Technische Federn: Alles was Sie wissen sollen

Technische Federn sind elastische Objekte, die normalerweise aus Metallen (typischerweise Stahl) hergestellt werden und sich unter Anwendung einer bestimmten Kraft ausdehnen und dann in ihre natürliche Form zurückkehren können. Durch Veränderung ihrer Form können technische federn mechanische Energie speichern. Federn können auch zur Verbindung verschiedener Elemente verwendet werden.

Die wohl bekanntesten Arten von Federn sind Schraubenfedern wie die aus dünnem Draht gewickelten Kugelschreiber-Schraubenfedern und die viel größeren Tragfedern in Fahrzeugen und Eisenbahnwagen. Aufgrund ihrer Form und ihrer Auslegung für Druckbelastung werden diese Federn als Schraubendruckfedern bezeichnet. Spiralzugfedern hingegen sind für Zugbelastung ausgelegt. Eine bekannte Anwendung findet sich bei Trampolinen, bei denen Schraubzugfedern die Sprungfläche mit dem Trampolinrahmen verbinden. Wenn jemand auf die Sprungfläche springt, werden diese Federn auseinander gezogen. Gleichzeitig wird eine Kraft ausgeübt, die sie dazu bringt, wieder auf ihre ursprüngliche Länge zurückgehen zu wollen, wodurch die springende Person die Kraft erhält, in die Luft zu fliegen.

Wenn Schraubenfedern zusammengedrückt oder gedehnt werden, üben sie eine entgegengesetzte Kraft aus, die – innerhalb eines bestimmten Bereichs – proportional zu ihrer Längenänderung ist. Das Verhältnis zwischen der Belastung (Kraft) und der Verformung wird durch ihre Federkennlinie beschrieben.

Eine andere Art von Schraubenfedern sind Torsionsfedern, die z.B. für Wäscheklammern verwendet werden.

Neben den Schraubenfedern gibt es viele andere Federtypen, z.B. Spiral-Torsionsfedern, die in Weckern eingesetzt werden, Spiralfedern, die z.B. in Baumscheren zu finden sind, Flachformfedern, die in elektrischen Schaltern wirken und Blattfedern, die Teil des Federungssystems von Lieferwagen und Lastwagen sind. Federscheiben, die die Form einer Untertasse haben, werden verwendet, um eine konstante Zugkraft auf eine Schraubverbindung auszuüben. Auch gebogene oder gestanzte Metallteile können so konstruiert werden, dass sie als Federn wirken.

Darüber hinaus gibt es nichtmetallische Federn, z.B. Gummibänder, die wie Zugfedern wirken, und Gas- oder Flüssigkeitsfedern, bei denen in einem geschlossenen Zylinder komprimiertes Gas (oder Flüssigkeit) verwendet wird.

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