Tellerfedern

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Dieser Tellerfeder Katalog enthält das Alcomex Tellerfeder Katalog nach DIN 13906. Lagerfedern sind im Tellerfeder Katalog nur in Chrom-Vanadium-Stahl 50CrV4 nach EN 10089 und EN 10132-4 oder in Edelstahl EN 10720-2 (1.4310) enthalten. Den Tellerfeder Katalog können Sie hier herunterladen. Alle Tellerfedern in diesem Katalog sind standardisiert. alle notwendige Technischen Daten wurden bereits für Sie berechnet und sind übersichtlich dargestellt.

Hinweis: Tellerfedern nach Ihren Vorgaben

Wenn Sie eine Feder mit anderen Abmessungen suchen, helfen wir Ihnen gerne weiter. Wir fertigen nach Muster, Zeichnung oder Kundespezifikation. Bitte kontaktieren Sie uns, damit wir Sie unterstützen können.

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Tellerfeder Eigenschaften

Tellerfedern weisen gegenüber anderen Federarten eine Reihe von vorteilhaften Eigenschaften auf, von denen insbesondere folgende zu nennen sind:

  • Es kann bei kleinem Bauraum sehr große Kräfte aufnehmen.
  • Ihre Federkennlinie kann je nach Proportionen linear oder degressiv sein und durch geeignete Anordnung auch progressiv gestaltet werden
  • Durch die nahezu beliebige Kombinationsmöglichkeit einzelner Tellerfedern kann die Kennlinie bzw. die Säulenlänge in weiten Grenzen variiert werden.
  • Lange Lebensdauer unter dynamischer Belastung bei richtiger Federdimensionierung.
  • Es liegt keine unzulässige Entspannung vor, wenn die zulässigen Spannungen nicht überschritten werden.
  • Bei geeigneter Anordnung kann eine hohe Dämpfung erreicht werden.
  • Die Lagerhaltung wird minimiert, da die einzelnen Federgrößen universell kombinierbar sind.
  • Durch die rotationssymmetrische Form ist die Kraftübertragung absolut konzentrisch.

Aufgrund dieser hervorragenden Eigenschaften hat die Tellerfeder in den letzten Jahrzehnten in nahezu alle Bereiche der Technik Einzug gehalten.

Aufgrund der relativ einfachen geometrischen Grundform wird der Fertigungs- und Einsatzaufwand von Tellerfedern oft unterschätzt. Bei der Konstruktion können Fehler gemacht werden, die später unweigerlich zu falschen Konstruktionen oder sogar Fehlern führen. Dann ist es sehr schwierig, bessere Ersatzlösungen zu finden, da man meist mit dem vorhandenen Bauraum umgehen muss. Bei richtiger Gestaltung lassen sich diese Probleme jedoch leicht vermeiden. Die größte Schwierigkeit besteht darin, diese in der Konstruktionsphase zu erkennen, um hier eine optimale Tellerfederlösung auslegen zu können. Da die Tellerfeder nicht das tägliche Brot eines jeden Konstrukteurs ist und viele mit den Regeln der Tellerfederauslegung wenig vertraut sind, fassen wir hier kurz die wichtigsten Aspekte zusammen, die bei der Auslegung von Tellerfedern zu beachten sind.

Federkraft

Die Berechnung der Federkraft einer Tellerfeder basiert auf einem Modell von Almen und László. Ihre Genauigkeit im nutzbaren Bereich der Kennlinie ist sehr gut. In der Praxis tritt jedoch zu Beginn der Kompression eine Art Übergangsvorgang auf, da Tellerfedern nie vollständig symmetrisch sind. Sie sind zunächst praktisch nivelliert. Ebenso nimmt die Federkraft im letzten Teil der Kennlinie bei Belastung einer Feder zwischen zwei parallelen Flächen sogar noch mehr zu, da sich der Hebelarm aufgrund seiner nie 100% ebenen Flächen verändert.

statische Belastung:

Wie bei allen anderen Federn ist auch bei der Konstruktion einer neuen Tellerfeder darauf zu achten, dass ein gewisses Spannungsniveau bei statischer Belastung nicht überschritten wird. Der maximal zulässige Grenzwert wird durch die äquivalente Spannung σ (om) angegeben. Sein Wert darf den Wert der Zugfestigkeit Rm des Materials nicht überschreiten, um plastische Verformungen, z. B. Federverstellung, zu vermeiden.

