Rechteckige Drahtschneide für große Teilung

Die meisten Druckfedern weisen ein recht einheitliches Steigungs-Durchmesser-Verhältnis auf. Was aber geschieht, wenn Ihre Anwendung andere Anforderungen stellt – wenn Sie eine Feder benötigen, die sich deutlich stärker zusammendrücken lässt als Standardkonfigurationen zulassen?

Genau solche Herausforderungen stellen wir uns bei DL-Feder. Die unten abgebildeten roten rechteckigen Drahtfedern stellen eine Konstruktion dar, deren Herstellung viele Federnhersteller als schwierig betrachten würden: eine Druckfeder mit großer Steigung und einem Kompressionsverhältnis, das weit über die typischen Spezifikationen für Druckfedern hinausgeht.

Die Herausforderung von Federn mit großer Steigung

Hier ist etwas, das die meisten Ingenieure feststellen, wenn sie mit der Spezifizierung von Druckfedern beginnen: Wenn die Steigung einer Feder größer als ihr Außendurchmesser ist, entstehen Schwierigkeiten beim Aufwickeln.. Der Draht neigt zum Knicken, die Windungen können ungleichmäßig werden, und die Aufrechterhaltung gleichbleibender Federeigenschaften wird schwierig.

Mit unserer Feder verringert sich der Arbeitsweg von 110 mm im unbelasteten Zustand auf 52,5 mm in der zweiten Arbeitsposition – das entspricht einer Kompression von 57,5 mm. Für eine Feder mit nur 4,75 aktiven Windungen ist das ein beachtlicher Federweg pro Windung.

Warum rechteckige Drähte verwenden?

Man könnte sich fragen, warum wir für diese Anwendung rechteckigen statt runden Draht verwendet haben. Die Antwort liegt in der massiven Drahthöhe.

Beim Zusammendrücken dieser Feder ermöglicht der rechteckige Querschnitt ein effizienteres Ineinandergreifen der Windungen als bei rundem Draht. Dadurch wird der erforderliche Federweg erreicht, ohne dass die Feder vorzeitig blockiert. Diese Konstruktionsentscheidung ist durch die spezifischen Anforderungen der Anwendung bedingt.

Detailansicht einer rechteckigen Drahtfeder mit großer Teilung, die den Abstand zwischen den Windungen im Vergleich zur Standard-Teilungskonfiguration zeigt.
Beachten Sie den Abstand zwischen den Windungen – diese große Windungsteilung ermöglicht einen längeren Kompressionshub.

Materialauswahl: 55CrSi-Federstahl

Wir fertigen diese Federn aus 55CrSi-Stahl, der nach JIS-Norm als SUP 12 bekannt ist. Wenn Sie mit internationalen Bezeichnungen vertrauter sind, entspricht er ASTM 9254 oder SAE 9254.

Entsprechend Materialspezifikationen, 55CrSi hat eine chemische Zusammensetzung von etwa 0,56–0,61 % Kohlenstoff, 1,20–1,60 % Silizium und 0,5–0,81 % Chrom. Der hohe Siliziumgehalt verleiht diesem Material seine hervorragenden elastischen Eigenschaften und seine hohe Dauerfestigkeit.

Was ist in der Praxis wichtig? Dieses Material behält seine Federeigenschaften auch bei wiederholter Belastung gut bei und weist eine gute Relaxationsbeständigkeit auf – das heißt, es verliert im Vergleich zu Federstählen niedrigerer Güteklasse während seiner Lebensdauer nicht so schnell an Höhe.

Warum nicht handelsübliches Musikkabel verwenden?

Für Anwendungen, bei denen die Feder hohen Temperaturen oder starken Belastungszyklen ausgesetzt ist, bietet 55CrSi eine bessere Leistung als herkömmlicher hochkohlenstoffhaltiger Federdraht. Die Zugabe von Silizium und Chrom verbessert die Beständigkeit des Materials gegen bleibende Verformung unter Last.

Rote elektrophoretische Beschichtung: Mehr als nur Farbe

Die markante rote Oberfläche dieser Federn ist keine Pulverbeschichtung, sondern eine elektrophoretische Beschichtung, auch E-Coating oder kathodische Elektroabscheidung genannt.

Entsprechend Informationen zum E-Coating-Prozess, Bei diesem Verfahren wird die Feder in eine wasserbasierte Lacklösung getaucht und mittels elektrischem Strom eine gleichmäßige Beschichtung auf der Metalloberfläche aufgebracht. Die Schichtdicke beträgt typischerweise 10–30 Mikrometer.

