{"id":3996,"date":"2026-10-14T18:01:08","date_gmt":"2026-10-14T17:01:08","guid":{"rendered":"https:\/\/wpcalc.com\/de\/ingenieurwesen\/federrate-druckfeder\/"},"modified":"2026-10-14T18:01:08","modified_gmt":"2026-10-14T17:01:08","slug":"federrate-druckfeder","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/wpcalc.com\/de\/ingenieurwesen\/federrate-druckfeder\/","title":{"rendered":"Federrate einer Druckfeder"},"content":{"rendered":"<section class=\"not-prose calculator-box\" aria-labelledby=\"calculator-title\"><div class=\"flex items-baseline sm:items-center justify-between gap-2 sm:gap-3\"><div class=\"flex flex-col sm:flex-row sm:items-center gap-2\"><span class=\"icon icon-calculator text-primary-700! text-base! dark:text-primary-300!\" aria-hidden=\"true\"><\/span><h2 id=\"calculator-title\" class=\"text-lg font-display font-bold\">Steifigkeit einer Schraubendruckfeder berechnen<\/h2><\/div><div class=\"calcdash-favorite group\">\n  <button type=\"button\" class=\"favorite\" id=\"favorite\" data-favorite-id=\"3996\" data-favorite-title=\"Federrate-Rechner\" data-favorite-url=\"https:\/\/wpcalc.com\/de\/ingenieurwesen\/federrate-druckfeder\/\" data-favorite-excerpt=\"Berechnen Sie die Federrate (Federsteifigkeit) einer schraubenf\u00f6rmigen Druckfeder aus Drahtdurchmesser, mittlerem Windungsdurchmesser, Anzahl der wirksamen Windungen und Schubmodul. Optional k\u00f6nnen Sie eine Kraft eingeben, um Federverschiebung und Schubspannung im Draht zu erhalten.\" aria-label=\"Zu Favoriten hinzuf\u00fcgen\" data-favorite-icon=\"icon icon-engineering\">\n    <span class=\"icon icon-shape-star-empty\" aria-hidden=\"true\"><\/span>\n  <\/button>\n  <div class=\"calcdash-favorite__tip\" aria-hidden=\"true\">\n   <span class=\"favorite-tooltip\" id=\"favorite-tooltip\"><\/span>\n  <\/div>\n  <span class=\"sr-only\" role=\"status\" id=\"favorite-status\"><\/span>\n<\/div><\/div><form action=\"https:\/\/wpcalc.com\/de\/ingenieurwesen\/federrate-druckfeder\/\" method=\"POST\" class=\"calculator\" id=\"calculator-3996\" data-post=\"3996\"><fieldset class=\"fieldset-input is-1\"><legend class=\"sr-only\">Eingabefelder<\/legend><div class=\"field has-term\" id=\"input-1\"><label for=\"field-1\">Drahtdurchmesser (d)<\/label><div class=\"term\">d<\/div>  <div class=\"absolute bottom-0 left-16 top-8 w-2 h-0.5 bg-blue-500\"><\/div><div class=\"field-group\"><input type=\"text\" name=\"drahtdurchmesser_d\" id=\"field-1\" aria-describedby=\"calc-info-1\" data-number inputmode=\"decimal\" autocomplete=\"off\" spellcheck=\"false\" placeholder=\"e.g. 3\" min=\"0\" value=\"3\"\/><div class=\"grid grid-cols-1\"><select id=\"field-2\" name=\"einheit\" aria-label=\"Einheit\"><option value=\"mm\" selected>mm<\/option><option value=\"in\">in<\/option><\/select><svg class=\"pointer-events-none col-start-1 row-start-1 mr-2 size-5 self-center justify-self-end text-gray-500 sm:size-4\" viewBox=\"0 0 16 16\" fill=\"currentColor\" aria-hidden=\"true\" data-slot=\"icon\">\n              <path fill-rule=\"evenodd\" d=\"M4.22 6.22a.75.75 0 0 1 1.06 0L8 8.94l2.72-2.72a.75.75 0 1 1 1.06 1.06l-3.25 3.25a.75.75 0 0 1-1.06 0L4.22 7.28a.75.75 0 0 1 0-1.06Z\" clip-rule=\"evenodd\" \/>\n            <\/svg><\/div><\/div><small id=\"calc-info-1\">Durchmesser des runden Drahts, aus dem die Feder gewickelt ist.