Dynamische Belastung

Die meisten Tellerfedern halten nur begrenzten dynamischen Belastungen stand. Dabei sind sowohl der Lastbereich als auch die Laststufe wichtig. Die zu erwartende Lebensdauer einer Tellerfeder unter einer gegebenen Belastungssituation kann aus Diagrammen abgeschätzt werden. Darüber hinaus ist es erforderlich, Tellerfedern auf mindestens 15 % bis 20 % ihres möglichen Federweges vorzuspannen, um Zug-/Druckwechselspannungen in der Feder beim Einfedern zu vermeiden.

Schichtung

Tellerfedern können gegenläufig geschichtet werden (Reihenschaltung), dann werden ihre Federwege addiert oder sie können parallel geschichtet werden (Parallelschaltung), dann werden ihre Federkräfte addiert. Letzteres führt zu erhöhter Reibung und einem erhöhten Hysterese Effekt. Aufgrund dieses Effekts ist die tatsächliche Federkraft bei Belastung höher und bei Entlastung geringer als die berechnete Federkraft. Der Hysterese Effekt kann durch geeignete Schmierung (Molybdändisulfid enthaltendes Fett) reduziert werden. Die Schichtungsmöglichkeiten können beliebig kombiniert werden, indem mehrere parallele Schichten innerhalb einer Federsäule verwendet werden, um eine progressive Federkennlinie zu erzeugen. Zu beachten ist, dass die schwächeren Anordnungen in einer kombinierten Federsäule im Allgemeinen abgeflacht sind, was bei dynamischer Belastung nicht zulässig ist. Gegebenenfalls sind geeignete Hubbegrenzungen vorzusehen.

Führung

Die Oberflächen von Führungsteilen müssen immer härter sein als die Tellerfedern, wobei eine Oberflächenhärte von mindestens 55 HRC empfohlen wird. Andernfalls können die Führungsflächen beschädigt werden, was zu einer ungleichmäßigen Durchbiegung führt. Dies führt zu einer veränderten Federkennlinie und kann zu Ermüdungsbrüchen führen. Auch ein falsches Führungsspiel kann die Kompressionsdynamik negativ beeinflussen.

Federsäulenlänge

 Reibung und andere Einflüsse führen dazu, dass sich eine Federsäule beim Ausfedern nie gleichmäßig verhält, sondern auf der Krafteinleitungsseite stärker ausfedert. Dieser Effekt ist bei einer „normalen“ Federsäule im Allgemeinen vernachlässigbar, ist aber bei langen Federsäulen besonders wichtig. Daher sollte die unbelastete Länge einer Federsäule das Dreifache ihres Außendurchmessers nicht überschreiten. Ist sie dennoch deutlich länger, kann eine Stabilisierung durch Unterteilung der Kolonne durch Leitringe erreicht werden, deren Dicke als Faustregel mindestens das Eineinhalbfache des Leitdurchmessers betragen sollte.

Materialien

Das beste Material für die Tellerfeder hinsichtlich ihrer reinen Funktion als Feder ist der Standardwerkstoff. Es wird in der Regel verwendet, solange keine besonderen Umstände den Designer zwingen, auf spezielle Materialien umzusteigen. Sonderwerkstoffe haben in der Regel eine geringere Festigkeit und meist einen anderen E-Modul als Standardwerkstoffe. Daher lässt sich mit Tellerfedern aus diesen Werkstoffen oft nicht die gleiche Bauhöhe wie mit Standardfedern erreichen, was im Klartext bedeutet, dass die Federkraft meist etwas geringer ist. 

 

Tellerfeder Normen

  • DIN 2092 Tellerfedern, Berechnung und
  • DIN 2093 Tellerfedern, Abmessungen, Qualitätsanforderungen.

Das in der DIN 2092 genormte Berechnungsverfahren geht auf eine Arbeit von J. O. Almen und A. László zurück und hat sich in der Praxis seit vielen Jahren bewährt. Es wurde in den letzten Jahren modifiziert, um auch Tellerfedern mit Kontaktflächen aufzunehmen. DIN 2093 enthält dreidimensionale Reihen für Tellerfedern, die sich in den Verhältnissen Außendurchmesser/Dicke und lichte Höhe/Dicke unterscheiden. Darüber hinaus enthält die Norm umfangreiche Qualitätsanforderungen an Konstruktion, Grenzmaße, Material, zulässige Einspannung, zulässige Verlagerung, Führungsspiel und Prüfung von Tellerfedern.

