Tellerfedern

Tellerfedern für hohe Kräfte bei geringem Einbauraum

Tellerfedern sind konisch geformte Ringscheiben, die in axialer Richtung belastet werden. Sie können hohe Federkräfte bei vergleichsweise kleinen Abmessungen und kurzen Federwegen aufnehmen.

Durch die Kombination mehrerer Tellerfedern lassen sich Federkraft, Federweg und Federkennlinie an die jeweilige Anwendung anpassen. Tellerfedern eignen sich deshalb besonders für Spann-, Ausgleichs-, Dämpfungs- und Vorspannfunktionen im Maschinen- und Anlagenbau.

Das Febrotec-Sortiment umfasst Tellerfedern nach EN 16983 beziehungsweise DIN 2093, Belleville-Tellerfedern, Kugellagertellerfedern sowie Clover®Dome Tellerfedern.

Welche Tellerfeder ist die richtige?

Die angebotenen Tellerfederarten unterscheiden sich in ihrer Geometrie, ihrem Federweg und ihrem typischen Einsatzbereich.

Wählen Sie die Produktgruppe entsprechend der benötigten Federkraft, des verfügbaren Einbauraums, des erforderlichen Federweges und der vorgesehenen Anwendung.

Tellerfedern nach EN 16983 und DIN 2093

Tellerfedern nach EN 16983 beziehungsweise DIN 2093 sind für festgelegte Durchmesserkombinationen, Materialdicken und Bauhöhen erhältlich. Die Norm unterscheidet verschiedene Reihen und Gruppen.

Die Reihen beeinflussen insbesondere die Federkraft und den Verlauf der Federkennlinie:

• Reihe A: hohe Federkraft und vergleichsweise kleiner Federweg,

• Reihe B: mittlere Federkraft und mittlerer Federweg,

• Reihe C: niedrigere Federkraft und größerer Federweg.

Die Gruppen richten sich hauptsächlich nach der Materialdicke und der konstruktiven Ausführung der Tellerfeder. Detaillierte Informationen zu Reihen, Gruppen und Toleranzen finden Sie auf der Produktseite der Tellerfedern nach EN 16983 beziehungsweise DIN 2093.

Tellerfedern einzeln oder geschichtet einsetzen

Eine Tellerfeder kann einzeln oder gemeinsam mit weiteren Tellerfedern zu einer Tellerfedersäule angeordnet werden.

Gleichsinnige beziehungsweise parallele Schichtung

Bei der parallelen Schichtung zeigen mehrere Tellerfedern in dieselbe Richtung. Dadurch erhöhen sich die Federkräfte, während der Federweg ungefähr dem Federweg einer einzelnen Tellerfeder entspricht.

Zwei gleichsinnig geschichtete Tellerfedern erzeugen näherungsweise die doppelte Kraft einer einzelnen Feder.

Wechselsinnige beziehungsweise serielle Schichtung

Bei der seriellen Schichtung werden die Tellerfedern abwechselnd gegeneinander angeordnet. Dadurch addieren sich die Federwege, während die Federkraft näherungsweise der Kraft einer einzelnen Tellerfeder entspricht.

Zwei wechselsinnig angeordnete Tellerfedern ermöglichen ungefähr den doppelten Federweg.

Kombinierte Tellerfedersäulen

Parallele und serielle Anordnungen können miteinander kombiniert werden. So lassen sich sowohl die Federkraft als auch der Gesamtfederweg erhöhen.

Bei der Auslegung einer Tellerfedersäule müssen zusätzlich Reibung, Führung, Schmierung, Einbaulänge und die Anzahl der Lastwechsel berücksichtigt werden.

Die passende Tellerfeder auswählen

Gehen Sie bei der Auswahl möglichst in dieser Reihenfolge vor:

1. Erforderliche Federkraft bestimmen: Legen Sie fest, welche Kraft am vorgesehenen Arbeitspunkt benötigt wird.

2. Federweg festlegen: Bestimmen Sie die Differenz zwischen unbelasteter und belasteter Einbauhöhe.

3. Einbauraum prüfen: Berücksichtigen Sie Außen- und Innendurchmesser sowie die verfügbare axiale Bauhöhe.

4. Einzel- oder Schichtanordnung wählen: Prüfen Sie, ob eine einzelne Tellerfeder ausreicht oder eine Tellerfedersäule erforderlich ist.

5. Betriebsart berücksichtigen: Unterscheiden Sie zwischen statischer, gelegentlich bewegter und dynamischer Belastung.

6. Werkstoff auswählen: Beachten Sie Korrosion, Temperatur, Medienkontakt und die erforderliche Lebensdauer.

7. Führung und Auflageflächen prüfen: Tellerfedern müssen sicher geführt und auf geeigneten, ebenen Flächen abgestützt werden.

