Was ist eine gewellte Federscheibe? Funktion, Typen und Einsatzbereiche

Bei Lesjöfors entwickeln und fertigen wir Standard- und kundenspezifische gewellte Federscheiben für Branchen von der Medizintechnik bis zur Luft- und Raumfahrt. Damit lösen wir Herausforderungen bei Last, Bauraum und Toleranzen, die sich mit Standardteilen nicht immer bewältigen lassen.

In diesem Beitrag erklären wir, was gewellte Federscheiben sind, wie sie funktionieren, wofür sie eingesetzt werden und wie Sie die richtige Ausführung für Ihre Anwendung auswählen.

Was ist eine gewellte Federscheibe? 

Eine gewellte Federscheibe ist eine Federscheibe mit einem wellenförmigen Profil. Wird sie zwischen zwei Flächen zusammengedrückt, flachen die Wellen ab und erzeugen eine Axialkraft. So hält sie Bauteile auf kleinem Raum unter einer gleichmäßigen Last.

Sie werden auch als Federscheiben mit Wellenprofil bezeichnet und bieten eine kontrollierte Federwirkung bei einem Bruchteil der Bauhöhe, die eine Schraubenfeder benötigen würde.

Wie funktionieren gewellte Federscheiben? 

Gewellte Federscheiben nutzen ihre Geometrie zur Erzeugung der Federwirkung. Im unbelasteten Zustand liegen die Wellenberge an einer Fläche und die Wellentäler an der gegenüberliegenden Fläche an. Wird die Baugruppe belastet, biegt sich das Material zwischen den Kontaktpunkten, speichert Energie und wirkt mit einer kontrollierten Kraft entlang der Achse der Baugruppe entgegen. Da sich diese Kraft auf mehrere gleichmäßig verteilte Kontaktpunkte verteilt, wird die Last rund um das Bauteil gleichmäßig eingeleitet und nicht an einer Stelle konzentriert.

Axiallast und Federweg 

Mit zunehmender Kompression steigt die Axiallast der Federscheibe auf weitgehend vorhersehbare Weise. Dadurch können Ingenieure festlegen, welche Kraft sie bei einer bestimmten Einbauhöhe erzeugen soll. Diese Last wird von mehreren wichtigen Konstruktionsparametern beeinflusst. Die Werkstoffdicke hat den größten Einfluss auf die Steifigkeit, während mehr Wellen bei kürzerem Federweg eine höhere Last erzeugen. Die Wellenhöhe bestimmt den verfügbaren Federweg, und der Durchmesser beeinflusst Passung und Lastverteilung.

Auch die Arbeitshöhe ist entscheidend. Diese Art von Federscheibe sollte innerhalb ihres vorgesehenen Federwegs arbeiten und nicht vollständig flach zusammengedrückt werden. Andernfalls geht die Federwirkung verloren und es kann im Laufe der Zeit zu bleibender Verformung oder Ermüdung kommen.

Gewellte Federscheiben im Vergleich zu anderen Federelementen 

Gewellte Federscheiben werden häufig zusammen mit anderen Federelementen betrachtet. Jede Bauart eignet sich für unterschiedliche Anforderungen an Last, Federweg und Bauraum. Wer die Unterschiede kennt, kann die passende Lösung gezielter auswählen.

Gewellte Federscheibe vs. Unterlegscheibe 

Eine flache Unterlegscheibe verteilt die Last lediglich über eine Fläche. Eine gewellte Federscheibe erzeugt dagegen aktiv eine Gegenkraft. Dadurch eignet sie sich für Baugruppen, die eine geringe, kontrollierte Vorspannung benötigen, aber keinen Platz für eine Schraubenfeder bieten.

Gewellte Federscheibe vs. Wellenfeder 

Diese Art von Federscheibe darf nicht mit einer Wellenfeder verwechselt werden. Eine gewellte Federscheibe besteht aus einer einzelnen Windung aus gewelltem Material, während eine Wellenfeder eine mehrwindige Flachdrahtfeder ist. Wellenfedern bieten bei gleichem radialem Bauraum einen größeren Federweg und Hub, benötigen jedoch mehr axiale Bauhöhe.

Gewellte Federscheibe vs. Belleville-Federscheibe (Tellerfeder) 

Belleville-Federscheiben, auch Tellerfedern genannt, nutzen eine konische Form, um hohe Kräfte bei kurzem Federweg zu erzeugen. Sie eignen sich für Anwendungen mit höheren Lasten, beispielsweise Ventilantriebe und Fahrzeugkupplungen. Gewellte Federscheiben eignen sich besser für geringere Lasten, bei denen ein längerer Federweg benötigt wird. Erfahren Sie mehr darüber, was Tellerfedern sind und wie sie funktionieren.

Arten gewellter Federscheiben 

Bei Lesjöfors entwickeln wir gewellte Federscheiben in verschiedenen Ausführungen, um unterschiedliche Anforderungen an Last, Bauraum und Präzision zu erfüllen.

Standardausführungen gewellter Federscheiben 

Diese einwindigen gewellten Federscheiben werden aus Flachdraht gewickelt und besitzen eine offene Stoßstelle. Sie bieten eine kompakte Federwirkung, nehmen Axiallast auf und reduzieren Klappergeräusche bei begrenztem Bauraum. Für allgemeine Baugruppen sind sie die häufigste Wahl.

