TECHNIK
WISSENSWERTE INFOS RUND UM DIE FEDERNPRODUKTION
Anlassen
Ausknicken
Beanspruchung
Dynamisch
Zeitlich veränderliche Beanspruchung mit vernachlässigbar kleinen Hubspannungen.
Quasistatisch
Zeitlich veränderliche Beanspruchung mit vernachlässigbar kleinen Hubspannungen.
Statisch
Zeitlich konstante Beanspruchung
Beizen
Blattfedern
Siehe auch Flach- und Flachformfeder. Gerade Biegefedern aus Bandmaterial (Blattfeder) können konstante oder veränderliche Stabquerschnitte aufweisen. Für die Gestaltung der Krafteinleitungsstelle und die Aufnahme der Feder gibt es zahlreiche Variationsmöglichkeiten. Blattfedern können a) einseitig eingespannt sei, b) beidseitig abgestützt oder c) einseitig eingespannt und elastisch bzw. starr unterstützt aufgenommen werden.
Als elastisch unterstützte Blattfederanordungen sind meist Kontaktsysteme elektrischer Schalteinrichtungen, beispielsweise in Relais, ausgeführt.
Chromatieren
Druckfeder
Eigenspannung
Erfolgt eine Belastung über die Gültigkeitsbereich hinaus, dann kommt es auch zu einer plastischen Verformung. Da die Kaltformgebung der Feder immer mit einer Werkstoffbeanspruchung in plastischen Verformungsbereich verbunden ist, verbleiben Eigenspannungen
(innere Spannungen) im Federwerkstoff zurück.
Eigenspannungen können durch eine Erwärmung abgebaut werden.
So werden durch ein Anlassen (Spannungsarmglühen bei niedrigen Temperaturen) nach dem Federwickeln die mit dieser plastischen Verformung entstandenen Eigenspannung wesentlich verringert.
Federenden
Federenden gibt es in geschliffener oder ungeschliffener Ausführung.
Siehe auch Schleifen.
Federrate
Federstahldraht
Werkstoffgruppen:
a) patentiert gezogene Federstahldrähte
b) Ölschlussvergütete Federstahldrähte
c) Federstahldrähte aus nichtrostenden Stählen
d) Federstahldrähte aus Kupfer-Knetlegierungen
e) Federstahldrähte aus Speziallegierungen
Die jeweiligen Federstahldrähte werden jeweils noch nach DIN und EN Norm unterschieden.
Fertigungsausgleich
Bei der Herstellung von Federn ist es sinnvoll, nicht alle Maße vorzuschreiben bzw. zusätzlich zu eng zu tolerieren. Abgeleitet von der Funktion sollten die Werte vorgegeben werden, die wirklich notwendig sind. Alle anderen Maße sollten frei bzw. weit toleriert sein. Diese freien Maße werden als Fertigungsausgleich bezeichnet.
Hier stehen im wesentlichen zur Verfügung:
die ungespannte Länge Lo der mittlere Windungsdurchmesser Dm der Drahtdurchmesser d die Windungszahl (federnd oder gesamt) n bzw. nt
Flachformfeder
Formfedern ist eine Sammelbezeichnung für alle Biegefedern aus Federband oder Federdraht, deren Gestalt von der gestreckten (geraden) Form abweicht und durch Abbiegungen verschiedenster Art gekennzeichnet ist. Aus Federband gefertigte Federn und Federelemente werden als Flachform- oder Bandformfedern und die aus Draht gefertigten als Drahtformfedern bezeichnet.
Die Hauptaufgaben der Federn sind:
– Speicherelement
– Schwingungs- und Dämpfungselement
– Ruheelement
– Lagerelement
Gleitmodul
Gütegrad
Der Gütegrad gibt die zulässige Abweichung (Ad) für Federn an. Für Federn sind die Gütegrade 1, 2und 3 festgelegt. Die Auswahl unter den Gütegraden richtet sich nach den betrieblichen Anforderungen. Der geforderte Gütegrad und die zulässigen Abweichungen sind ausdrücklich zu vereinbaren oder im Zeichnungsvordruck anzugeben (DIN 2099).
