Wie erklären wir die radiale Ausdehnung eines Wellenfeder während der Kompression innerhalb einer Bohrung?

Wenn ein Wellenfeder komprimiert wird, werden die Wellen flacher, wodurch sich der mittlere Durchmesser $D_m$ vergrößert. Diese Ausdehnung wird durch $\Delta D = α · f$ definiert, wobei $α$ der Ausdehnungskoeffizient und $f$ die Durchbiegung ist. Bei einer Feder, die in einer Bohrung arbeitet, muss das anfängliche Spiel ausreichend sein, um ein Festklemmen der Feder zu verhindern. Kommt es zu einer Bindung, steigt die Federrate $k$ exponentiell an, was zu unvorhersehbarem Lastverhalten und potenziellem Ermüdungsversagen an den Wellenbergen führt. Die Berechnung für den minimalen Bohrungsdurchmesser $D_b$ sollte $D_b > D_{outer} + \frac{0,02 · (H_f - H_o) · n^2}{D_m}$ lauten, wobei $H_f$ die freie Höhe und $H_o$ die Betriebshöhe ist. Dadurch wird sichergestellt, dass die Feder während ihres gesamten Hubs „frei schwebend“ bleibt.