Eine gebrochene Feder lesen: Wo sie gebrochen ist, benennt die Ursache

Nehmen Sie die beiden Hälften, legen Sie sie unter eine Lupe und betrachten Sie die Bruchflächen. Tun Sie dies, bevor Sie sie reinigen. **Ein Ermüdungsbruch** hat zwei Zonen. Eine glatte, flache, oft leicht verfärbte Region, in der der Riss langsam gewachsen ist, manchmal mit feinen gekrümmten Rastlinien, die zeigen, wo er gestoppt und wieder begonnen hat; und eine raue, helle, kristalline Region, in der das verbleibende Metall schließlich gerissen ist. Finden Sie die glatte Region und verfolgen Sie sie zurück – sie zeigt auf den Ursprung, und der Ursprung ist der Defekt. **Je kleiner die raue Zone, desto geringer die Belastung.** Eine Feder, die bei sanfter Belastung brach, hatte einen langen Riss, bevor der Rest nachgab. Eine Feder mit einer großen rauen Zone brach kurz nach Rissbeginn, was bedeutet, dass die Belastung hoch war. **Ein Sprödbruch** ist überall rau und hell, flach, im rechten Winkel zum Draht, ohne jegliche glatte Zone. Dies ist ein einzelnes Ereignis, und bei einer Feder deutet es meist auf wasserstoffbedingte Versprödung durch Beschichtung, einen schlecht gehärteten Draht oder eine tatsächlich enorme Überlast hin. Wenn die Feder beschichtet war und früh brach, verdächtigen Sie die Beschichtung. **Ein Zähbruch** ist matt, aufgerissen, und der Draht ist in der Nähe des Bruchs sichtbar eingeschnürt oder verdrillt. Er hat sich vor dem Trennen verformt. Dies ist eine eindeutige Überlast, und die Feder ist in der Regel auch gesetzt. **Betrachten Sie speziell den Ursprung.** Auf der Innenseite der Windung ist normal für Ermüdung. Auf der Außenseite ist dies nicht normal und bedeutet, dass die Feder rückwärts belastet wurde oder ausgeknickt ist und gerieben hat. Eine helle Schramme bedeutet, dass etwas sie getroffen oder gerieben hat. Eine Narbe bedeutet, dass Korrosion sie ausgelöst hat.

**In der Mitte des Körpers, innerhalb der Windung.** Der klassische Ermüdungsbruch. Die Wechselspannung ist zu hoch für die Anzahl der Lastwechsel, die sie bereits erfahren hat. Korrigieren Sie die Belastung, die Vorspannung oder das Kugelstrahlen (Shot Peening) – siehe die Stufe Ermüdung – nicht den Stahl. **Eine oder zwei Windungen vom geschliffenen Ende entfernt.** Verdächtigen Sie das Schleifen: Ein verbranntes oder überhitztes Ende hinterlässt Zugeigenspannungen genau dort, wo die Feder aufliegt. Verdächtigen Sie außerdem eine ungleichmäßige Auflage, die diese Windung stärker belastet als die übrigen. **An der letzten Windung am Ende, bei einer Druckfeder.** Die Auflage. Entweder ist sie nicht eben, oder sie hat einen erhöhten Rand, oder die Feder steht nicht rechtwinklig und kippt darauf. **Am Hakenbogen, bei einer Zugfeder.** Der häufigste einzelne Fehler in der gesamten Federtechnik, und meist eher ein Konstruktionsproblem als ein Fertigungsproblem: Der Biegeradius ist zu eng. Ein Ersatz mit demselben Haken führt zum selben Ergebnis. Beheben Sie es mit einem verlängerten Haken, einem großzügigen Radius oder einem Gewindeeinsatz. **Dort, wo die Schenkel die Windung verlassen, bei einer Torsionsfeder.** Die Spannung ist am Übergang am höchsten, und jede Schärfe im Bogen verschlimmert sie. Prüfen Sie außerdem, ob die Feder den richtigen Wickelsinn hatte. **Mehrere Windungen gebrochen oder eine Windung flach geschliffen.** Gar kein Bruch im eigentlichen Sinne: Die Feder ist ausgeknickt oder auf Block gegangen und hat an etwas gerieben. Suchen Sie nach der passenden Verschleißspur am Gehäuse oder an der Stange. **Jede Feder im Satz gebrochen.** Ein Systemproblem: eine Resonanz, eine Stoßbelastung oder eine Temperatur. Ein Ausfall ist eine Feder; fünf identische Ausfälle sind die Maschine.

