Hallo zusammen
Ich suche Informationen zur Lebensdauer von Tellerfedern die über die in der DIN 2092 und DIN 2093 hinausgehen. Also von Mehrfach-Schichtungen und Verwendung von mehr als 10 Tellerfedern in einer Säule.
Um genau zu sein: Die Säule besteht aus 4 wechselsinnig geschichteten Paketen mit je 3 gleichsinnig geschichteten Tellerfedern.
Ich bin für jede nützliche Information dankbar.
MfG
Hallo Daniel,
wenn Du nach der Lebensdauer fragst, die " über das hinausgeht "
ist es am besten, wenn Du mit einem Hersteller Rücksprache hältst,
da nur ein Dauerversuch Aufschluss über höhere, als in den gängigen Tabellen angegebenen Lastspielzahlen ( Lebensdauer ) geben kann.
Bitte sage einmal wie die Federn belastet werden? statisch oder dyn?
Sollen die Federn dauerfest, oder nur zeitfest sein?
Ich nehme mal an dynamisch, dann sind wichtige Kriterien, dass die Federn mit s = 0,15 bis 0,20 ho vorgespannt eingebaut werden, damit
die schwingende Beanspruchung nicht zu Anrissen führt.
Auch sollten diese kugelgestrahlt sein.
Wenn Du mir Grösse und Reihe ( A,B,C ) der T-Federn nennst, eventuell noch die Kraft F1 ; F2 un den Hub, rechne ich Dir das Paket gerne aus.
Für weitere Fragen stehe ich Dir weiter zur Verfügung.
Gruss Wolfgang
Hallo Wolfgang
Die Tellerfeder wird dynamisch (schlagartig) beansprucht, ist kugelgestrahlt und natürlich mit der gefordeten Länge vorgespannt. Die DIN-Bezeichnung wäre wohl A 300 Gruppe 3.
Diese Tellerfeder ist aber so nicht mehr in der DIN erfasst.
De=300
Di=152
t=18
t’=16,8
l0=25
h’0=8,2
Material=50CrV4
Der Hersteller kann nur „Schätzungen“ nach DIN angeben. Da die Tellerfedern in einer Säule von 4 Paketen á 3 Federn verwendet werden, ist sie in der DIN nicht mehr erfasst. Einen Dauerversuch hat es für diese Feder und diese Säule noch nicht gegeben.
F1 sind ca. 600 kN, F2 ca. 1000 kN, bei s1=7,6mm und s2=14mm.
Womit würdest Du das Paket berechnen. Software? Händisch?
Erstmal herzlichen Dank
Gruß Daniel
Hallo Daniel,
hier nun die Ergebnisse meiner Berechnung entsprechend Deinen vorigen Angaben, wobei n = 3 ; und i = 4 ; mit Auflageflächen.
Für die Einzeltellerfeder :
Vorspannkraft F1 = 200 000 N
Federkraft F2 = 333 333.33 N
Federweg bei Federkraft F1 ; s1= 2,11 mm
Federweg bei Federkraft F2 ; s2= 3,72 mm
Spannungen : bei Tellerfedern mit schwingender Beanspruchung sind die
Zugspannungen an der Federunterseite massgebend, da Dauerbrüche stets
hier beginnen. ( an der Stelle II oder III ). Ausserdem sollten diese
mindestens auf s = 0,15…0,20 h0 vorgespannt eingebaut werden was hier wohl erfüllt ist. Ich habe geprüft, ob nun die Stelle II oder III
die gefährdete Stelle ist. Hier in diesem Fall kann es sowohl Stelle II, wie auch Stelle III sein.
Spannung an der Stelle II bei Federkraft F1 ; Sigma zug = 453 N /mm²
Spannung an der Stelle III bei Federkraft F1 ; Sigma zug = 584 N /mm²
Spannung an der Stelle II bei Federkraft F2 ; Sigma zug = 859 N /mm²
Spannung an der Stelle III bei Federkraft F2 ; Sigma zug = 988 N /mm²
Nun wurde jeweils mit der unteren Spannung F1 II ; und F1 III aus den
Dauer- bzw. Zeitfestigkeitsschaubildern die jeweilige zulässige
Oberspannung bestimmt, allerdings endet die Tellerdicke t bei 16mm.
Ergebnis : Das Federpaket ist für 5 x 10 hoch5 Lastspiele zeitfest.
