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Gutekunst + Co.KG
Kontaktfedern nach Maß

Kontaktfedern und Federkontakte sind aus der Elektrotechnik nicht mehr wegzudenken. Oft werden Sie nach Maß angefertigt: Welche Eigenschaften, Möglichkeiten und Besonderheiten haben individuelle Kontaktfedern und Federkontakte zu bieten? Auf diese Fragen und auf weitere Eigenschaften werden Gutekunst Federn, Hersteller von technischen Federn aus Runddraht, und Gutekunst Formfedern, Hersteller von technischen Federn aus Flachmaterial, im nachfolgenden Beitrag detailliert eingehen.

Kontaktfedern und Federkontakte werden in der Elektrotechnik dazu verwendet, zwischen elektrischen Elementen oder innerhalb von Bauteilen, zum Beispiel Schaltern, Tastern oder Relais, eine elektrische Verbindung herzustellen. Da diese Verbindungen unterschiedliche Kontaktarten und vielf√§ltige Formen haben k√∂nnen, werden Kontaktfedern und Federkontakte h√§ufig individuell nach Ma√ü angefertigt. Die Kontaktfeder beziehungsweise der Federkontakt wird grundlegend als Formfeder, Flachformfeder, Flachfeder, Federclip oder konische Druckfeder aus Flachmaterial oder Runddraht in jeder gew√ľnschten Form und Eigenschaft hergestellt.

Neben einem Standard-Produktangebot mit Kontaktfedern f√ľr EMV-sichere Geh√§useteile, Steckverbindern, Batteriekontakten etc. aus Kupfer-Beryllium ist die Vielfalt an individuellen Federformen und Eigenschaften scheinbar unendlich.

Gutekunst - Kontaktfedern Draht- und Flachmaterial


Herstellung von Kontaktfedern
Kontaktfedern werden individuell in jeder gew√ľnschten Sonderform und Eigenschaft f√ľr die jeweilige Gegebenheit hergestellt. Ganz gleich, ob als einfacher Flachkontakt oder als aufw√§ndig geformte Kontaktfeder, wichtig ist, dass die Kontaktierung optimal und stabil an den Kontaktstellen anliegt. Kontaktfedern und Federkontakte in Gro√ümengen werden mit Stanzbiegeautomaten und frei programmierbaren Biegestempeln hergestellt. Bei Prototypen und komplexen Kontaktfedern in kleineren und mittleren St√ľckzahlen wird auf die Fertigung mittels Laserschneiden zur√ľckgegriffen, bei winzigen Federkontakten auf √Ątzen. Dabei werden die Grundma√üe der Werkst√ľcke separat lasergeschnitten oder ge√§tzt und anschlie√üend exakt mit den vorgegebenen Biegeradien und -winkeln umgeformt. Dies geschieht auf halb- oder vollautomatischen Abkantautomaten.

Neben Verfahren wie Stanzen, Lasern, √Ątzen, Biegen oder Abkanten werden noch weitere Produktionsschritte –wie F√ľgen, Einpressen, L√∂ten, Nibbeln, Pr√§gen, Schwei√üen und die erg√§nzende Oberfl√§chenbehandlung angeboten. Der Formgebung und Funktion der individuellen Kontaktfeder sind damit praktisch keine Grenzen gesetzt.


Die verschiedenen Kontaktarten
Welche Bezeichnung die Kontaktfeder auch hat, ob Flachkontakt, Batteriekontakt, Batteriefeder, Anschluss- kontakt, Elektrokontakt, Federleiste, Flachstecker, Kontaktleiste u.v.m., grundsätzlich werden folgende Kontaktarten der elektrischen Verbindung unterschieden:

