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Nichtlineare Feder aus linearen Elementen konstruieren
 
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MechaNick
Gast
Beitrag MechaNick Verfasst am: 15. Mai 2021 11:34    Titel: Nichtlineare Feder aus linearen Elementen konstruieren Antworten mit Zitat
Meine Frage:
Kann man eine nichtlineare Feder konstruieren indem man lineare Federn miteinander verbindet?

Meine Ideen:
Ich schalte eine Reihe aus parallelen Federn in Reihe. Dabei nimmt die Anzahl der parallel geschalteten Federn immer weiter ab.
Steffen Bühler
Moderator


Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7241
Beitrag Steffen Bühler Verfasst am: 17. Mai 2021 09:20    Titel: Antworten mit Zitat
Egal wie Du das konstruierst, das Ganze wird immer eine Federkonstante ergeben, die somit zu einem linearen Verhalten führt.

Viele Grüße
Steffen
Frankx



Anmeldungsdatum: 04.03.2015
Beiträge: 982
Beitrag Frankx Verfasst am: 17. Mai 2021 13:32    Titel: Antworten mit Zitat
Zitat:
Kann man eine nichtlineare Feder konstruieren indem man lineare Federn miteinander verbindet?


Das wird in der Technik hin und wieder angewendet.
Allerdings funktioniert es nicht mit einer üblichen Reihen- oder Parallelschaltung und auch nicht durch Kombinationen solcher.

Der Trick besteht darin, z.B. Druckfedern unterschiedlicher Länge parallel so anzuordnen, dass manche Federn erst ab einem bestimmten Hub zur Wirkung kommen.

Beispiel: Eine Druckfeder ist 10cm lang, die zweite Feder ist 5cm lang.
Beide werden parallel angeordnet. Erst wenn die erste Feder bereits 5cm eingedrückt wurde, kommt die zweite Feder hinzu.
Wenn die Durchmesser geschickt gewählt werden, kann man die Federn ineinander stecken, so dass sie koaxial zueinander liegen.


Eine weitere Möglichkeit besteht darin, Druckfedern unterschiedlicher Steifigkeit in Reihe zu schalten.
Der nichtlineare Effekt tritt dann ein, wenn die weichere Feder bis auf Block zusammengedrückt wurde.
Allerdings ist das Zusammendrücken auf Block nicht für alle Federn zulässig, das muss man im Einzelfall prüfen.
Dieses Prinzip wird auch manchmal bei Tellerfederpaketen verwendet.

Natürlich kann man beide Verfahren auch beliebig kombinieren und kaskadieren.


Edit: Der Federhub einer Einzelfeder kann an Stelle der Variante "Zusammendrücken bis Block" auch anderweitig z.B. durch mechanische Elemente (Anschlagülse,....) begrenzt werden.

.
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