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Die elastische Verformung von Federn ist meistens eine Biegung oder eine Torsion. Ein Biegemoment führt zu Biegespannungen, oder ein Torsionsmoment führt zu Torsionsspannungen. Folglich sind Federn primär entweder Biegefedern oder Torsionsfedern. Die anderen Verformungen – 1. Dehnung (oder Stauchung) unter Normalkraft (Zugkraft (oder Druckkraft)), ...
Einfach geformte federnde Körper, wie bspw. der hölzerne Bogen zum Abschießen von Pfeilen, wurden von den Menschen bereits in urgeschichtlichen Tagen verwendet. Im Bronzezeitalter gab es in vielen Kulturen bereits komplexere federnde Gebilde wie die Pinzette und die Fibel. Ktesibios von Alexandrien stellte Bronze mit besonderen federelastischen Eig...
Alle Anwendungen der Feder beruhen auf deren Vermögen, potentielle Energiezu speichern. 1. Antriebsenergie: Die Energie einer vorgespannten (aufgezogenen) Feder dient zum Antrieb beweglicher Geräte wie mechanische Uhren. Der Antrieb hört auf, wenn die Feder wieder entspannt ist. 2. Rückstellkraft: Federkraft als Gegenkraft zum Beispiel in Federwaag...
Federn werden aus Stahl- (Federstahl) und Kupfer-Legierungen (meistens Berylliumkupfer) hergestellt. Die Halbzeuge sind vorwiegend schmale Bänder und Drähte. Aus anderen elastischen Werkstoffen wie Gummi und faserverstärktem Kunststoff gibt es keine typisierten Federn. Gasdruckfedernsind in der Regel auch Spezialanfertigungen.
Zur Charakterisierung von Federn wird die Federkonstante (Federhärte) oder die Federkennlinie angegeben. Diese beschreiben den Zusammenhang zwischen Verformung (Weg s oder Winkel φ) und Kraft F oder Drehmoment Mt. Die Federkennlinie ist wie das ihr zugrundeliegende Hookesche Gesetz in guter Näherung linear (→ Feder-Konstante, siehe 2in Abb.). Für b...
Biegefeder
Ein in x {\displaystyle x} -Richtung ausgedehnter biegsamer Stab nimmt bei Beanspruchung durch das Biegemoment M y ( x ) {\displaystyle M_{y}(x)} in der x z {\displaystyle xz} -Ebene die Krümmung w ″ ( x ) {\displaystyle w''(x)} an: 1. w ″ ( x ) = − M y ( x ) E ⋅ I y {\displaystyle w''(x)=-{\frac {M_{y}(x)}{E\cdot I_{y}}}} ( E {\displaystyle E} : Elastizitätsmodul des Werkstoffs I y {\displaystyle I_{y}} : Flächenträgheitsmoment bei Biegung um die y {\displaystyle y} -Achse)
Torsionsfeder
Der Verdrehwinkel ϕ {\displaystyle \phi } eines Stabs der Länge L {\displaystyle L} bei Beanspruchung mit dem Torsionsmoment M t {\displaystyle M_{t}} beträgt: 1. ϕ = M t ⋅ L G ⋅ I p {\displaystyle \phi ={\frac {M_{t}\cdot L}{G\cdot I_{p}}}} ( G {\displaystyle G} : Schubmodul des Werkstoffs I p {\displaystyle I_{p}} : polares Flächenträgheitsmomentdes Querschnitts)
Die meisten Biegefedern sind Blattfedern (rechteckiger Querschnitt), Drahtfedern sind in der Unterzahl. Gerade (gestreckte) Biegefedern lassen sich mit der für gerade Balken geltenden Balkentheoriebehandeln. Für die überwiegend gekrümmten Biegefedern sind zwei Besonderheiten zu beachten: 1. Die Spannungsverteilung im Querschnitt ist nicht mehr wie ...
Die meisten Torsionsfedern bestehen aus Stäben oder Draht mit rundem Querschnitt. Andere Querschnitte (quadratisch, rechteckig usw.) sind in der Minderheit. Im Unterschied zu den geraden (gestreckten) Torsionsfedern (Drehstabfeder) sind bei der Behandlung der gewundenen Torsionsfedern (Schraubenfedern)zwei Besonderheiten zu beachten: 1. Die Spannun...
Form und Funktion
Eine Tellerfeder hat die Form des Mantels eines flachen Kegelstumpfs. Sie wird zwischen ihren Randkreisen elastisch zusammengedrückt (theoretisch, bis sie maximal zu einer ebenen Scheibe verformt ist), wobei sich als Reaktion auf die eingeleiteten Kräfte Normalspannungen(Druck- und Zugspannungen) im Material bilden. Bei üblicher Anordnung von Tellerfedern tritt bei Federwegen über 75 % abweichend von der Rechnung ein progressiver Anstieg der Federkraft ein. Dieser entsteht durch die Verschieb...
Kombinationen
Die einzelne Tellerfeder ist eine relativ harte Feder und wird dementsprechend verwendet. Eine weichere Feder entsteht durch wechselsinniges Aufeinanderschichten der Teller (Reihenschaltung). Das ist ein Anwendungsvorteil, wenn es darum geht, eine weichere Feder aus „Katalog-Teilen“ zu erzeugen. Durch gleichsinniges Aufeinanderschichten (Parallelschaltung) entsteht eine Feder, die härter als die Einzelfeder ist.
Werkstoffe
1. ausgewiesene Federstählein Blechform wie C60S (1.1211), C67S (1.1231) und C75S (1.1248) oder 51CrV4 (1.8159) 2. korrosionsbeständige Stähle wie X10CrNi18-8, X7CrNiAl17-7, X5CrNiMo17-12-2, X5CrNi18-10 3. warmfesteStähle wie X22CrMoV121 oder X39CrMo17-1 4. Kupfer- (CuSn 8, CuBe 2) und Nickel-Legierungen (Nimonic, Inconel, Duratherm) 5. faserverstärkte Kunststoffe (FVK)in Einzelfällen. Damit Tellerfedern überhaupt ihre Federeigenschaften (hohe Elastizität bzw. Zähigkeit bei hoher Festigkeit)...
Die folgenden Federn sind Ausführungen, die für bestimmte Zwecke entwickelt wurden und kaum allgemein verwendet werden.
Federn ( lateinisch pennae, Singular penna) sind von der äußeren Haut der Vögel (und fossiler gefiederter Dinosaurier) gebildete, im fertigen Zustand leblose Strukturen aus Keratin, die zusammen als Gefieder oder Federkleid die wesentliche äußere Oberfläche bilden und im Kiel durch Gefäße und Gewebe mit der Haut verbunden sind.
25. März 2024 · Die Druckfedern sind in Gütegrad 2 nach DIN EN 15800 aus normalen Federstahldraht EN 10270-1DH (bis 1,8 mm Drahtstärke) und -1SH (ab 1,8 mm Drahtstärke) gefertigt. Sie sind rechtsgewickelt (im Uhrzeigersinn) mit gleichmäßiger Steigung.
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Feder f. ‘aus hornartiger Substanz bestehende Körperbedeckung der Vögel, Schreibinstrument’, vielfach übertragen auf Zubehörteile in verschiedenen Funktionsbereichen mit der Eigenschaft, nach Belastung in die ursprüngliche Form zurückzuschnellen, ahd. fedara (10.
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