  • Dauerhafte elektrische Kontakte
    Dauerhafte elektrische Kontakte sind elektrische Verbindungen, die nur durch eine mindestens teilweise Zerstörung der Verbindung gelöst werden können. Dazu gehören Schweißverbindungen, Press- und Quetschverbindungen, Stoßverbinder, Crimp- und Klebeverbindungen.
  • Bedingt l√∂sbare elektrische Kontakte
    Bedingt l√∂sbare elektrische Kontakte k√∂nnen mit Hilfe von Werkzeugen gel√∂st werden. Dazu geh√∂ren Klemm- und Schnellverbinder, Schraubverbindungen, Schraub- und L√ľsterklemmen, Wickel- und L√∂tverbindungen.
  • L√∂sbare elektrische Kontakte
    Lösbare elektrische Kontakte können von Hand gelöst werden. Dazu gehören Steckverbinder, Kabelschuhe, Steckklemmen und viele mehr.
  • Schaltkontakte
    Schaltkontakte werden in Schaltern, Tastern, Relais etc. eingesetzt. Sie sind die anspruchsvollsten elektrischen Kontakte, denn sie m√ľssen ihre mechanischen und elektrischen Eigenschaften oft √ľber viele Millionen Schaltspiele aufrechterhalten. Schaltkontakte m√ľssen besonders vor Oxidation gesch√ľtzt sein und √ľber eine gute Leitf√§higkeit mit einem geringen √úbergangswiderstand verf√ľgen.
  • Schleifkontakte
    Schleifkontakte und gleitende Kontakte stellen elektrische Verbindungen zu beweglichen Teilen her, wie Kontakte zu Kommutatoren, Schleifringen, Motoren, Drehschaltern und Drehgebern.


Aufbau einer Kontaktfeder
(Grundeigenschaften)
Wie muss bei der Auslegung einer Kontaktfeder oder eines Federkontakts vorgegangen werden?


Auswahl elektrisch leitfähiger Werkstoff und Oberflächenbehandlung
Welche Federwerkstoffe und Oberflächenbehandlungen eignen sich zur Herstellung von Kontaktfedern und Federkontakte?

Kontaktfedern aus Kupfer-Beryllium (CuBe)
Ein h√§ufig verwendetes Material f√ľr Kontaktfedern ist Kupfer-Beryllium (CuBe). Dieses zeichnet sich durch seine hohe Leitf√§higkeit und Festigkeit sowie seine exzellenten Federeigenschaften aus. Der Werkstoff ist zudem selbstreinigend sowie resistent gegen Luft, Ozon, L√∂sungsmittel und UV-Licht. Er h√§lt sogar nuklearer Strahlung stand. Dar√ľber hinaus ist CuBe thermisch und elektrisch leitf√§hig.

Gutekunst - Kontaktfedern Flachmaterial

Kontaktfedern aus anderen Federstahlsorten
Neben CuBe k√∂nnen Kontaktfedern je nach Anwendung und gew√ľnschten Eigenschaften auch aus zahlreichen anderen Federstahlarten angefertigt werden. Dazu z√§hlen:

  • Federstahl (EN 10270-1)
  • Edelstahl (1.4310, 1.4571 und 1.4568)
  • Aluminium (Al, AlMg3 und S235JR)
  • Buntmetalle wie verschiedene Kupferlegierungen wie Bronze (CuSn) oder Messing (CuZn)
  • zahlreiche Sonderlegierungen

Elektrisch leitfähige Oberflächenbehandlungen
Um den Kontaktfedern, egal aus welchem Federwerkstoff, die spezifischen elektrischen Eigenschaften zuzuweisen, kommt es auf die richtige Oberfl√§chenbehandlung an. Gute leitende Eigenschaften bieten beispielsweise Kupfer (Cu), Nickel (Ni), Verzinnen (Sn), Silber (Ag) oder Gold (Au). Jede Beschichtung bietet dabei bestimmte Eigenschaften. Gold ist beispielsweise – ausgenommen von K√∂nigswasser – resistent gegen S√§uren und bietet einen sehr guten Oberfl√§chenschutz. Zudem l√§sst sich das Werkst√ľck durch die Beschichtung prozesssicher l√∂ten. Auch verzinkte Oberfl√§chen eigenen sich f√ľr eine sehr gute Kontaktierung durch L√∂ten und Schwei√üen. Nachfolgend gibt es eine kurze Zusammenfassung der wichtigsten Eigenschaften.

