Hva er en bladfjær? En komplett guide til typer, materialer og bruksområder

Hos Lesjöfors har vi i over 40 år utviklet bladfjærer som gir forutsigbar kraft på liten plass. Kompetansen vår omfatter alt fra konstantkraftfjærer i medisinsk utstyr til bladfjærer for kjøretøyfjæring i nyttekjøretøy. I dette innlegget forklarer vi hva en bladfjær er, hvordan den fungerer, og hvilken type som passer best til ulike bruksområder.

Typer bladfjærer 

Bladfjærer kan deles inn i to kategorier: fjærstrimler som vikles til en spiral, som konstantkraftfjærer og drivfjærer, og fjærstrimler som fungerer som en bjelke, for eksempel bladfjærer for kjøretøyfjæring.

Konstantkraftfjærer 

Konstantkraftfjærer er forspente strimler som er viklet tett rundt seg selv. Kraften er tilnærmet konstant gjennom hele uttrekket, noe som har gitt fjærtypen navnet sitt. Den jevne, pålitelige kraften gjør dem velegnet i motvekt- og inntrekkssystemer, for eksempel i sykehussenger, balanseringsmekanismer for vinduer og kabeltromler.

Drivfjærer 

En drivfjær er en flat strimmel som er viklet rundt en aksel og plassert i et hus. Mens en konstantkraftfjær gir lineær trekkraft, lagrer denne typen bladfjær dreiemoment når den vikles opp og frigjør det jevnt over mange omdreininger. Drivfjærer finnes i konvensjonelle, forspente og tverrkrummede varianter og brukes ofte i sikkerhetsbelteopprullere, ledningsopprullere og timere.

Klokkefjærer

Klokkefjærer er strimler som er viklet til en flat spiral og gir dreiemoment gjennom en begrenset dreievinkel før de går tilbake til utgangsposisjonen. Den kontrollerte og repeterbare bevegelsen gjør dem godt egnet til opptrekks-, balanserings- og returmekanismer innen luft- og romfart, medisin og elektronikk.

Bladfjærer for kjøretøyfjæring 

Bladfjærer for kjøretøyfjæring er buede strimler av fjærstål som bærer last og absorberer støt mellom to festepunkter. De brukes ofte i kjøretøyers fjæringssystemer.

Enkeltbladfjær 

En enkeltbladfjær består av ett avsmalnende fjærblad. Den er lettere, har ingen friksjon mellom fjærbladene og krever mindre vedlikehold. Det gjør den godt egnet for lettere kjøretøy, der lav vekt er viktigere enn maksimal lastekapasitet.

Flerbladfjær 

En flerbladfjær består av flere fjærblad med ulik lengde som stables oppå hverandre. Friksjonen mellom bladene gir ekstra demping og høyere lastekapasitet. Dette er standardvalget for varebiler, pickuper og tilhengere med varierende last.

Parabolsk bladfjær 

I en parabolsk bladfjær smalner fjærbladene av til en parabolsk profil, slik at spenningen fordeles jevnt langs hele lengden. Sammenlignet med en konvensjonell flerbladfjær brukes færre fjærblad og det oppstår mindre friksjon mellom bladene. Resultatet er lavere vekt og bedre kjørekomfort ved samme lastekapasitet.

Hvordan fungerer en bladfjær? Bladfjærmekanismen forklart 

En bladfjær fungerer som en bjelke. Belastning over lengden bøyer strimmelen og lagrer energi som elastisk tøyning. Fjæren frigjør energien som kraft når den går tilbake mot sin opprinnelige form. Forholdet mellom nedbøyning og kraft beskrives av kraft-nedbøyningskurven, som er en av de viktigste spesifikasjonene for en bladfjær.

