Unser Servicetip

Die Messung der Federspannung der Feder ist einer der wichtigsten Tests, um die Qualität der Federn zu definieren. Alle Federn werden so entwickelt, dass sie eine erwartete Spannung in einem bestimmten Bereich erreichen. Deshalb ist es unverzichtbar, die Berechnungen bzw. die Herstellungsparameter zu bestimmen, indem man die Federspannungen misst.

In den meisten Fällen wird die Feder in einen Probeaufnahme gestellt, der eine Ruheposition und Betriebsposition hat. Man bestimmt eine Federkennlinie, indem man zwei Federwege festsetzt: H1 und H2 und man misst die korrespondierenden Kräfte. Die erforderte Kontrolle besteht darin, die von der Feder auftretende Kraft bei H1 und H2 zu messen.

Für eine Standardfeder ist der Toleranzbereich von 10%. Er wird bei 5% untergesetzt für eine Präzisionsfeder. 

Mehrere Faktoren beeinflussen die Qualität der Messung

Die Geometrie selbst der Feder:

• Die Konzentrizität der Windungen: die Federachse muss zentriert sein
• Die Geometrie der Stützseiten:  man erreicht eine bessere Wiederholbarkeit besonders mit einer Feder, deren Seiten geschliffen sind und, deren letzten Windungen dicht aneinander anliegen.
• Das Verhältnis zwischen Hohfe und Durchmesser: eine „grazile“ Feder wird während der Kompression tendenziell biegen (Knicken). In diesem Fall ist es notwendig, sie zu führen, damit sie vertikal bleibt. Generell benutzt man interne Führungsstütze. Diese Stütze sollten mit Sorgfalt eingestellt werden, damit die Reibung der Feder auf die Stütze bei dem Knicken minimisiert wird und konstant bleibt.
• Die Interne Spannung: manche Federn werden an der Grenze der internen akzeptablen Spannung berechnet. In diesem Fall und bei den Kompressionstests arbeitet das Metall im plastischen Bereich und die Feder entspannt sich ein wenig. Die beim ersten Test erhaltenen Werte werden höher als bei dem 3ten oder 4ten Test sein. Generell wird es empfohlen, die Windungen aneinanderfügende Weise zu stellen (oft 5 Mal), bevor die Messung durchgeführt wird, sodass diese Variationen vermieden werden.

Die Herstellungsparameter:

• Die Konstanz der Eingenschaften des benutzen Drahts, die in derselben Spule variieren kann aber besonders von einer zur anderen.
• Die Kontanz der Einstellungen  der Federwindemaschine.
• Die Drahtbelastung  bei der Federumformung, die dazu führen können, die Feder vor der Messung entspannen zu müssen.  

Charakteristiken der Messmittel:
 

• Geometrie des Platten: die Platten sollten eine flache Oberfläche haben und die zwei Platten sollten Parallel sein.
• Die Sensorauflösung: die Charakteristiken der Kraftsensoren und Verschiebungssensoren (Auflösung, Genauigkeit) sind entscheidende Kriterien. Für den Kraftsensor werden eine Genauigkeit von 0,1% der Werte und eine feinere Auflösung als 1/1000. Bezüglich des Verschiebungssensors ist eine 0,01mm Auflösung ausreichend außer in dem Fall von sehr kleinen Federn und Federn geringerer Last. Es ist wichtig, Wert auf die Präzision des Verschiebungssensors in dem Fall von Federn größerer Steifigkeit zu legen. In der Tat hat in diesem Fall einen kleinen Fehler in der Verschiebungsmessung eine große Messungsdispersion zur Folge.
• Die allgemeine Qualität des Sensorgestells und besonders seine Steifigkeit sind auch wichtige Faktoren.

FAQ über die Federmessung


Was ist die Kompensation der Kraftmessdose?

Es handelt sich, um eine Korrekturprozedur der Fehler bei der Verschiebungsmessung aufgrund einerseits der Verformung des Prüfstands und andererseits des Sensors. Durch die Benutzung sehr steifen Prüfstände und Sensoren guter Qualität kann man diese Fehler vermeiden. Ein gut gestaltetes  System stellt ein Fehler niedriger als 0,15mm dar. Jedoch in dem Fall sehr präzisen Messungen, kann es notwendig sein, diese Operation durchzuführen.

Elektronische Methode: manche Elektroniken integrieren die Korrektur durch einen bei dem Hersteller berechneten Koeffizient. Diese Methode ermöglicht nicht, den Koeffizient zu ändern und die Abnutzung und das Altern des Prüfstands und des Sensors in Betracht zu ziehen.
Mechanische Methode: Diese Methode besteht darin die Platte aneinanderfügende Weise zu stellen, eine zu den gemessenen Federn äquivalente Kraft auszuüben und die Tara der Verschiebungssensor zu machen. 

Soll man einen Positionieranschlag für die Ermittlung von H1 und H2  benutzen?

Außer der Schwierigkeit bei der Wiederlagerpositionierung, sollte man nicht vergessen, dass die mechanische Widerlager eine Ausbreitung darstellt, die mit der Endanschlaggeschwindigkeit oder Änderung der Einstellung selbst verbunden ist.

Diese Methode sollte nur dort angewendet werden, wo sehr wichtige Produkte und Materialien bei Benutzern ohne Erfahrung gemessen werden.

Ein erfahrener Benutzer wird konstanteren und schnelleren Ergebnissen bekommen, indem er Verschiebungssensoren benutzt, um sich bei H1 und H2 zu positionieren.

Manche Software messen die Kraft in Echtzeit bei der Werte H1 und H2 ohne Unterbrechung. Es ist eine sehr effiziente Methode unter der Bedingung, dass die verbundene Elektronik eine hohe Abtastfrequenz hat, sodass die Kraft sehr nah zu der gewünschten Höhe gemessen wird.
 

Was ist die Messung bei Auslenkung?

Die Messung bei Auslenkung ist, wenn man die Kraftwerte zu einer bestimmten Druckkraft messen will. Diese Messung ist die Messung von H1 und H2 ähnlich, nur in diesem Fall ist die Höhe H1 die freie Höhe der Feder. Generell macht man die Tara der Verschiebung, wenn die obere Platte in Kontakt mit der Feder kommt. Diese Methode ist häufig für Drehfeder benutzt.

Wie misst man die freie Höhe?

Um die freie Höhe in einer zuverlässigen und wiederholbaren Weise zu messen, definiert man eine maximale zu erreichende Kraft und man misst den Verschiebungswert zu diesem Punkt.

Um alle mit dem Messrauschen verbundene Probleme zu vermeiden, ist es empfohlen, diese maximale Kraft 3 Mal der Auflösung einzustellen.

Wie misst man die Höhe bei der maximalen Kompression?

Unter Höhe bei der maximalen Kompression versteht man, wenn alle Federwindungen in Kontakt sind. In dieser Konfiguration ist die Feder wie einen Metallblock zu vergleichen. Es ist gefährlich, eine Feder maximal zu komprimieren. Die Grenzkapazität der Maschine wir nämlich schnell erreicht, da die Kraft bei komplette Kompression exponentiell steigt.