Berechnung von Druckfedern, alles was man wissen muss

AUSWAHL DES MATERIALS

Der erste Schritt zur korrekten Berechnung einer Druckfeder besteht darin, die Arbeitsumgebung zu kennen und insbesondere die folgenden Parameter: Betriebstemperatur, Exposition gegenüber korrosiven Stoffen, Anzahl der geplanten Zyklen und Frequenz.
Diese Faktoren bestimmen die Wahl des richtigen Materials.

TEMPERATUR

Nicht alle Materialien können bei allen Temperaturen korrekt arbeiten. Zum Beispiel ist der Draht EN 10270-1 für einen Betriebstemperaturbereich von -20 bis +80 °C geeignet, INOX AISI 302 hat einen Bereich von -200 bis +250 °C; für höhere Temperaturen sind Nickel-Superlegierungen wie Inconel oder Nimonic erforderlich.

EXPOSITION GEGENÜBER KORROSIVEN STOFFEN

Bei einer sehr aggressiven Arbeitsumgebung (zum Beispiel in Kontakt mit Meerwasser, Säuren, Methan…), sind die Oberflächenschutzmittel nicht mehr ausreichend, und es ist daher ein Material erforderlich, das in dieser Umgebung beständig ist.

VORGESEHENE ZYKLUSZAHL UND FREQUENZ

Soll eine Feder eine Lebensdauer von Millionen von Arbeitszyklen haben, muss dies bereits in der Planungsphase bekannt sein: Eine Feder, die im statischen Zustand gut funktioniert, könnte eine geringe Lebensdauer bei Belastung haben.
Auch in diesem Fall gibt es Materialien, die besser für lange Zeiträume geeignet sind (EN 10270-2). Auch die Frequenz ist wichtig: 10 Zyklen pro Minute sind etwas anderes als 10 pro Sekunde oder 10 pro Stunde.
Ist die Frequenz bekannt, kann eine Resonanzanalyse durchgeführt werden.

VERFÜGBARER RAUM und ARBEITSPUNKTE DER DRUCKFEDER

Nach Auswahl des Materials können wir den verfügbaren Raum für die Feder berücksichtigen. Sind im Entwurf der Vorrichtung bereits eine Aufnahmebohrung oder ein Bolzen vorgesehen, auf dem die Feder gleiten muss, müssen wir diese Daten kennen, um sie erfüllen zu können.

Wir müssen auch die vorgesehenen Arbeitspunkte und die Kraft kennen, die die Feder an diesen Punkten liefern muss. Die erste Kraft F1 ist die an der ersten Arbeitslänge L1, die an einer montierten und schwach komprimierten Feder liegt: Die freie Feder wird länger als diese Abmessung sein. Die zweite Arbeitslänge L2 ist die der Feder unter ihrer maximalen Belastung F2. Die Druckfeder wird so berechnet, dass die gesamte komprimierte Länge kleiner als L2 ist. Der Weg der Feder S ergibt sich aus L1 – L2. Alternativ können nur L2 und F2 sowie die gewünschte elastische Konstante angegeben werden. L2 muss die niedrigste Höhe sein, die die Feder auch gelegentlich erreichen kann: Wenn sie auch nur einmal das elastische Feld verlässt, wird die Feder nicht mehr auf die freie Höhe zurückkehren und ist irreparabel beschädigt.

Es könnte unmöglich sein, alle genannten Beschränkungen einzuhalten, oft sind die geforderten Lasten mit den verfügbaren Räumen unvereinbar. In diesem Fall berechnen wir zwei Druckfedern. Die erste bietet die maximal mögliche Last unter Berücksichtigung des verfügbaren Platzes, die zweite hat das minimal mögliche Volumen unter Berücksichtigung der geforderten Lasten.

Wir produzieren verschiedene Arten von Druckfedern

Bei Mollificio Modenese stellen wir Druckfedern verschiedener Art her: Wenn Sie keine Zweifel haben und bereits wissen, was Sie brauchen, fordern Sie direkt ein Angebot für die kundenspezifische Berechnung basierend auf Ihren Anforderungen an!