Vorteile dieser Federn

Warum KTL-Beschichtung statt Pulverbeschichtung oder Verzinkung?

  • Einheitliche Abdeckung: Die Elektrotauchlackierung dringt besser in die engen Zwischenräume der Windungen ein als die Pulverbeschichtung, was für Federn mit geringem Windungsabstand bei bestimmten Kompressionsniveaus wichtig ist.
  • Dünne Beschichtung: Die Beschichtung ist so dünn, dass sie die Maßtoleranzen der Feder nicht wesentlich beeinflusst.
  • Korrosionsbeständigkeit: Bietet guten Schutz in industriellen Umgebungen
  • Visuelle Identifizierung: Durch die rote Farbe sind diese Federn bei Montage und Wartung leicht zu erkennen.

Unser Oberflächenbehandlungsverfahren gewährleistet eine gleichbleibende Beschichtungsqualität über alle Produktionschargen hinweg.

Individuelle Federkonstruktion: Unsere Herangehensweise

So läuft ein Projekt dieser Art typischerweise ab, wenn ein Kunde mit einer anspruchsvollen Anforderung zu uns kommt.

Schritt 1: Die Anwendung verstehen

Wir fragen nicht nur nach Federrate und Abmessungen. Wir wollen Folgendes wissen:

  • Welche Kräfte sind bei welchen Kompressionsabständen erforderlich?
  • Wie viel Platz steht für die Installation zur Verfügung?
  • Wie hoch ist die zu erwartende Lebensdauer?
  • Gibt es Temperaturüberlegungen?
  • Wie wird die Quelle gelenkt (wenn überhaupt)?

Schritt 2: Kraftberechnung und -prüfung

Hier setzt unser Designteam an. Betrachtet man die Feder auf den Fotos, sieht man, dass sie in zwei Arbeitspositionen funktioniert: 90,5 mm und 52,5 mm.

Bei einer Federkonstante von 9 N/mm können wir die Kräfte berechnen:

An Arbeitsposition 1 (90,5 mm):
Kompression von der freien Länge = 110 – 90,5 = 19,5 mm
Kraft = 9 N/mm × 19,5 mm = 175,5 N

An Arbeitsposition 2 (52,5 mm):
Kompression von der freien Länge = 110 – 52,5 = 57,5 mm
Kraft = 9 N/mm × 57,5 mm = 517,5 N

Aber das Wichtigste ist: Wir berechnen nicht nur die Federkraft, sondern überprüfen auch, ob diese Kräfte den tatsächlichen Anforderungen der Anwendung entsprechen. Manchmal geht ein Kunde von einer bestimmten Federrate aus, doch bei der Überprüfung der Anwendungsanforderungen stellt sich heraus, dass eine andere Spezifikation besser geeignet wäre.

Schritt 3: Überprüfung der Herstellbarkeit

Können wir das, was entworfen wurde, tatsächlich herstellen? Bei Federn mit großer Steigung ist das eine echte Frage.

Unser Federwickelgeräte Rechteckige Drahtwicklungen sind möglich, jedoch gibt es Grenzen. Federkennlinie, Steigungs-Durchmesser-Verhältnis und Materialeigenschaften beeinflussen die Machbarkeit und die gleichbleibende Fertigungstauglichkeit einer Konstruktion.

Für diese spezielle Feder musste der rechteckige Drahtquerschnitt so gewählt werden, dass er die richtige Federrate aufweist und gleichzeitig mit unseren Anlagen herstellbar ist. Es ist ein Balanceakt.

Schritt 4: Prototyp und Test

Bei kundenspezifischen Federn fertigen wir üblicherweise zunächst Prototypen an. Diese werden getestet, um Folgendes zu überprüfen:

  • Die Federrate stimmt mit den Berechnungen überein (innerhalb der Toleranz).
  • Die Abmessungen stimmen.
  • Die Feder verhält sich über ihren gesamten Kompressionsbereich wie erwartet.
  • Keine Knick- oder Stabilitätsprobleme

Erst nach der Freigabe des Prototyps gehen wir zur Serienproduktion über.

Wann benötigt man diese Art von Feder?

Rechteckige Drahtfedern mit großer Teilung sind nicht üblich und nicht für jede Anwendung die richtige Lösung. Sie sind jedoch sinnvoll, wenn:

Sie haben nur begrenzten vertikalen Platz.

