Kapitel 12
Zugfederberechnung DIN EN 13906-2, Ausgabe 2002

12.1 Berechnungsmodul starten

Melden Sie sich auf der Startseite www.eAssistant.de mit Ihrem Benutzernamen und Ihrem Paßwort an. Öffnen Sie das Berechnungsmodul aus dem Listenfenster „Berechnungstyp“ im Project Manager.

Das Berechnungsmodul wird gestartet.

12.2 Eingabemöglichkeiten

12.2.1 Eingabe der Federkräfte und Wege

Die Berechnung von Zugfedern erfolgt nach DIN 13906-2. Für die Berechnung können die Federkräfte oder Wege oder eine Kombination aus beiden Größen vorgegeben werden.

Dabei werden je nach vorgegebenen Eingabewert die von diesem Wert abhängigen Daten automatisch berechnet.

Für die Eingabe der Kräfte und Wege bestehen die folgenden Möglichkeiten:

Zur besseren Orientierung der Größen, die in Abhängigkeit zuneinander stehen, sind die jeweiligen Eingabefelder farblich gekennzeichnet. Sobald Sie mit der Maus in ein Eingabefeld klicken, färbt sich dieses weiß. Das jeweils dazugehörige Eingabefeld wird gelb gekennzeichnet. Somit ist sofort erkennbar, wie sich die Werte zueinander verhalten und wie sie sich verändern.

Hinweis: Einheitenumschaltung

Mit dieser Funktion haben Sie die Möglichkeit, die Einheiten umzuschalten.

12.2.2 Drahtdurchmesser und Federrate

Geben Sie hier entweder einen Drahtdurchmesser oder die Federrate ein. Beide Größen werden automatisch in Abhängigkeit voneinander berechnet.

Klicken Sie mit der Maus in das Eingabefeld, so färbt dieses sich weiß, das davon abhängige Eingabefeld wird gelb hinterlegt.

Hinweis: Wenn Sie auf den Button „Einstellungen“ in der oberen Zeile des Berechnungsmoduls klicken, dann haben Sie die Möglichlichkeit, die Toleranzen für den Federdrahtdurchmesser zu berücksichtigen. Wählen Sie über eine Listbox DIN 2076 B/C oder DIN 2077. Im Protokoll finden Sie außerdem alle Angaben zu den Toleranzen gemäß DIN 2097 (siehe auch Kapitel 12.11 „Einstellungen“).

12.2.3 Eingabe der Durchmesser und Längen

Die Größen für die Beschreibung der Zugfedergeometrie wie Längen, Durchmesser und Windungen können manuell eingegeben werden.

Dabei werden je nach vorgegebenen Eingabewert die von diesem Wert abhängigen Daten automatisch berechnet.

12.2.4 Windungsabstand und Vorspannkraft

Bei kaltgeformen Federn wird eine innere Vorspannung erzeugt, so daß die federnden Windungen ohne Belastung aufeinander liegen. Warmgeformte Zugfedern haben keine innere Vorspannung und werden z.T. mit einem Abstand zwischen den Windungen erzeugt. Die Anzahl der Windungen können Sie in das dafür vorgesehende Eingabefeld eintragen.

Hinweis: Über den Button „Werkstoff“ gelangen Sie in die Werkstoffdatenbank, in der Sie verschiedene Werkstoffe auswählen können. Hier erhalten Sie auch die Informationen zum jeweiligen Herstellverfahren (siehe dazu auch Kapitel 12.3 „Auswahl des Federwerkstoffes“).

12.2.5 Beanspruchung

Vor einer Berechnung sollte geklärt werden, ob es sich bei der vorgesehenen Beanspruchungsart um statische bzw. quasistatische oder um dynamische Beanspruchung handelt.

Die Berechnungsdurchführung in diesem Modul ist sowohl für eine dynamische als auch für eine statisch / quasistatische Beanspruchung möglich.

