By Ernst F. Göbel, Prof. Dr.-Ing. K. Kollmann

ISBN-10: 3540045848

ISBN-13: 9783540045847

ISBN-10: 3662267969

ISBN-13: 9783662267967

2.1.1 Federkennlinien Die wichtigste Aufgabe bei der Federberechnung besteht darin, die Kennlinie der Feder zu ermitteln. guy versteht darunter die Beziehung zwischen der auf gebrachten Kraft P und der unter ihrer Einwirkung entstehenden Formanderung. Das caught, um das sich der Kraftangriffspunkt verschiebt, heisst Federweg, Federung oder Auslenkung und wird mit f bezeichnet. (Bei Drehung nennt guy es Drehwinkel, Abb. 14. Grundsatzlicher Verlauf von Federkennlinien. a) linear (Al - Arbelt8vermOgen); b) nach oben gekrllmmt, progressiv; c) nach unten gekrummt, degressiv. bei Verdrehung Verdrehwinkel.) Zeichnet guy P in Abhangigkeit von I auf, so erhalt guy die Federkennlinie. Sie ist bei Stahlfedern meistens eine Gerade (Abb.14a) oder nahezu eine Gerade, kann aber auch gekrummt sein. Die Gleichung der Feder kennlinie lautet allgemein P = F(/). Bei Gummifedern ist die Kennlinie quick immer gekrummt, und zwar entweder nach oben (progressiv, Abb.14b) oder nach unten (degressiv, Abb.14c). Bei kleinen Verformungen ist sie angenahert eine Gerade

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Diese Spannung liegt an der oberen Grenze der zulässigen Spannung (s. Abschn. 3). c) Mit der Berechnung der prozentualen Zusammendrückung soll geprüft werden, ob sich die Feder bei maximaler Belastung noch im Bereich der Linearität befindet. 100 = 8,9%. 38 3'4,7 Linearität ist bis 20 % vorhanden. Man sieht, daß mit dem Erreichen der zulässigen Spannung von 10 kpjcm2 die Grenze der Linearität noch lange nicht erreicht ist. d) Wenn keine Zwischenlagen vorhanden sind, aber alle übrigen Gummiabmessungen bleiben, dann ist Fb 28· 13,5 kf = F; = 2·28·3' 4,7 + 2· 13,5' 3· 4,7 = 0,32.

2 Statische Beanspruchung 29 mathematische Beziehung zwischen Md und qJ ist die Gleichung der Drehfederkennlinie. Analog der Federkonstanten ergibt sich bei Drehbeanspruchung das Rückstellmoment zu CM Md =-· rp Es gibt an, welches Drehmoment in kp cm erforderlich ist, um den Drehwinkel 1, gemessen im Bogenmaß, hervorzurufen. Das Drehmoment Md erzeugt im Gummi Schubspannungen -r, deren Größe sich mit dem Radius ändert. 20 ist auch angenähert tany = r Durch Gleichsetzen wird r ~~. Md drp -d-,. '::'Zl;""';G:::- d r1 oder qJ = M" d 2:n;,zlG r.

Die Gummihärte beträgt 70 sh. Gesucht ist die Schubfederkewilinie. Lösung. Da es sich um eine geradlinige Federkewilinie handelt, genügt es, die Federkonstante zu berechnen. Es ist P, FG dhr,G c'=T,=-8-=4:9' Der Schubmodul ergibt sich aus Abb. 5 cm. c,- Das bedeutet, daß eine Schubkraft von 210 kp erforderlich ist, um die Gummifeder um 1 cm zu verformen. Die Federkewilinie läßt sich danach leicht aufzeichnen. Sie ist linear bis zu f, = 0,358 = 0,35 • 5 = 1,75 cm. Das entspricht einer Schubkraft von P, = c,l, = 210 '1,75 = 367kp.

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Gummifedern: Berechnung und Gestaltung by Ernst F. Göbel, Prof. Dr.-Ing. K. Kollmann


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