Schraubendruckfedern

Schraubendruckfedern aus Federstahl und Edelstahl

Schraubendruckfedern sind zylindrische Federn, die durch axiales Zusammendrücken belastet werden. Sie speichern dabei mechanische Energie und geben diese beim Entlasten wieder ab. Typische Anwendungen sind Rückstellmechanismen, Ventile, Verriegelungen, elektrische Kontakte sowie Anpress- und Betätigungselemente.

Das Febrotec-Standardprogramm umfasst mehr als 7.500 Varianten aus Federstahl 1.1200 und rostfreiem Edelstahl 1.4310. Verfügbar sind Drahtdurchmesser von 0,1 bis 6,3 mm sowie zahlreiche Kombinationen aus Durchmesser, Länge, Federkraft und Federrate. Viele Ausführungen sind direkt ab Lager lieferbar. Abweichende Abmessungen, Kräfte, Werkstoffe und Oberflächen sind als Sonderanfertigung erhältlich.

So wählen Sie eine passende Schraubendruckfeder aus

Für die Auswahl sollten zunächst der verfügbare Bauraum, der benötigte Federweg und die gewünschte Federkraft festgelegt werden.

1. Einbauraum bestimmen: Legen Sie die maximal mögliche freie Länge und den verfügbaren Durchmesser fest. Wird die Feder in einer Bohrung oder Hülse geführt, ist der Außendurchmesser entscheidend. Bei einer Führung über einen Dorn oder eine Welle muss der Innendurchmesser berücksichtigt werden.

2. Federweg und Kräfte festlegen: Bestimmen Sie die Federlänge und die benötigte Kraft an den relevanten Arbeitspunkten. Für eine zuverlässige Auswahl sind mindestens zwei Angaben sinnvoll, beispielsweise die Kraft bei der Einbaulänge und die Kraft im vollständig belasteten Betriebszustand.

3. Belastungsart prüfen: Bei dynamischen Anwendungen mit vielen Lastwechseln muss die Feder geringer ausgenutzt werden als bei einer überwiegend statischen Belastung. Auch Hubfrequenz, Vorspannung und seitliche Führung beeinflussen die Lebensdauer.

4. Werkstoff auswählen: Federstahl ist für viele trockene Standardanwendungen geeignet. Edelstahl bietet eine erhöhte Korrosionsbeständigkeit und eignet sich unter anderem für feuchte Umgebungen. Temperatur, Reinigungsmittel und aggressive Medien müssen gesondert berücksichtigt werden.

Bedeutung der technischen Angaben

Die Produkttabelle enthält die wichtigsten Werte für die Federauswahl:

• Da – Außendurchmesser: größter äußerer Durchmesser der Feder.

• Di – Innendurchmesser: freier Durchmesser innerhalb der Feder.

• d – Drahtdurchmesser: Durchmesser des verwendeten Federdrahts.

• L0 – freie Länge: Länge der unbelasteten Feder.

• L1 – Prüflänge: festgelegte Federlänge, bei der die Prüfkraft F1 angegeben wird.

• F1 – Kraft bei L1: Federkraft bei der angegebenen Prüflänge.

• c – Federrate: Kraftänderung pro Millimeter Federweg in N/mm.

• Lc – ungefähre Blocklänge: Länge, bei der die Windungen vollständig oder nahezu vollständig aneinanderliegen.

Die Prüflänge L1 ist nicht automatisch die maximal zulässige Belastungsgrenze. Auch die Blocklänge Lc ist in erster Linie ein geometrischer Referenzwert und sollte nicht ohne technische Prüfung als regulärer Betriebspunkt verwendet werden.

Federkraft und Federrate

Bei einer linearen Schraubendruckfeder ergibt sich die Änderung der Federkraft aus der Federrate und dem zusätzlichen Federweg:

Kraftänderung ΔF = Federrate c × Federweg Δs

Eine Feder mit einer Federrate von 5 N/mm erhöht ihre Kraft bei einer zusätzlichen Einfederung von 4 mm um 20 N. Für die konkrete Produktauswahl sollten zusätzlich die angegebene Prüfkraft F1 und die zugehörige Prüflänge L1 berücksichtigt werden.

Werkstoffe und Oberflächen

Schraubendruckfedern im Standardprogramm sind in zwei Werkstoffen erhältlich:

• Federstahl 1.1200: wirtschaftliche Lösung für trockene Standardanwendungen. Die Lagerfedern werden geölt geliefert.

• Edelstahl 1.4310: korrosionsbeständiger Federwerkstoff für viele feuchte und technisch anspruchsvolle Umgebungen. Durch die Kaltverfestigung kann der Werkstoff leicht magnetisch sein. Die Oberfläche wird blank geliefert.

