Für die überwiegend ruhend beanspruchte Feder wird zunächst der Drahtdurchmesser überschlägig nach Gl (10.11) vorgewählt.
Für M= F_max* H= 600N*40mm=24*〖10〗10^3 Nmm und
k ≈0,06* ∛M/D_i =0,06* ∛24000/20 ≈0,09
d ≈0,23* ∛(F*H)/(1-k)=0,23* ∛24000/0,91 ≈7,3
Der Drahtdurchmesser wird nach TB10-2 mit d = 7mm zunächst vorgewählt. Damit wird D = D_i + d = 20 mm + 7 mm = 27 mm; festgelegt nach DIN 323 (Vorzugszahl, siehe TB 1-16). D = 28 mm
Festigkeitsnachweis: Mit q≈1,25 (TB10-4)für w = D /d = … =4 und F * H=24 * 〖10〗^3 Nmm wird die Biegespannung aus Gl. (10-15)
σ_qσq=(M*q)/((π/32*d³))=890 N/mm²
Die zulässige Biegespannung geträgt nach TB 10-3 für d = 7 mm und Drahtsorte SM σ_(b σb zul) ≈950 N/mm². Der Drahtdurchmesser ist mit d = 7 mm festigkeitsmäßig Festigkeitsmäßig somit ausreichend.
Funktionsverhalten: Die Anzahl der federnden Windungen aus Gl. (10.16) mit ϕ°≡ ϕ_max〖ϕ_max =120°〗 120° F * H = M = 24*〖10〗10 ^3 Nmm E = 206 * 〖10〗 10 ^3 N/mm²
d = 7 mm und D = 28 mm
Die Länge des unbelasteten Federkörpers wird bei der Feder mit a = 1 mm Windungsabstand nach Gl. (10.13)
L_K0=n*(a+d)+ d=203 mm
Mit L_K0=203mm und mit σ_(B zul)≈950N/mm² (Drahtsorte B, TB 10-3) wird nach Umstellung der Gl. (10.15)
d= ∛((M*q)/(π/32*σ_(b zul) ))=6,85 mm; endgültig festgeleegt d=7 mm