<\/small><\/div><div class=\"field has-term\" id=\"input-2\"><label for=\"field-3\">Mittlerer Windungsdurchmesser (D)<\/label><div class=\"term\">D<\/div>  <div class=\"absolute bottom-0 left-16 top-8 w-2 h-0.5 bg-blue-500\"><\/div><div class=\"field-group\"><input type=\"text\" name=\"mittlerer_windungsdurchmesser_d\" id=\"field-3\" aria-describedby=\"calc-info-3\" data-number inputmode=\"decimal\" autocomplete=\"off\" spellcheck=\"false\" placeholder=\"e.g. 25\" min=\"0\" value=\"25\"\/><div class=\"grid grid-cols-1\"><select id=\"field-4\" name=\"unit\" aria-label=\"Unit\"><option value=\"mm\" selected>mm<\/option><option value=\"in\">in<\/option><\/select><svg class=\"pointer-events-none col-start-1 row-start-1 mr-2 size-5 self-center justify-self-end text-gray-500 sm:size-4\" viewBox=\"0 0 16 16\" fill=\"currentColor\" aria-hidden=\"true\" data-slot=\"icon\">\n              <path fill-rule=\"evenodd\" d=\"M4.22 6.22a.75.75 0 0 1 1.06 0L8 8.94l2.72-2.72a.75.75 0 1 1 1.06 1.06l-3.25 3.25a.75.75 0 0 1-1.06 0L4.22 7.28a.75.75 0 0 1 0-1.06Z\" clip-rule=\"evenodd\" \/>\n            <\/svg><\/div><\/div><small id=\"calc-info-3\">Mittlerer Durchmesser der Windung, gemessen bis zur Drahtmitte (Au\u00dfendurchmesser minus ein Drahtdurchmesser).<\/small><\/div><div class=\"field has-term\" id=\"input-3\"><label for=\"field-5\">Anzahl der wirksamen Windungen (Na)<\/label><div class=\"term\">Na<\/div>  <div class=\"absolute bottom-0 left-16 top-8 w-2 h-0.5 bg-blue-500\"><\/div><input type=\"text\" name=\"anzahl_der_wirksamen_windungen_na\" id=\"field-5\" aria-describedby=\"calc-info-5\" data-number inputmode=\"decimal\" autocomplete=\"off\" spellcheck=\"false\" placeholder=\"e.g. 10\" min=\"0\" value=\"10\"\/><small id=\"calc-info-5\">Windungen, die sich tats\u00e4chlich verformen. Bei geschlossenen, geschliffenen Enden: Gesamtzahl der Windungen \u2212 2; bei geschlossenen, ungeschliffenen Enden: Gesamtzahl \u2212 3; bei offenen Enden: alle Windungen.<\/small><\/div><div class=\"field has-term\" id=\"input-4\"><label for=\"field-6\">Schubmodul (G)<\/label><div class=\"term\">G<\/div>  <div class=\"absolute bottom-0 left-16 top-8 w-2 h-0.5 bg-blue-500\"><\/div><div class=\"field-group\"><input type=\"text\" name=\"schubmodul_g\" id=\"field-6\" aria-describedby=\"calc-info-6\" data-number inputmode=\"decimal\" autocomplete=\"off\" spellcheck=\"false\" placeholder=\"e.g. 79.3\" min=\"0\" value=\"79.3\"\/><div class=\"grid grid-cols-1\"><select id=\"field-7\" name=\"einheit\" aria-label=\"Einheit\"><option value=\"gpa\" selected>GPa<\/option><option value=\"mpsi\">Mpsi (10\u2076 psi)<\/option><option value=\"psi\">psi<\/option><\/select><svg class=\"pointer-events-none col-start-1 row-start-1 mr-2 size-5 self-center justify-self-end text-gray-500 sm:size-4\" viewBox=\"0 0 16 16\" fill=\"currentColor\" aria-hidden=\"true\" data-slot=\"icon\">\n              <path fill-rule=\"evenodd\" d=\"M4.22 6.22a.75.75 0 0 1 1.06 0L8 8.94l2.72-2.72a.75.75 0 1 1 1.06 1.06l-3.25 3.25a.75.75 0 0 1-1.06 0L4.22 7.28a.75.75 0 0 1 0-1.06Z\" clip-rule=\"evenodd\" \/>\n            <\/svg><\/div><\/div><small id=\"calc-info-6\">Typische Werte: Klavierdraht (ASTM A228) \u2248 79,3 GPa (11,5 Mpsi), hartgezogener Draht (A227) \u2248 77,2 GPa (11,2 Mpsi), nichtrostender Stahl 302\/304 \u2248 69 GPa (10 Mpsi), Chrom-Silizium (A401) \u2248 77,2 GPa (11,2 Mpsi), Phosphorbronze \u2248 41,2 GPa (6 Mpsi).