O+P Fluidtechnik 4/2024

VENTILTECHNIK
01 In Überdruckventilen
ermöglichen die Wellenfedern
von TFC das kontrollierte
Ablassen des Drucks
01
02 Ölventile für den Einsatz
in hydraulischen Systemen sind
ein großes Einsatzgebiet für die
Flachdraht-Wellenfedern
02
03 Produktsortiment mit großer Auswahl an Wellenfedern
in vielen Durchmessern und verschiedenen Werkstoffen
Ablassen von Druck in Überdruckventilen und anderes mehr. In
Pneumatikventilen regeln Wellenfedern also etwa den präzisen
Druckluftstrom, während sie in Strömungsventilen den Flüssigkeitsdruck
über die lineare Verdrängung eines Kolbens steuern.
In Kugelventilen hingegen halten Wellenfedern den Druck auf
die Kugeln konstant, sodass sich die Strömungen genau regulieren
lassen. In Gasdruckventilen nehmen Wellenfedern steigende
Kräfte auf – bis ein Verschlussteller weggedrückt wird und der
Überdruck entweichen kann.
VARIANTEN UND WERKSTOFFE
TFC verfügt über eine sehr große Auswahl an Wellenfedern in vielen
Durchmessern und aus verschiedenen Werkstoffen. Damit
können vielfältige fluidtechnische Anforderungen und Bauarten
von Ventilen abgedeckt werden. Bei den Varianten der Baureihen
YCM und YCMS handelt es sich zum Beispiel um mehrlagige Wellenfedern
aus Feder- und Edelstahl, die sehr häufig bei der Konstruktion
von Ventilen zum Einsatz kommen. Diese Wellenfedern
werden auch als Crest-to-Crest bezeichnet und sind standardmäßig
in Durchmessern von 5,0 mm bis 400 mm lieferbar. Sie verfügen
über durchgängig gewickelte Mehrfachwindungen und sind in
Varianten mit gewellten oder parallelen Enden lieferbar. Mit ihrer
Hilfe lassen sich die größten Bauraum-Reduzierungen erreichen.
Die Herstellung dieser Wellenfedern erfolgt nach dem so genannten
No-Tooling-Cost- oder Circulair-Grain-Verfahren. Die
Variante der Kantenwindungstechnik des US-amerikanischen
Herstellers Smalley erlaubt die Fertigung von Wellenfedern in
vielen verschiedenen Durchmessern. Besonders wichtig für die
Miniaturisierung von Ventilen: Mit dem Verfahren können kleine
Wellenfedern mit einem Durchmesser von nur noch 4,0 mm hergestellt
werden. Federstahl, nichtrostende Edelstähle, Superlegierungen
oder Kupferlegierungen, Phosphorbronze und Titan
kommen als Materialien in Frage. Dadurch eignen sich die Wellenfedern
für viel verschiedene Medien, was für den Einsatz in
der Ventiltechnik besonders wichtig ist.
Auch gegenüber gestanzten Federprodukten erweisen sich die
Wellenfedern als vorteilhaft: Belastbarkeiten, Toleranzen und
Federkonstanten lassen sich genauer spezifizieren. Denn über
weite Teile ihres Dehnbereichs steigt die Federkraft einer Wellenfeder
gleichmäßig an.
Zu bedenken ist außerdem: Bei der Bearbeitung gestanzter
Federn kommt es nicht selten zu Ermüdungsrissen, Ungenauigkeiten
bei der Federkraft und anderen Problemen. Smalley-Wellenfedern
werden hingegen aus massivem, gehärtetem und temperiertem
Stahl- oder Metalldraht gefertigt. Sie drohen daher
nicht zu verformen, etwa bei einer weiteren Wärmebehandlung.
MUSTER FÜR PROTOTYPEN UND VORSERIE
Die Auswahl der optimalen Feder erweist sich bei der Konstruktion
ventiltechnischer Baugruppen häufig als das Zünglein an der
Waage. Über sein Produktprogramm hinaus bietet TFC daher
auch eine Reihe von Dienstleistungen an, die sich an Produktentwickler
und Konstrukteure richten. In der Praxis von besonderer
Bedeutung sind dabei der kostenlose Engineering-Service des
Unternehmens und die Bereitstellung von kostenlosen Wellenfeder-Mustern
für den Prototypen- und Vorserienbau.
Bilder: TFC
www.tfc.eu.com
DER WERKSTOFF IST ENTSCHEIDEND
Bei der anwendungsgerechten Auslegung und Auswahl von Wellenfedern für die Ventiltechnik ist die Frage nach dem
optimalen Werkstoff von zentraler Bedeutung. Neben der Bestimmung konstruktiver Parameter – wie dem Bohrungs- oder
Wellendurchmesser – ist der Werkstoff von hoher Relevanz für die kinematische Leistungsfähigkeit und die Lebensdauer
einer fluidtechnischen Baugruppe. Der Werkstoff kann einen maßgeblichen Beitrag zur Qualität der ganzen Baugruppe
leisten. Ingenieure, Konstrukteure und technische Beschaffer sollten der Auswahl deshalb besondere Aufmerksamkeit
widmen. Das gilt insbesondere für die Entwicklung miniaturisierter Lösungen. Über alle derzeit relevanten Werkstoffe für
Smalley-Wellenfedern informiert TFC in einem Whitepaper, das bei dem Unternehmen angefordert werden kann.
www.oup-fluidtechnik.de O+P Fluidtechnik 2024/04 21