Blattfedern BerechnungBei der einseitig eingespannten Blattfeder oder Flachfeder kann die maximale Biegespannung, Federkraft, Federweg (Durchbiegung), Federblattstärke und Federrate wie folgt berechnet werden. Die Biegspannung erhöht sich bei der einseitig eingespannten Blattfeder oder Flachfeder mit Kraftzunahme am Krafteinleitungspunkt linear. Dabei erfolgt bei der Rechteck-Blattfeder (Variante a) die höchste Biegespannung jedoch nur an der Einspannstelle. Somit entfaltet die Rechteck-Blattfeder nur an der Einspannstelle ihren vollwertigen Nutzen. Dagegen bietet die Trapez-Blattfeder (Variante b) im Querschnitt eine gleichmäßigere Biegespannung. Dadurch ist die Federungsarbeit der Trapez-Blattfeder, je nach Trapezgröße, bis zu dreimal besser als bei der Rechteck-Blattfeder. Eine Dreieckform wäre zwar ideal, ist aber augrund der Bauform selten einsetzbar.

Formeln:

Maximale Biegespannung

\sigma_{{b}} = \frac{M}{W} = \frac{6 \cdot F \cdot L}{b \cdot h^{2}} \leq \sigma_{{b zul}}

Maximale Federkraft

F_{{max}} = \frac{b\cdot h^{2} \cdot \sigma_{{b zul}}}{6 \cdot L}

Federweg (Durchbiegung)

s = q_{1} \cdot \frac{L^{3}}{b \cdot h^{3}} \cdot \frac{F}{E}

q_{1} für Rechteck-Blattfeder (Variante a) q_{1} = 4

q_{1} für Trapez-Blattfeder (Variante b) q_{{1}} \approx 4 \cdot \left [ 3/ \left ( 2+b2/b \right )\right ]

Maximaler Federweg (Durchbiegung)

s \leq q_{{2}} \cdot \frac{L^{2}}{h} \cdot \frac{\sigma_{{b zul}}}{E}

Maximale Federblattstärke

h \leq q_{{2}} \cdot \frac{L^{2}}{s} \cdot \frac{\sigma_{{b zul}}}{E}

q_{2} für Rechteck-Blattfeder (Variante a) q_{2} = 2/3

q_{2} für Trapez-Blattfeder (Variante b) q_{{2}} \approx \left ( 2/3 \right ) \cdot \left [ 3/ \left ( 2+b2/b \right )\right ]

Federrate

C = \frac{F}{s} = \frac{Ebh^{3}}{4L^{3}}

b = Breite Blattfeder (mm)

b2 = kleinere Breite Trapez-Blattfeder (mm)

E = Elastizitätsmodul

F = Federkraft (N)

h = Materialsträke Federblech / Federblatt (mm)

L = Länge Blattfeder (mm)

s = Federweg (mm)

 

Sie möchten mehr über die Berechnung von Blattfedern und Flachfedern erfahren, bzw. welche Feder für Ihre spezielle Anwendung am besten geeignet ist? Dann kontaktieren Sie unsere Technikabteilung telefonisch unter (+49) 07445 8516-30 oder technik@gutekunst-formfedern.de.

Weitere Informationen:

 

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