Gestanzte gewellte Federscheiben 

Gestanzte Ausführungen sind geschlossene Ringe aus Blech. Ihre durchgehende Form sorgt für eine gleichmäßige Passung und eine hohe Wiederholgenauigkeit von Bauteil zu Bauteil. Dadurch eignen sie sich für hochpräzise Baugruppen.

Gallock-Keilsicherungsscheiben 

Obwohl Gallock-Keilsicherungsscheiben streng genommen keine gewellten Federscheiben sind, werden sie häufig gemeinsam mit ihnen für Baugruppen spezifiziert, die Schwingungen ausgesetzt sind. Jedes Set besteht aus zwei identischen, miteinander vorgeklebten Scheiben mit Keilflächen auf einer Seite und radialer Riffelung auf der anderen. Da der Keilwinkel größer ist als der Steigungswinkel des Gewindes, erhöht jede Drehbewegung in Löserichtung die Klemmkraft. So wird die Schraubverbindung durch die Keilgeometrie und nicht allein durch Reibung gesichert.

Wofür werden gewellte Federscheiben eingesetzt? 

Gewellte Federscheiben erzeugen in kompakten Baugruppen eine geringe, kontrollierte Vorspannung. Sie reduzieren Schwingungen und Geräusche, gleichen Axialspiel aus und kompensieren Toleranzen sowie Wärmeausdehnung.

Schwingungsdämpfung und Geräuschreduzierung 

Schon geringes Axialspiel kann in bewegten Baugruppen zu Klappergeräuschen und vorzeitigem Verschleiß führen. Indem gewellte Federscheiben Bauteile unter einer konstant geringen Last halten, beseitigen sie dieses Spiel und reduzieren Schwingungen. Eine typische Anwendung ist das Vorspannen von Lagern. Die Federscheibe hält das Kugellager in Position und verringert so Geräusche in Elektromotoren und anderen rotierenden Baugruppen.

Ausgleich von Toleranzen und Wärmeausdehnung 

Gefertigte Bauteile sind nicht immer vollkommen identisch, und kleine Maßabweichungen können sich innerhalb einer Baugruppe summieren. Gewellte Federscheiben gleichen diese Toleranzen aus und halten die Bauteile unter gleichmäßiger Last in Position. Dieselbe Federwirkung hilft bei Anwendungen, in denen sich Werkstoffe durch Temperaturschwankungen ausdehnen und zusammenziehen. Ein starrer Abstandhalter würde den Kontakt verlieren oder die Verbindung überlasten.

Branchenanwendungen 

Diese Federscheiben kommen überall dort zum Einsatz, wo bei begrenztem Bauraum eine zuverlässige Vorspannung erforderlich ist. In der Automobilindustrie gehören Motoren, Getriebe und Bremssysteme zu den typischen Anwendungen. In der Elektronik sorgen sie für einen stabilen Kontaktdruck in Schaltern und Satellitensystemen. Sie werden außerdem in medizintechnischen Geräten und Industriemaschinen eingesetzt.

So wählen Sie die richtige gewellte Federscheibe

Erforderliche Last 

Die Auswahl der richtigen gewellten Federscheibe beginnt mit dem verfügbaren Bauraum und der benötigten Last. Bestimmen Sie die Abmessungen von Welle und Bohrung, in die die Federscheibe passen muss, und legen Sie anschließend die erforderliche Kraft bei der vorgesehenen Einbauhöhe fest. Federscheiben von Lesjöfors sind mit Außendurchmessern von 9 mm bis 250 mm erhältlich.

Offen gewickelt vs. geschlossen gestanzt 

Als Nächstes wählen Sie die Bauart. Offen gewickelte Federscheiben eignen sich für allgemeine Anwendungen, bei denen Geräusche reduziert und Toleranzabweichungen ausgeglichen werden sollen. Geschlossene gestanzte Ringe bieten eine gleichmäßigere Passung und eine konstante Leistung von Bauteil zu Bauteil. Deshalb eignen sie sich besonders für hochpräzise Baugruppen.

Werkstoffauswahl für gewellte Federscheiben 

Der Werkstoff ist der dritte wichtige Faktor. Edelstahl eignet sich besonders für korrosive Umgebungen oder hohe Luftfeuchtigkeit, während Kohlenstoffstähle und legierte Stähle eine höhere Belastbarkeit bieten. Oberflächenbehandlungen können den Korrosionsschutz oder das Verschleißverhalten verbessern.

Wenn Sie mit Lesjöfors zusammenarbeiten, unterstützen unsere Ingenieure Sie dabei, die Anforderungen Ihrer Anwendung zu bewerten. Sie empfehlen das passende Teil aus unserem breiten Lagerprogramm oder konstruieren eine kundenspezifische Federscheibe exakt nach Ihren Spezifikationen.

Gewellte Federscheiben von Lesjöfors 

Gewellte Federscheiben mögen kleine Bauteile sein, doch ihre richtige Auslegung erfordert ein Verständnis von Last, Geometrie und Werkstoffverhalten über die gesamte Lebensdauer eines Produkts. Mit einem der umfangreichsten verfügbaren Lagerprogramme, modernsten Stanz- und Windeanlagen sowie Ingenieuren, die gezielt für Ihre Anwendung konstruieren, ist Lesjöfors weltweit ein zuverlässiger Hersteller und Lieferant gewellter Federscheiben.

Entdecken Sie unser Sortiment an gewellten Federscheiben oder kontaktieren Sie unsere Ingenieure, um eine kundenspezifische Konstruktion zu starten.