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Was ist eine Feder ?

Beispiele Vogelfeder Schreibfeder Maschinenfeder Luftfeder Nut und Feder Bandscheiben Seismische Masse Sportgeräte. Was ist eine Feder ?. Eigenschaften „federleicht“ biegsam geschmeidig, elastisch Energiespeicher schnelle Energieabgabe. Was ist eine Feder ?.

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Was ist eine Feder ?

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Presentation Transcript

  1. Beispiele Vogelfeder Schreibfeder Maschinenfeder Luftfeder Nut und Feder Bandscheiben Seismische Masse Sportgeräte Was ist eine Feder ? Johann Lodewyks

  2. Eigenschaften „federleicht“ biegsam geschmeidig, elastisch Energiespeicher schnelle Energieabgabe Was ist eine Feder ? • Gestaltungsparameter • Werkstoff • Form • Medium Johann Lodewyks

  3. Eigenschaften „federleicht“ biegsam geschmeidig, elastisch Energiespeicher schnelle Energieabgabe Was ist eine Feder ? • Gestaltungsparameter • Werkstoff • Form • Medium Federn sind Medien, die sich unter Krafteinfluss elastisch verformen und die, die dabei gespeicherte potentielle Energie bei Entlastung zumindest teilweise wieder abgeben. Johann Lodewyks

  4. Kraftschluss Kraftfluss gewährleisten Aufgaben technischer Feder Beispiele Kupplung, Bremse, Kontaktfeder Johann Lodewyks

  5. Kraftschluss Kraftfluss gewährleisten Energiespeicher gesteuerte Rückfederung Aufgaben technischer Feder Beispiele Kupplung, Bremse, Kontaktfeder Federmotor, Ventiltrieb Johann Lodewyks

  6. Kraftschluss Kraftfluss gewährleisten Energiespeicher gesteuerte Rückfederung Spielausgleich Wärmeausdehnung Verschleiß Aufgaben technischer Feder Beispiele Kupplung, Bremse, Kontaktfeder Federmotor, Ventiltrieb Lager, Kupplung Johann Lodewyks

  7. Kraftschluss Kraftfluss gewährleisten Energiespeicher gesteuerte Rückfederung Spielausgleich Wärmeausdehnung Verschleiß Dämpfung, Lagerung Reibungsarbeit Aufgaben technischer Feder Beispiele Kupplung, Bremse, Kontaktfeder Federmotor, Ventiltrieb Lager, Kupplung Radaufhängung, Motoraufhängung Johann Lodewyks

  8. Kraftschluss Kraftfluss gewährleisten Energiespeicher gesteuerte Rückfederung Spielausgleich Wärmeausdehnung Verschleiß Dämpfung, Lagerung Reibungsarbeit Schwingungssystem dynamische Kraftanregung Aufgaben technischer Feder Beispiele Kupplung, Bremse, Kontaktfeder Federmotor, Ventiltrieb Lager, Kupplung Radaufhängung, Motoraufhängung Schwingtisch Johann Lodewyks

  9. Bild 10-01 Kraft - Weg - Kennlinie • Federkennlinie • linear • reibungsfrei, Hookesche Feder • progressiv • härter bei steigender Last • Fahrzeugfederung • degressiv • weicher bei steigender Last • Spielausgleich, Regler • Gummifeder (Zug), spezielle Tellerfeder Johann Lodewyks

  10. Bild 10-01 Berechnung der Weg - Kraft - Kennlinie Johann Lodewyks

  11. Bild 10-01 Berechnung der Weg - Kraft - Kennlinie Johann Lodewyks

  12. Bild 10-01 Berechnung der Weg - Kraft - Kennlinie Johann Lodewyks

  13. Bild 10-01 Berechnung der Winkel - Momenten - Kennlinie Johann Lodewyks

  14. Bild 10-01 Berechnung der Winkel - Momenten - Kennlinie Johann Lodewyks

  15. Bild 10-01 Berechnung der Winkel - Momenten - Kennlinie Johann Lodewyks

  16. Bild 10-02 Parallelschaltung von Federn • Eigenschaft • gleicher Weg (s) aller Federn • Voraussetzung • Parallelbewegung ohne Drehung • Summe der Momente = 0 Johann Lodewyks

  17. Bild 10-02 Parallelschaltung von Federn • Eigenschaft • gleicher Weg (s) aller Federn • Voraussetzung • Parallelbewegung ohne Drehung • Summe der Momente = 0 • Berechnung Johann Lodewyks

  18. Bild 10-02 Serienschaltung von Federn • Eigenschaft • gleiche Kraft (F) in allen Federn • Voraussetzung • Parallelbewegung ohne Drehung • Summe der Momente = 0 Johann Lodewyks

  19. Bild 10-02 Serienschaltung von Federn • Eigenschaft • gleiche Kraft (F) in allen Federn • Voraussetzung • Parallelbewegung ohne Drehung • Summe der Momente = 0 • Berechnung Johann Lodewyks

  20. Bild 10-02 Gemischte Schaltung von Federn • Eigenschaft • Kombination von Parallel- und Reihenschaltung • Voraussetzung • Parallelbewegung ohne Drehung • Summe der Momente = 0 Johann Lodewyks

  21. Bild 10-02 Gemischte Schaltung von Federn • Eigenschaft • Kombination von Parallel- und Reihenschaltung • Voraussetzung • Parallelbewegung ohne Drehung • Summe der Momente = 0 • Berechnung Johann Lodewyks

  22. Bild 10-03 Einmassenschwinger • Längs- und Drehschwinger • Eigenfrequenz unabhängig von der Auslenkung • gedämpfte Schwingung bei Reibungsverlust Johann Lodewyks

  23. Bild 10-04 Reibungs - Hysterese • Federwirkungsgrad • Energiespeicher ~ 1 • Dämpfer << 1 • Dämpfungswert • Metallfedern 0 ... 0,4 • Gummifedern ~ 1 s [ m ] Federweg F [ N ] Federkraft Johann Lodewyks

  24. Bild 10-05 Johann Lodewyks

  25. Faktoren der Werkstoffauswahl Festigkeit Kennlinienverlauf Formgebung Platzbedarf Gewicht Korrosionsbeständigkeit magnetische Eigenschaften Wärmebeständigkeit Optimierungsziele Funktion Masse Einbauraum Federarbeit Werkstoffausnutzung Kosten Optimierung von Federn Johann Lodewyks

  26. Werkstoffe, Medien hochfester Federstahl Nichteisen - Metalle Gummi Gase Flüssigkeiten Beurteilungsfaktoren Federarbeit / Federvolumen Federarbeit / Einbauvolumen Federrate / Federvolumen Federrate / Einbauvolumen Optimierung von Federn Johann Lodewyks

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