**Lochkorrosion** ist die große Gefahr. Ein Lochfraß ist eine scharfe Kerbe; er bildet sich an der Oberfläche, wo die Spannung am höchsten ist, und bei einer kugelgestrahlten Feder entfernt er die Druckeigenspannungsschicht, die die eigentliche Arbeit verrichtet. Federn an feuchten Orten sollten daher mit diesem Gedanken spezifiziert werden und nicht einfach nur lackiert — Farbe haftet nicht auf einer Oberfläche, die sich verformt. **Spannungsrisskorrosion** erfordert Spannung und eine korrosive Umgebung gleichzeitig, und eine belastete Feder hat stets die Spannung. Die Risse verzweigen sich und verlaufen quer über den Draht, und die Bruchfläche weist oft keine Ermüdungszone auf. Nichtrostender Stahl in Chloriden ist eine klassische Kombination, weshalb „nichtrostend“ für eine nasse Anwendung nicht automatisch die richtige Antwort ist. **Reibkorrosion** tritt dort auf, wo sich zwei Teile mikroskopisch reiben — Windung an Windung bei einem ineinander geschachtelten Federpaar oder die Endwindung an ihrer Auflage. Sie zeigt sich als rotbraunes Pulver und als matter Fleck und begünstigt sehr wirksam die Entstehung von Ermüdungsrissen. **Wasserstoffversprödung**, entweder durch Galvanisieren oder durch vorheriges Beizen. Die Feder bricht spröde, oft innerhalb weniger Tage nach dem Einbau, bei einer Last, die sie leicht tragen sollte. Abhilfe schafft das Entspröden durch Wärmebehandlung nach dem Galvanisieren; vorbeugend sollte man fragen, ob die Feder überhaupt galvanisiert werden muss. **Hitze.** Eine Feder, die in die Nähe eines Schweißbrenners oder einer Bremse gekommen ist, wurde angelassen und ist nicht mehr die Feder, die sie war. Achten Sie auf Verfärbungen. **Kontakt mit allem Möglichen.** Eine Feder, die ihr Gehäuse berührt, nutzt sich an einer Stelle flach ab, und eine Abflachung auf der Außenseite einer Windung ist ein Spannungsverstärker und ein Zeichen dafür, dass sie geknickt ist. Suchen Sie die passende Markierung am anderen Bauteil, bevor Sie annehmen, dass die Feder schuld war.

Sechs Fragen. Sie dauern fünf Minuten und entscheiden darüber, ob es eine Reparatur oder eine Wiederholung wird. **1. Ist die Ersatzfeder wirklich dieselbe Feder?** Messen Sie den Draht mit einer Bügelmessschraube und den Windungsdurchmesser mit einer Schieblehre und zählen Sie die Windungen. Eine Feder, die richtig aussieht, aber einen Draht um einen Zehntelmillimeter dünner hat, besitzt nur 78 % der Federrate – wieder die vierte Potenz. **2. Mit welcher Länge ist sie eingebaut?** Messen Sie sie im eingebauten Zustand, nicht im Katalog. Ein verschlissener Sitz, ein fehlendes Distanzstück oder ein verbogener Träger verändert die Arbeitslänge und damit Kraft und Spannung, so sicher wie eine falsche Feder. **3. Kann irgendetwas sie auf Block drücken?** Wenn ja und dafür nicht ausgelegt, ist das Ihre Antwort, und ein Anschlag ist die Lösung. **4. Ist der Sitz eben und rechtwinklig?** Legen Sie die Feder auf eine ebene Fläche und stellen Sie einen Winkel daran. Mehr als etwa 3 Grad Schräglage bedeutet, dass eine Seite jeder Windung belastet wird. **5. Schleift irgendetwas?** Suchen Sie nach blanken Stellen an den Windungen und passenden Spuren am Gehäuse oder Stößel. Schleifen deutet auf Knicken oder unzureichendes Spiel hin, und beides kehrt zurück. **6. Warum jetzt?** Wenn die Maschine jahrelang lief und in einem Monat zwei Federn gebrochen sind, hat sich etwas anderes geändert – eine Drehzahl, eine Last, eine Temperatur, ein anderer Lieferant. Die Feder meldet den Zustand der Maschine. **Notieren Sie dann die freie Länge und die Einbaulänge**, bevor Sie alles wieder zusammenbauen. Beim nächsten Mal macht dieser Eintrag aus dieser ganzen Stufe eine einzige Subtraktion.