Projektdaten

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Erneuerung der Dauerfestigkeitsschaubilder für kaltgeformte Schraubendruckfedern in DIN EN 13906-1 mit methodisch rechnerischer Herangehensweise

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Metallfedern werden massenhaft in technischen Produkten eingesetzt. In Deutschland betrug 2015 das Umsatzvolumen kaltgeformter Federn über 2 Mrd.€. Die deutschen Hersteller von Federn sind überwiegend KMU. Der Verband der Deutschen Federnindustrie (VDFI) mit über 100 Mitgliedsfirmen, davon 75% KMU, vertritt rund 85% der deutschen Federnproduktion. Für die Auslegung und Berechnung von zylindrischen Schraubendruckfedern bilden die in Norm DIN EN 13906-1 enthaltenen mathematischen Beziehungen und Goodman-Diagramme die wesentliche Grundlage. Sie werden nicht nur national, sondern in ganz Europa sowie international in der Federbranche und bei Federanwendern eingesetzt. Die Schaubilder sind allerdings mehr als 50 Jahre alt und entsprechen nicht mehr dem aktuellen Stand moderner Federwerkstoffe und daraus hergestellter Federn. Für die Anwender der Norm folgt daraus eine große Unsicherheit, die derzeit durch kostenintensive Schwingversuche ausgeglichen werden muss. Forschungsarbeiten sind von den KMU nur in kleinem Umfang bzw. nicht leistbar. Sie sind bei der Auslegung ihrer Federn daher zwingend auf aussagekräftige und aktuelle Normen und Richtlinien angewiesen. Um die Probleme zu überwinden, werden in diesem Forschungsvorhaben Dauerschwingversuche an kaftgeformten Schraubendruckfedern mit vergleichsweise geringem experimentellem Umfang durchgeführt. Zusätzlich werden neue Methoden entwickelt, um eine rechnerische Übertragung von Kennlinien auf andere Federn zu ermöglichen und die Auslegungsqualität durch Berücksichtigung der schwingfestigkeitsbeeinflussenden Größen weiter zu steigern. Die Projektziele sind, dem Stand der Federntechnik entsprechend die Goodman-Diagramme der Norm DIN EN 13906-1 zu erneuern und um Methoden zur Berücksichtigung schwingfestigkeitsbeeinflussender Größen zu erweitern. Damit werden die KMU bei der Auslegung wettbewerbsfähiger Federn gestärkt, die sie in kürzerer Zeit und, aufgrund geringerer Entwicklungskosten, günstiger anbieten können.