Federprüfung & Federprüfmaschinen
Federprüfmaschinen, auch bekannt als Federprüfgeräte oder Federtestmaschinen, werden eingesetzt, um die Qualität und Leistungsfähigkeit von Federn zu überprüfen und sicherzustellen, dass sie den spezifischen Anforderungen entsprechen.
Federn sind wichtige Konstruktionselementen im Maschinenbau, in der Fahrzeugtechnik und in zahlreichen Alltagsanwendungen und dienen der Energiespeicherung und Energieumformung. Hierbei werden die elastischen Eigenschaften der Werkstoffe genutzt. Je nach Bauform und Wirkungsweise erfüllen sie spezifische Funktionen – von der Dämpfung über die Kraftspeicherung bis hin zur präzisen Bewegungsführung.
ZwickRoell führt Federprüfungen vor allem an Schraubfedern, Luftfedern, Tellerfedern und Gasdruckfedern durch. Unsere Federprüfmaschinen sind daher in verschiedenen Ausführungen und Größen erhältlich, um unterschiedliche Arten von Federn zu testen.
Schraubfedern - mehrkanalig Schraubenfedern - einaxial Luftfedern Tellerfedern Wellfedern Gasdruckfedern Prüfsysteme Beratung anfordern
Wo werden Federn eingesetzt?
Federn werden zur Speicherung und Umwandlung von Energie verwendet. Dabei werden die elastischen Eigenschaften von Materialien genutzt.
Die wichtigsten Funktionen von Federn sind:
- Absorbieren von Stößen und Vibrationen
Anwendungsbeispiele: Fahrwerksfedern, Stoßdämpfer, Anhängerkupplungen - Verteilen und Ausbalancieren von Kräften
Anwendungsbeispiele: Matratzen, Möbel, Kupplungen, Erdbebensicherheit - Aufrechterhaltung der Vorspannung
Anwendungsbeispiele: Vorspannrollenlager, Ketten- und Riemenspanner, Klammern - Kräfte und Momente messen und kontrollieren
Anwendungsbeispiele: Regelventile, Überlastschutz, Drehmomentschlüssel
Federprüfmaschine für die mehrkanalige Federprüfung
Schraubenfedern sind zylindrisch oder konisch gewickelte Drahtfedern, die auf Druck beansprucht werden. Sie speichern mechanische Energie, indem sie sich bei Krafteinwirkung elastisch verformen. Schraubenfedern sind zentrale Elemente moderner Fahrwerkssysteme. Sie dienen der Dämpfung von Fahrbahnunebenheiten, tragen zur Fahrsicherheit und Traktion bei und ermöglichen ein komfortables Fahrverhalten. Ihre kompakte Bauweise und die Möglichkeit zur Kombination mit Stoßdämpfern machen sie zur bevorzugten Lösung in zahlreichen Fahrzeugmodellen.
ZwickRoell bietet eine weltweit einzigartige mehrkanalige Federprüfmaschine für die präzise, normkonforme und sichere Prüfung von Schraubenfeder, die mit bis zu neun Kraftmessdosen arbeitet und damit den Kraftwirkungslinienverlauf von Schraubenfedern bestimmen kann. Die Federprüfung ist wichtig, um Rissbildung oder ungleichmäßige Federkennlinien zu vermeiden. Nur geprüfte Schraubenfedern garantieren eine lange Lebensdauer und eine zuverlässige Funktion.
Einaxiale Federprüfmaschine für Schrauben-Druckfedern
Der rasante technische Fortschritt führt zu erheblich gestiegenen Anforderungen an die Genauigkeit und Dauerfestigkeit von Federn und als logische Konsequenz daraus zu erhöhten Anforderungen an die Fertigungsgenauigkeit aufgrund immer kleiner werdender Maß-, Form und Lagetoleranzen. In gleichem Maße steigen auch die Anforderungen an die Prüftechnik.
ZwickRoell bietet eine Präzisionsfeder-Druckvorrichtung, welche in Verbindung mit der Universalprüfmaschine zwickiLine als Präzisions-Federprüfmaschine eingesetzt werden. Die Vorrichtung ist sehr querkraftstabil und vor Überlast gesichert. Die geschliffenen, entmagnetisierten Druckplatten sind auf eine Parallelität von 1 µm / 10 mm ausgerichtet. Die Präzisionsführungen erlauben nur eine exakt vertikale Bewegung der Druckplatten, um den Einfluss von Scherkräften zu vermeiden. Eine genaue Lastaufbringung auf die Federn führt zu hochpräzisen Prüfergebnissen.
Ermüdungsprüfung an Federn
Ermüdungsprüfungen an Federn können mit einer servohydraulischen Prüfmaschine 100 kN der Reihe HA durchgeführt werden. Dabei können unterschiedliche Frequenzen vorgegeben werden.
Federprüfung an Luftfedern nach EN 13597
Luftfedern sind spezielle Federn, bei denen komprimierte Luft anstelle von mechanischen Metallfedern verwendet wird. Der Luftdruck erzeugt eine federnde Wirkung. Sie kommen hauptsächlich in Fahrzeugen und Maschinen zum Einsatz, wo eine besonders komfortable, anpassbare oder vibrationsdämpfende Federung benötigt wird. So kann beispielsweise die Federung von LKWs oder Bussen an unterschiedliche Beladungen angepasst werden. Auch bei Zügen und Waggons werden Luftfedern eingesetzt.
