05.04.2009, 21:38
Der Jens schrieb:Meiner Meinung nach wird der Draht bei einer Schraubenfeder auf Biegung belastet und nicht auf Torsion. Und da gilt das Widerstandsmoment, welches auch gemäß Deines Zitats mit der 3. Potenz steigt.
Eine Schraubenfeder wird an ihren Enden über den Windungsdurchmesser gehalten und nicht mit einer Klemmzange an ihrem Federdraht. Insofern ist die Einleitung einer Torsionskraft auch gar nicht möglich.
Daß die Einheiten in der Formel 8.38 stimmen liegt daran, daß der Außendurchmesser im Nenner ebenfalls eine Potenz zu hoch angesetzt ist, das kompensiert sich dann.
Auf jeden Fall ein interessantes Thema. Leider haben wir das damals an der FH gar nicht so detailliert behandelt.
Ich könnte mir auch vorstellen, daß die Schraubenfeder eine Mischbelastung ist, der Draht also z.B. zu 80% auf Biegung und zu 20% auf Torsion belastet wird.
Aber laut KW hat der Drahtdurchmesser entweder keinen Einfluß auf die Federrate (Info KW an Wernersen) oder sie geht liniear in die Berechnung ein (Info an Dich).
Da sind wir auf jeden Fall schon deutlich weiter ...
Ich kenne keine Fachliteratur, wo die Federrate mit der 3. Potenz berechet wird. Die 4. ist schon richtig (Tabellenbuch Mascheninenbau, Dubbel,...). Torsionsbelastung ist hier der Fall. Wir haben das Thema schon genauer beleuchtet (FHTE Esslingen)
Die Zugfestigkeit spielt keine Rolle. Das Schubmodul für Federstahl ist mit 84000 N/mm² immer gleich (wir bewegen uns hier im elastischen Bereich).
Die einzige Möglichkeit, wie ich die Federrate bei gleichem Drahtdurchmesser, Wickeldurchmesser und Windungszahl beeinflussen kann, ist, dass ich die Wickelabstände so ungleichmäßig mache, dass nach einem bestimmten Einfederweg eine oder einige Windungen auf Block gehen. Somit federn diese Bereich nicht mehr und die Federrate geht nach oben (progressiv) Dies wird oft bei Tieferlegungsfedern gemacht, da man aufgrund der Verwendung mit Seriendämpfern genug Ausfederweg braucht.
Für eine Feder, die auf einen speziellen Stoßdämpfer abgestimmt ist, ist so etwas aber unüblich, aber denkbar.
Somit denke ich, dass ein Teil des dickeren Drahtes durch weniger Blockbildung ausgeglichen wird, aber nicht alles.
Um das vergleichen zu können, hilft aber nur ein Blick in die Federkennlinien.
Im übrigen Eibach, die die Federn für KW liefern, bieten ein mit der KW V1 baugleiches Fahrwerk an, allerdings nur mit der dünneren Feder.