Druckfeder-Berechnung

Auslegung nach DIN EN 13906-1 · Toleranzen DIN EN 15800 · Dauerfestigkeit

1 · Feder

?Geometrie der Feder. Der Gleitmodul und die Zugfestigkeit kommen aus dem Werkstoff und dem Drahtdurchmesser; die zulässige Schubspannung ist die Hälfte der unteren Zugfestigkeit.

Referenznummer
für das Datenblatt

Werkstofftabelle mit allen Kennwerten (PDF)

Drahtdurchmesser d mm

?Gerechnet wird immer mit dem mittleren Durchmesser Dm. Geben Sie stattdessen Da oder Di ein, wird Dm daraus bestimmt: Dm = Da − d bzw. Dm = Di + d.

Durchmesser Dm mm

federnde Windungen n?Nur die federnden Windungen zählen für die Federrate. Die angelegten Windungen an beiden Enden (üblich zusammen 2) tragen nicht, gehen aber in Blocklänge und Drahtlänge ein.

angelegte Windungen n_a

ungespannte Länge L₀ mm

2 · Arbeitspunkte

?Bis zu zwei Arbeitspunkte. Aus dem ersten ergeben sich Kraft und Spannung, aus beiden zusammen die Hubspannung für die Dauerfestigkeit.

?Sie können die gespannte Länge, den Federweg ab L0 oder die gewünschte Kraft eingeben — die jeweils anderen beiden Größen rechnet das Werkzeug aus.

Arbeitspunkt 1 mm

Arbeitspunkt 2 mm
leer = nur ein Punkt

dynamisch belastet?Dynamisch belastete Federn brauchen den anderthalbfachen Windungsabstand und werden gegen die Dauerfestigkeit geprüft. Ohne Haken gilt nur die statische Grenze.

3 · Toleranzen

?Gütegrad nach DIN EN 15800 — 1 eng, 2 üblich (gilt ohne Angabe), 3 weit. Die Toleranzen stehen in der Auslegung direkt hinter den Werten.

Gütegrad

Durchmesser D_a

ungespannte Länge L₀

Kräfte F₁ und F₂

4 · Ausführung und Kennwerte

?Oberflächen- und Wärmebehandlung erscheinen auf dem Datenblatt. Kugelstrahlen erhöht zusätzlich die zulässige Hubspannung und wird in der Dauerfestigkeit berücksichtigt.

kugelgestrahlt

gesetzt

angelassen

verzinkt

links gewickelt

?Lagerungsbeiwert für den Knicknachweis: je fester die Feder eingespannt ist, desto kleiner. Bei L0/Dm unter 2,63 kann die Feder ohnehin nicht ausknicken.

G-Modul N/mm²
leer = Werkstoffwert

τ_zul N/mm²
leer = 0,5 · R_m

5 · Feder suchen

?Der umgekehrte Weg: Sie geben Kraft, Länge und Bauraum vor, das Werkzeug durchsucht die Drahtdurchmesser und Wickelverhältnisse und schlägt passende Federn vor. Ein Klick auf eine Zeile übernimmt sie in die Berechnung oben.

Zielkraft F₁ N

bei Länge L₁ mm

Zielkraft F₂ N
leer = nur ein Punkt

bei Länge L₂ mm

Federweg bis L₁ mm
leer = Baulänge ausnutzen

Außendurchmesser höchstens mm

Innendurchmesser mindestens mm
Dorn

ungespannte Länge höchstens mm

Feder in den Arbeitspunkten

?Die 3D-Ansicht zeigt die gerechnete Feder als Volumenkörper: Außendurchmesser, Drahtdurchmesser, Windungszahl und Steigung stimmen mit der Auslegung überein, die Endwindungen sind angelegt oder geschliffen wie eingestellt.Der Regler fährt von L₀ bis zur zulässigen Länge; das Modell wird dabei wirklich neu gewickelt, nicht gestaucht.Die STEP-Datei enthält denselben Körper als exakte Freiformfläche (NURBS) mit geschlossener Hülle — kein Dreiecksnetz.

Federkennlinie

Kraft über der Federlänge · rot der Bereich unterhalb der zulässigen Länge

Auslegung

Maße

Kräfte

Lebensdauer

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