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Hallo Freunde,

um bei einer Eigenkreation von Kabelverschraubung das Kabel gegen zu starkes Abknicken zu schützen, will ich es geschützt von einer Spiralfeder herausführen.

Jetzt stellt sich mir die Frage: Wann ist eine Feder eigentlich biegesteifer? (Drahtdicke mal vernachlässigt)

1.) Möglichst viele Windungen (ohne Stützwirkung wenn sich die Windungen aufeinander legen):

Ergo mehr Material -> es wird annähernd ein Rohr erzeugt -> höheres Biegewiderstandsmoment

oder

2.) möglichst wenige Windungen

Extrem: Windungen = 0 -> der Draht verläuft wie ein Biegebalken über die Länge.

Ich könnte jetzt natürlich die FEM aktivieren. Ich finde die Frage aber recht interessant und wollte sie euch nicht vorenthalten 

Gruß,
Markus

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Man hat's nicht leicht, aber leicht hat's einen!

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Hallo Markus,

wenn man einfach mal den Weg über die Biegesteifigkeit (E*I) geht ist bei einer Feder ja theoretisch das I variabel, da es ja bei jedem Abstandsmaß an einem anderen Punkt steht. Also nicht im Mittelpunkt sondern immer außermittig und zu jedem Abstandsmaß in einem anderen Winkel. Also wirst du da wohl das I über diesen Winkel integrieren müssen... So würde ich vielleicht herangehen. Da könnte man sich dann sicher auch eine allgemeine Formel für solche Sachen herleiten.

Nur mal so als Gedankenexperiment. 

Grüße,
Chris.

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"Grade die Geschichte dieser theoretischen Entwicklung ist ein Schulbeispiel dafür, wie wirklichkeitsfremd rein theoretische Forschungen werden, wenn die Grundlagen und Vorraussetzungen der Rechnungen nicht genügend überprüft sind."
1937;Dr.-Ing. Bruno Eck

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Hallo,

Bei flacherer Steigung sind mehr Windungen beteiligt, da diese allerdings parallel geschaltet sind, sollte bei steigender Anzahl der Windungen auch die Biegesteifigkeit abnehmen.

Oder sind die doch in Reihe geschaltet?! Ich weiss es gerade nicht.

Größe,

Gollum

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'Wir leben in Zeiten epochaler Veränderungen.' - Angela Merkel, 2011

[Diese Nachricht wurde von Ing. Gollum am 05. Aug. 2013 editiert.]

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...Danke Gollum  genau da stehe ich auch auf dem Schlauch.

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Es ist wie bei einer "normalen" gewendelten Zugfeder. Wird die Feder gebogen heißt das nur, daß auf der einen Seite ein bißchen mehr gezogen wird als auf der gegenüberliegenden Seite.
Die Beanspruchung des Drahtes ist im Wesentlichen eine Torsionsbeanspruchung, also ist die Biegewilligkeit zum großen Teil eine Funktion der gestreckten Länge des Federdrahtes. Das gilt nicht mehr wenn man die Feder durch Reduzierung der Windungen zu einem Biegebalken entarten läßt.

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Grüße von Harry

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Zitat:

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Original erstellt von Harry G.:
Die Beanspruchung des Drahtes ist im Wesentlichen eine Torsionsbeanspruchung, ...

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Das gilt aber nur bei Zug/Druck (bezogen auf die Wendelachse).

Bei Biegung einer Schraubenfeder wechselt die Beanspruchung des Drahtes im Verlauf jeder Windung zyklisch in Sinusform. Oben und unten herrscht nur Torsion; rechts und links herrscht nur Biegung.

Auch ich würde sagen, dass die Nachgiebigkeit der Feder hier im Wesentlichen von der Länge des Federdrahtes bestimmt wird.

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Roland  
www.Das-Entwicklungsbuero.de

It's not the hammer - it's the way you hit!

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Harry und Roland haben beide Recht.
Allgemein, je mehr Windungen eine Feder hat, desto weicher ist sie (auf Zug/Druck wie auf Biegung).
Je dicker der Draht, desto steifer (klar).
Je enger gewickelt, desto härter auf Zug/Druck.
Wie sich jetzt der Wicklungsdurchmesser auf die Biegesteifigkeit auswirkt, ist mir noch nicht ganz klar; für Dich aber kein Thema, weil der Kabeldurchmesser gegeben ist.
Und es handelt sich hier natürlich um eine Schraubenfeder, nicht um eine Spiralfeder (wie in der Taschenuhr).