Wenn Ihre Anlage eine begrenzte Schließhöhe oder Einbautiefe aufweist, Sie aber dennoch einen signifikanten Kompressionshub benötigen, kann die Erhöhung der Steigung bei Verwendung von rechteckigem Draht eine Lösung sein.

Sie benötigen eine variable Kraft über einen langen Hub.

Wenn Ihre Anwendung an einer Position relativ leichte Kräfte und an einer anderen Position stärkere Kräfte erfordert, die beiden Positionen aber weit auseinander liegen, kann eine Feder wie diese gut funktionieren.

Standard-Druckfedern erfüllen Ihre Anforderungen nicht

Manchmal schaut man durch Standard-Druckfederkataloge Und nichts passt so richtig. Dann macht eine individuelle Anfertigung Sinn.

Designüberlegungen und Einschränkungen

Ich sollte ehrlich über die Grenzen dieser Federkonstruktion sprechen.

Leitfadenanforderungen

Eine Feder mit großer Steigung im Verhältnis zu ihrem Durchmesser neigt unter Druck eher zum Knicken. Damit die hier gezeigte Feder ordnungsgemäß funktioniert, benötigt sie eine ausreichende Führung – entweder eine Mittelstange, ein Außenrohr oder beides.

Ohne die richtige Führung könnte sich die Feder beim Zusammendrücken seitlich verformen, was ihre Krafteigenschaften verändern und möglicherweise zu einem vorzeitigen Ausfall führen würde.

Fertigungstoleranzen

Federn mit großer Steigung können im Vergleich zu Federn mit Standardsteigung bei einigen Abmessungen größere Toleranzen aufweisen. Die Toleranz der Federrate kann beispielsweise ±10% betragen, anstatt der ±5%, die bei einer Standard-Druckfeder üblich sind.

Das heißt nicht, dass die Feder nicht funktionieren wird – es bedeutet lediglich, dass Sie Ihre Anwendung so gestalten müssen, dass sie diese Variabilität berücksichtigt.

Kostenüberlegungen

Maßgefertigte Federn sind teurer als Standardfedern aus dem Katalog. Es müssen Werkzeuge eingerichtet, Prototypen angefertigt und die Produktionseffizienz aufgrund der speziellen Konstruktion unter Umständen verringert werden.

Wenn jedoch eine maßgefertigte Feder ein Konstruktionsproblem löst, das andernfalls teure Änderungen an Ihren Geräten oder Werkzeugen erfordern würde, geht die Kostenrechnung oft positiv aus.

Unsere Fertigungskapazitäten

Was können wir in unserer Einrichtung tatsächlich leisten? Hier ist ein realistischer Überblick.

Rechteckdraht-Sortiment

Wir verarbeiten rechteckige Drähte in verschiedenen Querschnitten. Die genauen Abmessungen hängen von der Materialverfügbarkeit und unseren Werkzeugmöglichkeiten ab. Da nicht jede denkbare Drahtgröße verfügbar ist, müssen wir manchmal auf Standarddrahtabmessungen zurückgreifen und die Konstruktion entsprechend anpassen.

Federabmessungen

Für Druckfedern wie die abgebildete:

  • Außendurchmesser von ca. 15 mm bis 150 mm
  • Freie Längen von 20 mm bis über 400 mm.
  • Federraten von sehr leicht (unter 1 N/mm) bis stark (mehrere hundert N/mm)

Dies sind allgemeine Bereiche – die konkreten Fähigkeiten hängen von der Kombination der Parameter ab.

Oberflächenbehandlungsoptionen

Neben der hier gezeigten roten E-Beschichtung bieten wir Folgendes an:

  • Andere E-Beschichtungsfarben
  • Verzinkung
  • Phosphatbeschichtung
  • Unbeschichtet (mit Öl beschichtet zum Schutz vor Rost)

Die Wahl hängt von Ihren Umweltanforderungen und Vorlieben ab.

Zusammenarbeit mit uns: Der Prozess

Wenn Sie eine Anwendung im Frühjahr haben, die mit Standardprodukten nicht gelöst werden kann, sehen Sie hier, wie die Zusammenarbeit mit uns aussieht.

Erstberatung

Senden Sie uns Ihre Anforderungen. Diese können beispielsweise lauten:

  • Eine Zeichnung mit Maßen und Kraftanforderungen
  • Eine Musterfeder, die Ihren Anforderungen möglichst nahe kommt
  • Eine Beschreibung Ihrer Anwendung mit den Einschränkungen, mit denen Sie arbeiten

Unser Ingenieurteam wird die Machbarkeit prüfen und Ihnen Feedback dazu geben.

