Zurück

Auslegung Tellerfedern

Mit dem vorliegenden Programm können in Achsrichtung belastete Tellerfedern bei Verwendung als Einzelteller, als Tellerfederpaket oder in der Tellerfedersäule für statische und dynamische Beanspruchung dimensioniert werden.

In einer Vordimensionierung ermittelt das Programm verschiedene günstige Federkombinationen und bietet diese zur Auswahl an. Dabei werden Federkräfte, Einbaumaße und der zu realisierende Federhub berücksichtigt. Zugrunde liegen dabei Tellerfedern nach DIN 2093 Tabelle 2-4.

Eine vom Benutzer ausgewählte Federkombination wird in ihren Eigenschaften berechnet. Auswahlkriterien können hierbei sein: Ausnutzung des Einbauraums, Anzahl der benötigten Federn.

Die Berechnungsergebnisse können graphisch auf dem Bildschirm dargestellt werden (Tellerfederdiagramm ( F/s , s/s), Goodman - Diagramm).

Berechnungsgrundlage und Geltungsbereich

Berechnungsgrundlage

Die Berechnungsgrundlage für das Modul Auslegung Tellerfedern stellen DIN 2092, Ausgabe September 1990 und DIN 2093, Ausgabe September 1990 dar.

Desweiteren wurden folgende DIN - Normen verwendet:

• DIN 2089, Teil 1, Ausgabe Dezember 1984 (Berechnung und Konstruktionvon zylind. Schraubendruckfedern)
• DIN 17221, Ausgabe Dezember 1988 (Warmgewalzte Stähle für vergütbare Federn)
• DIN 17222, Ausgabe August 1979 (Kaltgewalzte Stahlbänder für Federn)
• DIN 17224, Ausgabe Februar 1982 (Federdraht und Federband aus nicht rosten den Stählen)

Geltungsbereich

Für die Berechnung der Tellerfedern sind folgende Einschränkungen zu beachten:

Alle Tellerfedern innerhalb der zu berechnenden Tellerfedersäule sind identisch.

Alle Federpakete innerhalb der zu berechnenden Tellerfedersäule bestehen aus gleich vielen Einzelfedern.

Die Dimensionierung beschränkt sich auf drei genormte Maßreihen (Reihe A, Reihe B, Reihe C nach DIN 2093, Tabelle 2-4), mit denen erfahrungsgemäß die meisten üblichen Tellerfederprobleme lösbar sind.

Innerhalb der Maßreihen wird jeweils zwischen drei Gruppen unterschieden:

Gruppe	Tellerdicke t in mm	Auflageflächen und reduzierte Tellerdicke
1	kleiner 1.25	nein
2	1.25 bis 6	nein
3	über 6 bis 14	ja

Werden Federn aus diesen Normreihen berechnet, so berücksichtigt das Programm die Reduzierung der Tellerdicke bei Federn der Gruppe 3 nach DIN 2093 Tabelle1:

Reihe	A	B	C
t?/t	0.94	0.94	0.96

Die Berechnung der Tellerfedern wird ohne die Berücksichtigung der Reibung durchgeführt.

Als Werkstoff für Tellerfedern wird nach DIN 2093, Abschnitt 12 Edelstahl mit Elastizitätsmodul E = 206 000 N/mm² empfohlen, und zwar wahlweise Edelstähle nach DIN 17221 und 17222, jedoch Ck-Stähle nur für Tellerfedern der Gruppe 1. Andere Werkstoffe sind gesondert zu vereinbaren (z.B. nichtrostender Federstahl nach DIN 17224, Federbronze nach DIN 1777, usw.). Hier muß zum Teil mit einem anderen Elastizitätsmodul und anderen Festigkeitswerten gerechnet werden. Die in DIN 2093, Tab.2-4 angegebenen Werte für Nennkraft F und Nennspannung s gelten dann nicht mehr.

Das Programm berücksichtigt die Korrektur der Festigkeitswerte nach DIN 2092, Seite 5 "Anmerkung: Umrechnung bei der Benutzung von Sonderwerkstoffen". Trotzdem wird nach DIN 2093 bei der Verwendung von Sonderwerkstoffen Rücksprache mit dem Federhersteller empfohlen.

Die Arbeitstemperatur kann im Bereich T : - 30°C < T < 240°C berücksichtigt werden.

Tellerfedern sind nicht gedacht zum Ausgleich von Setzbeträgen bei Schrauben-verbindungen im Sinne mitverspannter federnder Elemente (z.B. Spannscheiben nach DIN 6796).