Einführung und Funktionsprinzip der Druckfeder

Druckfeder – Einführung und Funktionsprinzip der Druckfeder. Druckfedern sind offene Schraubenfedern, die so gewickelt oder konstruiert sind, dass sie einer Kompression entlang der Windungsachse entgegenwirken. Die Schraubenkompression ist die häufigste Konfiguration von Metallfedern. Diese Schraubenfedern können unabhängig voneinander arbeiten, werden aber oft über einer Führungsstange montiert oder in ein Loch eingesetzt. Wenn Sie eine Druckschraubenfeder belasten und sie dadurch kürzer machen, drückt sie gegen die Last und versucht, ihre ursprüngliche Länge wieder anzunehmen. Druckfedern bieten linearen Kompressionskräften (Schub) Widerstand und sind tatsächlich eine der effizientesten verfügbaren Energiespeichervorrichtungen. Die in einer Druckfeder gespeicherte Energiemenge wird durch die Materialeigenschaften, den Drahtdurchmesser und die Anzahl der Windungen der Feder bestimmt. Die Federrate oder Steifigkeit der Feder wird durch den Drahtdurchmesser und die Anzahl der Windungen bestimmt. Die Federrate ist die Kraftänderung pro Längenänderungseinheit und wird in Pfund pro Zoll oder Newton pro Millimeter gemessen. Die Federrate kann durch Variation des Drahtdurchmessers oder der Anzahl der Windungen angepasst werden. Anwendungen von Druckfedern Druckfedern finden sich in zahlreichen Anwendungen, von Automotoren und großen Stanzpressen über Großhaushalte und Rasenmäher bis hin zu medizinischen Geräten, Mobiltelefonen, Elektronik und empfindlichen Messinstrumenten. Die einfachste Installation findet überall dort statt, wo ein Druckknopf benötigt wird. Konische Federn werden im Allgemeinen in Anwendungen eingesetzt, die eine niedrige Bauhöhe und eine erhöhte Widerstandsfähigkeit gegen Druckspitzen erfordern. Wichtige Parameter von Druckfedern Rate: Die Federrate ist die Änderung der Belastung pro Auslenkungseinheit in Pfund pro Zoll (lbs/in) oder Newton pro Millimeter (N/mm). Spannung: Die Abmessungen bestimmen zusammen mit den Belastungs- und Auslenkungsanforderungen die Spannung in der Feder. Wenn eine Druckfeder belastet wird, wird der gewickelte Draht auf Torsion beansprucht. Die Spannung ist an der Oberfläche des Drahts am größten; wenn die Feder ausgelenkt wird, variiert die Belastung, was zu einem Bereich von Betriebsspannungen führt. Spannung und Spannungsbereich bestimmen die Lebensdauer der Feder. Je größer der Betriebsspannungsbereich ist, desto geringer muss die maximale Spannung sein, um eine vergleichbare Lebensdauer zu erzielen. Relativ hohe Spannungen können verwendet werden, wenn der Betriebsspannungsbereich eng ist oder die Feder nur statischen Lasten ausgesetzt ist. Außendurchmesser: Der Durchmesser der zylindrischen Hülle, die von der Außenfläche der Windungen einer Feder gebildet wird. Lochdurchmesser: Dies ist ein Maß für den Raum, in den Sie eine Druckfeder einsetzen würden. Es ist der Durchmesser eines Gegenstücks zu einer Druckfeder und wird häufig fälschlicherweise für eine Abmessung der Feder selbst gehalten. Der Lochdurchmesser sollte unter Berücksichtigung der Toleranz und der Federausdehnung unter Last größer sein als der Außendurchmesser Ihrer Druckfeder. Stangendurchmesser: Dies ist ein Maß für die Stange, die durch das Innere einer Druckfeder verläuft. Diese Stange ist im Wesentlichen ein Gegenstück und kann als Führungswelle dienen, um das Knicken der Feder unter Last zu minimieren. Der Stangendurchmesser sollte unter Berücksichtigung der Toleranz kleiner sein als der Innendurchmesser Ihrer Druckfeder; jedoch nicht zu klein, da er sonst seine Fähigkeit einbüßt, das Knicken der Feder zu minimieren. Freie Länge: Die Länge einer Feder im unbelasteten Zustand. HINWEIS: Bei Zugfedern kann dies die Ankerenden umfassen. Drahtdurchmesser: Dies ist ein Maß für das Rohmaterial, aus dem eine Feder hergestellt wird. Herkömmliche Federn werden aus runden Drähten mit einem bestimmten Durchmesser hergestellt. Lesen Sie unseren Leitfaden zum Messen einer Druckfeder. Federhöhe: Dies ist das Längenmaß einer Druckfeder im maximal belasteten Zustand. Tatsächlich entspricht dies der Höhe der Druckfeder, wenn alle Windungen zusammengedrückt sind. Federrückstand: Dieser tritt auf, wenn eine Feder über ihre Materialfestigkeit hinaus belastet wird. Es handelt sich um eine dauerhafte Verformung, die sich bemerkbar macht, wenn die Feder nach dem Lösen der Federkraft nicht ihre ursprüngliche Länge erreicht. Je nach Anwendung kann der Federrückstand erwünscht oder unerwünscht sein. Federkraft bei Federhöhe: Dies ist ein Maß für die Kraft, die erforderlich ist, um eine Druckfeder vollständig auszulenken, bis die Windungen vollständig zusammengedrückt sind. Für Produktdesigner, die das Durchschlagen einer Druckfeder vermeiden möchten, ist die Federkraft bei Federhöhe eine schnelle Referenzgröße, um Federn zu finden, die der maximalen Betriebslast einer Baugruppe standhalten können. Ressourcen