Neben den herkömmlichen Zug- und Druckversuchen werden bei Prüfungen nach der Norm EN 13597 auch folgende Tests durchgeführt:
- Prüfung der Luftdichtheit
- Innendruck über statische Axialkraft
- Axiale Steifigkeit
- Radiale Steifigkeit
- Axiale Isobaren-Eigenschaft
Federprüfmaschine für Luftfedern
Die verwendeten Gummi- und Gewebeverbundstoffe müssen luftdicht, reißfest und witterungsbeständig sein. Die Federprüfmaschine von ZwickRoell unterstützt die Qualitätssicherung und Entwicklung von Luftfedern. Sie besteht aus einer Universalprüfmaschine 250 kN, die zusätzlich mit einem horizontalen, elektromechanischen Antrieb 50 kN und einer Kraft-Mess-Plattform mit fünf Kraftaufnehmern (3x vertikal, 2x horizontal) ausgestattet ist.
Die axialen und horizontalen Steifigkeitskennlinien der Luftfedern werden unter vertikaler, horizontaler oder kombinierter Belastung ermittelt. Dabei können folgende Kanäle einzeln geregelt werden:
- Kraft und Weg, vertikal
- Kraft und Weg, horizontal
- Luft- oder als Variante auch der Flüssigkeits-Innendruck
Zur einfachen Einbringung der Proben ist die Federprüfmaschine mit einem Ladetisch ausgestattet, mit dem die Proben in die Federprüfmaschine eingeschoben werden können.
Federprüfung an Tellerfedern
Tellerfedern sind konisch geformte Ringscheiben, die unter axialer Belastung eine elastische Verformung aufweisen. Sie zeichnen sich durch hohe Federkräfte bei geringem Platzbedarf aus und lassen sich zu Federpaketen kombinieren. Tellerfedern werden vor allem in Kupplungssystemen, bei Lagervorspannungen oder bei Sicherheitsventilen eingesetzt.
Tellerfedern werden sowohl unter statischer Belastung als auch unter dynamischer Belastung geprüft. Statische Druckversuche werden beispielsweise mit einer 400 kN elektromechanischen Prüfmaschine durchgeführt. Mithilfe einer Druckvorrichtung für Tellerfedern werden die geforderten Kennwerte ermittelt.
Dynamische Ermüdungsversuche werden mit einem servohydraulischen Lastrahmen HB durchgeführt. Hierbei können auch ganze Federpakete auf ihre Lebensdauer untersucht werden. Rissprüfungen und Dauerfestigkeitstests sind notwendig, um Ausfälle bei dynamischer Belastung zu verhindern.
Federprüfung an Wellfedern
Eine einlagige Wellfeder (auch Wellenfeder) ist ein kreisförmiger Flachdraht mit Wellen. Wellfedern haben eine relativ geringe Arbeitshöhe und können somit sehr platzsparend verwendet werden. Sie werden - je nach Anwendungsbereich - mit unterschiedlich großen Wellen produziert und sind entsprechend geeignet für geringe bis hohe Axiallasten.
Mit dem Federprüfsystem für Wellfedern werden Druckversuche mit einem elektromechanischen Servo-Prüfzylinder durchgeführt. Die Wellfedern werden auf einem Träger in das Federprüfsystem eingefahren und geprüft.
Druckversuche an Wellfedern können auch automatisiert durchgeführt werden. Ein Transportband befördert die Wellfedern zum elektromechanischen Servo-Prüfzylinder. Eine Gut/Schlecht-Sortierung kann im Anschluss an den Versuch durchgeführt werden.
Federprüfmaschinen für Gasdruckfedern
Gasdruckfedern bestehen aus einem mit Gas (meist Stickstoff) gefüllten Zylinder mit integriertem Kolben. Sie erzeugen eine kontrollierte, lineare Kraftwirkung, die besonders gleichmäßig und leise arbeitet. Das Einsatzgebiet von Gasdruckfedern ist sehr vielfältig: Sie kommen Kofferraumklappen, Motorhauben, höhenverstellbaren Stühlen und Tischen, bei Maschinenabdeckungen oder im Medizinbereich zum Einsatz.
Da der Innendruck bei Gasdruckfedern sehr hoch ist, müssen Zylinder, Dichtungen und Kolbenstangen auf Dichtheit, Materialfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit geprüft werden. Materialfehler können zu Funktionsverlust oder Sicherheitsrisiken führen.
Die AllroundLine als Federprüfmaschine ist ausgelegt zur Ermittlung der Einschubgeschwindigkeit ESG und der Ausschubgeschwindigkeit ASG. Die schnellen Antriebe der Prüfmaschine gewährleisten eine anwendungsbezogene Prüfgeschwindigkeit, die dem Einsatzgebiet der Federn entspricht.
Die Nutzung mehrerer Kraftaufnehmer in einer Prüfmaschine ermöglicht die gleichzeitige Prüfung mehrerer Gasdruckfedern. Auch der Wechsel zwischen unterschiedlichen Gasdruckfeder-Typen erfolgt einfach und schnell - es wird lediglich eine andere Prüfvorschrift aufgerufen, diese enthält bereits alle Voreinstellungen für die Prüfmaschine.
Wir suchen und finden für jede Ihrer Anforderung die optimale Prüflösung.
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