Federn | Druckfeder, Zugfeder, Wellenfeder
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Federtechnik umfasst kleine, aber wesentliche Maschinenelemente, die in vielfältigen Anwendungen zur Speicherung und Abgabe von Energie dienen. Ihre präzise Auslegung ist entscheidend für die Leistung und Zuverlässigkeit technischer Systeme. Der Artikel stellt neue Entwicklungen vor und bietet zahlreiche Tipps für die optimale Auslegung und Anwendung der Industrie-Federn.
Inhalt
- Optimierte Drahttechnologie für Hochleistungsfedern
- Gasdruckfeder berechnen | Tipps, Tools + Online-Shop
- Druckfeder, Zugfeder und Schenkelfeder auswählen
- Wellenfeder oder nicht? Das ist hier die Frage von Gutekunst
- Herstellung, Auslegung, Belastung und Einsatz von Zugfedern
- Federn aller Art – gelasert, gestanzt, umgeformt und montiert
- Verdrehgesicherte robuste Federstößel mit innenliegender Feder
- Puffer und Elastomerfedern können dämpfen und federn
- Häufig gestellte Fragen
Optimierte Drahttechnologie für Hochleistungsfedern
27.05.2025 | Die Swiss Steel Group erweitert ihre Kompetenzen in der gezogenen Drahtfertigung für hochbelastete Feder-Anwendungen. Mit einer vollständig integrierten Prozesskette vom Stahlwerk bis zum fertig bearbeiteten Draht reagiert der Hersteller auf die wachsenden Anforderungen aus Luftfahrt, Medizintechnik, Automobilindustrie und Energietechnik. Im Mittelpunkt stehen hochreine Werkstoffe, enge Fertigungstoleranzen und eine optimierte Oberflächenbeschaffenheit, die gezielt auf dynamisch belastete Komponenten wie Pumpenfedern oder magnetgesteuerte Ventile abgestimmt sind.
Ein zentraler Forschungsschwerpunkt liegt auf dem Wasserstoffverhalten kaltverfestigter Edelstahlsorten wie UGI 202N und UGI 209. Die gezielte Analyse von Versprödungseffekten erlaubt eine signifikante Verbesserung der Dauerfestigkeit in sicherheitskritischen Anwendungen. Parallel dazu wird die Oberflächenstruktur gezogener Drähte so angepasst, dass potenzielle Rissinitiierungspunkte unter hoher Wechselbelastung deutlich reduziert werden. Dauerlauftests unter realitätsnahen Bedingungen zeigen, dass die geforderte Lebensdauer bei gleichzeitig hoher Formstabilität zuverlässig erreicht werden kann.
Die Fertigung erfolgt an mehreren europäischen Standorten mit durchgehender Prozesskontrolle und vollständiger Rückverfolgbarkeit. In Kombination mit anwendungsspezifisch abgestimmten Ziehprozessen lassen sich sowohl metallurgische Parameter als auch die mechanische Performance gezielt beeinflussen. Neue Werkstoffvarianten wie Ugipure 4568 und Ugipure 4462 sowie Ugis 4462 als Duplex-Lösung wurden speziell für Anwendungen mit erhöhten Festigkeits- und Korrosionsanforderungen entwickelt. Dabei reicht das lieferbare Drahtspektrum von 0,18 mm bis 20 mm im Durchmesser – als Rund- oder Profildraht.
Die gesamte Fertigung erfüllt die Anforderungen an eine CO₂-reduzierte Produktion im Rahmen der Green-Steel-Initiative des Unternehmens. Damit bietet die Swiss Steel Group nicht nur eine prozesssichere Drahtlösung für Hochleistungsfedern, sondern auch eine nachhaltige Perspektive für anspruchsvolle Industrien mit wachsendem Umweltfokus.
Gasdruckfeder berechnen | Tipps, Tools + Online-Shop
23.04.2023 | Gasfedern sind wichtige Bauteile z.B. in der Automobil- oder Möbelindustrie, in denen kontrollierte Bewegungen von Lasten erforderlich sind. Sie werden auch in der Medizintechnik und in der Luftfahrt eingesetzt. Wird eine Gasdruckfeder falsch berechnet, kann dies zu gefährlichen und teuren Schäden führen. Nachfolgend finden Sie Informationen, wie Sie Gasdruckfedern berechnen, auslegen und online bestellen können.