Fire faktorer bestemmer denne kurven: materialets elastisitetsmodul, strimmelbredde, fri lengde og tykkelse. Tykkelsen har størst betydning - fjærstivheten er proporsjonal med tykkelsen i tredje potens, så selv en liten endring i materialtykkelsen kan endre fjærstivheten betydelig. Små toleranser i strimmelmaterialets tykkelse er derfor like viktige som selve konstruksjonen.

Hvor godt en fjær opprettholder forholdet mellom kraft og nedbøyning gjennom hele levetiden, avhenger av konstruksjon, materiale, produksjonskvalitet og belastningene og forholdene den utsettes for i bruk. Kontrollert bøyegeometri og presis varmebehandling gir den endelige formen i ubelastet tilstand og reduserer restspenninger etter formingen, mens overflatebehandlinger forlenger utmattingslevetiden og beskytter mot korrosjon.

Bruksområder for bladfjærer 

Bladfjærer brukes i en lang rekke løsninger som krever pålitelig kraft på liten plass. De brukes blant annet innen luftfart, forsvar og elektronikk. To av de største bruksområdene er bilbransjens ettermarked og medisinsk sektor.

Bilbransjens ettermarked 

I bilbransjens ettermarked brukes bladfjærer for kjøretøyfjæring til å bære last og absorbere støt i fjæringssystemer på firehjulsdrevne kjøretøy (4WD), lette nyttekjøretøy (LCV) og varebiler. Ellers i kjøretøyet brukes drivfjærer i sikkerhetsbelteopprullere og vindusheiser, mens klokkefjærer fører pedalene tilbake til utgangsposisjonen.

Medisinsk 

Bladfjærer gir kontrollert kraft i svært liten skala i medisinsk utstyr, blant annet i autoinjektorer og glukosemålingssystemer. Rustfrie stålkvaliteter opprettholder ytelsen gjennom gjentatte steriliseringssykluser, slik at fjæren gir samme kraft ved siste aktivering som ved den første.

Vanlige materialer for bladfjærer

Bladfjærer lages av karbonstål, rustfritt stål og nikkel- eller kobberlegeringer. Materialet velges ut fra egenskapene bruksområdet krever. Overflatebehandling kan også brukes for å øke korrosjonsbestandigheten og utmattingslevetiden.

Hva bør du vurdere når du velger bladfjærer? 

Når du velger en bladfjær fra lager eller utvikler en kundetilpasset løsning, er det flere faktorer som bør inngå i spesifikasjonen:

• Nødvendig kraft og vandring, og om kraften skal være konstant eller øke med nedbøyningen.
• Tilgjengelig plass, inkludert nødvendig klaring for nedbøyning og monteringsgeometri.
• Ønsket sykluslevetid, som påvirker materialvalg og tillatt spenningsnivå.
• Driftsmiljø, inkludert temperatur, korrosjonsrisiko og kontakt med kjemikalier eller rengjøringsmidler.
• Festemåte og montering, inkludert toleranser for hull og kanter.
• Produksjonsvolum og verktøybehov.

Det er rimeligere å avklare disse faktorene i designfasen enn å korrigere dem under valideringen. Derfor lønner det seg å involvere fjærprodusenten før geometrien er fastlagt.

Hvorfor velge Lesjöfors som produsent av bladfjærer? 

Med over 100 års ekspertise på bladfjærer designer og produserer vi i henhold til sertifiserte globale kvalitetssystemer, inkludert ISO 9001, ISO 14001 og ISO 45001. I tillegg til et omfattende standardsortiment spesialiserer vi oss på kundetilpassede bladfjærer som oppfyller kravene dine til kraft, vandring, tilgjengelig plass og montering. Ingeniørene våre støtter deg hele veien fra konsept og prototyping til testing og produksjon. Vi tilpasser produksjonen til ordrevolumet, fra manuell forming til helautomatiserte linjer, uten å gå på kompromiss med leveringstid eller jevn kvalitet.

Se vårt utvalg av bladfjærer, eller snakk med ingeniørene våre om en kundetilpasset løsning.