Fehlt eine solche Angabe, so gilt der Gütegrad 2. Im Interesse einer rationellen Fertigung soll der Gütegrad 1 nur vorgeschrieben werden, wenn die Verwendung es erfordert.
Härten
Herstellung
Herstellungsausgleich
Kennlinie
Korrosion
Kriechen
Kugelstrahlen
Lochkorrosion
Legierungszuschlag
Temporärer Preisaufschlag bei legierten Stählen (s.u.), der sich an den (Welt-) Marktpreisen der Legierungselemente orientiert. Der LZ wird regelmäßig der Marktsituation angepasst und in der Regel im Anhängeverfahren berechnet.
Flacherzeugnisse aus rost-, säure- und hitzebeständigen Edelstählen sind unentbehrliche Werkstoffe für alle Einsatzbereiche, in denen es insbesondere auf Beständigkeit gegenüber unterschiedlichsten Korrosionsbeanspruchungen und hygienisch einwandfreie Oberflächen ankommt, deren ansprechende Optik sie darüber hinaus auch für zahlreiche dekorative Verwendungen prädestinieren. Diese durch Legieren mit im wesentlichen Chrom, Nickel und Molybdän erreichten Vorzüge vereint der Werkstoff gleichzeitig mit universeller Verarbeitbarkeit zu vielfältigsten Endprodukten.
Materialnormung
In den Materialnormen und -vorschriften sind die entsprechenden Qualitäten definiert. Hier kam es in den vergangenen Jahren durch den Umstieg auf die Europa Normen zu Änderungen in den Grundlagen, zuletzt im Dezember 2001 für die wichtigsten Drahtsorten. Jetzt sind sowohl die patentiert gezogenen, die ölschlussvergüteten sowie die nichtrostende Drähte in einem Werk (EN 10270) vereinigt.
Hier die wichtigsten Änderungen:
– patentiert gezogene Drähte (DIN 17223 –> EN 10270-1)
– ölschlußvergütete Drähte (DIN 17223-2 –> EN 10270-2)
– nichtrostende Drähte (DIN 17224 –> EN 10270-3)
Normen
Oberflächenschutz
Werden Federn aus korrosionsanfälligen Werkstoffen hergestellt, so ist in vielen Anwendungsfällen eine Oberflächenbehandlung zum Zwecke des Korrosionsschutzes unumgänglich.
Hier die gängigsten, nichtgalvanischen Verfahren:
– Ölen
– Wachsen
– Lackieren
– Pulverbeschichten
– Chromatieren
Ölhärten
Relaxation
Schenkelfeder
Schleifen
Setzen
Spiralfedern
Tellerfedern
Toleranzgruppen
Bei der Herstellung der Feder muss eine Probefeder vollständig bis zum letzten Arbeitsgang hergestellt werden, um das Endergebnis zu kennen. Voraussetzung ist natürlich, dass die Bedingungen an allen Fertigungsstationen konstant bleiben. Da die praktisch nicht möglich ist, wird die Qualität der Feder sehr genau überprüft. Dies wiederum bedeutet, dass die Prüfbedingungen bei Lieferant und Kunden – soweit überhaupt möglich – gleich sein müssen. Diese Vorbemerkung deutet an, dass eine Normung von Toleranzen an Federn äußerst schwierig ist.
Hier die Toleranzgruppen.
Toleranzgruppe 2 erfordert noch nicht eine 100% Prüfung der Federn, sondern kann mit statistischer Überwachung überprüft werden.
Toleranzgruppe 1 bedingt eine 100 % Kontrolle. Hier muss mit einem größeren Ausschussanteil gerechnet werden. Dies bedingt Risiken bei der Qualitätsüberwachung und der Termineinhaltung.
Toleranzgruppe 3 bezeichnet Federn, die mit normalem Aufwand an Überwachung gefertigt werden können.
Vergüten
Wasserstoffversprödung
Wickelverhältnis
Wickeln
Zugfeder
Zwischenstufenvergüten
Anlassen
Ausknicken
Beanspruchung
Dynamisch
Zeitlich veränderliche Beanspruchung mit vernachlässigbar kleinen Hubspannungen.