Druckfeder, Zugfeder und Schenkelfeder auswählen
23.04.2020 | Die passende Gutekunst Druckfeder, Zugfedern oder Schenkelfedern Typen aus Federstahl-Draht können Konstrukteure anhand der Federnauswahl im Gutekunst Katalog vornehmen. Zudem bietet der Hersteller Programme zur Auslegung und Berechnung von Federkennlinie oder Länge individueller Stahlfedern. Dazu steht ein Generator für CAD-Daten zur Verfügung oder die Metallfedern lassen sich frei berechnen.
Wellenfeder oder nicht? Das ist hier die Frage von Gutekunst
10.01.2017 | Der Hersteller von Qualitätsfedern Gutekunst Federn überlegt, ob er künftig auch Wellenfedern (Bild oben) in sein Portfolio aufnehmen soll oder nicht. Die Wellenfeder, auch axiale Wellenfeder oder nur Wellfeder genannt, wird aus gewundenem Flachdraht gefertigt. Ihre Federwirkung erhält sie durch die eingearbeitete Welle. Mit einer reduzierten Einbauhöhe von bis zu 50 % gegenüber der herkömmlichen Druckfeder, ist sie bei statischem bis mittlerem dynamischem Einsatz eine platzsparende Alternative.
Trotz ihrer reduzierten Bauhöhe kann eine Wellenfeder die gleiche Kraft wie eine Druck Feder erzeugen. Die geforderte Federkonstante lässt sich durch die Anzahl von Windungen, Wellen sowie Wellengrößen bestimmen und herstellen. In der Regel wird die Federkonstante bei Wellenfedern nur linear umgesetzt.
Wellenfeder bei Platzmangel
Wellenfedern eignen sich optimal für Anwendungen mit engen radialen und axialen Bauräumen. Eine Wellenfeder hat zudem ein geringeres Gewicht als eine vergleichbare Druck Feder. Dabei bietet die Wellenfeder die gleiche Kraft und benötigt weniger Einbauraum. Allerdings sind ihre höheren Herstellungskosten ein Nachteil. Ebenso it der Federweg kleiner, ließe sich aber mit einer Reihenschaltung einfach vergrößern. Auch die größere Hysterese der Federn ist ein Nachteil aufgrund der baulichen Eigenschaften.
Herstellung, Auslegung, Belastung und Einsatz von Zugfedern
13.04.2017 | Wie wird eine Zugfeder hergestellt, welchen Einfluss haben Zugfeder-Bauformen, Ösenformen, Federkennlinie und Federwerkstoffe und was bedeuten Fachbegriffe wie Vorspannung, Relaxation, Dehngrenze und dynamische Belastung bei einer Zugfeder? All diese Fragen beantwortet dieser Fachartikel von Gutekunst Federn mit Basiswissen für die nächste Federauslegung.
Federn aller Art – gelasert, gestanzt, umgeformt und montiert
17.02.2017 | Das Sortiment von Formfedern, Flachfedern sowie Stanz-, Stanzbiege- und Laserteilen ist so umfangreich wie seine Anwendungsmöglichkeiten. Um für den jeweiligen Einsatzfall die optimalen Bauteile zu beschaffen, braucht es einen Partner, der sich mit sämtlichen Fertigungsverfahren bestens auskennt. Gutekunst Formfedern liefert seit 25 Jahren ein breites Produkt- und Serviceportfolio.
Verdrehgesicherte robuste Federstößel mit innenliegender Feder
14.12.2016 | Ein Federstößel gleicht Höhen- und Niveau-Unterschiede bei der direkten Saugermontage aus. Die innenliegende Luftdurchführung vereinfacht die Verschlauchung. Weiterhin sorgt der Federstößel für ein sanftes Aufsetzen des Saugers auf dem Werk-Stück. Die neuen verdrehgesicherten Federstößel von Fipa schützen dank innenliegender Feder zuverlässig vor Verschmutzung.
Zudem üben sie ihre Federwirkung auch in Umgebungen mit Staubbelastung aus. Dank Gehäuse und Stößelstange aus eloxiertem Aluminium sind die Federstößel sehr robust und zeichnen sich besonders durch ihr geringes Eigengewicht aus.
Es gibt zwei Montagevarianten: Mit Klemmkörper und alternativ mit Außengewinde am Gehäuse. Die Federstößel für die Klemmmontage sind in den Durchmessern 10, 14 und 20 mm erhältlich und fügen sich flexibel auch in vorhandene Greifersysteme ein. Die Version mit Außengewinde gibt es in fünf Abstufungen von M10 x 1 bis M25 x 1,5.
