Welche unterschiedlichen Haken- und Schlaufenkonfigurationen gibt es für Torsionszugfedern aus Edelstahl?- Ningbo Chaoying Spring Industry & Trade Co., Ltd.
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Welche unterschiedlichen Haken- und Schlaufenkonfigurationen gibt es für Torsionszugfedern aus Edelstahl?

Nov 24, 2025

Die Torsions-Spannfeder aus Edelstahl ist eine hochintegrierte mechanische Komponente. Seine Leistung und Langlebigkeit hängen nicht nur von der Spulengeometrie und dem Material ab, sondern vor allem auch vom Design der Haken/Schlaufen. Der Haken ist die Schnittstelle zwischen der Feder und dem Verbindungsmechanismus und somit der Bereich, der am anfälligsten für Spannungskonzentrationen ist. Ihre Form bestimmt direkt den Einbau der Feder, den Lastausgleich und die endgültige Ermüdungslebensdauer.

1. Grundlegende Haken-/Schlaufentypen und Herstellungsstandards

Haken und Schlaufen sind charakteristische Strukturen der Zugfederfamilie. Obwohl Torsionszugfedern in der Lage sind, sowohl Drehmomente als auch Spannungen zu bewältigen, nutzt ihr Hakendesign das Klassifizierungssystem für Zugfedern, wobei häufig Überlegungen zu den Montageanforderungen für Torsionsfedern berücksichtigt werden.

1.1 Geschlossene Kreisläufe

Geschlossene Schleifen sind die gebräuchlichste und traditionellste Form, bei der das Ende des Drahtes einen vollständigen, geschlossenen Kreis bildet.

  • Standard-Loop/Maschinen-Loop: Dies ist der Grundstil. Die Hakenöffnung (sofern vorhanden) verläuft im Allgemeinen senkrecht zur Mittelachse der Spulen.

  • Mittelschlaufe: Die Hakenöffnung ist auf die Mittellinie der Feder ausgerichtet, sodass die Zugkraft direkt entlang der Federmitte wirken kann. Dies trägt dazu bei, die Kraftausrichtung aufrechtzuerhalten. Dies ist für Hochgeschwindigkeits- oder Präzisionsanwendungen, die minimale Seitenkräfte erfordern, von entscheidender Bedeutung.

  • Seitenschlaufe: Die Hakenöffnung ist von der Mittellinie versetzt. Es wird typischerweise in Situationen verwendet, in denen die Feder an einem seitlichen Befestigungspunkt befestigt werden muss.

1.2 Erweiterte Schleifen

Erweiterte Schleifen sind, wie der Name schon sagt, Strukturen, die sich vom Ende der Federwindungen erstrecken.

  • German Loop: Gekennzeichnet durch einen kleineren Biegeradius und eine moderate Auszugslänge, was zu einer kompakten Struktur führt.

  • Englische Schleife: Gekennzeichnet durch einen größeren Biegeradius, der einen sanfteren Übergang bietet. Theoretisch führt diese Konstruktion zu einer besseren Spannungsverteilung, benötigt aber mehr Bauraum.

2. Spezielle Haken-/Schlaufenformen und Anwendungsüberlegungen

Zusätzlich zu den Standardtypen passen Konstrukteure häufig verschiedene spezielle Hakenformen an, um spezifische Verbindungs- und Funktionsanforderungen zu erfüllen und so die Installation der Feder und die Arbeitseffizienz zu optimieren.

2.1 Gewindeeinsatzhaken

Diese Form wird nicht direkt aus dem Federdraht gebogen. Stattdessen wird das Spulenende reduziert oder abgeflacht und ein Gewindeeinsatz eingebettet oder eingeschweißt.

  • Merkmal: Ermöglicht die direkte Verbindung der Feder mit Maschinenkomponenten über Gewinde, was eine einstellbare Vorspannung und eine präzise Installationspositionierung ermöglicht. Es wird häufig in automatisierten Geräten verwendet, die häufige Einstellungen oder eine hochpräzise Positionierung erfordern.

