Wellenfedern Mini-Wellenfedern für den knappen Bauraum

Redakteur: Jan Vollmuth

Wird der Bauraum knapp, können Smalley-Wellenfedern helfen. Sie benötigen bei gleichem Federweg und gleicher Belastbarkeit erheblich weniger axialen und radialen Bauraum als konventionelle Runddrahtfedern.

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TFC kann seinen Kunden hochwertige Smalley-Wellenfedern mit Durchmessern von nur 4,0 mm anbieten.
TFC kann seinen Kunden hochwertige Smalley-Wellenfedern mit Durchmessern von nur 4,0 mm anbieten.
(Bild: TFC/Smalley)

Ob Messgeräte, Uhren, Getriebe, Roboter oder Dosiersysteme: In vielen industriellen Anwendungen verlaufen die Grenzen zwischen Feinmechanik, Elektromechanik und Mechatronik fließend. Entwicklungsingenieure und Konstrukteure dieser Branchen verbindet häufig eine Herausforderung: Wie lässt sich unter der Vorgabe der Baugruppen-Miniaturisierung der meist knappe Bauraum optimal nutzen – oder sogar weiter reduzieren – und wie können konstruktiv bedingte Kollisionskonflikte vermieden werden?

Bis zu 50 Prozent weniger axialer Bauraum

Der Weg zur Lösung führt auch über die Auswahl der Bauteile. Geht es um die Realisierung von Federwegen, Vorspannungen oder Rückstellungen, liegen die Smalley-Wellenfedern von Zulieferer TFC häufig vorn. Da diese Wellenfedern aus gewalztem Flachdraht bis zu 50 Prozent weniger axialen Bauraum sowie einen etwas geringeren radialen Bauraum als konventionelle Runddrahtfedern benötigen – bei gleichem Federweg und gleicher Belastbarkeit –, überzeugen sie bei der Umsetzung kinematischer Funktionen in feinwerktechnischen, elektromechanischen und mechatronischen Baugruppen als ideale C-Teile-Lösung.

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In großen und kleinen Serien gefertigt werden diese Wellenfedern in einem Spezialverfahren namens No-Tooling-Cost, das auch unter der Bezeichnung Circulair-Grain bekannt ist und bereits vor längerem vom US-amerikanischen Hersteller Smalley entwickelt wurde. Es handelt sich dabei um eine Variante der Kantenwindungstechnik, mit der inzwischen sogar hochwertige Wellenfedern mit Durchmessern von lediglich 4,0 mm gefertigt werden. In diesem Verfahren entstehen sowohl ein- als auch mehrlagige Wellenfedern, die das Zuliefererunternehmen TFC seinen Kunden in zahlreichen Werkstoffen zur Verfügung stellt. Die Materialauswahl reicht von Federstahl und nichtrostenden Edelstählen über zahlreiche Superlegierungen bis hin zu Kupferlegierungen, Phosphorbronze und Titan.

Durchmesser von 5,0 mm bis 400 mm

Aktuell umfasst das Standardsortiment von TFC Wellenfedern mit Durchmessern von 5,0 mm bis 400 mm. Große Verbreitung finden dabei vor allem Crest-to-Crest-Wellenfedern mit durchgängig gewickelten Mehrfachwindungen. Sie liegen in zwei Varianten mit auslaufenden Enden oder 360°-geschlossen parallel verlegten Enden vor. Mit diesen Federn lassen sich die größten Einsparungen hinsichtlich Bauraum erzielen.

Daneben gibt es Wellenfedern in einlagiger Ausführung mit Spalt oder überlappenden Enden sowie die Wellenfedern vom Typ Nested, deren mehrfache Windungen durchgehend plan aufeinander aufliegen. Die Federrate einer dieser Wellenfeder steigt proportional zur Anzahl der Windungen, so dass sich damit sehr hohe Vorspannkräfte realisieren lassen.

Sondervarianten der Wellenfedern erhältlich

Vervollständigt wird das Wellenfeder-Sortiment von TFC durch zwei Sondervarianten: Die Ausführung Wavo aus Runddraht mit Spalt und die stabförmige Linear-Wellenfeder, deren Federband je nach Einbaulage definierte Kräfte in axialer oder radialer Richtung aufnehmen kann.

Dank des No-Tooling-Cost-Verfahrens von Smalley, mit dem sich alle Flachdraht-Wellenfedern sehr wirtschaftlich herstellen lassen, kann TFC seinen Kunden selbst geringe Stückzahlen sehr günstig anbieten. Da feinwerktechnische, elektromechanische und mechatronische Baugruppen meist in Kleinserien benötigt werden, kann dies im Einzelfall ein wichtiges Entscheidungskriterium für diese Wellenfedern sein. Basierend auf der Fertigungsflexibilität von Smalley besteht zudem die Möglichkeit, kundenspezifische Sonderlösungen und Prototypen ohne zusätzliche Spezialwerkzeuge oder aufwändige Modifizierungen schnell und unkompliziert umzusetzen.

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