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Welchen Einfluss hat die „Anzahl der Wellen“ ($N$) auf die Betriebsbeanspruchung und die Ermüdungslebensdauer eines Single-Turn-Wellenfeder?

2026-06-16 FAQ

Die Anzahl der Wellen $N$ ist umgekehrt proportional zur Betriebsspannung bei gegebener Durchbiegung. Die Biegespannung $\sigma$ wird berechnet durch $\sigma = \frac{3 \pi P D}{4 N^2 b t^2}$, wobei $P$ die Last und $D$ der mittlere Durchmesser ist. Eine Erhöhung von $N$ verringert die Belastung an einem bestimmten Lastpunkt, da die Gesamtdurchbiegung auf mehr Kontakte verteilt wird...

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Die Anzahl der Wellen $N$ ist umgekehrt proportional zur Betriebsspannung bei gegebener Durchbiegung. Die Biegespannung $\sigma$ wird berechnet durch $\sigma = \frac{3 \pi P D}{4 N^2 b t^2}$, wobei $P$ die Last und $D$ der mittlere Durchmesser ist. Eine Erhöhung von $N$ verringert die Spannung an einem bestimmten Lastpunkt, da die Gesamtdurchbiegung auf mehr Kontaktpunkte verteilt wird, wodurch die Balkenlänge zwischen den Spitzen effektiv verkürzt wird. Allerdings erhöht eine Erhöhung von $N$ auch die Federrate $K$ exponentiell ($N^4$), was zu einer sehr steifen Feder führen kann. Für ermüdungskritische Anwendungen, wie zum Beispiel Kfz-Kupplungspakete, ist $N$ so optimiert, dass die Wechselspannungsamplitude unter der Dauerfestigkeit des Materials, typischerweise Kohlenstoffstahl $SAE 1070-1090$, bleibt und gleichzeitig die erforderliche Klemmkraft erhalten bleibt.

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