2.2 Rotationshaken

Wird in Anwendungen verwendet, bei denen die Feder unter Spannung ein bestimmtes Maß an Winkeldrehung oder Schwingung aufweisen muss.

  • Design: Die Öffnung oder Geometrie des Hakens ist mit einer spezifischen Struktur gestaltet, die es dem Verbindungspunkt ermöglicht, während des Ausfahrvorgangs eine kleine Winkelverschiebung um seine eigene Achse oder den Drehpunkt zu erfahren.

2.3 Doppelter Torsionshaken

Obwohl die Federdrahtenden hauptsächlich für Torsionsfedern verwendet werden, sind sie bei bestimmten Anwendungen mit Torsions-Zug-Verbindungen als zwei gegenüberliegende Arme ausgelegt.

  • Funktionalität: Die beiden Arme können mit verschiedenen mechanischen Komponenten verbunden werden und ermöglichen so die unabhängige Anwendung oder den Ausgleich von Zugkraft und Drehmoment. Dies eignet sich besonders für komplexe Verbindungsmechanismen.

3. Entscheidender Einfluss des Hakendesigns auf die Federleistung

Die form of the hook is much more than a matter of aesthetics or installation convenience; it is the primary factor determining the reliability and fatigue life of the stainless steel torsion tension spring.

3.1 Spannungskonzentrationsfaktor

Dies ist der kritischste Parameter im Design. Der gekrümmte Übergangsbereich des Hakens ist der Punkt, an dem die Spannungskonzentration über die gesamte Feder hinweg am stärksten ist.

  • Auswirkung: Ein kleinerer Biegeradius (z. B. ein zu scharfer Haken) führt zu einem höheren Spannungskonzentrationsfaktor, wodurch die Feder an dieser Stelle anfälliger für Bruchversagen wird. Die englische Schleife ist der deutschen Schleife im Allgemeinen überlegen, da ihr größerer Radius einen sanfteren Spannungsübergang ermöglicht.

  • Vorteile von Edelstahl: Edelstahlmaterialien (wie 304 oder 316) besitzen eine ausgezeichnete Duktilität und Zugfestigkeit. Bei extrem hoher Spannungskonzentration wird die Ermüdungslebensdauer jedoch immer noch beschleunigt. Daher muss bei der Hakenkonstruktion das Verhältnis zwischen den Drahtdurchmessern sorgfältig berücksichtigt werden und der Biegeradius .

3.2 Anfangsspannung und aktive Spulen

Die hook design affects the spring's active coil count and Initial Tension.

  • Aktive Spulen: Haken zählen nicht zu den aktiven Spulen, ihre Verbindungsart mit dem Spulenkörper hat jedoch indirekten Einfluss auf die Effizienz der Lastübertragung.

  • Anfangsspannung: Der Herstellungsprozess des Hakens (typischerweise Kaltumformung) beeinflusst die Restspannung am Spulenende, die wiederum den endgültigen Wert der Anfangsspannung beeinflusst. Die genaue Kontrolle des Formwinkels und der Länge des Hakens ist der Schlüssel zur Beherrschung der anfänglichen Spannungstoleranz.

3.3 Seitenbeladung und Langlebigkeit

Ob der Haken auf der Mittellinie der Feder positioniert ist, bestimmt direkt, ob während des Betriebs der Feder eine seitliche Belastung auftritt.

  • Mittelschleife: Erzeugt im Idealfall nur axiale Spannung ohne Seitenkräfte, was zu minimalem Verschleiß und maximaler Lebensdauer führt.

  • Exzentrische Schleife: Erzeugt beim Ausfahren eine seitliche Kraftkomponente, die dazu führen kann, dass die Feder an Führungsstangen oder Montagelochwänden reibt, was den Verschleiß beschleunigt und die Ermüdungslebensdauer verkürzt.