Hallo,
progressive Federn kann man durch geistiges aufeinanderstapeln von mehreren Federn mit verschiedenen Federraten erreichen. Das funktioniert so:
1) Die Federkraft einer Feder ist
F = R x s
Federkraft [N] = Federrate [N/mm] x Federweg [mm]
2) Progressive Federn kann man wie eine Parallelschaltung von Widerständen in der Elektrotechnik rechnen, also:
1/Rges = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3
1/Federrate der Gesamtfeder = 1/Federrate1 + 1/Federrate2 + 1/Federrate3
3) Umgelegt auf den Federweg lautet das dann:
s = F/R1 + F/R2 + F/R3 = Federkraft/Rges
Federweg = Federkraft/Federrate1 + Federkraft/Federrate2 + Federkraft/Federrate3
OK, man könnte versuchen, die Feder windungsweise oder so zu berechnen. Wäre aber nur eine Notlösung, die ich eigentlich vermeiden wollte.
Die Federkennlinie einer existierenden Feder kann man selbst näherungsweise raus kriegen in dem man ein bekanntes Gewicht auf die Feder stellt und den Einfederweg misst. Praktischerweise würde ich dazu ein größeres Gefäß nehmen und immer eine definierte Wassermenge reinschütten und den Federweg dazu messen. Über die Gleichung aus 1) kriegt man dann die Federrate raus (9,81N = 1kg = 1 Liter Wasser).
Schau mal weiter oben in den Postings. Für 32mm Drahtstärke brauche ich
recht viel Wasser...
Progressive Federn werden üblicherweise durch veränderung der Steigung (Abstand der Windungen zueinander) und nicht über den Drahtdurchmesser erreicht.
Sag das den Konstrukteuren von MAN, Mercedes, Steyr, und all den Anderen, die Schraubenfedern in NFZ einbauen...
Alle Windungen einer Feder sollen niemals (!) vollständig aneinander anliegen. Das passiert wenn die Federkraft größer ist als der zur Verfügung stehende Federweg (=durchschlagen der Feder).
Das nennt sich dann "Schwarzwaldfeder" (= Holzklötze)
Bei einer progressiven Feder könnte das passieren wenn der "weichere" Teilbereich einer Feder bereits den gesamten Federweg ausgenutzt hat. In diesem Fall ist nur noch die Blocklänge des härteren Teils der Feder maßgeblich. Die weiche Feder trägt somit nichts mehr zum Federverhalten der Gesamtfeder bei.
Für die Feder zählen die federnden Windungen.
Gut erkannt. Und genau darum geht es.
Die "angelegten" Enden zählen dazu nicht mit.
Die Blocklänge einer warmgeformten Feder (müssten typ. PKW Federn sein) ist damit
Lbl = (if + 1,5 - 0,3) x d
Blocklänge = (Anzahl der Federnden Wicklungen + 1,5 angelegte Wicklungen - 0,3) x Drahtdurchmesser
Die Blocklänge ist nicht der Teil, der die Probleme bei der Rechnung verursacht. Sondern die sich mit zunehmender Belastung der progressiven Feder (effektiv wirkende) verringernde Windungszahl, wenn eine oder mehrere Federlegen aufeinander liegen (was je nach Auslegung der Feder durchaus schon bei normaler Belastung der Fall sein kann, nämlich dann, wenn Federn für viel
Ausfederweg optimiert sind. (@azeh: das meinte ich oben)
Hier sind ein paar Formeln für die Berechnung, aber DIE in Excel/OpenOffice umzusetzen macht nicht gerade Spaß. Deshalb die Eingangsfrage nach fertiger (kostenloser) Software oder fertigen Tabellen/Formeln.
