Die Hauptaufgabe einer Feder besteht darin, die für den Betrieb des Endprodukts erforderliche Kraft zu erzeugen. Für den Betrieb benötigt eine Feder jedoch genügend Platz um sie herum. Die Herausforderung Nr. 1 bei der Federkonstruktion ist oft der Mangel an für die Feder vorgesehenem Platz, was dazu führt, dass übermäßig viel Zeit und Ressourcen für die Konstruktion aufgewendet werden. Die gute Nachricht ist jedoch, dass dieses Problem vermieden werden kann, indem mit der Federkonstruktion bereits begonnen wird, bevor alles andere rund um die Feder festgelegt wird.
Die Berücksichtigung des Verwendungszwecks und der erforderlichen Kraft sichert die Funktionalität des Endprodukts und vermeidet zusätzliche Kosten bereits in der Konstruktionsphase. Diese drei Punkte sollten bei der Konstruktion berücksichtigt werden:
- An welchen Ort muss die Feder passen?
- Welche Kraft wird von einer Feder mit bestimmten Abmessungen erwartet?
- Wie wird die Feder verwendet? Wird die Feder dynamisch oder statisch belastet?
Halten Sie genügend Platz für die Feder zur Verfügung
Die größte Herausforderung bei der Federkonstruktion tritt dann auf, wenn die Feder eine beträchtliche Kraft aufbringen muss, der verfügbare Platz jedoch begrenzt ist. In solchen Fällen wird der Federdraht leicht starken und/oder übermäßigen Belastungen ausgesetzt. Enge Platzverhältnisse stellen oft ein Problem dar, wenn die Feder in einem Guss- oder Kunststoffteil verwendet wird. Wenn enge Platzverhältnisse und der Bedarf an großer Kraft mit dynamischer Belastung kombiniert werden, erfordert die Federherstellung spezielle Verfahren.
Die Einschränkungen durch enge Platzverhältnisse können durch Vorspannung oder Verwendung von Drähten mit höherer Zugfestigkeit überwunden werden. Wie Sie vielleicht schon vermutet haben, bedeutet dies jedoch höhere Kosten sowohl bei der Herstellung als auch bei den Rohstoffen. Als Faustregel gilt, dass aus der Sicht der Mechanik die Modifikation von Guss- oder Kunststoffteilen sinnvoller ist als die Herstellung von Federn für zu enge Räume.
Stellen Sie sicher, dass die Feder in ihrer Umgebung funktioniert
Wenn eine Feder in irgendeiner Weise abgestützt wurde (wie es sein sollte), muss sichergestellt werden, dass die Feder nahtlos mit den umgebenden Komponenten zusammenarbeitet. Wenn eine Feder auf engstem Raum platziert wurde, sind enge Toleranzen in Bezug auf die Dimensionierung erforderlich, was in der Regel erhöhte Herstellungskosten bedeutet.
Ich erinnere mich an einen Fall mit einem Schloss mit einer Torsionsfeder, die mit einer Achse in der Mitte des Federkörpers gestützt wurde. Obwohl die Feder die erforderliche Kraft erzeugte, bestand das Schloss die Haltbarkeitstests nicht. Nachdem wir das Endprodukt genauer untersucht hatten, stellten wir fest, dass die Achse im Inneren verhinderte, dass sich die Feder weiter drehte. Die mechanische Komponente verbog die Feder gewaltsam, was zum Bruch führte. Das Problem wurde gelöst, indem die Achse dünner gemacht wurde. Daher reicht es nicht aus, dass die Feder in ein inaktives Produkt passt: Es muss auch darauf geachtet werden, dass die Feder nicht mit ihrer Umgebung kollidiert.
Sorgfältige Federberechnungen verhindern Probleme
Außergewöhnlich oft ist der Grund für den Bruch der Feder oder für Qualitätsverlust für einen Laien nicht ohne Weiteres ersichtlich und das kann falsche korrigierende Produktmodifikationen zur Folge haben. Dennoch können selbst die schwierigsten Federherausforderungen in Zusammenarbeit gelöst werden, indem das Endprodukt und die Federberechnungen des Kunden sorgfältig geprüft werden. Bei einer guten mechanischen Konstruktion wird zum Beispiel berücksichtigt, wie sich der Federkörper einer Torsionsfeder ausdehnt und der Innendurchmesser abnimmt, wenn die Feder gedreht und belastet wird. Oder wie der Außendurchmesser einer Druckfeder unter Druck zunimmt. Dies sind einige der Details, die sich aus den Federberechnungen von Meconet identifizieren lassen.
Für uns ist es die wichtigste Aufgabe in der Konstruktion, die Federfunktionalität in nur einem Arbeitsgang so sicherzustellen, dass sie den Bedürfnissen unserer Kunden entspricht, haltbar ist und effizient gefertigt werden kann. Wir müssen jedoch nicht alles im Voraus wissen, da es unsere Aufgabe ist, unsere Kunden in den verschiedenen Phasen des Konstruktionsprozesses zu unterstützen.
Möchten Sie mehr über die Federkonstruktion erfahren? Laden Sie sich unseren Leitfaden herunter!
Laden Sie sich Tipps zur Federkonstruktion herunter
Tipps herunterladen
