Kegelfedern aus rostfreiem Federstahl

Kegelfedern für lange Federwege und eine geringe Blocklänge

Kegelfedern sind konische Druckfedern, deren Außendurchmesser von einem Federende zum anderen abnimmt. Beim Zusammendrücken können die kleineren Windungen in die größeren Windungen eintauchen. Dadurch erreichen Kegelfedern eine besonders geringe Blocklänge bei gleichzeitig großem nutzbarem Federweg.

Die breite Auflagefläche der größeren Windung verbessert außerdem die seitliche Stabilität. Kegelfedern eignen sich deshalb besonders für Anwendungen mit begrenztem axialem Einbauraum und einer erhöhten Gefahr des seitlichen Ausknickens.

Febrotec bietet eine große Auswahl an Kegelfedern aus rostfreiem Federstahl. Über die Produkttabelle können Sie die passende Feder nach Außendurchmesser, Drahtdurchmesser, freier Länge, Federkraft, Federrate und Blocklänge auswählen.

Die passende Kegelfeder auswählen

Gehen Sie bei der Auswahl in dieser Reihenfolge vor:

1. Einbaudurchmesser bestimmen: Legen Sie den maximal zulässigen großen Außendurchmesser Da1 und den erforderlichen kleinen Außendurchmesser Da2 fest.

2. Freie Länge auswählen: Wählen Sie eine freie Länge L0, die zum verfügbaren Einbauraum passt.

3. Arbeitsfederweg ermitteln: Berechnen Sie die Differenz zwischen der freien Länge und der eingebauten beziehungsweise zusammengedrückten Länge.

4. Erforderliche Federkraft bestimmen: Vergleichen Sie die benötigte Kraft mit der Federrate c und den in der Produkttabelle angegebenen Kraftwerten.

5. Blocklänge prüfen: Stellen Sie sicher, dass der verfügbare Einbauraum größer als die angegebene Blocklänge Lc ist.

6. Einsatzbedingungen berücksichtigen: Prüfen Sie, ob Werkstoff und Temperaturbereich für die Anwendung geeignet sind.

Im annähernd linearen Arbeitsbereich kann die Federkraft näherungsweise wie folgt berechnet werden:

F ≈ c × s

Dabei gilt:

• F = Federkraft in N,

• c = Federrate in N/mm,

• s = Federweg in mm.

Der Federweg ergibt sich aus:

s = L0 − L

Dabei ist L die zusammengedrückte Federlänge.

Bedeutung der technischen Angaben

Der Kraftwert F1 gilt bei einer zusammengedrückten Federlänge von:

L = 0,5 × L0

Dies entspricht einem Federweg von 50 Prozent der freien Länge.

Vorteile von Kegelfedern

Kegelfedern bieten unter anderem folgende Vorteile:

• geringe Blocklänge durch ineinander eintauchende Windungen,

• großer Federweg im Verhältnis zur freien Länge,

• hohe seitliche Stabilität,

• geringere Gefahr des Ausknickens,

• kompakte Einbaumaße,

• Eignung für kleine mechanische und elektrische Baugruppen.

Die Kegelfedern im Febrotec-Standardprogramm besitzen eine veränderliche Steigung. Dadurch ergibt sich über einen großen Teil des nutzbaren Federweges eine annähernd lineare Federkennlinie. Konventionelle Kegelfedern mit gleichmäßiger Steigung weisen dagegen häufig eine progressive Kennlinie auf.

Blocklänge und maximale Kompression

Beim Zusammendrücken bewegen sich die kleineren Windungen in die größeren Windungen hinein. Dadurch können die Windungen ineinanderliegen und eine deutlich geringere Blocklänge erreichen als vergleichbare zylindrische Druckfedern.

Bei den angebotenen Standardfedern entspricht die Blocklänge in der Regel ungefähr dem doppelten Drahtdurchmesser:

Lc ≈ 2 × d

Die Federkraft bei Blocklänge Fc sollte nicht automatisch als reguläre Arbeitskraft verwendet werden. Bei dynamischen oder häufig wiederkehrenden Bewegungen sollte ein ausreichender Abstand zur maximalen Kompression eingehalten werden.