Hinweis: Quasistatische Beanspruchung bedeutet: Anzahl der Lastwechsel

12.3 Auswahl des Federwerkstoffes

Klicken Sie auf den Button „Werkstoff“, dann können Sie Federwerkstoffe direkt aus der Werkstoffdatenbank auswählen. Sie können die Federwerkstoff auch manuell eingeben. Somit besteht für Sie die Möglichkeit, Sonderwerkstoffe zu berechnen.

Die Werkstoffdatenbank öffnet sich.

Wählen Sie aus der Listbox einen Werkstoff aus. Hier erhalten Sie außerdem alle weiteren Informationen zum jeweiligen Werkstoff.

Hinweis: Mit den Pfeiltasten „nach oben“ und „nach unten“ Ihrer Tastatur können Sie die unterschiedlichen Werkstoffe und deren Eigenschaften durchsuchen und so schnell und übersichtlich miteinander vergleichen.

Möchten Sie einen individuellen Werkstoff für Ihre Feder festlegen, dann wählen Sie aus der Listbox den Eintrag „Benutzerdefiniert“ aus.

Hier können Sie anschließend Ihre individuellen Eingaben definieren sowie einen Kommentar hinzufügen.

Um Ihre Eingaben zu bestätigen, klicken Sie auf den Button „OK“.

Ihre Eingaben werden dann in die Hauptmaske übernommen

Hinweis: Bitte beachten Sie, daß Ihre individuelle Definition eines Werkstoffes bei der Auswahl eines anderen Werkstoffes aus der Listbox wieder gelöscht wird.

Je nach Herstellverfahren des gewählten Werkstoffes, d.h. warmgewalzt oder kaltgeformt, erfolgt die Berechnung der Toleranzen gemäß DIN 2096 oder DIN 2097. Als weiterer Zusatz erfolgt die Berechnung der Eigenfrequenz der Feder.

Hinweis: Der Button „Federgeometrie Datenbank“ ist deaktiviert, da es keine DIN-Norm gibt, anhand der die Geometrien für Zugfedern in einer Datenbank hinterlegt werden können. Falls Sie jedoch Geometrien benötigen, wenden Sie sich bitte an den jeweiligen Federhersteller.

12.4 Auswahl der Federenden

Zur Überleitung der Federkraft dienen die unterschiedliche Ösenformen und Anschlußelemente. Wählen Sie diese nun aus einer Listbox aus:

Hinweis: Sie können für jedes Federende eine beliebige Ösenform oder Anschlußelement kombinieren. Um bei einer Zugfeder die gleichen Federenden auszuwählen, haben Sie auch die Möglichkeit, die Option „Gleiche Federenden“ zu aktivieren. Bleibt diese Option aktiviert, werden automatisch immer die gleichen Federenden in der Listbox angezeigt.

Eigene Eingabe von und ungefederten Windungen

Ihnen werden automatisch der Abstand der Ösen-Innenkante vom Federkörper sowie die ungefederten Windungen angezeigt.

Abbildung 12.16: und ungefederte Windungen

Das Berechnungsmodul bietet Ihnen hier aber auch die Möglichkeit, einen eigenen Abstand festzulegen und somit Sonderzugfedern zu berechnen. Aktivieren Sie dazu das jeweilige Eingabefeld.

12.5 Meldungsfenster

Das Berechnungsmodul enthält ein Meldungsfenster. Hier erhalten Sie alle Informationen, Warnungen und Hinweise, zum Beispiel, ob die jeweilige Feder für Ihre eingegebene Daten geeignet ist. Alle Informationen, die Ihnen hier in dem Meldungsfenster angezeigt werden, finden Sie auch im Berechnungsprotokoll. Das Protokoll können Sie nach Beendigung Ihrer Berechnung über den Button „Protokoll“ generieren (siehe Kapitel 12.8 „Dokumentation: Protokoll“).

Bewegen Sie den Mauszeiger über ein Eingabefeld oder über einen Button, so erhalten Sie zusätzliche Informationen, die Ihnen in der Kurzhilfe angezeigt werden.

