Platzsparende Lösungen für Luft- und Raumfahrtanwendungen

Die Smalley-Wellenfedern von TFC bieten eine platzsparende Technologie für die Luft- und Raumfahrtindustrie, die herkömmliche Runddraht-Schraubenfedern ersetzen kann, indem sie weniger Material und eine kleinere Baugröße verwenden, was zu geringeren Produktionskosten und einem effektiveren Produktdesign führt. Die Struktur der Wellenfeder besteht aus flachem Federmetall und bildet ein mehrwindiges Wellengerüst. Durch diese spezielle Anordnung eignet sich die Feder für Anwendungen, bei denen geringe Arbeitshöhen erforderlich sind, da nur etwa 50 % der axialen Höhe einer herkömmlichen Runddrahtfeder benötigt werden.

Durch den Ersatz einer herkömmlichen Runddrahtfeder durch eine Flachdraht-Wellenfeder innerhalb desselben Hohlraums kann eine effektivere Nutzung des verfügbaren Raums zu einer verbesserten Produktleistung führen. Durch Nutzung der platzsparenden Eigenschaften ist eine deutliche Reduzierung der Federrate möglich, was zu einer lineareren Belastungskennlinie führt, wenn die Feder in mehr als einer Arbeitshöhe arbeitet.

Grundsätzlich sind Wellenfedern in Situationen nützlich, in denen eine kleine Fläche für eine größere Menge an mechanischer Arbeit verfügbar ist, die sie ausführen muss. Gewöhnlich müssen Wellfedern kompakt sein, aber aufgrund der extremen Diversifizierung der verfügbaren Materialquerschnitte können sie mit beliebigen spezifischen radialen oder axialen Beschränkungen hergestellt werden. Mit Federn, die in Durchmessern ab 5 mm und über 2.000 mm hergestellt werden können, ist das Anwendungsspektrum, für das sie geeignet sind, immens. In Verbindung mit einer Materialauswahl, die Standard-Kohlenstofffederstahl, eine Vielzahl von Edelstählen und exotische Legierungen wie Inconel und Elgiloy umfasst, können Wellenfedern in Anwendungen gefunden werden, die so weit voneinander entfernt sind wie Weltraumsatelliten und Unterwasserbohrungen.

Der Herstellungsprozess besteht im Wesentlichen darin, Flachdraht hochkant auf den genauen Durchmesser, die Anzahl der „Wellen“ und die Anzahl der Windungen zu wickeln. Der Draht wird durch Abflachen einer runden Drahtform nach genauen Spezifikationen hergestellt, und folglich ist das Kantenprofil frei von scharfen Kanten oder Graten. Da die Endfeder aus einem einzigen Drahtfaden besteht, können sie in engen radialen Hohlräumen eingesetzt werden, ohne dass ein Festklemmen zu befürchten ist, wenn sie auf Arbeitshöhe zusammengedrückt werden.

Ein weiterer wesentlicher Faktor ist die fehlende Notwendigkeit einer Wärmebehandlung nach der Herstellung. Im Gegensatz zu gestanzten Produkten, die aus geglühtem Material hergestellt werden müssen, werden alle Federprodukte von Smalley kaltgewalzt und müssen nach der Produktion nur spannungsarm geglüht werden. Dadurch wird sichergestellt, dass eine bessere Kontrolle der Federkraft bei einer vorbestimmten Arbeitshöhe aufrechterhalten werden kann, und folglich können Konstrukteure darauf vertrauen, dass die Funktionalität der Feder innerhalb der Endmontage ihren Anforderungen durchgängig entspricht.

Da keine Werkzeuge erforderlich sind, können Prototypen und kundenspezifische Konfigurationen schnell und kostengünstig hergestellt und bei Bedarf neu gestaltet und reproduziert werden, ohne dass das endgültige Produktdesign beeinträchtigt werden muss.

Die Verwendung desselben Herstellungsverfahrens ermöglicht es TFC, eine Vielzahl alternativer Produkte mit Kantenwicklung anzubieten, darunter Spirolox-Sicherungsringe der führenden Marke. Diese Produkte, die als Ersatz für herkömmliche gestanzte Sicherungsringe verwendet werden, haben keine „Ohren“ oder Nasen, die die zusammenpassenden Komponenten in der Baugruppe stören könnten, und bieten eine vollständige 360º-Haltefläche.

Die verfügbaren Sortimente sind so konzipiert, dass sie mit standardmäßigen imperialen und metrischen Innen- und Außennutkonfigurationen sowie Luft- und Raumfahrtspezifikationen kompatibel sind und eine nahezu unbegrenzte Anzahl von Standardlösungen ermöglichen. Da beim Wickeln ein Sicherungsring ohne Werkzeugkosten und ohne Ausschuss produziert wird, können die Spirolox-Produkte außerdem wirtschaftlich für Prototypen, hohe Stückzahlen und Mid-Stream-Designänderungsanforderungen in einer Vielzahl von Materialien und Materialquerschnitten hergestellt werden.