Wellenfedern Federn auf dem Mars

Redakteur: Jan Vollmuth

Wellenfedern gelten als verlässliche und robuste Konstruktionselemente für den Fahrzeugbau. Dank dieser Eigenschaften werden sie sogar in Marssonden eingesetzt.

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Ansicht der Phoenix-Marssonde von unten. Links im blauen Kreis ist die Wellenfeder zu sehen.
Ansicht der Phoenix-Marssonde von unten. Links im blauen Kreis ist die Wellenfeder zu sehen.
(Bild: NASA)

Wellenfedern sind nicht nur verlässlich und robust, sie benötigen auch weniger Platz als Runddrahtfedern: Bei gleichen Kraft- und Lastspezifikationen können sie bis zu 50% des axialen Bauraumes einsparen. Als Ergebnis ermöglichen Flachdrahtfedern beim Ersatz einer Runddrahtfeder niedrigste Arbeitshöhen und geringste Blockhöhen – die gesamte Anwendung kann kleiner und leichter gebaut werden. Wellenfedern funktionieren zudem noch bei Temperaturen über 340 °C.

Dank dieser besonderen Eigenschaften kamen Crest-to-Crest (CTC) Wellenfedern unter anderem beim „Phoenix Mars Lander“-Projekt der amerikanischen Raumfahrtbehörde NASA zum Einsatz. Ziel der Mission war die Suche nach Wasser auf dem Mars.

Die beim Start 670 kg wiegende Phoenix bestand aus einer Cruise Stage und dem eigentlichen Lander, der in einer Schutzhülle steckte. Die Cruise Stage wurde fünf Minuten vor dem Eintritt in die Marsatmosphäre abgetrennt, der Lander ging wenige Minuten später auf der Marsoberfläche nieder. Die Energieversorgung der Sonde erfolgte durch Solarpanels.

Wellenfedern werden aus einem einzigen kontinuierlichen Draht ausgewalzt. Die sinusförmigen Wellenberge der CTC-Wellenfeder halten ohne weitere Ausrichtung ihre Position auch unter Belastung bei. Die Federrate vermindert sich proportional zu der Anzahl der Windungen. Dies ermöglicht ein leichtes und leistungsstarkes Produkt.

CTC-Wellenfedern kommen nicht in extremen Anwendungen wie Marssonden zum Einsatz, sondern beispielsweise auch in der allgemeinen Luftfahrt. Zulieferer von Airbus, Boeing, und vielen anderen Flugzeugherstellern setzen die Bauteile unter anderem in LED-Leucht-Komponenten, Klimaanlagen und Dichtungen in Brennstoffleitungen ein. Die Einsatzmöglichkeiten begrenzen sich jedoch nicht nur auf die Luftfahrtindustrie, sondern auf den Fahrzeugbau generell.

Das Unternehmen TFC ist bestrebt seinen Kunden technische Lösungen anzubieten, die die Integration von qualitativ hochwertigen Federn, Sicherungsringen und anderen Befestigungslösungen in ihren Produkten zu ermöglichen. Als technisch versierter Händler bietet TFC nicht nur Federn, Sicherungsringe und andere Befestigungslösungen präziser Qualität an, sondern auch maßgeschneiderte Lösungen für einzigartige Sonderformen. Das Unternehmen versteht, dass Anwender oft Sicherungsringe oder Federn benötigen, die den spezifischen Anforderungen voll und ganz entsprechen, aber man muss sich gleichzeitig bewusst machen, dass zusätzliche Kosten niemals Hauptbestandteil des Gesamtbildes sein sollten. Das „No Tooling Cost“ Verfahren für die Herstellung von Wellenfedern und Sicherungsringen gibt TFC die Flexibilität, jedes Volumen von Produkten in verschiedenen Durchmessern, Dicken, Materialien und Oberflächen schnell und wirtschaftlich herzustellen.

Die Einführung von metrischen Wellenfedern für Bohrungen ab Größe 6 mm ist auch auf die Transport- (Automobil-) Technologie gerichtet. Die Transport- und Fahrzeugtechnik muss mit dem Pioniergeist der menschlichen Rasse bei der Suche nach neuen Territorien verglichen werden oder wie Captain James T. Kirk des Raumschiffs Enterprise einst sagte, "um dorthin zu gehen, wo noch kein Mensch zuvor gewesen ist."

Dies ist es, was die Entwicklung in allen Bereichen des Lebens sowie in der Fahrzeugbau-Technologie vorantreibt. Die grundlegenden Bausteine können oft die gleichen bleiben, denn es ist ihre konsequente Weiterentwicklung die es ermöglicht, die bemerkenswerten Fortschritte der modernen Fahrzeuge zu erreichen.

Federn waren schon immer wichtig in der Industrie und TFC ist stolz auf seine technischen Kenntnisse, seinen Vertrieb und sein Logistik Know-how. Durch kontinuierliche Weiterentwicklung und die Fähigkeit der Feder sich anzupassen, spielt dieses an sich unscheinbare Konstruktionselement für viele weitere Jahre eine wichtige Funktion. (jv)

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