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Federwindung

Der Herstellungsprozess von Federn

Technische Federn gibt es praktisch überall. 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. Der Durchschnittsbürger weiß zwar, was eine Feder ist und wie sie aussieht, aber die meisten wissen nicht, wie Federn hergestellt werden oder woraus sie bestehen. Hier besprechen wir den Prozess der Herstellung von Federn, wie sich dieser Prozess unterscheidet und woraus Federn bestehen.

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.

1. Federaufzug

Zunächst wird der Federdraht in eine mechanische Federmaschine eingeführt. Diese halbautomatische Maschine zieht den Faden 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 ausführlicher beschrieben:

  • Wickeln : mit einer Federwindemaschine oder einer computergesteuerten (CNC) Federwindemaschine. Der Techniker, der die Maschine bedient, stellt sie auf den spezifischen Typ der herzustellenden Spule ein und führt den Draht in einen Satz von Rollen ein, der den Federdraht zu einer Reihe von Führungen zieht. Schließlich führen die Führungen den Draht zu einem Wickelpunkt oder einer Reihe von Wickelpunkten, die den Draht zu einer Feder aufrollen. Diese Art von Mechanismus bildet Druck-, Zug- und Torsionsfedern.
  • Umformen: Dies geschieht mit einem Drahtformer oder CNC-Drahtformer. Bei dieser Art von Maschine befinden sich sechs bis acht Werkzeugschlitten an der Vorderseite, so dass sie neben der Federwindung auch verschiedene Arten von Biegungen und Formen ausführen kann. Infolgedessen kann dieser Prozess eine Reihe von Federformen erzeugen. 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 kann verschiedene Biegungen und Formen ausführen. Die Drahtbiegemaschine wird normalerweise zur Herstellung von Drahtformen verwendet.

2. WÄRMEBEHANDLUNG

Durchlaufofen

Sobald wir eine Feder geformt haben, muss sie normalerweise einer Wärmebehandlung unterzogen werden. Dies bewirkt, dass die Feder zurückfedert, wenn sie unter Spannung steht.

Bei der Wärmebehandlung setzen wir die Feder für eine bestimmte Zeit einer bestimmten Temperatur aus. Die Temperatur- und Zeiteinstellung variiert je nach Art und Menge des verwendeten Drahtes. Nach Abschluss dieses Prozesses kann die Feder weitere Wärmebehandlungsschritte durchlaufen, 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 in einem Durchlaufofen 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 vom Förderband mit einer Geschwindigkeit durch den Ofen transportiert, die sicherstellt, dass sie lange genug im Ofen bleibt. Nachdem die Feder aus dem Ofen gekommen ist, wird sie zum Abkühlen in einen Auffangschrank transportiert.

3. Schleifen

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

Das Schleifen der Federn erfolgt mit einer Federschleifmaschine. Dieser Schleifer hat zwei horizontale Schleifscheiben, die so weit voneinander entfernt sind, dass die Länge der Feder zwischen die Scheiben passt. Ein separates Bauteil, die sogenannte Sockelhülse, hält die Feder und bewegt sie langsam zwischen den beiden Schleifscheiben.

Wenn 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.

4. Beschichtung und Veredelung

Zur Veredelung werden die Federn in der Regel mit einer Art Beschichtung, Beschichtung oder Veredelungsprozess 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 eine Veredelung, die bei kaltverformten Federn angewendet wird. Bei diesem Verfahren werden kugelförmige Kugeln auf den Draht geschossen, was zu Druckspannungen führt und Schichten von Druckgruben bildet. 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 Oberflächenbehandlung von Drahtfedern. Pulverbeschichtungen werden in der Regel auf warmgezogene Federn aufgetragen und helfen, Rost auf der Federoberfläche zu verhindern. Für die Ästhetik können die Beschichtungen auch in verschiedenen Farben erhältlich sein.
  • Nachbehandlung: Nachbehandlungen fügen den Federn eine letzte Funktionsebene hinzu, bieten neue Eigenschaften oder erhalten einfach die Lebensdauer der Feder für den Endverbraucher.

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