Diverse Arten von Druckfedern

Druckfedern sind wichtige Energieträger, die bei verschiedensten Prozessen von Nöten und nicht mehr wegzudenken sind. Es gibt sie in diversen Ausführungen. Sie unterscheiden sich unter anderem in Form und Material. Im Folgenden werden die verschiedenen Arten von Druckfedern näher beleuchtet.

Blattfedern

“Blattfedern” war eins der Oberbegriffe für Metallfedern aus Flachmaterial. Das hat sich mittlerweile geändert, nun sind mit Blattfedern Fahrwerksfedern aus Vollelliptikfedern, Halbelliptikfedern und Parabel-Federn gemeint. Zudem wird zwischen gekrümmter, gewundener, gerader und scheibenförmiger Flachfeder unterschieden.

Metallfedern

Metallfedern sind Industriefedern, die Anwendung in der Optik-, Beleuchtungs-, Maschinen-, Medizin- und Torindustrie und vielen weiteren Zweigen finden. Die Federn bestehen aus Feder- oder Edelstahl. Metallfedern können einem axial ausgeübten Druck standhalten, sie sind eine elastische Spiralwicklung aus Federstahl. Ihre Federcharakteristik besteht darin, Kräfte aufzunehmen und diese wieder abzustoßen. Sie werden nach verschiedenen Toleranzfeldern hergestellt.

Gerade Flachfedern

Stanzen lassen sich gerade Federn mit einem Stanz- oder Stanzbiegeautomaten aus Federbandstahl. Geringe Stückzahlen oder sehr filigrane Formen können gelasert oder geätzt werden, um sie in Form zu bringen. Flachfedern kommen häufig in Kontaktsystemen elektrischer Schalt-Einrichtungen zum Einsatz. So ist es möglich, Kontaktfedern vorgespannt zu verbauen. Häufig wird Kupferberyllium CuBe2 und Federbronze CuSn6 bei der Herstellung von Kontaktfedern verwendet.

Gekrümmte Flachfedern und Formfedern

Während gekrümmte Flachfedern aus Geradenteilen und Kreisbogenteilen bestehen, werden Formfedern hingegen meist aus Federstahlblech mit dem Laser rausgeschnitten und anschließend durch Biegen, Kanten, Prägen und Tiefziehen hergestellt. Gekrümmte Flachfedern werden mit einem Stanzbiegeautomaten aus Federbandstahl gestanzt und währenddessen in die richtige Form gebracht.

Gewundene Flachfedern

Spiralfedern und Rollfedern gehören zu den gewundenen Flachfedern. Spiralfedern werden auf Radialbiegemaschinen hergestellt und sind zum Beispiel in der Automobilindustrie in Fensterhebern, Sicherheitsgurten und Schlössern zu finden. Rollfedern findet man in Federzugssystemen.

Besonders eignen sich gewundene Flachfedern als Ausgleichsfedern für kleinere Drehwinkel, die gespeicherte Kraft dient als Rückstellmoment oder Ausgleich.

Beide Federtypen werden nach der archimedischen Spirale in einer Ebene gewunden. Dabei sorgt ein Windungsabstand dafür, dass die einzelnen Windungen nicht miteinander in Berührung kommen. Zusätzlich sorgt dies für eine reibungsarme Funktion der Federn.

Scheibenförmige Flachfedern

Federscheiben und Tellerfedern gehören zu den Scheibenförmigen Flachfedern. Diese kommen sowohl als Einzelfeder als auch in Kombination zum Einsatz. Federscheiben eignen sich bei gewissen Schraubverbindungen als Vorrichtung. Tellerfedern haben eine hohe Kraft und sind zudem sehr kompakt, weswegen sie sich hervorragend für kleine Räume, in denen dennoch eine große Kraft benötigt wird, eignen. Ihre Fertigung findet als Stanzverfahren mit anschließender Kaltumformung statt. Die Besonderheit einer Tellerfeder liegt darin, dass ihre Kraft und der Federweg durch das Schichten zu einer Tellerfedernsäule verändert werden können.

Wellenfedern

Wellenfedern sind auch unter der Bezeichnung axiale Wellenfedern oder Wellfedern bekannt. Gefertigt sind sie aus gewundenem Flachdraht. Ihre Federwirkung erhalten sie durch die eingearbeitete Welle. Gegenüber herkömmlichen Druckfedern ist ihre Einbauhöhe um bis zu 50% reduziert und bieten aufgrund dessen eine platzsparende Alternative bei statischem bis mittlerem dynamischen Einsatz, da die reduzierte Bauhöhe nicht dafür sorgt, dass sie weniger Kraft erzeugen.

Tonnenfedern

Tonnenfedern werden auch als doppelkonische Druckfeder oder Zugfeder bezeichnet. Die Enden der Feder haben einen geringeren Windungsdurchmesser als die Mitte. Die Kennlinie der Tonnenfedern ist meist linear und progressiv. Zudem benötigen sie wenig Platz. Die Miniblockfeder ist eine Sonderform der doppelkonischen Druckfeder. Ihr Windungsdurchmesser ist angepasst und wenn die Miniblockfeder auf eine kurze Länge zusammengedrückt wird, wird der Hauptteil der Windungen ineinander gedrückt, ohne sich zu berühren. Ein Federntyp, der oft in der Achsfederung eines Autos zum Einsatz kommt.

Fazit

Ohne Druckfedern sind viele Prozesse gar nicht möglich, sodass sie nicht nur von hoher Bedeutung sind, sondern mittlerweile in vielen verschiedenen Ausführung existieren, sodass für jeden Zweck die richtige Druckfeder gefunden werden kann.