Puffer und Elastomerfedern können dämpfen und federn
12.09.2011 | Weforma präsentiert besonders belastbare und langlebige PUR-Dämpfungs- und Federelemente für enge Einbauräume oder Anwendungen mit besonders starken Schwingungen Kranpuffer, Aufsetzpuffer und Elastomerfedern auch auf Basis von mikrozelligem Polyurethan (PUR) an. Die verschiedenen Elemente sind speziell für ihren Einsatzzweck ausgelegt und können aufgrund der Bauform und des Materials sowohl als Feder- oder Dämpfungselemente, wie auch als Feder-Dämpfer-Elemente verwendet werden.
Die Kranpuffer werden an den Endanschlägen von Kränen, Kranbahnen oder so genannten Katzen eingesetzt, wenn aufgrund der Geschwindigkeit oder des Einbauraums hydraulische Dämpfer nicht verwendet werden können. Aufsetzpuffer kommen gemäß DIN EN 81 bei Aufzügen mit langsamen Geschwindigkeiten bis 1,2 m/s zum Einsatz.
Für Lasten- oder Personenaufzüge mit höheren Geschwindigkeiten gibt es hydraulische Dämpfer. Elastomerfedern eignen sich besonders zur Schwingungsisolierung bei der Lagerung empfindlicher Güter und Produkte. Im Maschinen- und Anlagenbau sind sie eine wirtschaftliche Alternative für die Dämpfung bei langsamen Geschwindigkeiten.
Flüsterleise Aufzugsbremse sichert Aufzüge und Fahrtreppen
Allen Ausführungen gemeinsam ist die sehr hohe dynamische Belastbarkeit: Das Material hat nur eine geringe Querdehnung und eignet sich daher auch für extreme Anforderungen. In der Schwerindustrie, dem Bergbau oder in Minen gewährleisten die Produkte bestmögliche Sicherheit und verringern die Beanspruchung von Maschinen- und Anlagenteilen. Da sie über progressive Kennlinien verfügen, die – bei vergleichbarer Bauhöhe – einen längeren Federweg ermöglichen als alternative Anpralldämpfer, sind geringe Verzögerungswerte möglich und Bremskräfte werden effektiv reduziert. Zudem sind die notwendigen Lagerkräfte bei gleicher Energieaufnahme niedriger.
Die Elastomerfedern eignen sich für Umgebungstemperaturen von -30° bis +80 °C. Auch bei großer Kälte bleibt ihre Elastizität voll erhalten. Sie sind beständig gegen Öle und Fette sowie gegen eine Vielzahl von Chemikalien und Ozon. Weitere Vorteile der PUR-Dämpfer sind die besonders lange Lebensdauer und die dauerhafte, völlige Wartungsfreiheit. Zudem tritt keine Materialermüdung auf und selbst bei einer Überbelastung brechen die Elastomerfedern nicht. Eine Leckage ist technisch bedingt unmöglich.
Häufig gestellte Fragen
Was ist eine technische Feder?
Eine technische Feder ist ein mechanisches Maschinenelement, das gezielt Kräfte speichern und wieder freigeben kann. Sie wandelt dabei potenzielle Energie in kinetische Energie um und dient je nach Bauform zur Kraftübertragung, Dämpfung, Rückstellung oder Schwingungsisolierung. Typische Einsatzbereiche finden sich im Fahrzeugbau, in der Antriebstechnik, im Maschinenbau sowie in feinmechanischen Systemen. Zum Einsatz kommen je nach Anwendung Druck-, Zug-, Dreh- oder Blattfedern aus metallischen oder auch polymeren Werkstoffen.
Wie funktioniert ein Federmechanismus?
Ein Federmechanismus speichert mechanische Energie durch elastische Verformung einer Feder und gibt sie kontrolliert wieder ab. Beim Zusammendrücken, Ziehen oder Verdrehen wird Energie aufgenommen, die bei Entlastung als Rückstellkraft wirkt. So lassen sich Bewegungen puffern, Kräfte dosieren oder Bauteile in definierte Ausgangslagen zurückführen. Die Funktion beruht auf der Werkstoffelastizität und der Geometrie der Feder.
Quellenangabe: Dieser Beitrag basiert auf Informationen folgender Unternehmen: ACE, Fipa, Gutekunst, Swiss Steel, Weforma.
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Angela Struck ist Chefredakteurin des developmentscouts und freie Journalistin sowie Geschäftsführerin der Presse Service Büro GbR in Ried.