Werkstoff und Temperaturbereich

Die Standard-Kegelfedern werden aus rostfreiem Federstahl 1.4310, auch X10CrNi18-8 genannt, hergestellt.

Der Werkstoff eignet sich für zahlreiche industrielle Anwendungen und für den Einsatz in feuchten Umgebungen. Für dauerhaften Kontakt mit Meerwasser oder stark chloridhaltigen Medien ist er nur eingeschränkt geeignet. Durch die Kaltverformung kann der Werkstoff leicht magnetisch sein.

Der angegebene Werkstoff-Temperaturbereich beträgt:

−200 °C bis +250 °C

Die tatsächlich zulässige Einsatztemperatur hängt unter anderem von der benötigten Federkraft, der Lebensdauer, der Anzahl der Lastwechsel und den Umgebungsbedingungen ab.

Federenden und Windungsrichtung

Die Federenden sind angelegt und nicht geschliffen. Die Federn sind rechtsgewickelt.

Die Auflageflächen sollten so ausgeführt sein, dass beide Federenden sicher aufliegen. Außerdem muss über den gesamten Federweg ausreichend radialer Freiraum für den kleinen und den großen Außendurchmesser vorhanden sein.

Typische Anwendungen

Kegelfedern werden häufig in folgenden Bereichen eingesetzt:

• Batteriekontakte,

• elektrische Kontakte und Drucktaster,

• Fahrzeugkomponenten,

• Medizintechnik,

• elektronische Baugruppen,

• kompakte Rückstellmechanismen,

• Vorrichtungen und kleine mechanische Baugruppen.

Durch ihre geringe zusammengedrückte Höhe eignen sie sich besonders für Anwendungen, bei denen eine zylindrische Druckfeder zu viel axialen Bauraum benötigen würde.

Kegelfedern als Sonderanfertigung

Neben den ab Lager verfügbaren Standardfedern kann Febrotec Kegelfedern nach individuellen Anforderungen liefern.

Anpassbar sind unter anderem:

• großer und kleiner Federdurchmesser,

• Drahtdurchmesser,

• freie Länge,

• Federrate,

• Federkraft,

• Werkstoff,

• Federenden,

• Windungsrichtung.

Bitte geben Sie bei Ihrer Anfrage den verfügbaren Einbauraum, den erforderlichen Federweg, die gewünschte Federkraft und die Einsatzbedingungen an.

Häufige Fragen zu Kegelfedern

Was unterscheidet eine Kegelfeder von einer zylindrischen Druckfeder?

Eine Kegelfeder besitzt an ihren beiden Enden unterschiedliche Durchmesser. Ihre Windungen können beim Zusammendrücken ineinander eintauchen, wodurch eine deutlich geringere Blocklänge erreicht wird. Eine zylindrische Druckfeder hat dagegen über ihre gesamte Länge annähernd den gleichen Windungsdurchmesser.

Haben Kegelfedern immer eine progressive Federkennlinie?

Nein. Viele konventionelle Kegelfedern mit gleichmäßiger Steigung besitzen eine progressive Kennlinie. Die Kegelfedern im Febrotec-Standardprogramm haben eine veränderliche Steigung und dadurch über einen größeren Teil des Federweges eine annähernd lineare Federrate.

Kann eine Kegelfeder bis zur Blocklänge zusammengedrückt werden?

Die Feder kann bis zur angegebenen Blocklänge zusammengedrückt werden. Die zugehörige Federkraft Fc ist in der Produkttabelle angegeben. Bei häufig bewegten Anwendungen sollte die Blocklänge jedoch nicht als reguläre Arbeitsposition verwendet werden.

Warum sind Kegelfedern besonders stabil?

Der größere Windungsdurchmesser bildet eine breite Auflagefläche. Dadurch verbessert sich die seitliche Stabilität und die Gefahr des Ausknickens wird reduziert.