<\/small><\/div><div class=\"field has-term\" id=\"input-5\"><label for=\"field-8\">Einwirkende axiale Belastung (F) \u2014 optional<\/label><div class=\"term\">F<\/div>  <div class=\"absolute bottom-0 left-16 top-8 w-2 h-0.5 bg-blue-500\"><\/div><div class=\"field-group\"><input type=\"text\" name=\"einwirkende_axiale_belastung_f_optional\" id=\"field-8\" aria-describedby=\"calc-info-8\" data-number inputmode=\"decimal\" autocomplete=\"off\" spellcheck=\"false\" placeholder=\"z. B. 250 (leer lassen zum \u00dcberspringen)\" min=\"0\" value=\"250\"\/><div class=\"grid grid-cols-1\"><select id=\"field-9\" name=\"einheit\" aria-label=\"Einheit\"><option value=\"n\" selected>N<\/option><option value=\"lbf\">lbf<\/option><option value=\"kgf\">kgf<\/option><\/select><svg class=\"pointer-events-none col-start-1 row-start-1 mr-2 size-5 self-center justify-self-end text-gray-500 sm:size-4\" viewBox=\"0 0 16 16\" fill=\"currentColor\" aria-hidden=\"true\" data-slot=\"icon\">\n              <path fill-rule=\"evenodd\" d=\"M4.22 6.22a.75.75 0 0 1 1.06 0L8 8.94l2.72-2.72a.75.75 0 1 1 1.06 1.06l-3.25 3.25a.75.75 0 0 1-1.06 0L4.22 7.28a.75.75 0 0 1 0-1.06Z\" clip-rule=\"evenodd\" \/>\n            <\/svg><\/div><\/div><small id=\"calc-info-8\">Wenn Sie eine Belastung eingeben, berechnet der Rechner zus\u00e4tzlich den Federweg und die Schubspannung im Draht.<\/small><\/div><\/fieldset><div class=\"buttons\"><button type=\"submit\" data-text=\"Neu berechnen\" id=\"calculate-button\" data-post=\"3996\">Berechnen<\/button><button type=\"reset\">Zur\u00fccksetzen<\/button><\/div><div class=\"field is-checkbox hidden!\" id=\"field-auto-calc\"><input type=\"checkbox\" id=\"auto-calc\"><label for=\"auto-calc\">Automatisch berechnen<\/label><small>Wenn aktiviert, wird das Ergebnis automatisch aktualisiert, sobald Sie einen Wert \u00e4ndern.<\/small><\/div><div class=\"fieldset-result is-hidden\" aria-labelledby=\"result-title\" aria-live=\"polite\" role=\"region\"> <h3 class=\"result-title bg-gradient-to-r from-primary-50 to-gray-50 dark:from-primary-900 dark:to-gray-800\" id=\"result-title\"><span class=\"icon icon-s-pulse\" aria-hidden=\"true\"><\/span> Ergebnisse: Federkonstante<\/h3><div class=\"result-box\"><div class=\"field-result is-column\" id=\"output-1\"><span class=\"field-title\"><span>Federkonstante (k)<\/span><span class=\"result-term\">k<\/span><\/span><span class=\"field-value\" id=\"result-1\"><\/span><button type=\"button\" class=\"copy-result\" data-tooltip=\"Ergebnis kopieren\" aria-label=\"Ergebnis kopieren\"><span class=\"copy-icon icon icon-document-copy\" aria-hidden=\"true\"><\/span><\/button><\/div><div class=\"field-result is-column\" id=\"output-2\"><span class=\"field-title\"><span>Federweg und Drahtspannung unter der einwirkenden