12.6 Ergebnisse

Die wichtigsten Ergebnisse, wie die statische und dynamische Ausnutzung der Spannung, der Federhub und die Ausnutzung des zulässigen Federweges, werden bereits während der Eingabe aller Daten übersichtlich im Ergebnisfeld angezeigt. Das heißt, es wird nach jeder abgeschlossenen Eingabe sofort neu durchgerechnet.

12.7 Diagramme

Sie erhalten die Darstellung des Kraft-Weg- und des Goodman-Diagramms.

Mit einem Mausklick auf die jeweilige Diagrammfläche lassen sich die Diagramme vergrößert darstellen.

Hinweis: Das Goodman-Diagramm wird nur bei einer dynamischen Belastung dargestellt.

12.8 Dokumentation: Protokoll

Nach Abschluß Ihrer Berechnung haben Sie die Möglichkeit, ein Protokoll zu erzeugen. Klicken Sie dazu auf den Button „Protokoll“.

Das Protokoll öffnet sich.

Das Protokoll enthält ein Inhaltsverzeichnis. Hierüber lassen sich die gewünschten Ergebnisse schnell aufrufen. Es werden Ihnen alle Eingaben sowie Ergebnisse aufgeführt. Das Protokoll steht Ihnen im HTML- und im PDF-Format zur Verfügung. Sie können das erzeugte Protokoll zum Beispiel im HTML-Format abspeichern, um es später in einem Web-Browser wieder oder im Word für Windows zu öffnen.

• Klicken Sie auf das „PDF“-Symbol, so wird das Protokoll im PDF-Format aufgerufen. Um das Protokoll im PDF-Format zu speichern, klicken Sie mit der rechten Maustaste auf das PDF-Symbol. Wählen Sie in dem nun folgenden Kontextmenü „Ziel speichern“ aus.
• Um das Protokoll zu speichern, rufen Sie das Menü „Datei“ auf und klicken Sie anschließend auf „Speichern unter“.
• Klicken Sie auf das „Drucken“Symbol, so kann das Protokoll gedruckt werden.

12.9 Berechnung speichern

Nach der Durchführung Ihrer Berechnung können Sie diese speichern. Sie haben dabei die Möglichkeit, entweder auf dem eAsisstant-Server oder lokal auf Ihrem Rechner zu speichern. Klicken Sie auf den Button „Speichern“ in der obersten Zeile des Berechnungsmoduls.

Haben Sie die Option „lokal“ im Project Manager und im Berechnungsmodul aktiviert, so so öffnet sich der Windows-Dialog zum Speichern der Berechnung auf Ihrem Rechner.

Hinweis: Um die Option „Lokales Speichern“ zu aktivieren, darf kein Berechnungsmodul geöffnet sein.

Haben Sie diese Option nicht aktiviert, so öffnet sich ein neues Fenster und Sie können Ihre Berechnung auf dem eAssistant-Server speichern.

Geben Sie unter „Dateiname“ den Namen Ihrer Berechnung ein und klicken Sie auf den Button „Speichern“. Klicken Sie anschließend im Project Manager auf den Button „Aktualisieren“, Ihre gespeicherte Berechnung wird in dem Listenfenster „Dateien“ angezeigt.

12.10 Button „Vorwärts“ und „Zurück“

Mit dem Button „Zurück“ können Sie vorhergegangene Eingaben zurücksetzen.

Wenn Sie eine rückgängiggemachte Eingabe wiederherstellen möchten, dann klicken Sie auf den Button „Vorwärts“.

12.11 Einstellungen

Klicken Sie auf den Button „Einstellungen“ in der oberen Zeile des Berechnungsmoduls.

Ein neues Fenster öffnet sich.

Diese Option gibt Ihnen die Möglichkeit, Standardeinstellungen in diesem Berechnungsmodul zu ändern, so zum Beispiel die Anzahl der im Protokoll angegebenen Nachkommastellen. Weiterhin können Sie die Toleranzen für den Drahtdurchmesser gemäß DIN 2076 B und C, DIN 2077 vorgeben oder die Betriebstemperatur für die Berechnung mit berücksichtigen.