 

Tellerfedern Berechnung DIN 2092

Sie möchten herausfinden, welche Tellerfeder Sie in Ihrer Anwendung benötigen? unsere Techniker helfen Ihnen gerne bei der Tellerfedern Berechnung. Wir empfehlen Ihnen, unser technisches Wissen und unsere Erfahrung zu nutzen, wenn Sie Tellerfedern berechnen möchten.

Die Tellerfedern Berechnung erfolgt nach DIN 2092. Seit 2017 ist die Tellerfeder Berechnung Standard DIN EN 16984.

Tellerfedern werden bestimmt durch die folgenden drei Verhältnisse.

  • Außendurchmesser (De) / Innendurchmesser (Di)
  • H0/t = lichte Höhe l0-t / Tellerdicke t
  • De/t = Außendurchmesser De / Tellerdicke t

Wenn möglich, sollten diese Verhältnisse innerhalb des folgenden Bereichs liegen:

  • δ = 1,75 … 2,5
  • h0 / t = 0,4 … 1,3
  • Die / t = 16 … 40

Für kleinere Werte δ gelten auch kleinere Werte für h0/t und De/t und umgekehrt. Für sehr dünne Tellerfedern (De /t > 50) ergibt die Gleichung für die Kräfte zu hoher Werter. Mit sehr schmalen Tellerfedern mit ein Durchmesserverhältnis Die / Tu <1,75, muss bei der Berechnung die Hebelarm Verkürzung berücksichtigt werden. Das entsteht durch die Rechteckform des Querschnitts und die Kantenrundung. Manchmal entstehen zu niedrige Kräfte, wir empfehlen uns in solchen Fällen zu kontaktieren.

Fragen zur Tellerfeder Berechnungen? Kontaktieren Sie uns für technische Unterstützung!

 

Tellerfedern Produktionsgruppe

Aufgrund der Vielzahl an Größen, mit denen Tellerfedern hergestellt werden können, sind zudem mehrere Fertigungsprozesse erforderlich. innerhalb dieser Prozesse reicht der Prozess vom einfachen Stanzen bis zum Stanzen mit zusätzlichen Arbeitsgängen oder durch Drehen oder Schleifen von Rohlingen und gewalzten Ringen in die Endform. Nach DIN 2093 wird zwischen 3 Produktionsgruppen unterschieden:

  • Gruppe 1: Blechdicke t kleiner als 1,25 mm
  • Gruppe 2: Blechdicke t = 1,25 bis 6 mm
  • Gruppe 3: Blechdicke t mehr als 6 bis 14 mm

Für diese Produktionsgruppen sind folgende Verarbeitungsverfahren vorgeschrieben:

Gruppe 1:
  • gestanzt,
  • Kaltgeformt,
  • Abgerundete Kanten
Gruppe 2:
  • gestanzt,
  • Kaltgeformt,
  • De und Di gedreht,
  • Abgerundete Ecken
Gruppe 3:
  • kalt oder warm umgeformt,
  • allseitig gedreht,
  • Abgerundete Ecken, mit Kontaktflächen und reduzierter Plattenstärke

Alle Tellerfedern nach DIN 2093 und Werksnorm werden nach dieser Verarbeitungsanleitung gefertigt. Auch Sondergrößen werden der jeweiligen Gruppe zugeordnet, sofern Fertigungsmöglichkeiten vorhanden sind oder kein anderes Fertigungsverfahren vereinbart wurde.

 

Welche Toleranzen gelten für Tellerfedern?

Toleranzen für D und d

D /d

D

d

Konzentrisch Toleranz mm

Über 3, bis 6

 -0,12 +0.00

+0.00 +0.12

0.15

Über 6, bis 10

-0.15 +0.00

+0.00 +0.15

0.18

Über 10, bis 18

-0.18 +0.00

+0.00 +0.18

0.22

Über 18, bis 30

-0.21 +0.00

+0.00 +0.21

0.26

Über 30, bis 50

-0.25 +0.00

+0.00 +0.25

0.32

Über 50, bis 80

-0.30 +0.00

+0.00 +0.30

0.60

Über 80, bis 120

-0.35 +0.00

+0.00 +0.35

0.70

Über 120, bis 180

-0.40 +0.00

+0.00 +0.40

0.80

Über 180, bis 250

-0.46 +0.00

+0.00 +0.46

0.92

Über 250, bis 315

-0.52 +0.00

+0.00 +0.52

1.04

Über 315, bis 400

-0.57 +0.00

+0.00 +0.57

1.14

Über 400, bis 500

-0.63 +0.00

+0.00 +0.63

1.26

Über 500, bis 600

-0.68 +0.00

+0.00 +0.68

1.36

 

