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Druckfeder


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Druckfedern oder Schraubendruckfedern sind eine Art der Gewundenen Torsionsfedern („Sprungfedern“), womit sie zu den Schraubenfedern gehören. Druckfedern sind aus Rund- oder Profildraht wendelförmig gewundene oder gewickelte, torsionsbeanspruchte Federn, die auf Druck reagieren. Die Windungssteigung beträgt dabei im Allgemeinen gleichbleibend [math]S_W[/math].

Funktion

Druckfedern speichern und übertragen Kräfte durch Formänderungen. Über die Federgeometrie und Werkstoffauswahl kann die Federkonstante verändert werden. Die Druckfeder wird durch Zusammendrücken der Enden belastet. Die Krafteinleitung erfolgt über die Endwindungen. Die gespeicherte Energie wird beim Entspannen der Feder teilweise wieder freigegeben.

Bauformen

  • Druckfedern haben im Allgemeinen eine zylindrische Bauform mit linearer Kennlinie.
  • Angelegte Endwindungen: Um die Krafteinleitung in den Federkörper möglichst axial sicherzustellen, können die beiden gegenüberliegenden Endwindungen (oder auch mehrere Windungen) durch Verringerung der Windungssteigung auf SW = 0 angelegt werden.
  • Geschliffene Endwindungen: Zur Auflageverbesserung können die Endwindungen geschliffen werden.
  • Hülse und Dorn: Druckfedern können ausknicken. Durch die Verwendung einer die Feder umschließenden Hülse oder eines innenliegenden Dornes kann dies verhindert werden.
  • Konische Druckfedern: Der Durchmesser verkleinert sich von D1 nach D2, die Federkennlinie ist progressiv ansteigend.
  • Doppelkonische Druckfedern bezeichnet man auch als Tonnenfeder; sie haben an den Enden einen kleineren Windungsduchmesser als in der Mitte.
  • Miniblockfedern sind Tonnenfedern mit sich ändernden Windungsabstand und Drahtdurchmesser
  • Taillenfedern haben an den Enden einen größeren Windungsduchmesser als in der Mitte.

Anwendung

Druckfedern werden im Maschinenbau und vielen anderen Bereichen angewandt, z. B.:

  • Elektrogeräte (z. B. Rückstellfeder in Schaltern)
  • Fahrzeugbau (z. B. in Fahrwerken)
  • Bürobedarf (z. B. in Kugelschreibern)
  • Baubeschlag (z. B. in Türschließern)

Materialien und deren Normung

Geeignete und häufig genutzte Werkstoffe sind Federstähle:

  • EN 10270–1 Patentiert-gezogener, unlegierter Federstahldraht
  • EN 10270-2 Ölschlussvergüteter Federstahldraht
  • EN 10270-3 Nicht-rostender Federstahldraht

Kenngrößen

Eine Auswahl von Kenngrößen:

  • d Drahtdurchmesser in mm
  • D Mittlerer Windungsdurchmesser in mm
  • L0 Länge der unbelasteten Feder in mm
  • Lc Blocklänge in mm; das ist die Länge der Feder bei unmittelbar aneinander liegenden Windungen
  • n Anzahl der federnden Windungen
  • nt Gesamtzahl der Windungen
  • R Federrate in N/mm

Normung

  • DIN EN 15800 Zylindrische Schraubenfedern aus runden Drähten — Gütevorschriften für kaltgeformte Druckfedern, aktuelle Ausgabe 2009
  • DIN EN 13906-1 Zylindrische Schraubenfedern aus runden Drähten und Stäben — Berechnung und Konstruktion — Teil 1: Druckfedern, aktuelle Ausgabe EN 13906-1:2013

Weblinks


Kategorien: Feder (Technik)

Quelle: Wikipedia - http://de.wikipedia.org/wiki/Druckfeder (Vollständige Liste der Autoren des Textes [Versionsgeschichte])    Lizenz: CC-by-sa-3.0

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