Grundlagenwissen zu Tellerfedern einfach erklärt: Ein technischer Überblick von HENNLICH
In diesem technischen Leitfaden von HENNLICH erhalten Sie einen Überblick über die wichtigsten Eigenschaften von Tellerfedern. Außerdem zeigt er anschaulich, wie sich Berechnungen zur Tellerfeder und ihrer Federkraft nachvollziehen lassen, um zuverlässige und leistungsstarke Systeme auszulegen.
Einleitung
Tellerfedern gehören zu den effizientesten Lösungen für das Lastmanagement in mechanischen Systemen: Sie gelten als präzise, langlebig und leistungsfähig. Bei HENNLICH sind wir spezialisiert auf hochwertige Tellerfedern, die nach internationalen Normen gefertigt werden und selbst den anspruchsvollsten Industrieanwendungen gerecht werden.
Dieser Leitfaden erläutert die technischen Eigenschaften von Tellerfedern und zeigt, wie sich sowohl die Feder- als auch die Kraftberechnung sinnvoll anwenden lassen, um eine zuverlässige Leistung und eine lange Lebensdauer zu erreichen.
Was sind Tellerfedern?
Tellerfedern sind kompakte mechanische Komponenten, die auf kleinem Raum hohe Kräfte aufnehmen können. Aufgrund ihrer konischen Form können sie Energie besonders effizient speichern und verteilen. Dadurch gehören sie zu den effektivsten Federarten.
Typische Einsatzbereiche von Tellerfedern sind:
- Ventile und Aktuatoren
- Schraubverbindungen
- Kupplungen und Bremsen
- Maschinenbau, Energie- und Schwingungsdämpfungssysteme
Im Unterschied zu Schraubenfedern lassen sich Tellerfedern schichten, um unterschiedliche Federkennlinien zu erhalten (lineare, degressive oder progressive Kennlinien ):
- Gleichsinnige Schichtung (Parallelstapelung)
→ die Kraft der Einzelfeder kann vervielfacht werden - Wechselsinnige Schichtung (Wechselstapelung)
→ der Federweg der Einzelfeder kann vervielfacht werden - Kombinationen
→ Kraft und Weg können den Erfordernissen angepasst werden
Dadurch sind Tellerfedern besonders flexibel einsetzbar und können sehr genau auf eine gewünschte Kraft-Weg-Charakteristik ausgelegt werden.
Technische Spezifikationen von Tellerfedern
Bei HENNLICH werden Tellerfedern gemäß DIN EN 16983 (ehemals DIN 2093) konstruiert und geliefert, um höchste Präzision, Zuverlässigkeit und konsistente Leistung in allen Industrieanwendungen zu gewährleisten.
Wichtige technische Parameter:
- Außendurchmesser (De) – bestimmt die maximale Größe der Feder und den Bauraum.
- Innendurchmesser (Di) – definiert den Durchlass für Schrauben oder Wellen.
- Tellerstärke (t) – beeinflusst maßgeblich die Federkraft; je dicker die Feder, desto höher die Kraft.
- Freie Höhe (l₀) – die Höhe der unbelasteten Feder.
- Federweg (s) – beschreibt, wie weit sich die Feder zusammendrücken lässt.
- Material – typischerweise C67S bzw. 51CrV4 (Federstahl) , 1.4310 oder 1.4568 (rostfreie Stähle), je nach Anforderung an Korrosions- oder Temperaturbeständigkeit.
- Oberflächenbehandlungen – Phosphatieren oder Kugelstrahlen, um die Lebensdauer zu erhöhen.
Diese Parameter sind wichtig für die Berechnung der Federkraft und die Auswahl der passenden Feder.
Fertigungsgruppen gemäß EN/ DIN
Die Norm teilt Tellerfedern in drei Gruppen ein:
- Gruppe 1: Materialstärke < 1,25 mm
- Gruppe 2: Materialstärke 1,25 mm ≤ t ≤ 6 mm
- Gruppe 3: Materialstärke > 6 mm, meist mit Auflageflächen
Zusätzlich werden Tellerfedern nach ihren Kraftkennlinien eingeteilt:
- Reihe A – annähernd linear
- Reihe B – mäßig degressiv
- Reihe C – stark degressiv
Tellerfeder-Berechnung
Eine genaue Berechnung der Tellerfeder ist entscheidend, um Systeme so auszulegen, dass sie vorgegebene Lasten, Wege und Lebensdauern zuverlässig erfüllen. Sie zeigt, wie sich die Feder unter Druck verhält und bildet die Grundlage für die richtige Wahl von Abmessungen und Stapelkonfigurationen.
In der Tellerfeder-Berechnung berücksichtigte Parameter:
- Kraft-Weg-Verhalten
Tellerfedern weisen eine nicht lineare Kennlinie auf. Die Kraft nimmt nicht gleichmäßig zu, sondern steigt insbesondere zu Beginn und am Ende des Federwegs überproportional an. - Federsteifigkeit
Die Steifigkeit hängt vom Material, der Dicke (t), dem Außendurchmesser (De) und der Geometrie ab. - Zulässige Spannungen
Je nach Werkstoff gelten bestimmte Grenzwerte, die nicht überschritten werden dürfen. Nur so kann eine lange Lebensdauer garantiert werden. - Stapelkonfigurationen
Die Berechnung unterscheidet zwischen Kraft- und Wegmultiplikation bei Parallel- oder Serienschichtung.
Ob maximale Flexibilität oder höchste Kraft gefordert ist: Wir stellen sicher, dass Ihre Tellerfedern unter jeglichen Betriebsbedingungen zuverlässig arbeiten.
Kraftberechnung von Tellerfedern
Eine detaillierte Kraftberechnung ist entscheidend, um sicherzustellen, dass die Feder innerhalb sicherer Grenzen arbeitet und die erforderliche Leistung konstant liefert.
Eine genaue Kraftberechnung ermöglicht:
- verlässliche Funktion im Betrieb
- optimale Lebensdauer
- geringere Materialermüdung
- weniger Bauteilversagen
Warum Tellerfedern von HENNLICH?
- Höchste Qualität: Ausgelegt und geprüft nach DIN EN 16983
- Maßgeschneiderte Lösungen: Individuelle Federpakete für spezielle Last- oder Platzanforderungen
- Hochwertige Materialien: Hochfeste Legierungen und Oberflächenbehandlungen sorgen für maximale Ermüdungsfestigkeit
- Technische Expertise: Unterstützung bei Tellerfeder-Berechnung und Tellerfeder-Kraftberechnung für optimale Leistung
Bei HENNLICH verbinden wir moderne Technik mit jahrzehntelanger Erfahrung. Wir liefern Tellerfedern, die selbst den anspruchsvollsten industriellen Anforderungen standhalten.
Fazit
Tellerfedern sind kompakte und kraftvolle Bauteile mit hoher Leistungsdichte. Um langlebige und zuverlässige mechanische Systeme zu entwickeln, sind das Verständnis ihrer technischen Eigenschaften, die korrekte Berechnung des Kraft-Weg-Verhaltens und die passende Auswahl der Federgeometrie entscheidend. Mit der Erfahrung von HENNLICH und präzise gefertigten Tellerfedern lassen sich Effizienz, Sicherheit und Lebensdauer industrieller Anlagen deutlich verbessern.
Kontaktieren Sie uns gerne für weitere Details oder technische Unterstützung bei der Auslegung Ihrer Tellerfedern.
Einen Überblick über unser Produktportfolio aus dem Bereich der Federntechnik erhalten Sie hier.
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