Quasistatisch
Zeitlich veränderliche Beanspruchung mit vernachlässigbar kleinen Hubspannungen.
Statisch
Zeitlich konstante Beanspruchung
Beizen
Blattfedern
Siehe auch Flach- und Flachformfeder. Gerade Biegefedern aus Bandmaterial (Blattfeder) können konstante oder veränderliche Stabquerschnitte aufweisen. Für die Gestaltung der Krafteinleitungsstelle und die Aufnahme der Feder gibt es zahlreiche Variationsmöglichkeiten. Blattfedern können a) einseitig eingespannt sei, b) beidseitig abgestützt oder c) einseitig eingespannt und elastisch bzw. starr unterstützt aufgenommen werden.
Als elastisch unterstützte Blattfederanordungen sind meist Kontaktsysteme elektrischer Schalteinrichtungen, beispielsweise in Relais, ausgeführt.
Chromatieren
Druckfeder
Eigenspannung
Erfolgt eine Belastung über die Gültigkeitsbereich hinaus, dann kommt es auch zu einer plastischen Verformung. Da die Kaltformgebung der Feder immer mit einer Werkstoffbeanspruchung in plastischen Verformungsbereich verbunden ist, verbleiben Eigenspannungen
(innere Spannungen) im Federwerkstoff zurück.
Eigenspannungen können durch eine Erwärmung abgebaut werden.
So werden durch ein Anlassen (Spannungsarmglühen bei niedrigen Temperaturen) nach dem Federwickeln die mit dieser plastischen Verformung entstandenen Eigenspannung wesentlich verringert.
Federenden
Federenden gibt es in geschliffener oder ungeschliffener Ausführung.
Siehe auch Schleifen.
Federrate
Federstahldraht
Werkstoffgruppen:
a) patentiert gezogene Federstahldrähte
b) Ölschlussvergütete Federstahldrähte
c) Federstahldrähte aus nichtrostenden Stählen
d) Federstahldrähte aus Kupfer-Knetlegierungen
e) Federstahldrähte aus Speziallegierungen
Die jeweiligen Federstahldrähte werden jeweils noch nach DIN und EN Norm unterschieden.
Fertigungsausgleich
Bei der Herstellung von Federn ist es sinnvoll, nicht alle Maße vorzuschreiben bzw. zusätzlich zu eng zu tolerieren. Abgeleitet von der Funktion sollten die Werte vorgegeben werden, die wirklich notwendig sind. Alle anderen Maße sollten frei bzw. weit toleriert sein. Diese freien Maße werden als Fertigungsausgleich bezeichnet.
Hier stehen im wesentlichen zur Verfügung:
die ungespannte Länge Lo der mittlere Windungsdurchmesser Dm der Drahtdurchmesser d die Windungszahl (federnd oder gesamt) n bzw. nt
Flachformfeder
Formfedern ist eine Sammelbezeichnung für alle Biegefedern aus Federband oder Federdraht, deren Gestalt von der gestreckten (geraden) Form abweicht und durch Abbiegungen verschiedenster Art gekennzeichnet ist. Aus Federband gefertigte Federn und Federelemente werden als Flachform- oder Bandformfedern und die aus Draht gefertigten als Drahtformfedern bezeichnet.
Die Hauptaufgaben der Federn sind:
– Speicherelement
– Schwingungs- und Dämpfungselement
– Ruheelement
– Lagerelement
Gleitmodul
Gütegrad
Der Gütegrad gibt die zulässige Abweichung (Ad) für Federn an. Für Federn sind die Gütegrade 1, 2und 3 festgelegt. Die Auswahl unter den Gütegraden richtet sich nach den betrieblichen Anforderungen. Der geforderte Gütegrad und die zulässigen Abweichungen sind ausdrücklich zu vereinbaren oder im Zeichnungsvordruck anzugeben (DIN 2099).