Belastung<\/span><\/span><span class=\"field-value\" id=\"result-2\"><\/span><button type=\"button\" class=\"copy-result\" data-tooltip=\"Ergebnis kopieren\" aria-label=\"Ergebnis kopieren\"><span class=\"copy-icon icon icon-document-copy\" aria-hidden=\"true\"><\/span><\/button><\/div><\/div><div class=\"result-actions\"><button type=\"button\" class=\"copy-link\"><svg viewBox=\"0 0 20 20\" fill=\"currentColor\" aria-hidden=\"true\"><path d=\"M12.232 4.232a2.5 2.5 0 0 1 3.536 3.536l-1.225 1.224a.75.75 0 0 0 1.061 1.06l1.224-1.224a4 4 0 0 0-5.656-5.656l-3 3a4 4 0 0 0 .225 5.865.75.75 0 0 0 .977-1.138 2.5 2.5 0 0 1-.142-3.667l3-3Z\"\/><path d=\"M11.603 7.963a.75.75 0 0 0-.977 1.138 2.5 2.5 0 0 1 .142 3.667l-3 3a2.5 2.5 0 0 1-3.536-3.536l1.225-1.224a.75.75 0 0 0-1.061-1.06l-1.224 1.224a4 4 0 1 0 5.656 5.656l3-3a4 4 0 0 0-.225-5.865Z\"\/><\/svg><span class=\"copy-link__text\">Link zu dieser Berechnung kopieren<\/span><\/button><span class=\"sr-only\" role=\"status\" id=\"copy-link-status\"><\/span><\/div><\/div><a href=\"#respond\" class=\"hidden transition-opacity duration-300 opacity-0 w-50 text-sm justify-center items-center gap-2 px-4 py-2 rounded bg-gray-200 text-gray-700 hover:bg-gray-300\" id=\"leave-comment\"><span class=\"icon icon-comments\" aria-hidden=\"true\"><\/span>Kommentar schreiben<\/a><\/form><\/section><section id=\"calc-reactions\" class=\"not-prose hidden my-12 bg-gradient-to-r from-primary-50 to-gray-50 border border-indigo-100 rounded-xl px-6 py-4 shadow-sm\" data-post=\"3996\" aria-live=\"polite\" aria-labelledby=\"calc-reactions-title\"><p id=\"calc-reactions-title\" class=\"text-sm text-gray-500 text-center mb-2\">Wie finden Sie dieses Ergebnis?<\/p><div role=\"group\" aria-labelledby=\"calc-reactions-title\" class=\"grid grid-cols-3 sm:flex sm:flex-row sm:justify-around gap-4 sm:items-center sm:flex-wrap\"><button type=\"button\" aria-pressed=\"false\" class=\"reaction-btn flex flex-col items-center gap-1 text-sm text-gray-700 hover:text-primary-600 cursor-pointer transition-transform hover:scale-105\" data-reaction=\"like\"><span class=\"reaction-count\" data-reaction-count=\"like\">0<\/span><span class=\"reaction text-3xl\" aria-hidden=\"true\">\ud83d\ude00 <\/span><span class=\"reaction-description font-medium\">Gef\u00e4llt mir <\/span><\/button><button type=\"button\" aria-pressed=\"false\" class=\"reaction-btn flex flex-col items-center gap-1 text-sm text-gray-700 hover:text-primary-600 cursor-pointer transition-transform hover:scale-105\" data-reaction=\"helpful\"><span class=\"reaction-count\" data-reaction-count=\"helpful\">0<\/span><span class=\"reaction text-3xl\" aria-hidden=\"true\">\ud83d\udca1 <\/span><span class=\"reaction-description font-medium\">Hilfreich <\/span><\/button><button type=\"button\" aria-pressed=\"false\" class=\"reaction-btn flex flex-col items-center gap-1 text-sm text-gray-700 hover:text-primary-600 cursor-pointer transition-transform hover:scale-105\" data-reaction=\"confused\"><span class=\"reaction-count\" data-reaction-count=\"confused\">0<\/span><span class=\"reaction text-3xl\" aria-hidden=\"true\">\ud83d\ude15 <\/span><span class=\"reaction-description