Answer
Die Eigenfrequenz $f_n$ eines Wellenfeder ist in Hochgeschwindigkeits-Automobilgetrieben von entscheidender Bedeutung, um resonanzbedingte Ermüdung zu vermeiden. Die Grundfrequenz ist gegeben durch $f_n = \frac{1}{2 \pi} \sqrt{\frac{K g}{W}}$, wobei $K$ die Federrate, $g$ die Gravitationskonstante und $W$ das Gewicht der Feder ist. Da Wellenfedern eine viel geringere Masse als herkömmliche Schraubenfedern haben, ist ihre Eigenfrequenz deutlich höher, wodurch der Resonanzpunkt häufig außerhalb des Betriebsbereichs der Maschine liegt. Allerdings können bei mehrwindigen Federn auch die einzelnen Windungen lokale Schwingungsmoden aufweisen. Mithilfe der Finite-Elemente-Analyse (FEA) überprüfen Ingenieure, ob die Erregerfrequenz des Systems nicht mit der ersten oder zweiten Harmonischen der Feder übereinstimmt, was andernfalls zu „Wellensprüngen“ und vorzeitigem Ausfall führen würde.
