Was ist eine Wellenfeder?
Wellenfedern sind Federn mit einer speziellen gewellten Form.
Sie sind kompakter als gewöhnliche Schraubenfedern und können mehr elastische Energie speichern als Federn gleicher Länge. Sie werden verwendet, um Objekte zu stützen und Schwingungen zu absorbieren.
Wellenfedern sind aufgrund ihrer kompakten Bauweise ideal für Umgebungen und Produkte mit begrenztem Platzangebot. Außerdem werden sie oft aus leichten Materialien hergestellt, was ihr Gewicht reduziert.
Sie zeichnen sich auch durch ihre Fähigkeit aus, Schwingungen zu absorbieren. Dadurch wird die Übertragung von Vibrationen und Stößen auf Gegenstände verringert und die Haltbarkeit von Produkten und Maschinen verbessert. Sie lassen sich relativ leicht montieren und demontieren und bieten daher ein hohes Maß an Designflexibilität.
Wellenfedern weisen jedoch Bereiche mit Spannungskonzentrationen in der Wellenform auf. Dies kann die Lebensdauer und Festigkeit der Feder beeinträchtigen. Spannungskonzentrationen sollten durch geeignete Werkstoffe und Konstruktion minimiert werden.
Anwendungen für Wellenfedern
Wellenfedern werden in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt. Nachfolgend sind Beispiele für Anwendungen von Wellenfedern aufgeführt:
1. Automobile
Sie werden häufig zur Einstellung der Spannung von Sitzen und Sicherheitsgurten verwendet. Sie dienen dazu, den Komfort und die Sicherheit der Insassen zu verbessern. Sie werden auch häufig in Türscharnieren verwendet, um den Öffnungs- und Schließmechanismus der Tür zu unterstützen.
2. Haushaltsgeräte
Sie werden in den Öffnungs- und Schließmechanismen von Türen und Deckeln in Haushaltsgeräten wie Kühlschränken, Waschmaschinen und Backöfen verwendet. Dadurch können reibungslose und zuverlässige Öffnungs- und Schließbewegungen erreicht werden.
Haushaltsgeräte können durch den Betrieb von Motoren und anderen Komponenten auch Vibrationen und Geräusche erzeugen. Wellenfedern absorbieren diese Vibrationen und Geräusche und verbessern die Geräuscharmut des Produkts.
3. Angelrollen
In einigen Angelrollen werden Federn verwendet, um die Drehung der Spule und das Aufwickeln der Schnur zu steuern. Wellenfedern werden häufig verwendet, um den richtigen Druck auf die Spule auszuüben und so das Aufwickeln der Schnur und das reibungslose Auswerfen zu unterstützen.
Funktionsweise der Wellenfedern
Wellenfedern sind Federn mit einer speziellen gewellten Form. Typischerweise ist die innere Wellenform eine Feder mit verdrehten oder abwechselnden Wellenbergen und -tälern. Das Prinzip beruht auf der Speicherung und Abgabe von elastischer Energie.
Bei Einwirkung einer äußeren Kraft wird die Wellenform zusammengedrückt oder gestreckt, wobei elastische Energie gespeichert wird. Wenn die Wellenform zusammengedrückt wird, speichert die Feder Kraft, und wenn die Wellenform gedehnt wird, gibt die Feder Kraft frei.
Die Wellenformen interagieren miteinander, um bestimmte Eigenschaften zu erzeugen. Die Spitzen und Täler der Wellen sind abwechselnd angeordnet, so dass sich die Wirkung bei der Verformung der umgebenden Wellen über die gesamte Welle verteilt.
Auswahl einer Wellenfeder
Bei der Auswahl von Wellenfedern sollten folgende Faktoren berücksichtigt werden:
1. Durchmesser
Der Durchmesser gibt die Drahtstärke der Feder an. Federn mit einem größeren Durchmesser sind im Allgemeinen stärker. Zur Auswahl des geeigneten Durchmessers ist die von der Feder geforderte Höchstlast oder -spannung zu prüfen.
2. Freie Länge
Die freie Länge ist die gesamte unbelastete Länge einer Feder, bevor sie zusammengedrückt oder verlängert wird. Die Wahl der richtigen freien Länge gewährleistet den Betriebsbereich der Feder und ihre korrekte Positionierung im Gerät.
3. Werkstoff
Das Material der Wellenfedern ist ein wichtiger Faktor, der sich direkt auf Leistung und Haltbarkeit auswirkt. Übliche Werkstoffe sind Edelstahl, legierter Stahl und Kohlenstoffstahl. Bei der Auswahl des geeigneten Werkstoffs müssen Faktoren wie die Betriebsumgebung und die erforderliche Haltbarkeit und Korrosionsbeständigkeit berücksichtigt werden.
4. Höchstlast
Die Höchstlast ist die maximale Belastung, für die die Feder ausgelegt ist, um sicher und korrekt zu funktionieren. Eine Überschreitung dieser Belastung kann zu einer Verformung oder Beschädigung der Feder führen. Um eine geeignete Höchstlast zu wählen, muss die zu erwartende Belastung abgeschätzt werden.