Berechnung von Kontaktfedern

Einseitig eingespannte Biegefeder

Der Einfluss der Abmessungen lässt sich am einfachsten am einseitig eingespannten Biegebalken erkennen (Figure 1). Unter der Voraussetzung kleiner Auslenkungen ergibt sich folgende Beziehung:

$F = \frac{3 \cdot E \cdot J}{L^3}$

wobei das Trägheitsmoment des rechteckigen Balkenquerschnitts ist

$J = \frac{B \cdot D^3}{12}$

Für Federn mit kreisförmigem Querschnitt gilt

$J=\pi D^4/64$

Um eine plastische Verformung der Feder zu vermeiden, darf die Biegespannung F_max nicht überschritten werden.

$\sigma_{max} = \frac{3 \cdot E \cdot D}{2L^2}\cdot_{max}$

Die Grenzbelastung wird durch die Federbiegegrenze bzw. die 0,2% - Dehngrenze (R_p0,2) bestimmt

$\times_{max} = \frac{2 \cdot L^2}{3 \cdot D \cdot E}R_{p0,2}$

bzw.

$F_{max} = \frac{B \cdot D^2}{6L}R_{p0,2}$

Spezielle Federformen

Dreieckfeder

Auslenkung

$\times = \frac{F}{2 \cdot E \cdot J}L^3$

$= \frac{6 \cdot F}{E \cdot B}\cdot \frac{L^3}{D^3}$

max. Biegespannung

$\sigma_{max}= \frac{18 \cdot F \cdot L}{B \cdot D^2}$

Trapezfeder

Auslenkung

$\times = \frac{F}{(2 + B_{min} /B_{max})}\times \frac{L^3}{E \cdot J}$

$\times= \frac{12 \cdot F}{(2 + B_{min} /B_{max})}\cdot \frac{L^3}{E \cdot B \cdot D^3}$

max. Biegespannung

$\sigma_{max}= \frac{18 \cdot F \cdot L}{(2 + B_{min} /B_{max}) \cdot B_{max} \cdot D^2 }$

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