Service, Beratung und Informationen rund um Federn von Febrotec.

Hier stellen wir Ihnen den Service und die Beratungsleistungen von Febrotec sowie viele weitere Informationen über Federn, Federstähle, Werkstoffe, Festigkeit und Belastbarkeit vor.

Werkstoff-Beratung

Normaler, patentierter Federstahl der Sorten C und D mit einem Drahtdurchmesser kleiner 20mm hat die höchsten Federungseigenschaften. Das Federstahlband mit der Dicke t<1,25mm kommt für Tellerfedern zum Einsatz. Unsere Edelstähle V2a und V4a sind ideal für die Anwendung in feuchter Umwelt, wobei V4a zusätzliche Resistenz gegen Salzwasser und Schwimmbadwasser mitbringt. Unmagnetisch und korrosionsbeständig sind Federbronze, Hastelloy C4 und Kupferberyllium sowie das hochtemperaturfeste Inconel X750 mit Fe-Anteil. Keramik als Werkstoff zeichnet sich zusätzlich durch seine Hochhitzebeständigkeit, Verschleißfestigkeit und Hochisolierfestigkeit aus. Härtbarer Federstahl mit höchsten Federeigenschaften und ölschlußgehärteter Federstahl für hohe dynamische Belastungen runden unser Portfolio ab.

Service: Festigkeiten von Federstählen

Die Festigkeitswerte für Drähte [N/mm²] sind durchmesserabhängig in Dateien abgelegt. Entweder wird eine Schubfestigkeit in den Tabellen, wie in DIN 2089 für warmgeformte Federn, oder die Schubfestigkeit wird aus der vorgegebenen Bruchfestigkeit als tczul=0,56*Rm berechnet. Für die Berechnung der Dauerfestigkeit wird entweder das Goodman-Diagramm nach DIN 2089 oder eine Näherungskonstruktion verwendet. Die Näherungskonstruktion sieht eine Schwellfestigkeit von 0,25*Rm und eine Steigung der Geraden der Oberspannung im Goodman-Diagramm von 0,75 vor. Bei kugelgestrahltem Werkstoff wird die Schwellfestigkeit um 20% erhöht. Diese Werte entsprechen in etwa den in DIN 2089 angegebenen Diagrammen, die Sicherheiten sollten allerdings konservativ betrachtet werden.

Beratung: Grenzen der Belastbarkeit

Man unterscheidet vier wesentliche Grenzen der Belastbarkeit, denen Federn bedenkenlos ausgesetzt werden können. Als Elastizitätsgrenze bezeichnet man die Spannung, die ein Werkstoff ohne bleibende Formänderung erträgt. Streckgrenze (Re) heißt diejenige Spannung, bei der Fließen einsetzt, ohne dass die anliegende Spannung weiter erhöht wird. Diese werkstoffspezifische Größe wird im Zugversuch ermittelt. Dehngrenze (Rp0,2) heißt die Spannung bei einer nichtproportionalen Dehnung Ep. Die Dauer(schwing)festigkeit (sD) schließlich ist der um eine Mittelspannung (sM) schwingende maximale Spannungsausschlag, den eine Feder beliebig oft aushält, ohne dabei unzulässige Verformung oder Bruch zu erfahren (Wechselfestigkeit). Bei Material-Ermüdungs-Test ( Ermüdungsbruch bzw. Wöhler-Diagramm ) werden gleiche Federn abnehmenden zyklischen Spannungen ausgesetzt. Jeder Bruch einer Feder ergibt einen Punkt in der Kurve mit zugeordneter Lebensdauer. Die Federn die Spannungen aushalten, die mehr als 10 Millionen Zyklen erlauben, gelten als dauerfest. Der nahezu horizontale Kurveteil definiert die Dauer(schwing)festigkeitsgrenze der Feder.

Service: Wichtige Verfahren

Patentieren nennt man die Erzeugung von feinlamellarem Perlitgefüge in Walzdraht. Niedriglegierte, weitgehend eutektoidische Stahlsorten lassen sich isothermisch umwandeln. Der Draht erhält durch diese Wärmebehandlung hohe Festigkeit und Ziehfähigkeit. Das Verfahren wurde von William Smith bereits um 1870 in England entwickelt und – daher der Name – sorgsam gehütet.

Erstmaliges Komprimieren einer Druckfeder in Richtung der späteren Betriebskraft nennt man Setzen, wenn Spannungen oberhalb der Fließgrenze erzeugt werden, die einen günstigen Eigenspannungszustand bewirken. Nach dem Setzen sind Eigenspannungen in der höchsbelasteten Randzone der Feder vorhanden, die der Betriebsspannung günstig entgegegesetzt sind.

Um die beim Herstellen von Federn indizierten Spannungen abzubauen werden Druckfedern und Zugfedern angelassen. Man vermeidet einen unkontrollierten Kraftverlust beim Betrieb von Druckfedern und möglichen Bruch der Öse bei Zugfedern. Bei Torsionsfedern ist ein Anlassen nicht unbedingt nötig, wenn in Drehrichtung belastet wird; was nach den Regeln der Technik ohnehin nur zulässig ist.

Kugelstrahlen bezeichnet die Verfestigung und Glättung der Federoberfläche durch Strahlen mit Kugeln (Federstahl) oder Glasperlen (Edelstahl). Durch die Glättung wird eine mögliche Rissbildung zeitlich hinausgeschoben.

Information: Zugfestigkeit und Schubspannung

Zugfestigkeit (Rm) bezeichnet das Maximum der Spannungs-Dehnungs-Kurve, die im Zugversuch ermittelt wird. Errechnet sich aus dem Quotient aus der maximalen Zugkraft und dem Ausgangsquerschnitt der Probe. Schubspannung entsteht bei der Belastung von Federn in Form von außermittigen Spannungen (im Drahtquerschnitt betrachtet).