Hvordan designer man en trykfjeder?

Generelle overvejelser vedrørende design og beregning af en trykfjeder.

Vi specialdesigner og beregner trykfjedre hver dag og møder derved ofte de samme spørgsmål. Her vil vi gennemgå opbygningen af en trykfjeder og hvilke parametre, man skal definere.

Trykfjedermateriale

Definér først materialet, der matcher din opgave og konstruktion. For den korrekte beregning af trykfjederen er materialet udgangspunktet.

Eksempler på de mest anvendte fjedermaterialer.

Betegnelse:

Pianotråd

Beskrivelse:

Ubehandlet "rå" fjedertråd

Anvendelse:

Indendørs i tørt og stabilt miljø

Note:

Yder ingen beskyttelse mod korrosion

Betegnelse:

Pianotråd pre-galvaniseret

Beskrivelse:

Varmgalvaniseret fra trådfabrikken

Anvendelse:

Udendørs miljø

Note:

Ingen galvanisering hvor tråden er klippet

Betegnelse:

Pianotråd el-galvaniseret

Beskrivelse:

Pianotråd efterbehandlet i en el-galvaniseringsproces

Anvendelse:

Let rustbeskyttende - pæn og blank overflade

Note:

Skrøbelig overflade - hvor rust kan løbe under overfladen

Betegnelse:

Rustfri fjedertråd

Beskrivelse:

302 eller 304 rustfri fjedertråd

Anvendelse:

Udendørs miljø

Note:

Kan elektropoleres til blank overflade

Betegnelse:

Rustfri, syrefast fjedertråd

Beskrivelse:

316 rustfri fjedertråd

Anvendelse:

Mere agressive miljøer

Note:

Kan elektropoleres til blank overflade

Trykfjeder

Trykfjeder, tråddiameter

Kraften på en trykfjeder defineres ud fra kombinationen af trådtykkelsen, diameteren, antal vindinger og ubelastet længde. Jo mindre tråd der anvendes, jo mindre kraft og stabilitet er der i fjederen. Lille tråd, stor diameter og mange vindinger giver en ustabil fjeder med en flad kraftkurve. Stor tråd, lille diameter og få vindinger giver en kraftig stigende kraftkurve og kort vandring.

Øger man diameteren på en tråd, har det stor indflydelse på kraften, idet arealet forøges markant.

Trykfjederdiameter

Skal en trykfjeder arbejde over en dorn, er den indvendige diameter udgangspunktet. Er arbejdshullet for trykfjederen ikke variabel, er den udvendige diameter udgangspunktet. Diameteren på en trykfjeder vil øges, når fjederen bliver sammenpresset. Denne forøgelse hænger sammen med stigningen på trykfjederen. Jo større stigning, jo større diameterforøgelse. Derfor er det vigtigt at kende tolerancen på den udvendige diameter og tænke dette ind i designet af fjederen samt konstruktionen.

trykfjeder montering

Øger man diameteren på fjederen, vil kraften på fjederen formindskes.

Trykfjederlængde

Tag så vidt muligt hensyn i din konstruktion til, at der anvendes en fjeder med så lidt vandring som muligt for at forlænge fjederens levetid.

Kort fjeder: Her udnyttes maksimal vandring = kort levetid
Lang fjeder: Her udnyttes min. vandring = lang levetid

Øger man længden på fjederen, bevares maksimal kraft, men fjederkonstanten formindskes.

Trykfjeder, vindinger

Få vindinger = kort vandring
Mange vindinger = lang vandring

Meget luft mellem vindinger = stejl vinding = stejl kraftkurve. Lang vandring ikke givet, idet spændinger i tråden hurtigere når maks. på grund af få vindinger.

Lidt luft mellem vindinger = kort vandring inden vindinger berører hinanden. Flad kraftkurve.

Øger man antal vindinger, formindskes fjederens kraft.

Trykfjeder, afslutning

Afslutningen på en trykfjeder kan være en af følgende.

1. Ikke nedlagt
rykfjeder - ikke nedlagt