Wickeln

Der Herstellungsprozess von Federn

Technische Federn sind praktisch überall zu finden. Von Matratzen und Konsumgütern bis hin zu Industriemaschinen – die Feder ist allgegenwärtig. Federn speichern mechanische Energie und sorgen für Spannung und Druck in verschiedenen Anwendungen. Während der Durchschnittsbürger weiß, was eine Feder ist und wie sie aussieht, wissen die meisten nicht, wie Federn hergestellt werden oder woraus sie bestehen. Hier erfahren Sie, wie Federn hergestellt werden, wie sich dieser Prozess unterscheidet und woraus Federn hergestellt werden.

Wie werden Federn hergestellt?

Der Prozess der Herstellung von Federn ist recht einfach, mit einigen Variationen je nach Art der Feder. In ihrer grundlegendsten Form werden Federn durch einen Prozess des Wickelns, der Wärmebehandlung, des Schleifens, der Beschichtung und der Endbearbeitung hergestellt.

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1. Wickeln

Zunächst wird der Federdraht in eine mechanische Federmaschine eingezogen. Diese halbautomatische Maschine zieht den Draht zunächst gerade von der Spule, auf der er angekommen ist, und stellt ihn auf eine standardmäßige gerade Linie zurück. Von dort aus rollt, formt oder biegt die Maschine den Federdraht in die gewünschte Form. Diese Prozesse werden im Folgenden genauer beschrieben:

  • Wickeln: Bei diesem Verfahren wird eine Federwindemaschine oder eine computergesteuerte (CNC) Federwindemaschine verwendet. Der Techniker, der die Maschine bedient, stellt sie so ein, dass sie für den spezifischen Typ der herzustellenden Spule vorbereitet ist, und führt den Draht in einen Satz von Rollen ein, die den Federdraht zu einer Reihe von Führungen ziehen. Die Führungen leiten den Draht schließlich zu einem Wickelpunkt oder einer Reihe von Wickelpunkten, die den Draht nach hinten rollen, um eine Feder zu formen. Diese Art von Mechanismus formt Druck-, Zug- und Torsionsfedern.
  • Umformen: Dies geschieht mit Hilfe eines Drahtformers oder CNC-Drahtformers. Bei dieser Art von Maschine befinden sich sechs bis acht Werkzeugschlitten an der Vorderseite, die es ermöglichen, zusätzlich zur Federwindung verschiedene Arten von Biegungen und Formen auszuführen. Auf diese Weise kann eine Reihe von Federformen hergestellt werden. Federformer werden häufig zur Herstellung von Zugfedern, Torsionsfedern, Drahtformen und manchmal auch Druckfedern verwendet.
  • Biegen: Zum Drahtbiegen wird eine CNC-Drahtbiegemaschine verwendet, eine mechanische Drahtbiegemaschine, die von einem Computer gesteuert wird. Die Maschine arbeitet, indem sie den Draht in einen Satz von Rollen führt, die den Draht zu Drahtführungen ziehen und ihn zu einem beweglichen Werkzeugkopf schieben, der vom Computer gesteuert wird. Der Werkzeugkopf führt verschiedene Biegungen und Formen aus. Die Drahtbiegemaschine wird normalerweise zur Herstellung von Drahtformen verwendet.
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2. Wärmebehandlung

Durchlaufofen

Sobald wir eine Feder geformt haben, muss sie normalerweise einer Wärmebehandlung unterzogen werden. Dieser Prozess bewirkt, dass die Feder zurückfedert, wenn sie unter Spannung gesetzt wird.

Bei der Wärmebehandlung behandeln wir die Feder für eine bestimmte Zeit bei einer bestimmten Temperatur. Die Temperatur- und Zeiteinstellung variiert je nach Art und Menge des verwendeten Drahtes. Nach Abschluss dieses Prozesses durchläuft die Feder möglicherweise weitere Wärmebehandlungsschritte, bei denen die Feder abgeschreckt oder abgekühlt wird, bevor sie in eine weitere Runde geht. Der genaue Prozess hängt von der Art des Materials und dem von uns verwendeten Herstellungsverfahren ab.

In den meisten unserer modernen Herstellungsverfahren wird die Wärmebehandlung mit einem Förderbandofen durchgeführt. Wenn eine Feder aus unserer Federmaschine kommt, fällt sie über eine Rutsche auf ein Förderband, das die Feder zum Eingang eines Ofens transportiert.

Die Feder wird dann von dem Förderband mit einer Geschwindigkeit durch den Ofen transportiert, die sicherstellt, dass sie lange genug im Ofen bleibt. Nachdem die Feder aus dem Ofen herausgetreten ist, wird sie zum Abkühlen in einen Auffangschrank transportiert.

Warmtebehandeling

3. Schleifen

Das Schleifen kann bei Druckfedern angewendet werden, wenn die Konstruktion dies erfordert. Während des Schleifens werden die Enden der Feder abgeflacht, so dass die Feder stabil steht, wenn sie senkrecht steht.

Das Schleifen von Federn erfolgt mit einer federbetriebenen Schleifmaschine. Diese Schleifmaschine hat zwei horizontale Schleifscheiben, die so weit voneinander entfernt sind, dass die Länge der Feder zwischen die Scheiben gelangen kann. Ein separates Bauteil, die so genannte Muffe, hält die Feder und bewegt sie langsam zwischen den beiden Schleifscheiben.

Während sich die Platte bewegt, kommen die Enden der Feder mit den Schleifscheiben in Kontakt und werden so bearbeitet, dass die Endflächen senkrecht zu den Seitenflächen der Feder stehen. Nachdem dieser Vorgang abgeschlossen ist, wird die Feder vom Federhalter in eine Auffangschale freigegeben.

Nabehandeling

4. Beschichtung und Veredelung

Als letzten Schliff werden Federn in der Regel mit einer Art Beschichtung, Beschichtung oder Veredelung versehen. Bei der Veredelung wird die Oberfläche der Feder zusätzlichen Schritten unterzogen, um die Erosion zu bekämpfen, der Feder neue Eigenschaften zu verleihen oder einfach das allgemeine Aussehen der Feder zu verbessern. Einige Beispiele für gängige Veredelungsverfahren sind die folgenden:

  • Shot peening: Shot Peening ist ein Verfahren, das bei kaltverformten Federn angewendet wird. Bei diesem Verfahren werden kugelförmige Kugeln auf den Draht gestrahlt, die eine Druckspannung erzeugen und Schichten von Druckgruben bilden. Dadurch wird die Oberfläche des Materials gehärtet, was es widerstandsfähiger gegen Ermüdung, Korrosion und Rissbildung macht.
  • Pulverbeschichtung: Die Pulverbeschichtung ist eine weitere Option für die Veredelung von Drahtfedern. Pulverbeschichtungen werden in der Regel auf warmgezogene Federn aufgetragen und verhindern das Rosten der Federoberfläche. Die Beschichtungen können auch in verschiedenen Farben erhältlich sein, um die Ästhetik zu verbessern.
  • Nachbehandlung: Nachbehandlungen fügen den Federn eine letzte Funktionsebene hinzu, indem sie neue Funktionen bieten oder einfach die Lebensdauer der Feder für den Endverbraucher erhalten.
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