Die besondere Eigenschaft von technischen Federn ist ihre reversible Formänderung bei Belastung. Dies ist möglich durch die spezielle Formgebung und den verwendeten Federwerkstoff. Technische Federn werden in nahezu allen Branchen, wie dem Maschinenbau, Elektrotechnik, Medizintechnik, Lebensmittelbranche, Luft- und Raumfahrt, Schmuckindustrie etc. eingesetzt und erfüllen zahlreiche Aufgaben. Technische Federn, wie Formfedern, Flachfedern, Flachformfedern, Kontaktfedern, Druckfedern, Zugfedern und Spiralfedern, werden dabei häufig als Speicherelemente, Messelemente, Schwingungselemente, Ruheelemente und Lagerelemente verwendet.
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Federtechnik
Die Grundfunktion aller technischer Federn beruht auf ihrem Vermögen, potentielle Energie zu speichern und diese kontrolliert in kinetische Energie umzuwandeln. Für welche Kraftzustände häufig technische Federn eingesetzt werden und welche Aufgaben sie dabei erfüllen, nachfolgend ein paar Beispiele:
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Rückstellkraft
Die Federkraft wird hierbei als Gegenkraft eingesetzt, um die bewegte Masse in die vorherige Ruhelage zurückzuführen. Diese Rückstellkraft ist die häufigste Anwendung von technischen Federn und wird von Formfedern, Flachfedern, Druckfedern, Zugfedern und Schenkelfedern in gleichem Maße häufig bereitgestellt.
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Haftkraft
In kraftschlüssigen Verbindungen stellen Sicherungs– und Federscheiben Druck- und Haftkräfte bereit, die einer ungewollten Lockerung, von z.B. Schrauben und Muttern, entgegenwirken.
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Ausgleichskraft
Bei Form-, Maß- oder Positionsänderung anderer Bauteile werden technische Federn oft verwendet um einen Ausgleich, z.B. bei Wärmeausdehnung, zu schaffen oder die elektrische Verbindung aufrecht zu erhalten. Hierfür eignen sich, je nach Aufgabe, Formfedern, Flachfedern, Kontaktfedern, Druck- und Schenkelfedern gleichermaßen.
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Gewichtskraft
Wird zur gleichmäßigen Lastverteilung zwischen Körpern genutzt. Bestes Beispiel Federkernmatratze, die diese Gewichtskraft mit speziellen konischen Druckfedern bereitstellt.
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Antriebskraft
Durch die Vorspannung einer Technischen Feder wird Energie gespeichert, die dann bei Entspannung freigesetzt wird und bewegliche Geräte antreibt. Mit Spiralfedern werden z.B. mechanische Uhren angetrieben oder flexible Hundeleinen eingerollt.
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Schwingungs- und Dämpfungskraft
Mit Aufnahme von kinetischer Energie durch eintreffende Kräfte oder Stöße verformt sich die Technische Feder. Beim Ausschwingen der Masse wird dann diese kinetische Energie wieder in potentielle Energie umgewandelt. So sorgen z.B. Blattfedern für eine sichere Ladung vor einwirkenden Kräften und Stößen.
Federentwicklung
Bei der Neuentwicklung einer technischen Feder ist es das Ziel für die gegebene Anwendung eine passende Feder zu finden, die unter Berücksichtigung aller Umstände perfekt passt. Die Funktion, Form und die Abmessungen müssen dabei so gewählt werden, dass die technische Feder die geforderte Federarbeit erfüllt. Dabei spielen verschiedene Faktoren in der Federentwicklung eine wichtige Rolle – etwa, welche Spannung und Verformung (Hookesche Gesetz) die technische Feder erfüllen muss, welche Federbewegung gewünscht ist, wie groß der vorhandene Bauraum ist und welche Anschlussbauteile vorliegen. Dazu kommen Eigenschaften und Besonderheiten aus der Gesamtkonstruktion und den Einsatzbedingungen. So sind oft unter anderem Korrosionsbeständigkeit, elektrische Leitfähigkeit oder eine möglichst wirtschaftliche Fertigung zu berücksichtigen. Allgemein gilt es für technische Federn folgende Anforderungen zur Federentwicklung zusammenzustellen:
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Aufgabe und Funktion
Wofür wird die technische Feder eingesetzt (Medizintechnik, Lebensmittel, Elektrotechnik …) und welche Funktionen – wie Kraftzustand, Kraftentfaltung (Federkennlinie) und eventuelle Zusatzfunktion (elektrisch leitend, unmagnetisch, isolierend, säurebeständig etc.) – werden benötigt?
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Einbausituation und Einbauraum
Wie erfolgt die Krafteinleitung (Druck-, Zug-, Torsions- oder Biegespannung) und welcher Einbauraum steht hierzu zur Verfügung?
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Federnart und Federform
Welche Federnart ist für die Aufgabe geeignet und mit welcher Federform kann dies im vorhandenen Einbauraum realisiert werden?
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Benötigte Kräfte und Federwege
Welche Federkräfte werden bei bestimmten Federwegen oder -längen benötigt?
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Einsatztemperatur und Umgebung
Bei welcher Einsatztemperatur und in welcher Umgebung (Luft, Salzwasser, Motoröl etc.) wird die technische Feder eingesetzt?
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Belastungsart und Lebensdauer
Welche Belastungsart liegt vor, statische konstante Belastung oder dynamische Belastung mit veränderlichen Beanspruchungen und Hubspannungen. Für welche Gesamtlebensdauer soll die technische Feder angefertigt werden?
Entwicklung und Herstellung technischer Federn
Wenn Sie rundum technische Federn weitere Fragen haben, oder Sie für Ihre federtechnische Anwendung eine fachmännische Auslegung mit unverbindlichem Preisangebot benötigen. Dann senden Sie einfach über nachfolgendes Anfrageformular eine Zeichnung oder CAD-Daten der benötigten technischen Feder oder kontaktieren Sie direkt die Techniker von Gutekunst telefonisch unter (+49) 07445 85160 oder per E-Mail an: info@gutekunst-formfedern.de.
Gutekunst Formfedern und Gutekunst Federn entwickeln und fertigen technische Federn wie Formfedern, Flachfedern, Kontaktfedern und Spiralfedern sowie Druckfedern, Zugfedern und Schenkelfedern als Muster, Prototypen, in Kleinmengen und Großserien.
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