Blattfeder und Flachformfeder einfachUnter dem Oberbegriff Blattfedern werden unterschiedliche Federnarten zusammengefasst, die sich in unzähligen Anwendungen einsetzen lassen. Ihre Formen reichen von einfachen Spiralfedern und Flachfedern bis hin zu komplizierten Formfedern und Parabelfedern, die sich an die Geometrie der sie umgebenden Bauteile genau anpassen. Grundsätzlich lässt sich eine Blattfeder als eine mechanische Feder definieren, die aus Federbandstahl oder Federstahlblech hergestellt wird und deren Wirkung durch die entgegengesetzte Federkraft bei elastischer Verformung entsteht. Durch Aufnahme oder Übertragung von Kräften unter relativ großer Verformung können Blattfedern mechanische Arbeit als potenzielle Energie speichern und diese zu einem frei wählbaren Zeitpunkt wieder abgeben. Dank dieser Eigenschaft können Blattfedern für den Energie-, Kraft- und Wegausgleich verwendet werden.

Blattfedern werden häufig in Form von Flachfedern, Formfedern oder Spiralfedern eingesetzt, um Kräfte zum Drücken, Ziehen, Halten oder Klemmen bereitzustellen. Sie lassen sich aber auch als Kontaktfedern zur elektrischen Überbrückung nutzen, etwa bei einer Taschenlampe. Häufig wird der Begriff „Blattfeder“ für die Achsfederung von LKW, Oldtimern und Pferdekutschen verwendet. Bei diesen speziellen Blattfedern handelt es sich um Elliptikfedern, Parabelfedern und Trapezfedern. So unterschiedlich die einzelnen Blattfedern auch sind – eines haben alle gemeinsam: Sie werden in der Regel für die vorhandene Einbausituation und gewünschte Funktion maßgeschneidert. Deshalb gibt es im Angebotsspektrum der Blattfedern nur ein geringes Standardprogramm.

Die wichtigsten Blattfedernarten im Überblick:

 

Flachfedern

FlachformfederFlachfedern, auch gerade Flachfedern genannt, bestehen in der Regel aus Federbandstahl und werden mit einem Stanz- oder Stanzbiegeautomaten gefertigt. Die Federn können aber auch aus Federstahlblech gelasert oder geätzt werden, wenn der Kunde nur geringe Losgrößen oder Komponenten mit filigranen Formen benötigt. Flachfedern kommen überall dort zum Einsatz, wo Bauteile gehalten, fixiert oder verbunden werden sollen – unter anderem in Kontaktsystemen elektrischer Schalteinrichtungen. Als Kontaktfedern lassen sich Flachfedern vorgespannt verbauen. Dadurch verkürzen sich die Schaltwege. Ihre Kennlinie ist linear. Die wichtigsten Formeln zur Berechnung einer geraden Flachfeder finden Sie hier.

 

Formfedern

Formfeder von Gutekunst FormfedernFormfedern können in jeder gewünschten Form und für jede gewünschte Funktion hergestellt werden. Sie sind vielfältige Konstruktionselemente und das Mittel der Wahl, wenn es darum geht, Kräfte unter relativ großer Verformung aufzunehmen und zu übertragen. Die Anwendungsfälle für Formfedern sind schier unerschöpflich. Sie reichen von einfachen Flachformfedern bis hin zu komplizierten, an die Geometrie der sie umgebenden Bauteile genau angepassten Formfedern.

Formfedern kommen häufig im Maschinenbau, Fahrzeugbau sowie in der Feinwerk- und Elektrotechnik zum Einsatz. Dabei werden sie oft als Speicherelemente zum Kraft- und Wegeausgleich, als Messelemente in Kraft- und Momentsensoren, als Schwingungs- und Dämpfungselemente in Tragfedern sowie als Ruheelemente in Kontaktfedern und Sicherungsfedern eingesetzt.

 

Kontaktfedern

Kontaktfeder von Gutekunst FormfedernKontaktfedern gibt es in unendlich vielen Varianten und Ausführungen. Sie kommen dort zum Einsatz, wo Kontaktstellen überbrückt werden müssen, beispielsweise bei Batteriekontakten. Ein häufig verwendetes Material für Kontaktfedern ist Kupfer-Beryllium (CuBe). Dieses zeichnet sich durch seine hohe Leitfähigkeit und Festigkeit sowie seine exzellenten Federeigenschaften aus. Der Werkstoff ist zudem selbstreinigend sowie resistent gegen Luft, Ozon, Lösungsmittel und UV-Licht. Er hält sogar nuklearer Strahlung stand. Darüber hinaus ist CuBe thermisch und elektrisch leitfähig. Die elektrische Leitfähigkeit kann durch eine nachträgliche Oberflächenbehandlung weiter verbessert werden.

Neben einem breiten Produktangebot an Standard-Kontaktfedern für EMV-sichere Gehäuseteile aus Kupfer-Beryllium ist auch eine große Vielfalt an Federn in individuellen Sonderformen und mit Eigenschaften nach Kundenspezifikation erhältlich. Ganz gleich ob einfacher Flachkontakt oder aufwändig geformte Kontaktfeder – wichtig ist, dass die Kontaktierung optimal und stabil an den vorhandenen Gegebenheiten und Kontaktstellen anliegt.

