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Torsionsfeder

Moment und Biegespannung beim eingebauten (Vorspann-) und Arbeitswinkel, dazu der Sicherheitsfaktor gegen Ermüdung beim Wechseln dazwischen. Der Draht wird auf Biegung beansprucht, daher wird hier der Elastizitätsmodul verwendet; zudem wird verfolgt, wie weit sich die Windung enger zieht, was sie auf dem Dorn klemmt.

Schraubenförmige Torsionsfeder M = —

Drahtdurchmesser d mm

Mittlerer Windungsdurchmesser D mm

Federnde Windungen n_a Windungen

Vorspannwinkel θ₁ deg

Arbeitswinkel θ₂ deg

Material

Oberflächenbehandlung

Engineering-Notizen

Zwei Arbeitspunkte

Rate pro Windung k' = E·d⁴ / (10.8·D·n_a); Moment M = k'·(θ/360) bei Vorspannung (θ₁) und Arbeitslage (θ₂).
Biegespannung σ = K_b · 32·M / (π·d³), K_b = (4C²−C−1)/(4C(C−1)) (Innenfaser).
S_ut = A / d^m; statisch zulässige Biegung ≈ 0,78·S_ut.
Aufwicklung D' = D·n_a/(n_a + θ/360) — Spiel zum Dorn vorsehen.

Ermüdung

Wechsel-/Mittelbiegung zwischen θ₁ und θ₂; Goodman mit Biegedauerfestigkeit ≈ (gekugelt 0,5 : wie gewickelt 0,4)·S_ut und S_ut.
n_f = 1/(σ_a/S_e + σ_m/S_ut); n_f ≥ 1 ≈ unendliche Lebensdauer. Belasten Sie stets in der Richtung, die die Windung enger wickelt.

Ergebnis

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