Wurmfedern

Wurmfedern für gleichmäßige radiale Spannkräfte

Wurmfedern sind eng gewickelte Zugfedern, deren Enden miteinander verbunden werden, sodass ein geschlossener Federring entsteht. International werden sie auch als Garter Springs bezeichnet.

Wird der Federring bei der Montage aufgeweitet, versucht sich die Wurmfeder wieder zusammenzuziehen. Dadurch entsteht eine gleichmäßige, nach innen gerichtete Spannwirkung über den gesamten Umfang. Wurmfedern eignen sich deshalb besonders für Wellendichtringe, Dichtelemente und andere ringförmige Anwendungen.

Sie können beispielsweise eine Dichtlippe dauerhaft an eine Welle anpressen und dabei Verschleiß, Maßänderungen oder Veränderungen des Dichtungswerkstoffes ausgleichen.

Über die obenstehende Produkttabelle können Sie eine passende Wurmfeder nach Federdurchmesser, Drahtdurchmesser, montiertem Innendurchmesser, aktiver Länge und innerer Vorspannung auswählen.

Bedeutung der Angaben in der Produkttabelle

Die innere Vorspannung F0 ist eine Kennzahl des geraden Federkörpers. Sie entspricht nicht unmittelbar der radialen Anpresskraft, die nach der Montage auf eine Welle oder Dichtlippe wirkt. Die tatsächlich entstehende Radialkraft hängt zusätzlich vom montierten Durchmesser, der Aufweitung, der Federgeometrie und der Einbausituation ab.

Die passende Wurmfeder auswählen

Berücksichtigen Sie bei der Auswahl insbesondere folgende Punkte:

1. Montierten Durchmesser bestimmen: Wählen Sie den Innen-Ø Di passend zum vorgesehenen Einbaumaß.

2. Bauraum prüfen: Kontrollieren Sie, ob der Außendurchmesser Da des Federkörpers in die vorhandene Nut oder Aufnahme passt.

3. Aufweitung berücksichtigen: Ermitteln Sie, wie stark der Federring bei der Montage gegenüber seinem Ausgangsdurchmesser aufgeweitet wird.

4. Vorspannung auswählen: Eine höhere innere Vorspannung kann zu einer höheren Spannwirkung führen. Die tatsächliche Radialkraft muss jedoch für die konkrete Einbausituation bewertet werden.

5. Umgebungsbedingungen prüfen: Berücksichtigen Sie Temperatur, Feuchtigkeit, Medienkontakt und die erforderliche Lebensdauer.

6. Verbindung kontrollieren: Die Federenden müssen nach der Montage sicher miteinander verbunden sein und dürfen sich unter Belastung nicht lösen.

Die Wurmfeder sollte nicht ausschließlich anhand des Wellendurchmessers ausgewählt werden. Auch die Geometrie der Dichtlippe, die Einbaunut und die erforderliche Anpresskraft sind für die Auslegung entscheidend.

Wurmfedern kürzen und montieren

Die Wurmfedern sind in verschiedenen Standardlängen erhältlich. Abhängig von der Ausführung können sie auf eine kürzere Länge gebracht und anschließend zu einem geschlossenen Ring verbunden werden.

Durch das Kürzen verändern sich der montierte Ringdurchmesser und das Kraftverhalten der Feder. Die benötigte Länge sollte deshalb vor der Bearbeitung anhand des gewünschten Einbaudurchmessers bestimmt werden.

Zusätzlich ist zu prüfen, ob die vorgesehene Verbindung der Federenden nach dem Kürzen weiterhin sicher hergestellt werden kann. Die Verbindungsstelle sollte bei der Montage vollständig geschlossen sein und keine scharfen Kanten aufweisen, die das umgebende Bauteil beschädigen könnten.

Werkstoff 1.4310

Die Wurmfedern im Febrotec-Standardprogramm werden aus rostfreiem Federstahl 1.4310, auch X10CrNi18-8 genannt, hergestellt.

Der Werkstoff besitzt eine gute Korrosionsbeständigkeit für viele industrielle Anwendungen und feuchte Umgebungen. Für den dauerhaften Kontakt mit Meerwasser oder stark chloridhaltigen Medien ist 1.4310 nur eingeschränkt geeignet.

Durch die Kaltverformung während der Federherstellung kann der Werkstoff leicht magnetisch sein. Bei hohen oder sehr niedrigen Temperaturen müssen außerdem die erforderliche Federkraft, die Belastungsdauer und die Umgebungsbedingungen berücksichtigt werden.

Typische Anwendungen von Wurmfedern

Wurmfedern werden unter anderem eingesetzt in:

• Radialwellendichtringen,

• Dichtlippen und Dichtelementen,

• Wellen- und Kolbendichtungen,

• kleinen Elektromotoren,

• ringförmigen Spann- und Haltevorrichtungen,

• elektrischen Kontakten und Steckverbindungen,

• beweglichen Spannbacken,

• Antriebs- und Übertragungselementen.

Bei Wellendichtringen unterstützt die Wurmfeder eine gleichmäßige Anlage der Dichtlippe an der Welle. Dadurch können Verschleiß sowie temperatur- oder alterungsbedingte Veränderungen des Dichtungswerkstoffes teilweise ausgeglichen werden.

Wurmfedern als Sonderanfertigung

Neben den verfügbaren Standardabmessungen können Wurmfedern nach individuellen Anforderungen gefertigt werden.

Anpassbar sind unter anderem:

• Drahtdurchmesser,

• Außendurchmesser des Federkörpers,

• aktive Länge,

• montierter Ringdurchmesser,

• innere Vorspannung,

• Werkstoff,

• Verbindung der Federenden.

Für eine technische Anfrage benötigen wir möglichst Angaben zum gewünschten montierten Durchmesser, zum verfügbaren Bauraum, zur erforderlichen Spannwirkung, zum Werkstoff der angrenzenden Bauteile und zu den Einsatzbedingungen.

Häufige Fragen zu Wurmfedern

Was ist der Unterschied zwischen einer Wurmfeder und einer normalen Zugfeder?

Eine normale Schraubenzugfeder überträgt eine Kraft zwischen zwei Befestigungspunkten. Eine Wurmfeder wird dagegen zu einem geschlossenen Ring verbunden und erzeugt eine über den Umfang wirkende radiale Spannkraft.

Was bedeutet der montierte Innen-Ø Di?

Der Wert Di beschreibt den Innendurchmesser des geschlossenen Federrings in seinem verbundenen Ausgangszustand. Wird die Feder auf einen größeren Durchmesser montiert, wird sie gedehnt und erzeugt eine nach innen gerichtete Spannwirkung.

Ist die innere Vorspannung F0 die radiale Anpresskraft?

Nein. F0 beschreibt die innere Zugvorspannung des Federkörpers. Die radiale Anpresskraft im eingebauten Zustand hängt zusätzlich vom montierten Durchmesser, von der Aufweitung und von der Einbausituation ab.

Können Wurmfedern gekürzt werden?

Je nach Ausführung können Wurmfedern gekürzt und anschließend wieder zu einem Ring verbunden werden. Dabei verändern sich jedoch der montierte Durchmesser und das Kraftverhalten. Die benötigte Länge sollte daher vor dem Kürzen technisch bestimmt werden.