Answer
Die Federrate $k$ für ein Kamm-zu-Kamm Wellenfeder wird aus der Strahlablenkungsformel abgeleitet, die für eine kreisförmige Geometrie mit $N$ Wellen und $Z$ Windungen angepasst ist. Die Standardformel lautet $k = \frac{E \cdot b \cdot t^3 \cdot N^4}{1.68 \cdot D_m^3 \cdot Z}$, wobei $E$ der Elastizitätsmodul, $b$ die radiale Wand, $t$ die Materialdicke und $D_m$ der mittlere Durchmesser ist. Bei hochpräzisen Anwendungen entstehen parasitäre Belastungen durch die Reibung zwischen den Wellen und den Kontaktflächen des Gehäuses oder der Welle. Wenn die Feder zusammengedrückt wird, nimmt der mittlere Durchmesser $D_m$ leicht zu, was gegen Ende des Hubs zu einem nichtlinearen Versteifungseffekt führen kann. Konstrukteure müssen sicherstellen, dass die Betriebshöhe $H$ nicht dazu führt, dass die Feder ihre feste Höhe $H_s$ erreicht, da das Spannungsniveau $S = \frac{3 \cdot \pi \cdot P \cdot D_m}{4 \cdot b \cdot t^2 \cdot N^2}$ exponentiell ansteigt, was zu plastischer Verformung oder Ermüdungsversagen führt.
