Um Vorspannungen in Wälzlagern zu realisieren, eignen sich Wellenfedern sehr gut. Sie bestehen aus gewalztem Flachdraht und ihr Design weist einige charakteristische Details auf. Aus diesem Grund können sie konventionellen Federn in vielen Anwendungen überlegen sein. Insbesondere wenn es um die exakte Einstellung der Vorspannungen und den Toleranzausgleich in Wälzlagerbaugruppen geht, gibt es Vorteile. Unser Beitrag möchte das veranschaulichen.
Das parallele Einspannen mehrerer Kugellager zur Wellenlagerung gehört zu den klassischen Standardaufgaben vieler Getriebebaukonstrukteure. Häufig lassen sich hier durch den Einsatz vorgespannter Flachdrahtwellenfedern sehr steife, schwingungsarme Verbindungen realisieren. Um die Montage zu vereinfachen und höhere Genauigkeitsansprüche umsetzen zu können, entscheiden sich die Ingenieure oft gegen gestanzte Wellenfedern und für Wellenfedern aus gewalztem oder gerolltem Flachdraht.
Im C-Teile-Sortiment von TFC gibt es einlagige Wellenfedern des Herstellers Smalley, in den Baureihen YSSB und YSSR. „Diese Wellenfedern werden branchenübergreifend für Vorspannungsanwendungen eingesetzt. Sie arbeiten bei kurzen Federwegen und geringen bis mittleren Belastungen mit hoher Präzision und Zuverlässigkeit“, ist sich Johannes Lambertz, General Manager bei TFC, sicher. Durch ihr spezielles Design mit Spalt oder überlappenden Enden, ermöglichen sie Vorteile gegenüber gestanzten Federn. So lassen sie sich beispielsweise einfach radial in Bohrungen einspannen, um gezielt auf den Außenring eines Wälzlagers zu drücken. In der Bohrung sorgen ihre Enden für ein freies Agieren der Feder. Das Risiko eines Verrutschens besteht damit eigentlich nicht mehr und die Über-Kopf-Montage ist einfach möglich.
Dünnringlager sicher vorspannen
Wie vielseitig sich die Wellenfedern als Lösung für Vorspannungsaufgaben einsetzen lassen, zeigt sich auch bei Anwendungen mit Dünnringlagern. Dieser Wälzlagertyp hat sehr schmale Außen- und Innenringe und kommt aus Gründen der Raum- und Gewichtsoptimierung unter anderem in Robotergelenken, Werkzeugkarusellen, Prüfanlagen oder optischen Systemen zum Einsatz. Dabei stellt die schlanke Bauform dieser Lager besondere Anforderungen an die Konstruktion der Vorspannungslösung und die hierfür verwendeten Wellenfedern.
Von Vorteil: Gewalzte Flachdrahtwellenfedern (im Bild rot) sorgen für gleichmäßige Vorspannungen und einem Toleranzausgleich
Lambertz erklärt: „Herkömmliche Wellenfedern fallen oft zu breit aus, so dass sie bei der radialen Ausdehnung in der Bohrung auf die Wälzkörper des Lagers drücken, was Lagerschäden verursachen kann. Zwischen der (überbreiten) Wellenfeder und dem Dünnringlager muss dann ein Distanzring sitzen, der den direkten Kontakt zwischen Feder und Wälzkörper vermeidet. Das aber verkompliziert die Konstruktion und widerspricht den Prinzipien der Teilereduzierung und Raumoptimierung.“ Beim Einsatz gewalzter …
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Quelle: TFC
