Welche Fehlerart ist mit „Kantenrissen“ bei der Herstellung hochbeanspruchter Wellenfedern verbunden?

Kantenrisse sind ein Herstellungsfehler, der beim Aufwickeln oder Stanzen des Flachdrahts auftritt, insbesondere bei Materialien mit hoher Härte wie SAE 1090. Wenn die Kanten des Drahts durch den Walzprozess Mikrograte oder „Schlitzrisse“ aufweisen, wirken diese als starke Spannungskonzentratoren. Während der Wellenbildung steht der äußere Rand der Welle unter Spannung. Übersteigt die lokale Spannung die Bruchzähigkeit $K_{IC}$, breitet sich ein Riss aus. Im Betrieb wachsen diese Risse durch Ermüdung. Um dies zu analysieren, wird eine metallografische Querschnittsuntersuchung durchgeführt. Zur Vorbeugung gehört die „Kantenkonditionierung“ oder „Rundkantenbearbeitung“ des Drahtes vor dem Aufwickeln, um einen gleichmäßigen Druckspannungszustand an den Kanten sicherzustellen, der bei Federn für die Luft- und Raumfahrttechnik Standard ist.