Projektdaten

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Innovative Drehfederauslegung durch Entwicklung neuer Festigkeitsnachweise und Dauerfestigkeitsschaubilder

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Für die Auslegung und Berechnung von Schenkel- bzw. Drehfedern bilden die in Norm DIN EN 13906-3 enthaltenen mathematischen Beziehungen und Empfehlungen die wesentliche Grundlage. Sie werden international in der Federbranche und bei Federanwendern eingesetzt. Die Norm berücksichtigt die verschiedenen Schenkelformen bzw. Krafteinleitungen jedoch nicht, bzw. nur pauschal über die statisch zulässige Biegespannung mit 0, 7*R_m. Für die zyklische Auslegung liegt ein Goodman-Diagramm vor und es wird auf durchzuführende Schwingversuche verwiesen. Ein rechnerischer Nachweis zyklisch beanspruchter Drehfedern ist lediglich für eine Drahtsorte und sehr vereinfacht möglich. Viele schwingfestigkeitsbeeinflussende Faktoren wie die Einbausituation, Eigenspannungen, Oberflächenrauheit und Reibung bleiben unberücksichtigt, die jedoch erheblichen Einfluss auf die Lebensdauer der Drehfedern besitzen. Für die Anwender der Norm bedeutet dies eine sehr große Unsicherheit bei der Auslegung bzw. Nachrechnung und in der Praxis die Gefahr von Brüchen im Übergangsbereich zu den Schenkeln. Um die genannten Probleme zu überwinden, soll das Forschungsvorhaben DrehFeDa einen bedeutenden Beitrag leisten. Auf Basis der FKM-Richtlinie ”Rechnerischer Festigkeitsnachweis für Federn und Federelemente" werden die zulässigen Spannungen für die verschiedenen bruchkritischen Bereiche und unter Berücksichtigung aller relevanten Einflüsse ermittelt. Für die Bestimmung der vorhandenen Spannungen werden theoretische Betrachtungen und numerische Simulationen durchgeführt. Die rechnerische Auslegung von Drehfedern wird durch die Berücksichtigung der Schenkel und der schwingfestigkeitsbeeinflussenden Größen deutlich verbessert bzw. überhaupt erst möglich. Das Ziel des Vorhabens ist es, die entwickelten Nachweise für den Anwender einfach, sicher und direkt nutzbar in Form von Schaubildern und einem begleitenden Leitfaden aufzubereiten.