Weitere Werkstoffe wie Inconel, Incoloy, Nimonic, Hastelloy, Kupferberyllium oder Federbronze sind auf Anfrage erhältlich. Mögliche Oberflächenbehandlungen sind unter anderem galvanisches Verzinken, Zinklamellenbeschichten, Passivieren, Elektropolieren und Brünieren.

Zur Werkstoffübersicht

Blocklänge und Setzverhalten

Wird eine Druckfeder so weit zusammengedrückt, dass die Windungen aneinanderliegen, ist die Blocklänge erreicht. Wiederholtes oder dauerhaftes Zusammendrücken bis zur Blocklänge kann zu Überlastung, bleibender Verformung und einer verkürzten Lebensdauer führen.

Beim Setzen wird eine Feder kontrolliert bis in einen festgelegten Belastungsbereich zusammengedrückt. Dadurch können sich günstige Eigenspannungen einstellen. Gleichzeitig kann sich die freie Länge L0 geringfügig verringern. Ob und wie eine Feder gesetzt wird, hängt von ihrer Auslegung und dem vorgesehenen Einsatz ab.

Endenausführung und Windungsrichtung

Je nach Drahtdurchmesser und Baureihe sind die Federenden angelegt oder zusätzlich geschliffen. Geschliffene Enden verbessern die Auflage und ermöglichen eine möglichst gerade Krafteinleitung.

Bei den Standardbaureihen sind 0C- und 0X-Federn ab einem Drahtdurchmesser von 0,50 mm sowie 0D-Federn ab 1,00 mm angelegt und geschliffen.

Die Federn des Standardprogramms sind in der Regel rechts gewickelt. Links gewickelte oder gegenläufige Ausführungen können als Sonderanfertigung geprüft werden.

Toleranzen

Für die Febrotec-Baureihen 0D und 0X gelten die festgelegten Toleranzen der EN 15800. Die Baureihe 0C wird nach Werksnorm gefertigt. Die tatsächlich zulässigen Abweichungen hängen unter anderem von Federgröße, Drahtdurchmesser und dem tolerierten Merkmal ab.

Bei Anwendungen mit engen Anforderungen an Durchmesser, Länge, Federkraft oder Federrate sollten die benötigten Toleranzen bereits bei der Anfrage angegeben werden.

Sonderanfertigungen und alternative Federbauformen

Passt keine Schraubendruckfeder aus dem Standardprogramm, fertigen wir Federn nach Ihren technischen Vorgaben. Für eine erste Prüfung benötigen wir möglichst folgende Angaben:

• Einbaulänge,

• Außen- oder Innendurchmesser,

• Federweg,

• benötigte Federkräfte,

• Werkstoff und Umgebungsbedingungen,

• vorgesehene Belastungsart,

• benötigte Stückzahl.

Eine Zeichnung, ein Muster oder ein Foto der Einbausituation erleichtert die technische Prüfung.

Bei besonders begrenztem Bauraum oder hohen Kräften können Werkzeugfedern, Kegelfedern oder Multiwellenfedern eine geeignete Alternative sein.

Schraubendruckfeder als Sonderanfertigung anfragen

Häufige Fragen zu Schraubendruckfedern

Soll ich nach Außen- oder Innendurchmesser auswählen?

Bei einer Führung in einer Hülse oder Bohrung ist der Außendurchmesser entscheidend. Wird die Feder über einen Dorn oder eine Welle geführt, muss der Innendurchmesser ausreichend groß sein.

Darf eine Druckfeder bis zur Blocklänge belastet werden?

Die Blocklänge sollte nicht automatisch als zulässiger Betriebspunkt verwendet werden. Ob eine Belastung bis in die Nähe der Blocklänge möglich ist, muss für die jeweilige Feder und Belastungsart geprüft werden.

Kann eine Schraubendruckfeder gekürzt werden?

Durch das Kürzen ändern sich freie Länge, Windungszahl, Federkraft und Endenausführung. Eine Standardfeder sollte daher nicht ohne technische Prüfung gekürzt werden.

Was kann ich tun, wenn keine Standardfeder passt?

Nutzen Sie zunächst die Toleranzfilter der Produkttabelle. Ist keine passende Lagerfeder verfügbar, prüfen wir eine Sonderanfertigung oder eine alternative Federbauform. Hier finden Sie weitere Informationen zu unseren Schraubendruckfedern.

Technische Beratung

Unser technisches Team unterstützt Sie bei der Auswahl einer Lagerfeder und bei der Auslegung kundenspezifischer Schraubendruckfedern.

Senden Sie uns dafür Ihre Einbaumaße, die benötigten Kräfte, den Federweg und Informationen zu den Umgebungsbedingungen.

Jetzt technische Beratung anfragen