Lebensdauer optimieren – Federbrüche vermeiden
Eine technische Feder hat eine endliche Lebensdauer, die durch die Anzahl der Lastwechsel oder die Zeitdauer bis zum Bruch definiert wird.
Eine technische Feder hat eine endliche Lebensdauer, die durch die Anzahl der Lastwechsel oder die Zeitdauer bis zum Bruch definiert wird. Eine Vielzahl von Faktoren wie die Auswahl des Materials, der Einbau und die Bewegung sind für die Integrität und Leistung technischer Federn wichtig.
Durch eine geeignete Konstruktion, entsprechende Materialauswahl und die Wartung der Federn kann die Lebensdauer positiv beeinflusst werden. Es ist unerlässlich, den Einsatz hinsichtlich möglicher Korrosion, Einsatztemperatur und technischen Anforderungen an die Feder zu betrachten.
Korrosion
Korrosion ist der schrittweise Abbau von Material, aufgrund von chemischen Reaktionen mit ihrer Umgebung. Diese Reaktionen führen zur Bildung von Oxiden, die das Metall zerstören und es schwächen können. Der schleichende Vorgang kann erhebliche Auswirkungen auf die Materialeigenschaften haben, was zu Materialverlust, Oberflächenschädigung und struktureller Schwächung führt.
Für die Auswahl des richtigen Werkstoffes ist es wichtig zu beachten mit welchen Medien eine Feder in Berührung kommt.
Temperatur
Die Temperatur spielt eine entscheidende Rolle in der Materialfestigkeit und -integrität. Extreme Temperaturen können die mechanischen Eigenschaften eines Materials erheblich beeinflussen. Bei hohen Temperaturen neigt das Material dazu, weicher zu werden, was die Festigkeit beeinträchtigen kann. Bei niedrigen Temperaturen hingegen kann es spröde werden und seine Zähigkeit verlieren. Siehe Werkstofftabelle für kaltgeformte Federn.
Überlastung
Eine Überlastung tritt auf, wenn ein mechanisches Bauteil einer Einzellast oder einer kurzzeitigen, extremen Belastung ausgesetzt wird, die die Tragfähigkeit des Bauteils übersteigt. Überlastung kann zu einem sofortigen Bruch des Bauteils führen, insbesondere wenn die Belastung weit über den maximalen Festigkeitsgrenzen liegt. Ein Bruch kann unmittelbar auftreten, ohne sichtbare Risse oder Anzeichen im Vorfeld. Angaben zu Vorspannung, Arbeitsweg und Lastwechsel einer Feder sind für die technische Auslegung wichtig. Es ist unbedingt darauf zu achten, dass die zulässigen Längen einer Feder nicht überschritten werden.
Plastische Verformung
Plastische Verformung entsteht, wenn eine Feder einer Belastung ausgesetzt wird, die die elastischen Grenzen des Materials übersteigt, aber dennoch unterhalb der Bruchfestigkeit liegt. Dabei verformt sich das Bauteil dauerhaft, kehrt nicht mehr in seine ursprüngliche Form zurück und kann seine Funktion nicht mehr ordnungsgemäß erfüllen.
Ermüdungsbruch
Ermüdungsbrüche beginnen normalerweise mit der Bildung von Mikrorissen oder Defekten an Stellen mit erhöhten Spannungskonzentrationen im Material. Unter wiederholter oder zyklischer Belastung öffnen und schließen sich die vorhandenen Mikrorisse kontinuierlich. Dies führt zu Materialverformungen und Risswachstum. Ein Ermüdungsbruch tritt ein, wenn die Risslänge einen kritischen Punkt erreicht, wodurch der Materialquerschnitt so geschwächt wird, dass er den Belastungen nicht mehr Stand halten kann, was zum abrupten Bruch führt.
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