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Published in:
2017 | OriginalPaper | Chapter
47. Federn
Authors : Gert Böge, Wolfgang Böge
Published in: Handbuch Maschinenbau
Publisher: Springer Fachmedien Wiesbaden
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Zusammenfassung
Mit Federn werden elastische Verbindungen hergestellt. Sie verformen sich unter Einwirkung äußerer Kräfte, speichern dabei Energie und geben diese bei Entlastung durch Rückfederung wieder ab. Anwendungen als Arbeitsspeicher, zur Stoß- und Schwingungsdämpfung, als Rückholfedern, zur Kraftmessung und als Spannelemente. Nach ihrer Gestalt unterscheidet man Blatt-, Schrauben-, Teller-, Stab-, Spiral-, Ring-, Hülsen- und Scheibenfedern, nach der Beanspruchungsart wird in Zug-, Druck-, Biege- und Drehfedern unterteilt.
Die Federeigenschaften werden nach Kennlinien beurteilt. Diese zeigen die Abhängigkeit des Federwegs f (oder des Verdrehwinkels \(\varphi\)) von der Federkraft F (oder dem Federdrehmoment M) und können progressiv (ansteigend gekrümmt), gerade oder degressiv (abfallend gekrümmt) verlaufen (Abb. 47.1 und 47.2). Bei torsionsbeanspruchten Federn (z. B. Drehstabfedern im Fahrzeugbau) entspricht der Federkraft F das Federdrehmoment M und dem Federweg f der Verdrehwinkel \(\varphi\).
Federn aus Werkstoffen, für die das Hooke’sche Gesetz gilt, zeigen bei reibungsfreier Federung lineare (gerade) Kennlinien; Federweg f und Federkraft F sind proportional (siehe Teil Festigkeitslehre, Abschn. 15.1.2).
Die Fläche unter der Kennlinie stellt die Federungsarbeit W dar.