Flach- und Formfeder von Gutekunst FormfedernUm mechanische Arbeit zu verrichten, wird mechanische Energie benötigt. Diese ist überall in unserem Alltag zu finden: Ein Verbrennungsmotor wandelt die chemische Energie im Treibstoff durch Verbrennung in mechanische Bewegungsenergie um, ein Elektromotor erzeugt mechanische aus elektrischer Energie und eine Metallfeder speichert mechanische Energie in Form von Spannenergie, wenn sie belastet wird. Die Spannenergie entsteht aufgrund der elastischen Verformung der Metallfedern. Sie ist eine Form potenzieller Energie und gibt an, wie viel mechanische Arbeit beim Belasten oder Spannen der Metallfeder entsteht. Die Mechanik beschäftigt sich mit verschiedenen Bewegungen von Körpern. Dabei lassen sich neben der Spannenergie noch weitere Arten mechanischer Energie entdecken:

  • Jeder Körper hat aufgrund seiner Masse im Gravitationsfeld der Erde eine potenzielle Energie (Lage- oder Höhenenergie). Sie bewirkt beispielsweise den freien Fall.
  • Bewegt sich ein Körper über eine Oberfläche, entsteht durch den Reibungswiderstand Wärme und damit Reibungsenergie.
  • Je schneller ein Körper bewegt wird, desto höher ist die kinetische Energie, auch Bewegungsenergie genannt.

 

Umwandlung von mechanischer Energie bei Metallfedern

In einer belasteten Metallfeder steckt mechanische Energie in Form von Spannenergie. Diese Spannenergie wird bei Entlastung freigesetzt. Liegt dabei beispielsweise ein Ball vor der Metallfeder, setzt sie diesen in Bewegung. Die Spannenergie der Metallfeder lässt sich also nutzen, um andere Körper zu beschleunigen. Nach dem Energieerhaltungsgesetz geht die Energie dabei nicht verloren, sie wird nur umgewandelt. Sobald die Beschleunigungsarbeit geleistet wurde besitzt der Ball kinetische Energie. Diese Umwandlung von mechanischen Energieformen ist die Grundlage aller Vorgänge in der Mechanik.

 

Berechnung der Spannenergie einer Metallfeder

Flachformfeder BerechnungDie Spannenergie wird in einer Metallfeder im gespannten Zustand gespeichert. Sie hängt vom belasteten Federweg s (mm) der Metallfeder und der Federkonstante R (N/mm) ab.

E_{Spann}=\frac{1}{2}\cdot R\cdot s^{2}

Um die Federkonstante R (N/mm) für Flach- und Formfedern in einem Belastungsversuch (zur einwirkenden Kraft F wird jeweils der Federweg s gemessen) zu ermitteln, gilt folgende Formel:

R= \frac{F2-F1}{{s2-s1}}

F1 = Federkraft vorbelastet
s1 = Federweg vorbelastet
F2 = Federkraft belastet
s2 = Federweg belastet

 

Sehen Sie hier weitere Informationen zur Berechnung von Formfedern, Flachfedern, Kontaktfedern und Blattfedern. Die Technikexperten von Gutekunst Formfedern unterstützen Sie bei der Auslegung der passenden Metallfeder. Senden Sie einfach unter nachfolgendem Anfragebutton „Federnanfrage“ oder per E-Mail info@gutekunst-formfedern.de die Daten ihrer gewünschten Metallfeder mit Angabe der Stückzahl und der Zeichnung oder den CAD-Daten. Wir erstellen Ihnen kurzfristig ein unverbindliches Angebot.

 

Federnanfrage

 

Weitere Informationen:

Mechanische Energie bei Metallfedern