 

Spiralfedern

Spiralfedern VariantenSpiralfedern werden aus Federbandstahl ergestellt und in einer Ebene der archimedischen Spirale nach gewunden. Der konstante Windungsabstand (a) verhindert, dass sich die einzelnen Windungen berühren und stellt eine reibungsarme Funktion der Feder sicher. Spiralfedern werden so im Bauteil eingesetzt, dass das eine Ende mit einer Welle, das andere mit dem Gehäuse fest oder gelenkig verbunden ist. Durch ihre Spiralform eignen sie sich sehr gut als Ausgleichsfedern für kleinere Drehwinkel bis 360 Grad. Die gespeicherte Kraft dient als Ausgleich oder als Rückstellmoment. Die Federkennlinie einer Spiralfeder steigt geradlinig an.

 

 

Wellenfedern

Wellenfeder von Gutekunst FedernWellenfedern, auch axiale Wellenfedern oder Wellfedern genannt, sind aus gewundenem Flachdraht gefertigt. Die eingearbeitete Welle verleiht der Komponente ihre Federwirkung. Mit einer um bis zu 50 Prozent reduzierten Einbauhöhe gegenüber herkömmlichen Druckfedern sind sie bei statischem bis mittlerem dynamischen Einsatz eine platzsparende Alternative. Trotz ihrer reduzierten Bauhöhe können Wellenfedern die gleiche Kraft wie Druckfedern erzeugen. Die geforderte Federkonstante lässt sich durch die Anzahl der Windungen, der Wellen sowie der Wellengrößen bestimmen und herstellen. In der Regel wird die Federkonstante bei Wellenfedern nur linear umgesetzt. Ab Mitte 2020 bietet Gutekunst Federn Wellenfedern im Standardprogramm an.

Vorteile von Wellenfedern:

  • Eignen sich sehr gut für enge radiale und axiale Bauräume
  • Weniger Gewicht als vergleichbare Druckfedern
  • Gleiche Kraft bei reduziertem Einbauraum

Nachteile von Wellenfedern:

  • Höhere Herstellungskosten
  • Kleinerer Federweg, der jedoch mit einer Reihenschaltung einfach vergrößert werden kann.
  • Größere Hysterese aufgrund der baulichen Eigenschaften

 

Elliptikfedern

Bild © Wikipedia
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Diese schwach gebogenen Blattfedern kamen früher oft zur Federung von Fahrzeugen zum Einsatz. Um für einen besseren Fahrkomfort zu sorgen, wurden die Federn paarweise gegeneinander montiert verwendet. Diese Anordnung in einer elliptischen Form gab der Feder ihren Namen: Elliptikfeder. Die beiden gegenüberliegenden Federn sind meist Federpakete, das heißt aufeinanderliegende einzelne Federblätter. Aufgrund der mittigen Belastung ist das Biegemoment in der Mitte der Federlänge am größten. Die abgestufte Längsform des Federpakets ist dem dreieckigen Momentenverlauf angepasst: Die Länge der zugefügten Blätter nimmt von Stück zu Stück ab. Nicht im Angebot bei Gutekunst Formfedern GmbH!

 

Parabelfedern

© Bild Wikipedia
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Parabelfedern bestehen aus einzelnen, parabolisch ausgewalzten Lagen. Diese werden nach Beanspruchung angepasst. Die Dicke der Feder ändert sich gemäß einer Parabel. Das gibt ihr ein über der Länge veränderliches Flächenträgheitsmoment und stellt damit eine konstante Spannungsverteilung sicher. Im Vergleich mit der sehr ähnlichen Trapezfeder ist die Parabelfeder leichter und dünner und besitzt eine erhöhte Zähigkeit und Festigkeit. Nicht im Angebot bei Gutekunst Formfedern GmbH!

 

Anfrage individuelle Blattfedern

Beim Entwurf der verschiedenen Blattfedernarten sind viele Entscheidungen zu treffen: von der Art der Feder über die Federform, Abmessungen, Federbefestigung und den Federstahl bis zu den Fertigungs- und Prüfmöglichkeiten. Entscheidungshilfen sind hauptsächlich Berechnungen zum Verformungsverhalten und zur Tragfähigkeit der Federn. Grundlage dafür sind die jeweils geltenden Verformungs- und Spannungsbeziehungen.

Gutekunst Formfedern entwickelt und fertigt individuelle Blattfedernarten wie Formfedern, Flachfedern, Kontaktfedern, Spiralfedern und Wellenfedern als Muster oder Prototypen sowie in Kleinmengen und Großserien. Senden Sie uns einfach unter nachfolgendem Anfragebutton „Formfedern“ die Daten ihrer gewünschten Blattfeder mit Angabe der Stückzahl und der Zeichnung oder den CAD-Daten. Wir erstellen Ihnen kurzfristig ein unverbindliches Angebot. Sie können auch direkt mit unserer Technikabteilung in Kontakt treten – telefonisch unter (+49) 7445 8516-30 oder per Email an: info@gutekunst-formfedern.de

 

Anfrage Formfedern

Weitere Informationen:

 

Blattfedern Übersicht
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