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Federn sind technische Bauteile aus Federstahl, die sich elastisch verformen k√∂nnen. Bei einer Belastung geben sie nach und nehmen dabei Kraft auf. Bei der Entspannung geben sie diese Energie wieder ab und kehren in die urspr√ľngliche Form zur√ľck. Stahlfedern gibt es in vielf√§ltigen Formen, Materialien und f√ľr unterschiedliche Anwendungsbereiche. Federn bestehen unter anderem aus Federbandst√§hlen, Federstahlblechen oder Federstahldr√§hten. Zudem k√∂nnen Federn aus Gummi und faserverst√§rkten Kunststoffen sowie Gasdruckfedern, die zur Federung als Hilfsmittel Gase verwenden, gefertigt sein. Die meisten Federarten erhalten ihre Bezeichnung durch ihr Aussehen. Man spricht von Formfedern, Bandfedern, Flachfedern, Blattfedern, von Federclips oder Federklammern, von Spiralfedern, Tellerfedern, Wellenfedern, Kegelfedern, Tonnenfedern oder Ringfedern. Dar√ľber hinaus gibt es Federntypen, die ihren Namen ihrer jeweiligen Funktion verdanken. Beispiele hierf√ľr sind Druckfedern, Zugfedern, Drehfedern oder Drehstabfedern.
Wodurch unterscheiden sich die Federn voneinander?
Neben ihrer Form und dem Material werden Federn √ľber die Federkonstante oder Federkennlinie definiert. Die Federkonstante beschreibt die Kraftzunahme in Bezug zum Federweg oder zum Drehwinkel. Mit der Federkennlinie wird der Verlauf einer Federkonstante dargestellt. Sie gibt das Verh√§ltnis zwischen Federkraft und Verformungsweg wieder. Die elastische Verformung erfolgt auf der Grundlage des Hookeschen Gesetz. Dieses beschreibt die elastische Verformung von Festk√∂rpern, wenn die Verformung proportional zur einwirkenden Belastung ist. Die meisten Federarten besitzen eine lineare Federkennlinie (2) mit einem gleichm√§√üigen Kraftverlauf, eine progressive Kennlinie (1), die mit zunehmender Verformung an Kraft zunimmt oder eine degressive Kennlinie (3), bei der die Kraft w√§hrend dieses Vorgangs geringer wird. Hinzu kommen kombinierte Federkennlinien (5), die bei bestimmten Spannungszust√§nden oder Wegstrecken die Kr√§fteeigenschaften √§ndern, und flache Federkennlinien mit einer geringen Kraftzunahme (4).
Anwendungsbereiche
Als elastische Bauteile geben technische Federn unter Belastung nach und kehren bei Entlastung in ihre Ausgangform zur√ľck. Auf dieser Funktion beruhen nahezu alle Anwendungen, bei denen technische Federn zum Einsatz kommen. Sie werden unter anderem dazu eingesetzt, Maschinenteile zu bewegen und Schaltkontakte zu schlie√üen oder zu √∂ffnen. Im vorgespannten Zustand lassen sie sich als Antriebsenergie oder als R√ľckstellkraft in Schaltern und Drehmomentschl√ľsseln nutzen. Zudem kommen sie als kraftschl√ľssige Verbindung zum Einsatz – beispielsweise bei T√ľrfeststellern oder Reibungskupplungen, zur Lastverteilungen bei einem Trampolin oder bei schwingf√§higen Systemen, bei denen mithilfe von Federsystemen kinetische Energie in potenzielle Energie umgewandelt und abgefangen wird.
Quelle: Gutekunst + Co.KG Federnfabriken, D-72555 Metzingen