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Gert Dieter 

An jeden Ort, wohin du gehst, nimm deinen Maßstab mit, zum Tanz, zum Schmaus, zum Spiel,
und fügt sichŽs, dass du stille stehst, so frage, warŽs zu viel?

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Zitat:

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Original erstellt von Hohenöcker:
Wie sich jetzt der Wicklungsdurchmesser auf die Biegesteifigkeit auswirkt, ...

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...hat Harry schon geschrieben: Mehr Draht = weichere Feder.

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Roland  
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Bild01-130808.JPG

Hallo Gemeinde.

Wie verhält sich die Sache, wenn die Druckfeder nicht aus einem Draht besteht.
Will sagen die Windungen sind aus 3 miteinander verzwirbelten Federdrähten aufgebaut.
Das im Vergleich zu einem Draht mit gleichem Durchmesser. Stellt sich die Frage:
Kreis oder Ploygon?
So ähnlich wie in dem Bild.

Gruß
ThoMay

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Zitat:

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Original erstellt von ThoMay:
...Das im Vergleich zu einem Draht mit gleichem Durchmesser. Stellt sich die Frage: Kreis oder Polygon?...

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Oh oh! Vorsicht! Nichts dergleichen!

Das verhält sich völlig anders als ein massiver Draht mit gleichem Querschnitt, so ähnlich wie ein Blattfederpaket sich keineswegs so verhält wie eine massive Feder gleicher Außenform.

Diese Wendelfedern aus Bündeldrähten werden IMHO dann verwendet, wenn Schwingungen damit isoliert werden sollen, was immer auch eine Dämpfung erfordert, und Dämpfung entsteht hier durch die Reibung zwischen den Einzeldrähten. Das heißt natürlich auch, dass die da verschleißen...

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Roland  
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@ ThoMay:
Ich sage nur: Röhrs Spezialfedern. Mach Dich da mal schlau.
Nimmt man aber nur, wenn es mit normalen Federn gar nicht mehr geht. Der Aufwand muss auch in Relation zum Nutzen stehen.

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Gert Dieter 

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HAllo Roland.

Du schreibst.

Zitat:

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wenn Schwingungen damit isoliert..

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Wie kannich den eine Schwingung isolieren?
Meinst du gedämpft werden soll?

Dieter schreibt:

Zitat:

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ch sage nur: Röhrs Spezialfedern

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Habe mich auf der Siete mal umgetan.
Was ich nicht verstehe: Wie die Reibung zwischen den Drähten die Schwingung dämpfen soll.
Bei einer Blattfeder sehe ich das noch ein, aber bei der Spiralform? Wo ist den da der Platz für die Relativbewegung der einzelnen Drähte?

Auch schreiben die:
Die Zugspannungen im Drahtquerschnitt schwächen die federzerstörenden Torsionsspannungen entscheidend ab und erhöhen so die Dämpfung.

Eine bessere Erklärung hier.

Bin ab morgen in U.
Werde das Thema aber nach U nochmals ansprechen.

Vor allenem wegen der Federberechnung solcher Einer.

Gruß
ThoMay

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Zitat:

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Original erstellt von ThoMay:
Wie kann ich denn eine Schwingung isolieren? Meinst du gedämpft werden soll?

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Schwingungsisolierung ist z.B. dann angesagt, wenn man empfindliche Messgeräte in rappelnden Maschinen befestigen will, z.B. empfindliche Geräte in Fahrzeugen mit Vibrationen und Stößen im Betrieb, oder umgekehrt, rappelnde Motoren in weniger schwingungstoleranten Umgebungen, z.B. wo sich Personen wohlfühlen sollen, wie Häuser, Autos und Schiffe.

Das wird dann auch Schwingungsdämmung genannt (Vom Begriff Damm: es trennt Schwingung von Ruhe).

Schwingungsdämpfung mindert das schädliche Aufschaukeln erregter Systeme. Bekannteste Anwendung: Fahrwerk.

Schwingungsdämmung erfordert immer auch Schwingungsdämpfung, weil die Schwingung sonst in Resonanzen sogar verstärkt durchkommt. Beliebt dafür sind Gummiblöcke, denn die haben viel innere Materialdämpfung. Bei gewissen Bedingungen (Hitze, Lösungsmittel, Radioaktivität) nehmen die aber Schaden, und dann nimmt man gern diese Merhdrahtfedern.

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Roland  
www.Das-Entwicklungsbuero.de

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Hallo Roland.

Vielen Dank für deine ausführliche Erklärung.
Dieses ist mir unter dem Begriff "Entkoppeln der System " bekannt.
Will sagen, die Schwingung und das "Ruhende" System werden durch entsprechende Dämmelemente miteinander verbunden.

Gruß
ThoMay

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