Tellerfedern werden in der deutschen Norm DIN 2093 definiert. Darüber hinaus unterliegen sie den europäischen Normen DIN EN 16984 (Berechnung) und DIN EN 16983 (Qualitätsanforderungen). Darunter wird eine kegelige Ringschale verstanden. Diese kann in Achsrichtung belastet werden. Die Beanspruchung erfolgt entweder schwingend oder ruhend. Die Verwendung erfolgt entweder als Federsäule oder Einzelfeder. Einzelne Federn können sowohl einzeln wechselsinnig als auch mehrere in einer Säule verwendet werden.
Diese Federn sind in der DIN 2093 in drei Maßbereichen nutzbar und unterscheiden sich in den Verhältnissen Außendurchmesser zur Stärke und Höhe zur Stärke. Sie sind extrem hart. Überall dort, wo weichere Federn zum Einsatz kommen, werden diese wechselsinnig aufeinandergeschichtet (Reihenschaltung). Werden gleichgesinnte Federn aufeinandergeschichtet, (Parallelschaltung), entsteht eine Feder, die härter als jede Einzelfeder ist.
Verwendete Materialien!
Zu den gängigsten Materialien gehören Federstähle in Blechform, korrosionsbeständige Stähle, warmfeste Stähle, faserverstärkte Kunststoffe (FVK) sowie Kupfer- und Nickel-Legierungen. Um ausreichende Elastizität bei hoher Festigkeit erhalten zu können, werden sie aus bereits federhartem oder wärmebehandeltem Werkstoff hergestellt. Die DIN 2093 schreibt vor, das der Härtegrad zwischen 42 und 52 HRC liegen muss.
Herstellung!
Es werden drei Fertigungsgruppen unterschieden. Federn der Gruppe 1 werden aus Bandmaterial feingeschnitten oder gestanzt (Tellerdicke geringer als 1,25 mm). Federn der Grupp 2 besitzen eine Dicke von 1,25 mm bis 6 mm und werden gestanzt oder feingeschnitten. Zur letzten Gruppe gehören Tellerfedern mit einer Stärke über 6 mm, die aus warmgeformten Platinen gefertigt werden. Die Oberfläche wird dabei komplett gedreht.
Anwendungen!
Zur Erzeugung der Normalkraft wird diese Federart in Reibungskupplungen eingesetzt. Als Rückstellfedern finden sie in Scheibenbremsen Anwendung. Zum Spielausgleich werden sie zum Beispiel axial bei Kugellagerringen mit los Sitz verbaut. In der Hochspannung werden sie als Antrieb für Leistungsschalter genutzt. Diese Federn werden häufig in großen Maschinen wie Kesselaufhängungen, Schmiedepressen, etc. genutzt. Darüber hinaus wird diese Art von Federn in Kugelhähnen, Sicherheitsventilen oder in die Steuerung von Automatisierungsgeräten eingebaut. Darüber hinaus kommen sie bei Motoren, Bremsen, Kupplungen, Hebezeugen, Werkzeugmaschinen, etc. zur Anwendung.
Worauf ist zu achten?
Diese Federn müssen elastisch und doch robust sein. Je nach Verwendungen stehen verschiedene Anforderungen im Vordergrund, denen durch die verschiedenen Ausführungen sowie Materialien entsprochen wird. Alle haben jedoch eines gemeinsam: Jede Maschine steht im Dauereinsatz und zählt zu den Schwerarbeitern. Das heißt, vor allem Langlebigkeit zählt zu den Hauptauswahlkriterien. Sicherheit steht an oberster Stelle.
Bei Belastung müssen Federn elastisch reagieren, bei Entlastung müssen sie wieder in die Ausgangsposition zurückkehren können. Ein Test vor dem Einbau ist daher anzuraten. Ist eine Tellerfeder beschädigt, sollte diese sofort ausgetauscht werden. Je stärker die Komplexbeanspruchung ausfällt, umso robuster sollte das Material ausgewählt werden. Je hochwertiger das Material, desto weniger korrosionsanfällig ist die Tellerfeder. Es wird zwischen Schwingungs- und Spannungskorrisonsrissen unterschieden. In beiden Fällen gehört die Feder sofort ausgetauscht.
Da es sich durch die hohe Beanspruchung um Verschleißteile handelt, ist eine ständige Bevorratung unbedingt erforderlich. Hersteller sollten nach kurzen Lieferzeiten und hochwertigen Materialien ausgewählt werden. Die Zusammenarbeit mit anderen Herstellern ist ein wichtiger Qualitätsfaktor, der vor allem in Zeiten von Lieferengpässen schlagend wird. Das kann Stillstandzeiten verhindern und Aufträge retten.