Fehlt eine solche Angabe, so gilt der Gütegrad 2. Im Interesse einer rationellen Fertigung soll der Gütegrad 1 nur vorgeschrieben werden, wenn die Verwendung es erfordert.
Härten
Herstellung
Herstellungsausgleich
Kennlinie
Korrosion
Kriechen
Kugelstrahlen
Lochkorrosion
Legierungszuschlag
Temporärer Preisaufschlag bei legierten Stählen (s.u.), der sich an den (Welt-) Marktpreisen der Legierungselemente orientiert. Der LZ wird regelmäßig der Marktsituation angepasst und in der Regel im Anhängeverfahren berechnet.
Flacherzeugnisse aus rost-, säure- und hitzebeständigen Edelstählen sind unentbehrliche Werkstoffe für alle Einsatzbereiche, in denen es insbesondere auf Beständigkeit gegenüber unterschiedlichsten Korrosionsbeanspruchungen und hygienisch einwandfreie Oberflächen ankommt, deren ansprechende Optik sie darüber hinaus auch für zahlreiche dekorative Verwendungen prädestinieren. Diese durch Legieren mit im wesentlichen Chrom, Nickel und Molybdän erreichten Vorzüge vereint der Werkstoff gleichzeitig mit universeller Verarbeitbarkeit zu vielfältigsten Endprodukten.
Materialnormung
In den Materialnormen und -vorschriften sind die entsprechenden Qualitäten definiert. Hier kam es in den vergangenen Jahren durch den Umstieg auf die Europa Normen zu Änderungen in den Grundlagen, zuletzt im Dezember 2001 für die wichtigsten Drahtsorten. Jetzt sind sowohl die patentiert gezogenen, die ölschlussvergüteten sowie die nichtrostende Drähte in einem Werk (EN 10270) vereinigt.
Hier die wichtigsten Änderungen:
– patentiert gezogene Drähte (DIN 17223 –> EN 10270-1)
– ölschlußvergütete Drähte (DIN 17223-2 –> EN 10270-2)
– nichtrostende Drähte (DIN 17224 –> EN 10270-3)
Normen
Oberflächenschutz
Werden Federn aus korrosionsanfälligen Werkstoffen hergestellt, so ist in vielen Anwendungsfällen eine Oberflächenbehandlung zum Zwecke des Korrosionsschutzes unumgänglich.
Hier die gängigsten, nichtgalvanischen Verfahren:
– Ölen
– Wachsen
– Lackieren
– Pulverbeschichten
– Chromatieren
Ölhärten
Relaxation
Schenkelfeder
Schleifen
Setzen
Spiralfedern
Tellerfedern
Toleranzgruppen
Bei der Herstellung der Feder muss eine Probefeder vollständig bis zum letzten Arbeitsgang hergestellt werden, um das Endergebnis zu kennen. Voraussetzung ist natürlich, dass die Bedingungen an allen Fertigungsstationen konstant bleiben. Da die praktisch nicht möglich ist, wird die Qualität der Feder sehr genau überprüft. Dies wiederum bedeutet, dass die Prüfbedingungen bei Lieferant und Kunden – soweit überhaupt möglich – gleich sein müssen. Diese Vorbemerkung deutet an, dass eine Normung von Toleranzen an Federn äußerst schwierig ist.
Hier die Toleranzgruppen.
Toleranzgruppe 2 erfordert noch nicht eine 100% Prüfung der Federn, sondern kann mit statistischer Überwachung überprüft werden.
Toleranzgruppe 1 bedingt eine 100 % Kontrolle. Hier muss mit einem größeren Ausschussanteil gerechnet werden. Dies bedingt Risiken bei der Qualitätsüberwachung und der Termineinhaltung.
Toleranzgruppe 3 bezeichnet Federn, die mit normalem Aufwand an Überwachung gefertigt werden können.
Vergüten
Wasserstoffversprödung
Wickelverhältnis
Wickeln
Zugfeder
Zwischenstufenvergüten
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oder telefonisch unter 02334 / 40915.
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Alfred Beck Federnfabrik . 02334 / 40915 . wagner@beck-federn.de