Gutekunst - Kontaktfedern Drahtmaterial

Verkupfern (Cu): Korrosionsschutz und verbesserte elektrische Leitfähigkeit
Mit dieser galvanischen Oberfl√§chenbehandlung lassen sich unterschiedliche Metalle wie Federstahl, Edelstahl, Messing oder Aluminium nachbearbeiten. Verkupfern sch√ľtzt das Metall nicht nur vor Korrosion und Passungsrost (Tribooxidation), es erh√∂ht auch dieelektrische Leitf√§higkeit von Kontaktfedern und verringert die Gefahr von Funkenschlag. Das ist besonders f√ľr Kontaktfedern wichtig, die in explosionsgesch√ľtzten Umgebungen eingesetzt werden sollen.

  • Leitf√§higkeit Kupfer ŌÉ ~ 56 MS/m
  • Spezifischer Widerstand ő© ~ 0,018 ¬Ķő©¬∑m

Vergolden (AU): dekorativ und verschleißfest
Zum Vergolden eignen sich Federstahl, Edelstahl, Kupfer sowie Aluminium und seine Legierungen. Vergolden erhöht den Schutz vor Korrosion, macht die Feder verschleißfest und seewasserbeständig, verbessert ihre Leitfähigkeit, verringert ihren Kontaktwiderstand und erhöht ihre Lötfähigkeit. Gold hat zudem eine große Oberflächenhärte: Zwischen 120 und 190 HV (Vickershärte) stehen bei einer Reinheit von 99,8 Prozent zu Buche.

  • Leitf√§higkeit vergolden ŌÉ ~ 44 MS/m
  • Spezifischer Widerstand ő© ~ 0,022 ¬Ķő©¬∑m

Versilbern (Ag): lebensmittelecht und sehr gute Leitfähigkeit
Eines der wichtigsten Verfahren zur Oberflächenveredelung ist das Versilbern. Es kann bei Kupfer, Federstahl, Messing und Aluminium angewandt werden. Versilberte Federkontakte sind chemisch beständig und lebensmittelecht, weisen eine stark erhöhte Leitfähigkeit und einen geringeren Kontaktwiderstand auf, sind gut zu löten und zeigen weniger Neigung zu Abreißfunken. Zudem bildet das Silber eine Gleitschicht im Hochtemperaturbereich bis 850 Grad Celsius.

  • Leitf√§higkeit versilbern ŌÉ ~ 62 MS/m
  • Spezifischer Widerstand ő© ~ 0,016 ¬Ķő©¬∑m

Vernickeln (Ni): sehr guter Korrosionsschutz und magnetisch
Kontaktfedern erhalten mit der vernickelten Oberl√§che eine verbesserte Leitf√§higkeit und einen sehr guten Korrosionsschutz √ľber einen weiten Temperaturbereich. So behandelte Metallfedern sind zudem verschlei√üfest und chemikalienbest√§ndig. Die aufgebrachte Nickelschicht wirkt als Diffusionsbarriere, erleichtert das L√∂ten der Komponenten und macht sie magnetisch.

  • Leitf√§higkeit vernickeln ŌÉ ~ 13 MS/m
  • Spezifischer Widerstand ő© ~ 0,082 ¬Ķő©¬∑m

Verzinnen (Sn): chemikalienbeständig und lebensmittelecht
Verzinnte Kontaktfedern sind besonders f√ľr die Elektro- und Lebensmittelindustrie interessant. Bei dieser Art der Oberfl√§chenbehandlung wird mit Hilfe von Strom ein gleichm√§√üiger Material√ľberzug mit sehr guter Schichtdickenverteilung auf dem Federkontakt aufgebracht. Das Verfahren kann bei Federstahl, Edelstahl, Messing oder Kupfer eingesetzt werden. Verzinnte Komponenten sind chemikalien- und korrosionsbest√§ndig und lassen sich einfach lÔŅ∂ten. Sie besitzen einen geringen Kontaktwiderstand und sehr gute Gleitlaufeigenschaften.

  • Leitf√§higkeit verzinnen ŌÉ ~ 9 MS/m
  • Spezifischer Widerstand ő© ~ 0,11 ¬Ķő©¬∑m


Welche Probleme können bei Kontaktfedern auftreten?

