Metallfedern

Metallfedern sind elastische Bauteile aus Metall, die durch Verformung mechanische Energie speichern. Im elastischen Bereich folgt ihr Verhalten dem Hooke-Gesetz: Die Dehnung ist proportional zur aufgebrachten Kraft, und die Feder kehrt nach Entlastung in ihre ursprüngliche Form zurück, solange die elastische Grenze nicht überschritten wird.

Gängige Bauformen sind Drahtfedern, insbesondere Druckfedern (für Kompression), Zugfedern (Zugfedern) und Torsionsfedern, sowie Blattfedern. Daneben gibt es Spezialformen wie Konstantkraftfedern, Belleville-Federnscheiben und flache Metallfedern.

Die meisten Metallfedern bestehen aus Federstahl in verschiedenen Qualitäten; rostfreie Stähle werden ebenso verwendet, außerdem Legierungen wie Messing oder Bronze. Je nach Einsatz spielen Korrosionsbeständigkeit, Reibungsverhalten und Temperaturfestigkeit eine Rolle.

Hauptfertigung erfolgt durch Drahtziehen und Drahtformen (Kalt- oder Warmwicklung). Wärmebehandlungen wie Glühen, Abschrecken und Anlassen erhöhen Festigkeit und Lebensdauer. Oberflächenbehandlung schützt vor Korrosion und Verschleiß; Peening (Kugel- oder Sandstrahlen) verbessert Ermüdungsfestigkeit.

Die Federkonstante k bestimmt die Steifigkeit; der Last-Verformungs-Verlauf ist idealerweise linear bis zum elastischen Bereich. Die Lebensdauer hängt stark von der Ermüdung ab. Oberflächenqualität, Belastungsspitzen und Umgebungsbedingungen beeinflussen die Ermüdungsfestigkeit und den Korrosionsschutz.

Metallfedern finden breite Anwendung in Automobilbau, Maschinenbau, Haushaltsgeräten, Elektronik, Uhren und Medizintechnik.