Nur Desktop

Engineering-Tools sind nur auf Desktop-Bildschirmen verfügbar.

Druckfeder

Eine reale Feder arbeitet zwischen zwei Positionen: eingebaut (Vorspannung) und Arbeitslage (max). Stellen Sie beide ein, und dies liefert die Kraft und Spannung bei jeder, den verbleibenden Abstand zum Blockmaß und — der Teil, der über das Überleben entscheidet — einen Sicherheitsfaktor gegen Ermüdung beim Wechseln zwischen den beiden Lasten. Die Drahtfestigkeit wird aus dem tatsächlichen Drahtdurchmesser übernommen, sodass dünner Draht korrekt fester ist.

Druckfeder — Arbeitshub k = —

Drahtdurchmesser d mm

Mittlerer Windungsdurchmesser D mm

Wirksame Windungen n_a Windungen

Freie Länge L₀ mm

Vorspannweg δ₁ mm

Arbeitsweg δ₂ mm

Material

Oberflächenbehandlung

Engineering-Notizen

Zwei Arbeitspunkte

Federrate k = G·d⁴ / (8·D³·n_a); Kräfte F = k·δ bei Vorspannung (δ₁) und Arbeitslage (δ₂).
Schubspannung τ = K_W · 8·F·D / (π·d³), K_W = (4C−1)/(4C−4) + 0.615/C.
Die Zugfestigkeit ist größenabhängig: S_ut = A / d^m (A, m je Werkstoff). Statische Schubfließgrenze ≈ 0,45·S_ut.

Ermüdung (Goodman + Zimmerli)

Wechsel-/Mittelschub τ_a = (τ₂−τ₁)/2, τ_m = (τ₂+τ₁)/2.
Dauerfestigkeit nach Zimmerli (größenunabhängig): ungekugelt S_sa=241, S_sm=379 MPa; kugelgestrahlt 398 / 534 MPa. Goodman: S_se = S_sa/(1−S_sm/S_su), S_su=0.67·S_ut.
Ermüdungsfaktor n_f = 1 / (τ_a/S_se + τ_m/S_su). n_f ≥ 1 bedeutet unendliche Lebensdauer (>10⁶ Zyklen); Kugelstrahlen verdoppelt etwa die Wechseldauerfestigkeit.
Halten Sie das Wickelverhältnis C zwischen 4–12, den Arbeitspunkt klar vom Blockmaß entfernt und L₀/D < 4, um Knicken zu vermeiden.

Ergebnis

Live