Bei 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
Maximale Federkraft
Federweg (Durchbiegung)
für Rechteck-Blattfeder (Variante a)
= 4
für Trapez-Blattfeder (Variante b)
Maximaler Federweg (Durchbiegung)
Maximale Federblattstärke
für Rechteck-Blattfeder (Variante a)
= 2/3
für Trapez-Blattfeder (Variante b)
Federrate
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)
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