Was sind eigentlich technische Federn?

Definition technische Federn

Wie selbstverständlich fallen einem Dutzende unterschiedlicher Funktionen ein, die man technischen Federn zuordnet. Halten, Verbinden, Klemmen, Befestigen, Schließen, Sichern, Rasten oder Kontakten sind die hauptsächlichsten Leistungen, die von ihnen gefordert werden. Was aber ist die ingenieurswissenschaftliche Definition technischer Federn und wodurch unterscheiden sie sich? Wir klären auf.

Definition technische Federn

Bei einer Feder spricht man von einem technischen Bauteil aus Federstahl, das sich elastisch verformen kann. Unter Belastung gibt sie nach und nimmt dabei Kraft auf, die sie bei Entspannung wieder abgibt und in ihre ursprüngliche Form zurückkehrt. Die Materialien, aus denen technische Federn bestehen, sind in erster Linie Federstahlblech, Federbandstahl und Federstahldraht. Ihre Bezeichnung ist oft durch ihre äußere Erscheinung bestimmt: Federklammern, Formfedern, Bandfedern, Flachfedern oder Federclips.

Formeln einer technischen Feder

Um technische Federn mit nachhaltiger Funktionalität herzustellen, muss eine sehr genaue Federnberechnung erfolgen. Über ihre Form und das verwendete Material hinaus werden technische Federn über die Federkonstante und die Federkennlinie definiert. Mit der Federkonstante wird die Zunahme der Kraft in Bezug auf den Weg oder den Drehwinkel beschrieben, Die Federkennlinie wiederum stellt den Verlauf einer Federkonstante dar. Meist ist dieser linear, das heißt mit zunehmender Ver formung der Feder nimmt die Kraft gleichmäßig zu. Man spricht von einer progressiven Kennlinie. Dem gegenüber steht die degressive Kennlinie mit ihrer gleichmäßigen Abnahme von Kraft. Ebenso kommen kombinierte Federkennlinien vor, bei denen sich die Kräfteeigenschaften ändern.

Wo werden technische Federn eingesetzt?

Ziemlich alle Anwendungen, die technische Federn einsetzen, beruhen auf einer Grundfunktion: Technische Federn als elastische Bauteile geben unter Belastung nach und kehren bei Entlastung in ihre ursprüngliche Form zurück. Diese Grundfunktion wird unter anderem dazu genutzt, um Schaltkontakte zu öffnen/schließen oder Teile einer Maschine zu bewegen. Sind sie vorgespannt, nutzt man sie als Antriebsenergie oder auch als Rückstellkraft, zum Beispiel in Schaltern. Darüber hinaus kommen sie auch als kraftschlüssige Verbindung dort zum Einsatz, wo kinetische Energie in potenzielle Energie umgewandelt wird.

Die „meisten“ Federarten

Gerade Flachfedern kommen häufig in Kontaktsystemen elektrischer Schalter vor. Sie werden meist vorgespannt als Kontaktfeder verbaut. Ein fast grenzenloses Anwendungsspektrum weisen demgegenüber die gekrümmten Flachfedern und die Formfedern auf. Während eine gekrümmte Flachfeder in einem Arbeitsgang mit einem Stanzbiegeautomaten gestanzt und zugleich in Form gebracht wird, wird eine Formfeder zunächst aus Federstahlblech per Laserschneider herausgeschnitten, um dann durch die nachfolgende Umformung in die gewünschte Form gebracht zu werden. Federklammern, die man auch als Federclips, Rohrklemmen oder Klemmfedern bezeichnet, werden je nach Anwendung in einem oder zwei Arbeitsgängen produziert. In der Regel sind sie für eine kraftschlüssige Verbindung zuständig. Überall dort, wo etwas fixiert, arretiert, justiert oder eingerastet werden soll und Halterungen ohne Schrauben benötigt werden, sind Federklammern die erste Wahl.

Von der Grundform zur Spezialität

Man nehme das hinter den oben genannten Grundfakten stehende Wissen, entwickle es entlang der sich sprunghaft entwickelnden technologischen Anforderungen ständig weiter und reichere es mit jahrzehntelangem Know-how an, das aus unzähligen Spezialaufträgen gebildet wurde: Man erhält eine erste Adresse für technische Federn, die grundsätzlich und bis ins Detail eine individuelle und nachhaltige Lösung Ihrer Aufgabe produziert: Schaaf.