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Maschinenelemente 2 - Schraubendruck- und Schraubenzugfedern

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Maschinenelemente 2

Schraubendruck- und Schraubenzugfedern

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Schraubendruckfedern und Schraubenzugfedern unterscheiden sich grundsätzlich in ihrer gegensätzlichen Belastungsrichtung. Weitere Unterschiede in Bezug auf die Konstruktion und Einbau werden wir nachfolgend behandeln:

Schraubendruckfedern:

Diese Schraubenfederart dient dazu entstehende Drücke auszugleichen.

Schraubendruckfeder
Schraubendruckfeder

Um eine Ausknicken zu verhindern, wird sie wie bereits erwähnt um einen Dorn gewickelt oder von einer Hülse ummantelt, wie es in der nächsten Abbildung dargestellt ist. 

Schraubendruckfeder (Innenführung)
Schraubendruckfeder (Innenführung)
Schraubendruckfeder (Außenführung)
Schraubendruckfeder (Außenführung)

Die Enden der Feder werden zur Kraftübertragung angeschliffen oder angeschmiedet, damit nicht nur Teile der Federenden belastet werden. Würde man diese Anpassung nicht vornehmen, wären Spannungspitzen die Folge, die widerum schnell zum Bruch an den genannten Enden führen könnten.

Desweiteren sei erwähnt, dass die Federenden keine federnden Eigenschaften besitzen. Aus diesem Grund setzt sich die Gesamtzahl der Windungen $ i_{ges} $ immer aus den federnden Windungen $ i_f $ und den nicht federnden Windungen [2] zusammen. 

Merke

Hier klicken zum Ausklappen Windungsanzahl: $ i_{ges} = i_f + 2 $

$ i_f = $ Anzahl der federnden Windungen

Methode

Hier klicken zum Ausklappen Federn, deren Draht einen Durchmesser $ d $ von 1 mm unterschreitet, werden weder angeschliffen noch angeschmiedet.

Schraubenzugfedern:

Schraubenzugfedern dienen zum Ausgleich von Zufkräften. Im Gegensatz zur Schraubendruckfeder muss diese Federart nicht geführt werden, da sie im Belastungsfall immer in ihrer axialen Position verbleibt.

Video: Schraubendruck- und Schraubenzugfedern

Zur Verbindung dieser Feder mit zwei Bauteilen werden Ösen- oder Hakenöffnungen geformt. Die Feder selbst wird kaltgeformt und  bereits im Herstellungsprozess eine Vorspannkraft aufgebracht.

Schraubenzugfeder
Schraubenzugfeder

In der nächsten Abbildung sehen Sie verschiedene Ausführungsformen von Schraubenzugfedern.

Schraubenzugfedern
Schraubenzugfedern

In der Abbildung stellt die Feder I eine gute Variante dar. Die Feder IV sollte hingegen vermieden werden. da durch den Winkel an den Federenden [eingekreister Bereich] eine Kerbwirkung auftreten kann. 

Methode

Hier klicken zum Ausklappen Bei der Auslegung und Festigkeitsrechnung einer Schraubenzugfeder gelten die gleichen Berechnungsgrundlagen wie bei der Schraubendruckfeder.