Die Geschichte der Metallfedern und der Federntechnik in ...

Erst ab etwa 1990 kehrte man bei Schraubenfedern als Tragfedern in Automobilen
aufgrund erheblich verbesserter Produktionsmethoden zur Unterdrückung
der Entkohlung durch moderne Erwärmungsöfen oder den Übergang
auf die induktive Schnellerwärmung zu den heute eingesetzten Silizium-Chrom-Federstählen,
insbesondere dem 55SiCr6, zurück [3.21]. Mit
dieser Federstahlsorte kann man trotz einer auf bis zu etwa 2000 N/mm²
angehobenen Vergütefestigkeit (im Jahre 2000 erzielt) die Gütewerte des
Setzverhaltens und der Lebensdauer der Federn über ein ganzes Fahrzeugleben
beibehalten. Vorteile dieses Stahls sind die hohe Elastizitäts- und
Streckgrenze, das hohe Streckgrenzenverhältnis, die ausreichende Zähigkeit,
die bessere Anlass- und Zunderbeständigkeit und die geringere Setzneigung.
Für die Parabelfedern, die sich gegenüber den geschichteten Trapezfedern
durchgesetzt haben, eignet sich bei Vergütefestigkeiten bis 1800 N/mm²
weiterhin der Klassiker 50CrV4. Jedoch wird seit 2000 eine Niob-legierte
Variante für leistungsgesteigerte Parabelfedern diskutiert, die sich in einigen
Forschungsprojekten [3.58][3.3] als vorteilhaft erwiesen hat.
Mit dem Ausbau der europäischen Normung ist für Federstähle die Euronorm
EN 10089 entstanden, in der auch die deutschen Belange berücksichtigt
wurden. Tafel 3.3 zeigt einige Daten aus dieser Norm.
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3.1.4 Entwicklung anderer Federwerkstoffe
Neben Werkstoffen wie Kupfer und Kupferlegierungen sowie Holz, die
neben Eisen bereits seit dem Altertum für Federn verwendet wurden, werden
Kautschuk, Kunststoffe sowie Flüssigkeiten und Gase erst in der Neuzeit
für derartige Bauelemente eingesetzt. Eine breite Entwicklung haben im
20. Jahrhundert Eisen- und Kupferlegierungen erfahren [3.16]. Die Entwicklung
ist sehr vielgestaltig, so dass für bestimmte Einsatzzwecke der
Federn immer mehrere geeignete Werkstoffe zur Verfügung stehen. Eine
Auswahl unter Vermerk des Haupteinsatzgebietes ist in Tafel 3.4 zusammengestellt.
Von den Nichtmetallwerkstoffen hat Gummi eine herausragende Bedeutung
erlangt. Besondere elastische Eigenschaften, gutes Dämpfungsvermögen,
die Absorption von Schall aber auch eine fast völlige Inkompressibilität
zeichnen diesen Werkstoff aus, wobei diese Eigenschaften durch die Zusammensetzung
des Gummis in weiten Grenzen veränderbar sind (außer der
Inkompressibilität) [3.28][3.27].