Zugfedern

Zugfedern für Rückstell-, Spann- und Haltefunktionen

Zugfedern nehmen beim Auseinanderziehen eine Kraft auf und versuchen anschließend, in ihre Ausgangslänge zurückzukehren. Sie werden verwendet, um Bauteile zusammenzuziehen, Bewegungen zurückzustellen oder eine definierte Zugkraft aufzubauen.

Das Febrotec-Sortiment umfasst klassische Schraubenzugfedern mit Ösen sowie Wurmfedern, die zu einem geschlossenen Ring verbunden werden können. Beide Federarten arbeiten auf Zug, unterscheiden sich jedoch deutlich in ihrer Bauform und Anwendung.

Schraubenzugfedern oder Wurmfedern?

Schraubenzugfedern

Schraubenzugfedern besitzen einen zylindrischen, eng gewickelten Federkörper und Befestigungselemente an beiden Enden. In der Regel handelt es sich dabei um Ösen, über die die Feder mit den angrenzenden Bauteilen verbunden wird.

Beim Auseinanderziehen steigt die Federkraft mit zunehmendem Federweg an. Schraubenzugfedern eignen sich unter anderem für:

• Rückstellmechanismen,

• Klappen und Verschlüsse,

• Hebel- und Betätigungssysteme,

• elektrische und feinmechanische Baugruppen,

• Maschinen und Vorrichtungen,

• Fahrzeug- und Gebäudetechnik.

Wählen Sie Schraubenzugfedern, wenn eine Kraft zwischen zwei Befestigungspunkten in axialer Richtung übertragen werden soll.

Wurmfedern

Wurmfedern sind lange Zugfedern ohne klassische Endösen. Ihre Enden können miteinander verbunden werden, sodass ein geschlossener Federring entsteht. Bei einer Vergrößerung des Ringdurchmessers erzeugt die Feder eine nach innen gerichtete radiale Kraft.

Wurmfedern werden insbesondere eingesetzt, um:

• Dichtlippen an Wellen anzupressen,

• Verschleiß von Dichtungen auszugleichen,

• elastische Bauteile radial zu spannen,

• Temperatur- und Maßänderungen zu kompensieren,

• ringförmige Bauteile zu halten oder vorzuspannen.

Wählen Sie Wurmfedern, wenn eine gleichmäßige radiale Spannkraft innerhalb einer ringförmigen Anwendung benötigt wird.

Auswahl einer Schraubenzugfeder

Für die Auswahl einer passenden Schraubenzugfeder sind insbesondere folgende Werte relevant:

Bei einer Zugfeder mit Vorspannung kann die Federkraft im linearen Arbeitsbereich näherungsweise berechnet werden:

F = F0 + c × s

Dabei gilt:

• F = Federkraft in N,

• F0 = Vorspannung in N,

• c = Federrate in N/mm,

• s = Verlängerung gegenüber der freien Länge in mm.

Die Verlängerung ergibt sich aus:

s = L − L0

Die Zugfeder sollte im Betrieb nicht über den technisch zulässigen Federweg hinaus belastet werden. Besonders die Ösen und Übergänge zwischen Federkörper und Öse müssen bei dynamischen Anwendungen berücksichtigt werden.

Auswahl einer Wurmfeder

Bei Wurmfedern sind vor allem der Außendurchmesser des Federkörpers, der Drahtdurchmesser, der montierte Ringdurchmesser, die aktive Federlänge und die innere Vorspannung entscheidend.

Die aktive Länge bezeichnet die Länge der noch nicht zum Ring verbundenen Feder. Beim Kürzen muss berücksichtigt werden, dass die Länge den späteren Ringdurchmesser und die erzeugte radiale Spannkraft beeinflusst.

Die innere Vorspannung beschreibt die bereits im Federkörper vorhandene Kraft. Für die konkrete Auslegung einer Wurmfeder müssen zusätzlich der gewünschte montierte Durchmesser, die erforderliche radiale Kraft und die Art der Endverbindung berücksichtigt werden.

Werkstoffe für Zugfedern

Die Standard-Schraubenzugfedern sind je nach Ausführung aus Federstahldraht 1.1200 oder rostfreiem Federstahl 1.4310 erhältlich.

Federstahl 1.1200 bietet eine hohe Festigkeit und eignet sich insbesondere für Anwendungen in trockenen Umgebungen. Ohne zusätzlichen Oberflächenschutz ist der Werkstoff nicht korrosionsbeständig.

Rostfreier Federstahl 1.4310 eignet sich für zahlreiche industrielle Anwendungen und für feuchte Umgebungen. Für dauerhaften Kontakt mit Meerwasser oder stark chloridhaltigen Medien ist der Werkstoff nur eingeschränkt geeignet. Durch die Kaltverformung kann 1.4310 leicht magnetisch sein.

Die Wurmfedern im Standardprogramm werden aus rostfreiem Federstahl 1.4310 hergestellt.

Zugfedern als Sonderanfertigung

Neben den verfügbaren Standardfedern können Zugfedern nach individuellen Anforderungen gefertigt werden. Anpassbar sind unter anderem:

• Draht- und Federdurchmesser,

• freie Länge,

• Federkraft und Federrate,

• Vorspannung,

• Ösen- und Anschlussformen,

• Werkstoff und Oberfläche,

• montierter Durchmesser bei Wurmfedern.

Für eine technische Anfrage sind Angaben zum verfügbaren Einbauraum, zu den Befestigungspunkten, zur erforderlichen Federkraft, zum Federweg und zu den Einsatzbedingungen hilfreich.

Häufige Fragen zu Zugfedern

Was ist die Vorspannung einer Zugfeder?

Die Vorspannung ist die Kraft, die bereits zwischen den eng anliegenden Windungen vorhanden ist. Erst wenn die äußere Zugkraft diese Vorspannung überschreitet, beginnt sich der Federkörper sichtbar zu verlängern.

Was ist der Unterschied zwischen Federkraft und Federrate?

Die Federkraft ist die aktuell von der Feder erzeugte Kraft. Die Federrate gibt an, um wie viele Newton die Federkraft bei jedem zusätzlichen Millimeter Verlängerung zunimmt.

Kann eine Zugfeder beliebig weit auseinandergezogen werden?

Nein. Jede Zugfeder besitzt einen begrenzten zulässigen Federweg. Eine zu starke Verlängerung kann zu einer dauerhaften Verformung oder zu Schäden an den Ösen und am Federkörper führen.

Können Wurmfedern auf die gewünschte Länge gekürzt werden?

Ja. Wurmfedern können abhängig von der Ausführung gekürzt und anschließend zu einem Ring verbunden werden. Die gewählte Länge beeinflusst jedoch den montierten Durchmesser und die entstehende radiale Spannkraft.