Answer
Die Schätzung der Ermüdungslebensdauer für Wellenfedern umfasst die Berechnung der Wechselspannung $\sigma_a$ und der Mittelspannung $\sigma_m$. Für ein Wellenfeder tritt die maximale Spannung an den Wellenspitzen auf und ist gegeben durch $\sigma = \frac{3 \cdot π \cdot E \cdot t \cdot N^2 \cdot f}{4 \cdot D_m^2 \cdot n}$. Mithilfe der Goodman-Beziehung $\frac{\sigma_a}{\sigma_e} + \frac{\sigma_m}{\sigma_{ut}} = 1$, wobei $\sigma_e$ die Dauerfestigkeit und $\sigma_{ut}$ die maximale Zugfestigkeit ist (ca. 1650 MPa für 17-7PH CH900), können Ingenieure bestimmen, ob die Feder $10^6$ übersteht Zyklen. Bei Hochzyklusanwendungen wie medizinischen Pumpen streben wir einen Sicherheitsfaktor $S_f > 1,2$ an. Restspannungen aus dem Wickelprozess müssen durch eine Wärmebehandlung bei 480^∘C$ abgebaut werden, um sicherzustellen, dass sich die mittlere Spannung während des Betriebs nicht verschiebt.