Design und Angebot

Wir werden einen Federentwurf (oder gegebenenfalls mehrere Optionen) vorschlagen mit:

  • Detaillierte Spezifikationen
  • Erwartete Krafteigenschaften
  • Preisgestaltung für Prototypen und Serienmengen
  • Lieferzeitabschätzungen

Prototypenfertigung

Sobald Sie ein Design freigegeben haben, fertigen wir Prototypen an – in der Regel 5 bis 10 Stück, je nach Anwendung. So erhalten Sie Federn zum Testen in Ihren Geräten.

Produktion

Nach der Prototypenfreigabe gehen wir in die Serienproduktion über. Die üblichen Mindestbestellmengen für kundenspezifische Federn liegen je nach Komplexität zwischen 100 und 500 Stück.

Häufig gestellte Fragen

Können Sie eine Feder von einem anderen Lieferanten beziehen?

Oft ja. Wenn Sie uns ein Muster zusenden, können wir es vermessen und Ihnen ein passendes Design erstellen. Manchmal können wir das ursprüngliche Design aufgrund unserer Fertigungsmöglichkeiten sogar noch verbessern.

Wie lange dauert die Entwicklung kundenspezifischer Federn?

Realistisch betrachtet vergehen vom Erstkontakt bis zur Prototypenlieferung in der Regel 2–4 Wochen. Produktionsaufträge benötigen nach Prototypenfreigabe weitere 3–4 Wochen, abhängig von Menge und Materialverfügbarkeit.

Arbeiten Sie mit Zeichnungen, die unterschiedlichen Normen entsprechen?

Ja. Wir arbeiten hauptsächlich mit JIS-Normen, kennen uns aber auch mit ANSI/US-, ISO- und DIN-Normen aus. Solange die Zeichnung eindeutig ist, können wir damit arbeiten.

Was, wenn ich nicht genau weiß, welche Feder ich brauche?

Kein Problem – genau da kommt unsere Designunterstützung ins Spiel. Schildern Sie uns Ihr Ziel, die benötigten Kräfte und den verfügbaren Platz, und wir unterbreiten Ihnen passende Vorschläge.

Warum das wichtig ist

Die Federn auf diesen Fotos symbolisieren etwas Wichtiges: die Fähigkeit, Probleme zu lösen, für die es keine Standardlösungen gibt.

Nicht jeder Federnhersteller möchte sich mit Sonderanfertigungen befassen. Nicht jeder Hersteller verfügt über die technischen Kapazitäten, um Kräfte präzise zu berechnen und Konstruktionen zu überprüfen. Und nicht jeder Hersteller bietet die Produktionsflexibilität, um Spezialfedern wirtschaftlich und in angemessenen Mengen herzustellen.

Wir machen das schon seit 1995 – lange genug, um viele anspruchsvolle Anwendungen gesehen und die Prozesse entwickelt zu haben, um diese effektiv zu bewältigen.

Wenn Sie an einem Projekt arbeiten, bei dem Standardfedern nicht ganz ausreichen, oder wenn Sie jemanden benötigen, der bestätigt, dass Ihre Federkonstruktion tatsächlich wie gewünscht funktioniert, dafür sind wir da.

Über DL Spring

Cixi Dili Spring Co., Ltd. stellt seit 1995 Federn her. Wir sind spezialisiert auf die Entwicklung und Produktion von kundenspezifischen Federn und verfügen über besondere Expertise in den Bereichen Druckfedern, Druckfedern und Sonderausführungen, die in Standardkatalogen nicht aufgeführt sind.

Unser Werk in Cixi, Provinz Zhejiang, verfügt über CNC-Federnwickelmaschinen, Wärmebehandlungsanlagen und Oberflächenbehandlungsanlagen. Wir beliefern vorwiegend Industriekunden, die zuverlässige Federn für anspruchsvolle Anwendungen benötigen – Werkzeug- und Formenbauer, Maschinenbauer und Anlagenbauer.

Wir arbeiten nach JIS-Standards, können aber bei Bedarf auch andere internationale Standards berücksichtigen. Die Qualitätskontrolle ist in unseren Produktionsprozess integriert und nicht nur ein abschließender Prüfschritt.

Nehmen Sie Kontakt auf

Falls Sie eine Frühjahrsanwendung haben, die Sie besprechen möchten:

📧 E-Mail: [email protected]

📱 WhatsApp: +86 13586942004

Wir können Ihre Anforderungen prüfen und Ihnen mitteilen, ob wir Ihnen helfen können – in der Regel innerhalb von 24 Stunden.