteigendem Weg größer.

  • Degressive Kennlinie

Eine Feder mit degressiver Kennlinie hat einen konkaven Anstieg der Kurve im Kraft-Weg-Diagramm. Ein steigender Wert für den Weg ergibt eine dazugehörige unterproportionale Kraft. Bei ansteigendem Weg wird das Verhältnis Kraft/Weg kleiner.

  • Lineare Kennlinie mit Knick

Manchmal ist es technisch gewünscht, dass eine Feder bis zu einer bestimmten Belastung zunächst eine lineare Kennlinie haben soll. Ab einem bestimmten Wert für den Weg soll jedoch diese Kennlinie zwar weiter linear, aber mit größerem Kraftanstieg verlaufen.

Zu erreichen sind solche geknickten Kennlinien beispielsweise mit Abstützungen, welche erst bei Überschreiten nach gewissen Anfangswegen wirksam werden.

Formen und Eigenschaften speziell angefertigter Federn

Die Gestaltung der Querschnitte von Spezialfedern hat einen wesentlichen Einfluss auf deren Federeigenschaften, insbesondere auf die daraus resultierenden Federkennlinien.

Dies gilt besonders bei der Konstruktion und Dimensionierung von Stanzbiegeteilen aus Federstahl und eben Blatt-, Flach-, Form-, Kontaktfedern und Federklammern. Speziell angefertigte Federn dieser Bauarten müssen in der Regel an die besonderen Verhältnisse vor Ort im späteren Betrieb angepasst werden. Hierbei spielt auch die Empfindlichkeit der mit solchen Spezialfedern in Berührung kommenden Produktionsteilen eine wesentliche Rolle.

Dies ist beispielsweise besonders bei Produktionsstraßen im medizinischen Bereich der Fall.

Werkstoffe für Sonderfedern jeglicher Art

Die nachfolgende Tabelle gewährt einen Überblick über die wichtigsten Federstahltypen und ihre Normungen und Eigenschaften:

Werkstoff-Nr.FederstahltypGüteklasseZugfestigkeit (RM in MPa)
1.1248C75S+LC (ungehärtet)DIN EN 10132-4490-640
1.1248C75S+QT (gehärtet)DIN EN 10132-41100-2200
1.4310X10CrNi18-8DIN EN 101511100-2200
1.4568X7CrNiAl17-7DIN EN 101511100-1900
1.4401X5CrNiMo17-12-2DIN EN 101511100-1700
2.1020 (CM4S2K)CuSn6DIN EN 12166bis 350-720
2.1247 (CW101C)CuBe2EN 12166bis 410-1500
2.4632 (Nimonic 90)NiCr20Co18Ti----bis 800-1800
2.4669 (Inconel X-750)NiCr15Fe7TiAl----bis 800-1750
2.4668 (Inconel 718)NiCr19NbMo----bis 800-1950

Oberflächenbehandlungen von Spezialfedern

Neben einem wirksamen Oberflächenschutz sollen unsere zahlreichen Variationen an Blatt-, Flach-, Form-, Kontaktfedern, Federklammern auch optisch ein einwandfreies und ansprechendes Aussehen erhalten.

Wahlweise nach Kundenwunsch oder auch nach Erfordernis können wir Ihnen annähernd eine unbegrenzte Auswahl von Oberflächenbeschichtungen anbieten, welche weit über nur Verzinken, Lackieren, Brünieren, Phosphatieren und Trowalisieren Ihrer Teile hinausgehen.

Fertigungsmöglichkeiten

Nach konstruktiver Optimierung Ihrer gewünschten Bauteile wird die Herstellung von Spezialfedern bei der Mario Schaaf GmbH & CO. KG auf hochmodernen CNC-Biegemaschinen nach qualitativen und wirtschaftlichen Gesichtspunkten realisiert. Unsere Flexibilität ermöglicht uns sowohl die Fertigung von Großserien als auch von kleineren Stückzahlen.

Kleinere Serien von Sonderteilen, bei denen ein wirtschaftlicher Einsatz von Serienwerkzeugen nicht möglich ist, fertigen wir durch das umfangreiche Know-how unserer erfahrenen Mitarbeiter. Die dafür erforderlichen Formen und Gesenke können dann mittels CAD/CAM Prozessen erzeugt werden und erlangen durch einen Werkzeugmacher ein optimales Finish. Hierdurch sichern wir Langlebigkeit und eine extreme Wiederholgenauigkeit zu.

Bei der Optimierung und konstruktiven Auslegung von Spezialfedern jeglicher Art ist neben der virtuellen Unterstützung durch moderne CAD-Anlagen auch die numerische Hilfe durch geeignete und leistungsfähige Finite-Elemente-Programme erforderlich.

Hersteller von Spezialfedern mit hoher Entwicklungskompetenz

Wir, die Mario Schaaf GmbH & CO. KG haben uns als Spezialfedern Hersteller der Entwicklung und Produktion von Sonderfedern jeglicher Art verschrieben. Hierbei steht für uns Qualität, Kundenservice und Kundenzufriedenheit an oberster Stelle.

Setzen Sie sich jederzeit mit uns in Verbindung und überlassen Sie uns die Lösung all Ihrer Spann- und Fixierprobleme. Sie werden von unseren Leistungen, wie schon viele andere Kunden vor Ihnen, begeistert sein.

Die Entwicklung und Produktion von Spezialfedern erfordert ein hohes Maß an technischem Know-how, um die Endprodukte mit all den Eigenschaften auszustatten, welche im späteren Einsatz gebraucht werden.