Ergebnisse für die Tellerfedersäule:
Theoretische Auslegungskraft bei ( s=0,75xh0) Fn = 1 544 439 N
Federweg der Säule bei Federkraft F1 ; s1 = 8,46 mm
Federweg der Säule bei Federkraft F2 ; s2 = 14,88 mm
Länge der unbelasteten Federsäule L0 = 234.4 mm
Masse der Tellerfedersäule, also aller 12 Tellerfedern ca. 83 Kg
Gruss Wolfgang
Hallo Wolfgang
Die Federkräfte und Spannungen sind exakt die gleichen die ich aus der Berechnung nach DIN bekommen habe. Soweit also nichts Neues. Die Zeitfestigkeit ist aus einem Schaubild wie in der DIN, oder? Dieses gilt aber nicht für Säulen mit mehrfach geschichteten Einzelfedern, da dafür keine hinreichenden Dauerfestigkeitswerte vorliegen.
Ist das Zeitfestigkeitsergebnis für eine solche vorliegende Schichtung?
Gruß Daniel
Hallo Daniel,
Die Berechnung gilt nur für die Einzeltellerfeder.
Normalerweise sollen nicht mehr wie n=2-4 Tellerfedern zu einem Paket
geschichtet werden,da mit zunehmender Tellerzahl die Abweichungen
zwischen gerechneter, und gemessener Kennlinie zunehmen. (Reibung)Normalerweise sollte eine TF-Säule aus nicht mehr als 30 wechsel- sinnig geschichteten EinzelTF. bestehen, und in einer Säule aus Federpaketen nicht mehr als 20 Pakete. Wenn Du Energie vernichten willst, kommt Dir die Reibung zwischen den einzelnen Tellern doch gerade recht. Wenn nicht, dann schmierst Du zwischen den Flächen, oder trägst Gleitlack auf.
Die eleganteste Lösung ist folgende : vorausgesetzt, Du hast den Platz
dafür!
anstatt eine Säule mit 4 Paketen a’ 3 gleichsinnig geschichteten TF.
Nimmst Du 3 Säulen mit je 4 wechselsinnig angeordneten TF. Nun hast Du keine Reibung mehr zwischen den Tellern. Ausserdem hat diese Anordnung wegen der niedrigeren Reibung eine höhere Schwingfestigkeit.
Vor allem kannst Du nun nach den Normdiagrammen auslegen.
Bitte sage mir doch einmal, ob die Maschinerie mit den Federn gebaut wird, oder ob Du dies nur einmal " rechnen " wolltest.
Gruss Wolfgang
Hallo Wolfgang,
die Maschinerie mit diesen Tellerfedern wird bereits seit einigen Jahren so gebaut. Der Aufbau der Tellerfedersäule ist so ziemlich unabänderlich in Form und Größe.
Die Reibung die in der Säule auftritt, ist genau das Problem.
Ich bräuchte, wie ganz oben gesagt, eine Methode die Lebensdauer einer solchen Tellerfedersäule zu berechnen oder wenigstens abschätzen zu können. Gute Literaturhinweise wären auch hilfreich. Tellerfedern sind doch schon seit Jahrzenten verbreitet. Es muß doch mal jemand darüber nachgedacht haben!
Du sagst was von Schmierung oder Gleitlack!?
Bei den vorhandenen hohen Flächenpressungen wird die Schmierung auf Dauer verdrängt. Die Möglichkeit von Gleitlack kenne ich nicht, bezweifle aber die Festigkeit/Haltbarkeit bei diesen Beanspruchungen.
Gruß Daniel
Hallo Daniel,
Wenn die Maschinerie schon einige Jahre so gebaut wird, warum erst jetzt Fragen zur Lebensdauer der TF.!
Ändere die Konstruktion und Du hast die Problematik los.
Hier Infos zu Gleitlacken. Diese Haften besser als Öle oder Fette,
auch unter hohen Drücken.
http://www.winix.de/x_start.htm
http://www.fuchs-lubritech.de/download/gleitmo.pdf
Gruss Wolfgang
Hallo Wolfgang,
Die Maschinerie läuft zwar, aber das nicht absolut fehlerfrei. Und verbessern kann man ja immer was.
Ich informier mich mal und melde mich wieder bei weiteren Fragen.
Vielen Dank bis hier her.
Gruss Daniel