Maschinengestaltung II/III

Federn

4.0 (1)

P. N.

Lernen

P. N.

Über diese Lernkartei

Diese Lernkarten behandeln die Grundlagen der Maschinengestaltung auf Universitätsniveau, mit Fokus auf Federn und deren Eigenschaften. Sie decken Themen wie Federarten, Federkennlinien, Steifigkeit, Energieumwandlung und praktische Anwendungen ab. Die Karteikarten sind ideal für Ingenieurstudierende, die sich mit der Konstruktion und Funktionsweise von Federn in Maschinen vertraut machen möchten.

Karten

Lernende

Sprache

Deutsch

Kategorie

Technik

Stufe

Universität

Erstellt / Aktualisiert

01.04.2012 / 25.08.2025

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Def Shore-Härte

Widerstand, den ein genormter Kegelkopf beim Eindringen in den Gummiwerkstoff erfährt

Def: Aktive Entstörung

man schützt die Umgebung vor den Störungen, welche von einer Maschine ausgehen

Def: Aktive Entstörung

man schützt die Umgebung vor den Störungen, welche von einer Maschine ausgehen

Def: Passive Entstörung

man schützt empfingdliche Geräte vor Störungen, die von der Umgebung ausgehen

Wovon sind die Dämpfungswerte bei Gummifedern abhängig?

- Shore-Härte

- Temperatur

- Verformungsgeschwindigkeit / -Beschleunigung

- Beanspruchungsart

- Geometrie des Federkörpers

Formnutzzahl (Formel)

μ= W/Wmax

mögliche Dehnung von Elastomerwerkstoffen (Gummi)

bis zu 700% ohne Schädigung

mögliche Federkennlinien

- linear

-progressiv

-degressiv

Var.: Steifigkeit

Var.: Nachgiebigkeit

1/c

Dissipation von Energie

Energie nur noch teilweise umwandelbar --> thermische Energie bei Reibvorgängen

Def .: Formnutzzahl

gibt an, wie gleichmäßig das Werkstoffvolumen der Feder durch innere Kräfte oder Spannungen beansprucht wird

Federwerkstoffe

hochlegierte Stähle

Vorzeichen Druckspannung

negativ

Vorzeichen Zugspannung

positiv

Praxisbeispiele für Tellerfedern

dort wo auf kleinen Wegen große Kräfte gefordert sind

(Ausgleich von Spiel in Wälzlagern, bei Kippsegmenten von Gleitlagern)

Erklärung Vorsetzen

Feder wird in einen günstigen Eigenspannungszustand gebracht

Anzahl Schwimgungen bei statischer Beanspruchung

N<10^4

Anzahl Schwingungen dynamische Belastung

N>10^4

Zusammenhang von Shorehärte und Schubmodul

Schubmodul vergrößert sich mit zunehmender Shorehärte

Beanspruchungsart Schraubenfeder

Commandes clavier:

= tourner,

= avant/arrière,

= faire défiler

Torsion

Beanspruchungsart Ringfeder

Commandes clavier:

= tourner,

= avant/arrière,

= faire défiler

Zug / Druck

Schadensursache bei geschichteten Blattfedern bei hoher Mittelspannung

Commandes clavier:

= tourner,

= avant/arrière,

= faire défiler

Kerben

wodurch kann die Steifigkeit einer Ringfederpatrone erheblich gesenkt werden?

Commandes clavier:

= tourner,

= avant/arrière,

= faire défiler

durch Schlitzen des Rings

Schadensursache bei geschichteten Blattfedern bei niedriger Mittelspannung

Commandes clavier:

= tourner,

= avant/arrière,

= faire défiler

Schwingverschleiß

wie kann bei einer Schraubenfeder eine Federkennlinie mit progressiven Verlauf realisiert werden?

