Drehfedern und Schenkelfedern
Federn, die nicht axial, sondern um ihre Achse belastet werden: der Körper wird verdreht, die Schenkel drehen sich gegeneinander. Im Deutschen werden beide Begriffe nebeneinander verwendet — gemeint ist dasselbe Bauteil.
Warum hier anders gerechnet wird
Bei der Drehfeder wird der Draht nicht verdreht, sondern gebogen. Deshalb geht nicht der Schubmodul, sondern der Elastizitätsmodul in die Rechnung ein, und das Ergebnis ist kein Kraft-, sondern ein Momentwert.
Die Wickelrichtung ist keine Vorliebe, sondern eine Regel: die Feder muss in Wickelrichtung belastet werden. Andernfalls öffnet sich der Körperdurchmesser, die Windungen lockern sich auf der Welle und die Lebensdauer fällt spürbar ab. Eine früh gebrochene Feder ist im Feld häufiger falsch herum eingebaut als aus schlechtem Werkstoff.
Schenkelformen
Zwei unterschiedliche Schenkel an demselben Körper ergeben praktisch zwei verschiedene Federn: je länger der Schenkel, desto geringer das für denselben Winkel nötige Moment. Deshalb werden Schenkellänge, Schenkelwinkel und Wickelrichtung getrennt abgefragt.
- Gerader Schenkel — die häufigste Form. Der Schenkel verlässt den Körper tangential, das Ende bleibt unbearbeitet.
- Axialer Schenkel — der Schenkel verläuft in Richtung der Körperachse. Für Baugruppen, die auf einer Welle sitzen.
- Radialer Schenkel — der Schenkel steht senkrecht zum Körperdurchmesser; bevorzugt bei kurzen Hebeln.
- Geöstes oder abgebogenes Ende — das Schenkelende wird zur Öse oder zum Haken gebogen und über Stift oder Stange geführt.
- Wickelrichtung — rechts oder links. Ohne Angabe wird sie am Muster abgelesen; liegt kein Muster vor, fragen wir immer nach.
Doppelte Drehfedern
Bei doppelten Drehfedern verteilt sich die Last auf zwei Wickelkörper mit langen Schenkeln. In Landmaschinen ist das die häufigste Bauform — Zinken an Schwadern und Pressen arbeiten fast immer so.
Wickelrichtung — das Maß, das am häufigsten fehlt
Eine Drehfeder arbeitet nur in einer Richtung richtig: in der, die ihre Windungen enger zieht. Wird sie andersherum belastet, öffnet sich der Körper, der Durchmesser wächst, die Feder läuft auf ihrem Dorn fest und die Kennlinie stimmt nicht mehr. Rechts- und linksgewickelt sind deshalb keine Varianten desselben Teils, sondern zwei verschiedene Federn.
Die Richtung lässt sich am Altteil ablesen: hält man die Feder so, dass die Windungen vom Betrachter wegführen, und steigt der Draht im Uhrzeigersinn an, ist sie rechtsgewickelt. Bei einer Anfrage ohne Muster ist dies die Angabe, die am häufigsten fehlt und am häufigsten zu einem unbrauchbaren Teil führt.
Maße, die wir für ein Angebot brauchen
Bei der Drehfeder tragen die Schenkel die Funktion; ihre Länge und ihr Winkel gehören deshalb zwingend zur Maßangabe.
- Drahtdurchmesser d — am Draht gemessen.
- Innendurchmesser Di — bei der Drehfeder wird der Innendurchmesser angegeben, weil die Feder auf einem Dorn oder einer Achse läuft und dieser sich beim Aufziehen verengt.
- Windungszahl — die Zahl der Körperwindungen.
- Schenkellänge und Schenkelwinkel — die Länge beider Schenkel und der Winkel zwischen ihnen im unbelasteten Zustand.
- Wickelrichtung — rechts- oder linksgewickelt. Ohne diese Angabe kann die Feder nicht eindeutig gefertigt werden.
Häufige Fragen
Warum wird bei der Drehfeder anders gerechnet?
Weil der Draht hier auf Biegung beansprucht wird, nicht auf Torsion wie bei der Druck- und Zugfeder. In die Rechnung geht deshalb der Elastizitätsmodul E ein und nicht der Schubmodul G. Aus demselben Draht ergibt sich dadurch eine andere Kennlinie.
Was bedeutet rechts- oder linksgewickelt?
Die Richtung, in der der Draht um den Körper läuft. Die Feder muss in der Richtung belastet werden, die ihre Windungen enger zieht; andernfalls öffnet sich der Körper und die Feder läuft auf ihrem Dorn fest. Rechts- und linksgewickelte Federn sind nicht austauschbar.
Verengt sich die Feder beim Aufziehen?
Ja. Beim Aufziehen wächst die Windungszahl und der Innendurchmesser wird kleiner. Deshalb wird bei der Drehfeder der Innendurchmesser angegeben und der Dorn muss Spiel lassen — sonst klemmt die Feder im Betrieb.
Was ist eine Schenkelfeder?
Dieselbe Bauform: eine Drehfeder, deren beide Enden als gerade Schenkel abstehen und die Kraft übertragen. Im Feld werden beide Bezeichnungen für dasselbe Teil verwendet.
Was ist eine doppelte Drehfeder?
Zwei Körper auf einer gemeinsamen Achse, durch eine Brücke verbunden. Die Last verteilt sich auf zwei Körper, die Belastung je Windung sinkt, und die Feder sitzt symmetrisch — an Landmaschinen die häufige Ausführung.
Können Sie nach Muster fertigen?
Ja, und bei Drehfedern ist das der sicherste Weg: am Muster werden Wickelrichtung, Schenkelwinkel und Schenkelform ohne Missverständnis abgenommen.
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