  • Korrosion beeintr√§chtigt die Kontaktstelle.
  • Durch starke Temperaturwechsel oder das Kriechen k√∂nnen sich Kontaktstellen trennen.
  • Bei h√§ufigen Kontaktschlie√üungen und -trennungen tritt mechanischer Verschlei√ü auf.
  • Durch Bildung von spontanen Oxidschichten erh√∂ht sich der √úbergangswiderstand.
  • Bei starker mechanischer Beanspruchung kann es zu Schwingbr√ľchen kommen.

Um solche Probleme zu verhindern, ist neben der Wahl der passenden Kontaktart auch der zur Anwendung geeignete passende Werkstofftyp und gegebenenfalls die richtige Oberflächenbehandlung auszuwählen.


Elektrische Isolation – wenn der Kontakt nichtleitend sein soll
Alle vorgestellten Werkstoffe und Oberfl√§chenbehandlungen f√ľhren zu verbesserter elektrischer Leitf√§higkeit von Kontaktfedern und Federkontakten. Soll die Oberfl√§che der Technischen Feder isolierend wirken, sind Dickschicht-Passivierung, Pulverbeschichtung, Verzinken oder Phosphatieren die richtigen Oberfl√§chen- behandlungen.
 

Herstellung
Gutekunst Federn und Gutekunst Formfedern sind auf die Herstellung individueller Kontaktfedern spezialisiert und fertigen diese in jeder gew√ľnschten Sonderform und Eigenschaft f√ľr die jeweilige Gegebenheit in Kleinmengen und Gro√üserien. Ganz gleich, ob einfacher Flachkontakt oder aufw√§ndig geformte Kontaktfeder aus Runddraht- oder Flachmaterial, wichtig ist, dass die Kontaktierung optimal und stabil an den vorhandenen Gegebenheiten und Kontaktstellen anliegt.

Gutekunst Federn fertigt individuelle Kontaktfedern aus Federstahldraht von 0,1 bis 12,0 mm Drahtdurchmesser und Gutekunst Formfedern individuelle Kontaktfedern aus Flachmaterial von 0,1 bis 3,0 mm Materialstärke aus allen gängigen Federstahlsorten mit Oberflächenbe

Gutekunst - Drahtfedern + Formfedern


Firmenprofil
Gutekunst Federn wurde 1964 gegr√ľndet und ist spezialisiert auf die Entwicklung und Fertigung von Druck-, Zug- und Schenkelfedern sowie Drahtbiegeteilen und Sicherungselementen aus Federst√§hlen aller Art. Heute z√§hlt das Familienunternehmen mit vier Niederlassungen in Deutschland und Frankreich zu den bekanntesten Federnherstellern in Europa und unterh√§lt europaweit eines der gr√∂√üten Lager mit Standardfederbaugr√∂√üen. Das Unternehmen besch√§ftigt 320 Mitarbeiter und beliefert weltweit rund 100.000 Kunden. Das komplette Katalogsortiment mit Federberechnungsprogramm und CAD-Daten-Generator sowie technischen Informationen steht im Internet unter www.federnshop.com zur Verf√ľgung.

Das Serviceangebot
‚ÄĘ Gutekunst Federn bietet unter www.federnshop.com hilfreiche Servicetools rundum Federn in neun
  Sprachen
‚ÄĘ Kompletter Federnkatalog mit umfangreichen Auswahlm√∂glichkeiten und Bestellsystem
‚ÄĘ Individuelle Online-Federnberechnung f√ľr Druck-, Zug- und Schenkelfedern
‚ÄĘ Schneller CAD-Daten-Download f√ľr Katalogartikel und individuell berechnete Federn
‚ÄĘ Individuelle Federnanfrage mit zahlreichen InformationenInformationen und Downloadangebote f√ľr
  Konstruktion und Berechnung

Neue Informationsplattform √ľber Metallfedern unter https://blog.federnshop.com 


Firmenvideo

 


Video Gutekunst Federn - Produktion

 

Gutekunst + Co.KG - LogoGutekunst + Co.KG Federnfabriken
Carl-Zeiss-Strasse 15
D-72555 Metzingen

Tel. +49 (0) 71 23 / 9 60-0
Fax +49 (0)  71 23 / 9 60-195

service@gutekunst-co.com
www.gutekunst-federn.de
www.federnshop.com
www.federn-forum.de


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