Commandes clavier:

= tourner,

= avant/arrière,

= faire défiler

- Federdrahtdurchmesser d wird variiert

- mittlerer Federdurchmesser Dm wird variiert

Vorteile von Gummifedern gegenüber metallischer Federn

Commandes clavier:

= tourner,

= avant/arrière,

= faire défiler

- geringe Steifigkeit möglich

- elektr. therm. Isolator

- Dämpfung

def: Kriechen bei Federn

Commandes clavier:

= tourner,

= avant/arrière,

= faire défiler

Die mit einer konstanden Kraft belastete Feder erleidet im Laufe der Zeit eine zusätzliche Längenänderung Delta L

Teilfunktionen von Federn

Commandes clavier:

= tourner,

= avant/arrière,

= faire défiler

- Kräfte elastisch leiten

- Speichern von potentieller Energie

- wandeln von kinetischer Energie in Wärmeenergie

konstruktive Führungsmöglichkeiten von nicht Knicksicheren Federn

Commandes clavier:

= tourner,

= avant/arrière,

= faire défiler

- Hülse

- Dorn

-Bohrung

Nachteile von Gummifedern gegenüber metallischer Federn

- Alterungsempfindlichkeit

- Kriechneigung

- Versprödung durch hohe Temperaturen

praktische Anwendung für Ringfederelemente

Puffer für Schienenfahrzeuge

Faktoren die die Knicksicherheit einer Schraubenfeder beeinflussen

- mittlerer Federdurchmesser Dm

- Federläge lo

Welcher Einfluss wird bei Federn durch den Lagerungsbeiwert ϑ berücksichtigt?

Federendlagerung

def: Relaxation bei Federn

bei der auf eine konstante Länge zusammengedrückten Feder macht sich im Lufe der Zeit ein Kraftabfall Delta F bemerkbar

Warum lässt sich Schwingverschleiß bei Parabelförmigen Blatfedern im Gegensatz zu geschichteten Blattfedern gleicher Dicke weitestgehend ausschalten?

voller Kontakt findet nur in kleinen Bereichen statt, ungünstige Reibeffekte werden somit minimiert

Für genaue Schraubenfederberechnugen wird der Spannungskorrekturfaktor k angewendet.Welche beiden Effekte werden durch ihn erfasst?

- Der Anteil der Schubspannung infolge Querkraft

- Die Schubspannungserhöhung infolge Drahtkrümmung

Was ist bei einer Paarung zweier wirksamer Kegelflächen (entspricht einem Federelement) einer Ringfeder für die Wahl des Kegelwinkels α in Abhängigkeit des Reibungswinkels ρ zu beachten?

Der Kegelwinkel α ist in Abhängigkeit vom Reibungswinkel ρ so zu wählen, dass kene Selbsthemmung auftritt (α > ρ)

welche konstruktive Maßnahme kann für das Erreichen eines weichen Anhubes (Knick in der Federkennlinie) bei Ringfedern durchgeführt werden?

Innenringe durch eine geschlitzte Ausführung ersetzen

Die Berechnung welcher Größe muss bei schnell aufeinanderfolgenden Belastungswechseln von Ringfedern mit berücksichtigt werden?

Es ist eine Erwärmungsrechnung nötig!

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Flashcards

mögliche Federkennlinien

- linear

-progressiv

-degressiv

Var.: Steifigkeit

Var.: Nachgiebigkeit

1/c

Dissipation von Energie

Energie nur noch teilweise umwandelbar --> thermische Energie bei Reibvorgängen

Def .: Formnutzzahl

gibt an, wie gleichmäßig das Werkstoffvolumen der Feder durch innere Kräfte oder Spannungen beansprucht wird

Federwerkstoffe

hochlegierte Stähle

Vorzeichen Druckspannung

negativ

Vorzeichen Zugspannung

positiv

Praxisbeispiele für Tellerfedern

dort wo auf kleinen Wegen große Kräfte gefordert sind

(Ausgleich von Spiel in Wälzlagern, bei Kippsegmenten von Gleitlagern)

Erklärung Vorsetzen

Feder wird in einen günstigen Eigenspannungszustand gebracht

Anzahl Schwimgungen bei statischer Beanspruchung

N<10^4

Anzahl Schwingungen dynamische Belastung

N>10^4

Zusammenhang von Shorehärte und Schubmodul

Schubmodul vergrößert sich mit zunehmender Shorehärte

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