Toleranzen für Ho

Gruppe

t

Toleranz

1

t ˂1.25

+0.10, – 0.05

2

1.25˂t≤2.0

+0.15, – 0.08

 

2.0˂t≤3.0

+0.20, – 0.10

 

3.0˂t≤6.0

+0.30, – 0.15

3

6.0˂t≤15.0

+0.30, – 0.30

 

15.0˂t≤25.0

+0.50, – 0.50

 

25.0˂t≤40.0

+1.00, – 1.00

 

Toleranzen für Dicke

Gruppe

t

Toleranz

1

0.2≤t≤0.6

+0.02, -0.06

 

0.6˂t˂1.25

+0.03, -0.09

2

1.25˂t≤3.8

+0.04, -0.12

 

3.8˂t≤6.0

+0.05, -0.15

3

6.0˂t≤15.0

+0.10, -0.10

 

15.0˂t≤25.0

+0.12, -0.12

 

25.0˂t≤40.0

+0.15, -0.15

 

Toleranzen für Ft

Gruppe

t

Toleranz Ft (H t= Ho-0,75ho)

1

0.2≤t˂1.25

+25%, -7,5%

2

1.25≤t≤3.0

+15%, -7,5%

 

3.0˂t≤6.0

+10%, -5%

3

6.0˂t≤15.0

+5%, -5%

Materialien

Wichtig zu wissen! Unsere Standard-Tellerfedern werden mit Chrom-Vanadium hergestellt. Wir verwenden diese Art von Material standardmäßig, da dies die Lebensdauer und Qualität der Feder erhöht. Alcomex kann Ihnen auch andere Materialien liefern, bitte kontaktieren Sie uns. Sehen Sie sich die folgende Übersicht an, um alle möglichen Materialien anzuzeigen.

Geeignet für:

Material

 

Max. Dicke in mm

Einsatzgebiet

Standard Material

·        51CrV4

·        1.8159

·        25

Anlagenbau, Werkzeugmaschinen, Automotive

Korrosions- beständig

·        X10CrNi18-8

·        X5CrNi18-10

·        X5CrNiMo17-12-2

·        X7CrNiAl17-7

·        1.4310

·        1.4301

·        1.4401

·        1.4568

·        3

·        3

·        3

·        25

Lebensmittelverarbeitung, chemische Industrie, Instrumentenindustrie, Metallurgie, Windkraft, Anlagenbau

hohe Temperatur

·        NiCr19NbMo

·        NiCr15Fe7TiAl

·        NiCr20Co18Ti

·        2.4668

·        2.4469

·        2.4969

·        25

·        25

·        25

Elektronik, Kryotechnik

Worauf sollten Sie bei der Auswahl einer Tellerfeder achten?

Eine falsche Auswahl kann schnell zu hohen Folgekosten wie Imageverlust für das eigene Produkt oder Wiederbeschaffungskosten führen. Im Vergleich dazu ist die Investition in eine höherwertige Tellerfeder geringer. Gerne geben wir Ihnen einen kurzen Überblick über die wichtigsten Auswahlkriterien. Erfüllt der Produktionsprozess die Qualitätsanforderungen? Es muss sichergestellt sein, dass eine den Anforderungen entsprechende Qualität verwendet wird.

  • Ist die Tellerfeder eingestellt? Einige Anbieter im Niedrigpreissegment versuchen sich diesen Schritt zu sparen. Dadurch sinkt die Tellerfeder nach der ersten Belastung.
  • Ist die Tellerfeder statisch oder dynamisch belastet?
  • Für welche Lastwechselzahl soll die Tellerfeder ausgelegt sein (Dauerfestigkeit, Dauerfestigkeit)?
  • Wurde ein geeignetes Material ausgewählt? Bei hohen Temperaturen oder einer korrosiven Umgebung ist es wichtig, ein hochwertiges Material zu wählen.
  • Wurde eine geeignete Oberfläche für den Korrosionsschutz ausgewählt?

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