Metallfedern: Grundlagen, Werkstoffe, Berechnung, Gestaltung und Rechnereinsatz

646 Pages·2015·43.717 MB·German

by  Manfred Meissner, Hans-Jürgen Schorcht, Ulf Kletzin (auth.)

Metallfedern

Manfred Meissner • Hans-Jürgen Schorcht
Ulf Kletzin
Metallfedern
Grundlagen, Werkstoffe, Berechnung,
Gestaltung und Rechnereinsatz
3. Auflage
Unter Mitarbeit von Klaus Wanke
Manfred Meissner Ulf Kletzin
Fakultät für Maschinenbau Fakultät für Maschinenbau
Technische Universität Ilmenau Technische Universität Ilmenau
Ilmenau Ilmenau
Deutschland Deutschland
Hans-Jürgen Schorcht Klaus Wanke
Fakultät für Maschinenbau Ehemaliger Mitarbeiter der
Technische Universität Ilmenau Technische Federn Siegmund Scherdel
Ilmenau GmbH Marktredwitz
Deutschland Chemnitz
Deutschland
ISBN 978-3-642-39122-4 ISBN 978-3-642-39123-1 (eBook)
DOI 10.1007/978-3-642-39123-1
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Vorwort
Für den Entwurf und die Gestaltung von Metallfedern als ein wesentlicher Teil der Fe-
derntechnik sind neben Auslegungsrechnungen vor allem Werkstoff- und Herstellungs-
kenntnisse von Bedeutung. Metallische Werkstoffe werden hauptsächlich in den Halb-
zeugformen Stab, Draht und Band zu Federn verarbeitet. Aus funktionellen und oft auch
konstruktiven Gründen sind verschiedenartige Federformen gebräuchlich. Berechnungs-
grundlagen und -verfahren für viele Grundformen sind seit Jahrzehnten Stand der Tech-
nik und in Normen verankert.
von diesen Feststellungen ausgehend, sind in dieses Buch sowohl dem gegenwärtigen
Stand der Technik entsprechende Auslegungsrechnungen für zahlreiche Metallfederfor-
men, die grundlegenden Herstellungsverfahren einschließlich der für die Federntechnik
bedeutsamen Werkstoffbehandlungen (Wärmebehandlungen, Oberflächenbehandlungen)
und ihre Auswirkungen auf die Funktion der Feder als auch verschiedene konstruktive
Aspekte des Einsatzes der Federn aufgenommen worden. Auch werden eine Reihe Spezial-
anwendungen, Fragen des dynamischen verhaltens, der Rechentechnik und vieler konst-
ruktiver Anwendungen mindestens im Grundsätzlichen angesprochen. Die aufgenomme-
nen Berechnungs- und Konstruktionsbeispiele sollen Anregungen für den Federentwurf
(insbesondere bei Neukonstruktionen) vermitteln.
Sowohl dem in der Produktentwicklung, Produktanwendung sowie dem in der For-
schung tätigen Ingenieur als auch dem Studierenden an Technischen Universitäten und
Hochschulen soll mit dieser Publikation eine zusammenfassende Darstellung der vielfälti-
gen technischen Disziplinen nahegebracht werden, die beim Federentwurf zusammenwir-
ken und demzufolge gebührend zu beachten sind.
Neben dem Herausgeber, Herrn em. Prof. Dr.-Ing. Dr. h. c. mult. Gerhard Pahl, ha-
ben uns viele Kollegen aus Theorie und Praxis mit Hinweisen, Anregungen und Beiträgen
unterstützt, wofür wir uns an dieser Stelle vielmals bedanken möchten. Ganz besonderer
Dank gilt Herrn Dipl.-Ing. Klaus Wanke, Mitarbeiter für Service, Berechnung und An-
wendung der Firma Technische Federn S. Scherdel GmbH Marktredwitz, für zahlreiche
Beiträge und umfassende Beratung. viele Federfirmen stellten uns ihre Firmenschriften
und Kataloge zur verfügung. Auch dafür vielen Dank. Bei der Erstellung der zahlrei-
chen Zeichnungen sowie bei der Gestaltung und Durchsicht des Manuskripts haben uns
viele Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter unseres Instituts unterstützt. Besonders danken
VII
VIII Vorwort
möchten wir Frau Dr.-Ing. Gunhild Chilian, Frau Dipl.-Ing. Veronika Geinitz, Frau Rena-
te Heß, Herrn Dipl.-Ing. Ulf Kletzin, Frau Heidi König und Herrn Dipl.-Ing. Steffen Lutz.
Dank auch dem verlag, der uns durch Herrn Dipl.-Ing. Thomas Lehnert bei der Abfassung
und Gestaltung der Druckvorlagen vielfältig unterstützte.
Ilmenau, im Mai 1996 Manfred Meissner
Hans-Jürgen Schorcht
Vorwort zur 2. überarbeiteten Auflage
Obwohl die Berechnung und auch teilweise die Gestaltung von Federn in den letzten Jah-
ren in zunehmendem Maße in die federherstellenden Betriebe verlagert wurden, gibt es
ein ungebrochenes Interesse an einer geschlossenen Darstellung der Behandlung von Fe-
dern, in der neben den Auslegungsrechnungen auch werkstofftechnische und fertigungs-
technische Grundlagenkenntnisse vermittelt werden. Das zeigt die große Nachfrage bei
den Autoren zu den Möglichkeiten des Bezuges dieses Buches. Daher entstand der Ent-
schluss zur Herausgabe einer 2. Auflage.
Die Umstellung verschiedener Normen aus dem Bereich der Federn und der Feder-
werkstoffe auf Europa-Normen (EN) machte neben der Fehlerbeseitigung auch eine um-
fassende Überarbeitung der Normenangaben und einiger Werkstoffbezeichnungen erfor-
derlich. Gegenüber der 1. Auflage sind auch einige Bilder neu gezeichnet worden.
In Kap. 8 wurden Ergebnisse neuerer Forschungsprojekte ausgewertet, die in dem seit
1962 am Institut für Maschinenelemente der TU Ilmenau bestehenden Forschungslabor
für Federn und Federntechnik durchgeführt wurden. Die Autoren möchten sich an dieser
Stelle bei den Mitarbeitern der Forschungsgruppe Federn und bei allen Firmen und Ein-
richtungen der Federnindustrie bedanken, die diese Forschungsprojekte seit Erscheinen
der 1. Auflage dieses Buches in vielfältiger Weise unterstützt haben.
Die Autoren bedanken sich vor allem bei Frau Heidi König, die die Überarbeitung der
Bilder übernommen hat, sowie bei Frau Dr.-Ing. Gunhild Chilian und Herrn Dr.-Ing. Kers-
ten Liebermann für die technische Beratung und Unterstützung. Unser Dank gilt auch
Herrn Prof. Dr.-Ing. Ulf Kletzin für seine Mitarbeit am Kap. 8 und dem verlag, der uns
wieder durch Herrn Dipl.-Ing. Thomas Lehnert sowie Herrn Dipl.-Ing. Boris Gebhardt bei
der Umgestaltung der Druckvorlagen zur Seite stand.
Ilmenau, im Februar 2007 Manfred Meissner
Hans-Jürgen Schorcht
IX