Engineering and Tolerance

Informationen: Runddraht-Druckfedern

Übersicht
Druckfedern sind Kegelfedern mit offenen Spiralen, die so gewunden bzw. konstruiert sind, dass sie sich dem Druck entlang der Windachse widersetzen. Schraubendruckfedern sind die gängigste Art einer Metallfeder. Diese Spiralfedern können unabhängig verwendet werden, werden jedoch oft über einer Führungsstange angebracht oder in einer Öffnung montiert. Wenn Sie eine Spiraldruckfeder belasten und die Feder dadurch verkürzen, drückt die Feder gegen die Last und versucht, ihre ursprüngliche Länge wiederzuerlangen. Druckfedern bieten Widerstand gegen lineare Druckkräfte (Drücken) und stellen eine der effizientesten Möglichkeiten zur Energiespeicherung dar.

Konfigurationen
Die herkömmliche Druckfeder, die gerade Spiralfeder aus Metall, weist über die gesamte Länge denselben Durchmesser und Abstand auf. Diese Ausführung ist der Standardspiraltyp für ab Lager erhältliche Lee Spring-Druckfedern. Kundenspezifische Ausführungen können variable Durchmesser und/oder Abstände aufweisen, also beispielsweise sanduhrförmig (konkav), konisch und fassförmig (konvex) sein.

Enden: Alle ab Lager erhältlichen Druckfedern von Lee Spring mit Ausnahme der Bantam™-Minifedern (Präfix CB), der Instrumentation-Reihe (Präfixe CI und CIM) sowie der Reihe Lite Pressure™ (Präfix LP) weisen rechtwinklig abgeschnittene und geschliffene Enden auf. Die geschliffenen Enden sorgen für ebene Flächen und Stabilität. Die Rechtwinkligkeit hat Einfluss darauf, wie die von der Feder erzeugte Kraft auf die angrenzenden Teile übertragen werden kann. Zwar können offene Enden für einige Anwendungen geeignet sein, geschlossene Enden ermöglichen jedoch ein höheres Maß an Rechtwinkligkeit. Rechtwinklig abgeschnittene und geschliffene Enden sind besonders gut für Anwendungen geeignet, für die 1) hochleistungsfähige Federn angegeben sind, 2) ungewöhnlich geringe Toleranzen für Kraft oder Federrate erforderlich sind, 3) die feste Höhe minimiert werden muss, 4) eine exakte Federlagerung und einheitliche Flächenpressungen erforderlich sind und 5) die Tendenz, nachzugeben, verringert werden muss.

Anwendungen
Druckfedern sind in einer Vielzahl von Anwendungen zu finden, von Automotoren und großen Prägepressen über größere Geräte und Rasenmäher bis hin zu medizinischen Geräten, Mobiltelefonen, elektronischen sowie empfindlichen messtechnischen Geräten. Die grundlegendste Form findet sich überall, wo ein Druckknopf benötigt wird. Konische Federn werden im Allgemeinen in Anwendungen verwendet, für die eine niedrige feste Höhe und eine stärkere Druckresistenz benötigt wird.

Wichtige Parameter
Maßeinheiten: Die Daten zu den ab Lager erhältlichen Federn von Lee Spring sind sowohl in metrischen Einheiten als auch in Einheiten des britischen Maßsystems (Zoll und Pfund) angegeben. Wählen Sie die gewünschte Maßeinheit aus, wenn Sie mit den Suchmaschinen von Lee Spring nach einer Feder suchen.

Abmessungen: Außendurchmesser, Innendurchmesser, Drahtdurchmesser, freie Länge und feste Höhe.
Die freie Länge ist die Gesamtlänge einer Feder in nicht belastetem Zustand (Ruheposition).  
Die feste Höhe ist die Länge einer Druckfeder unter einer Belastung, die so groß ist, dass sich alle nebeneinanderliegenden Spiralen berühren.

Federkonstante (Federsteifigkeit): Die Federkonstante bezeichnet die Änderung der Kraft pro Federwegeinheit in Newton pro Millimeter (N/mm) oder Pfund pro Zoll (lbs/in).

Beanspruchung: Die Spannungen in der Feder werden durch die Abmessungen sowie die Anforderungen bezüglich Kraft und Federweg bestimmt. Wenn eine Druckfeder belastet wird, ist der Spiraldraht torsionsbeansprucht. Die Beanspruchung ist an der Oberfläche des Drahtes am größten. Wenn die Feder ausgelenkt wird, variiert die Kraft. Dies verursacht eine Bandbreite von Betriebsbeanspruchungen. Die Beanspruchung und die Bandbreite der Beanspruchungen bestimmen die Lebensdauer der Feder. Je größer die Bandbreite der Betriebsbeanspruchung ist, desto geringer muss die maximale Beanspruchung sein, um eine vergleichbare Lebensdauer zu erzielen. Relativ hohe Beanspruchungen sind möglich, wenn die Bandbreite der Betriebsbeanspruchungen eng ist oder die Feder nur statischen Belastungen ausgesetzt ist.