Für dynamische Anwendungen sollte die Tellerfeder nicht regelmäßig bis zur Planlage zusammengedrückt werden. Maßgeblich sind die für den jeweiligen Artikel angegebenen Prüfwerte und Belastungsgrenzen.

Werkstoffe für Tellerfedern

Abhängig von Bauform und Abmessung sind Tellerfedern aus unterschiedlichen Federwerkstoffen erhältlich.

Federstahl

Federstähle wie 1.1231, 1.1248 oder 1.8159 bieten eine hohe Festigkeit und eignen sich für zahlreiche industrielle Standardanwendungen. Tellerfedern aus Kohlenstoffstahl benötigen einen geeigneten Korrosionsschutz und werden je nach Ausführung beispielsweise phosphatiert und geölt geliefert.

Rostfreier Federstahl 1.4310

Der Werkstoff 1.4310 eignet sich für viele Anwendungen in feuchten Umgebungen. Für einen dauerhaften Kontakt mit Meerwasser oder stark chloridhaltigen Medien ist er nur eingeschränkt geeignet. Durch die Kaltverformung kann der Werkstoff leicht magnetisch sein.

Federstahl 1.4568

Der ausscheidungshärtbare Federstahl 1.4568, auch 17-7 PH genannt, bietet eine hohe Festigkeit und eignet sich für dynamisch belastete Anwendungen.

Nickelbasislegierungen

Für erhöhte Temperaturen und besondere Umgebungsbedingungen können Tellerfedern beispielsweise aus Inconel X-750 oder Inconel 718 gefertigt werden. Die Eignung muss anhand der tatsächlichen Temperatur, Belastung und geforderten Lebensdauer geprüft werden.

Typische Anwendungen von Tellerfedern

Tellerfedern werden unter anderem eingesetzt in:

• Spann- und Klemmvorrichtungen,

• Schraubenverbindungen,

• Kupplungen und Bremsen,

• Ventilen und Armaturen,

• Werkzeugmaschinen,

• Pressen und Stanzwerkzeugen,

• Lagervorspannungen,

• Pumpen und Verdichtern,

• Fahrzeugtechnik,

• Energie- und Windkraftanlagen,

• chemischen und verfahrenstechnischen Anlagen.

Sie können Setzerscheinungen, Verschleiß, Wärmedehnung und Maßabweichungen ausgleichen und dabei eine definierte axiale Vorspannkraft aufrechterhalten.

Tellerfedern als Sonderanfertigung

Neben den verfügbaren Standardabmessungen können Tellerfedern nach individuellen Anforderungen gefertigt werden. Sonderausführungen sind abhängig von Geometrie und Werkstoff auch mit großen Außendurchmessern erhältlich.

Anpassbar sind unter anderem:

• Außen- und Innendurchmesser,

• Materialdicke und Bauhöhe,

• Federkraft und Federweg,

• Federkennlinie,

• Werkstoff,

• Oberfläche und Korrosionsschutz,

• Temperaturbeständigkeit.

Für eine technische Anfrage benötigen wir möglichst Angaben zum verfügbaren Einbauraum, zur benötigten Federkraft, zum Arbeitshub, zur Belastungsart, zur Anzahl der Lastwechsel und zu den Umgebungsbedingungen.

Häufige Fragen zu Tellerfedern

Was ist der Vorteil einer Tellerfeder gegenüber einer Schraubendruckfeder?

Tellerfedern können sehr hohe Kräfte bei geringer axialer Bauhöhe aufnehmen. Schraubendruckfedern bieten dagegen häufig einen größeren Federweg bei geringerer Kraft auf vergleichbarem Bauraum.

Wie kann die Kraft einer Tellerfedersäule erhöht werden?

Die Kraft wird durch eine gleichsinnige beziehungsweise parallele Schichtung mehrerer Tellerfedern erhöht. Die Kräfte der einzelnen Tellerfedern addieren sich näherungsweise.

Wie kann der Federweg erhöht werden?

Der Federweg wird durch eine wechselsinnige beziehungsweise serielle Anordnung erhöht. Die Federwege der einzelnen Tellerfedern addieren sich näherungsweise.

Wofür werden Kugellagertellerfedern eingesetzt?

Kugellagertellerfedern erzeugen eine axiale Vorspannung an Rillenkugellagern. Sie können Maßabweichungen ausgleichen, Schwingungen aufnehmen und Laufgeräusche reduzieren.

Was unterscheidet Clover®Dome Tellerfedern von konventionellen Tellerfedern?

Clover®Dome Tellerfedern besitzen eine besondere Geometrie, die eine größere Einfederung ermöglicht. Sie kommen zum Einsatz, wenn eine konventionelle Tellerfeder nicht genügend Federweg bietet.