font-medium\">Verwirrt <\/span><\/button><button type=\"button\" aria-pressed=\"false\" class=\"reaction-btn flex flex-col items-center gap-1 text-sm text-gray-700 hover:text-primary-600 cursor-pointer transition-transform hover:scale-105\" data-reaction=\"disappointed\"><span class=\"reaction-count\" data-reaction-count=\"disappointed\">0<\/span><span class=\"reaction text-3xl\" aria-hidden=\"true\">\ud83d\ude1e <\/span><span class=\"reaction-description font-medium\">Entt\u00e4uscht <\/span><\/button><button type=\"button\" aria-pressed=\"false\" class=\"reaction-btn flex flex-col items-center gap-1 text-sm text-gray-700 hover:text-primary-600 cursor-pointer transition-transform hover:scale-105\" data-reaction=\"inaccurate\"><span class=\"reaction-count\" data-reaction-count=\"inaccurate\">0<\/span><span class=\"reaction text-3xl\" aria-hidden=\"true\">\u274c <\/span><span class=\"reaction-description font-medium\">Ungenau <\/span><\/button><\/div><div id=\"reaction-message\" class=\"hidden mt-8 rounded-md border border-primary-100 bg-white\/50 backdrop-blur-sm px-4 py-2 text-sm text-center shadow-sm\"><\/div><\/section><div class=\"calcdash-ad not-prose calcdash-ad--calc_result calcdash-ad--in-article\"><ins class=\"adsbygoogle\" style=\"display:block\" data-ad-client=\"ca-pub-1721569815777345\" data-ad-slot=\"6317458308\" data-ad-layout=\"in-article\" data-ad-format=\"fluid\"><\/ins><script>(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});<\/script><\/div>\n<style id=\"wpcoderpro-inline-1\">.formula-box {\r\n\tborder-bottom: none !important;\r\n}<\/style><section class=\"formula-box\" aria-labelledby=\"formula-title\">\r\n\t<div id=\"formula-title\" class=\"not-prose font-display mb-4\"><span class=\"icon icon-formula\" aria-hidden=\"true\"><\/span><h2>Formel f\u00fcr die Federrate einer Druckfeder<\/h2><\/div>\r\n\t<figure class=\"not-prose formula\">\r\n\t\t<figcaption class=\"formula-title\">Formel<\/figcaption>\r\n\t\t<div class=\"text-base text-gray-800\" id=\"formula\">\n\\[ k = \\frac{G\\, d^{4}}{8\\, N_a\\, D^{3}} \\]\n<\/div>\r\n\t<\/figure>\r\n\t<\/p>\n<p><strong>Dabei bedeuten:<\/strong><\/p>\n<ul>\n<li>\\(k\\) \u2014 Federrate bzw. Federsteifigkeit (N\/mm)<\/li>\n<li>\\(G\\) \u2014 Schubmodul des Drahtmaterials (N\/mm\u00b2, also MPa)<\/li>\n<li>\\(d\\) \u2014 Drahtdurchmesser (mm)<\/li>\n<li>\\(N_a\\) \u2014 Anzahl der wirksamen Windungen<\/li>\n<li>\\(D\\) \u2014 mittlerer Windungsdurchmesser (mm)<\/li>\n<\/ul>\n<p>Diese Formel gilt f\u00fcr eine dicht gewickelte Schraubenfeder aus rundem Draht, bei der die Last haupts\u00e4chlich \u00fcber Torsion des Drahtes aufgenommen wird. Sie zeigt, dass die Steifigkeit mit dem Drahtdurchmesser sehr stark ansteigt (mit der vierten Potenz) und mit der dritten Potenz des Windungsdurchmessers sowie mit der Anzahl der wirksamen Windungen abnimmt.<\/p>\n<p>\r\n<\/section>\n<style id=\"wpcoderpro-inline-2\">.calculation-box {\r\n\tborder-bottom: none !important;\r\n}<\/style><section id=\"calculation\" class=\"calculation-box\" aria-labelledby=\"calculation-title\">\r\n\t<div id=\"calculation-title\" class=\"not-prose font-display\"><span class=\"icon icon-unordered-list\" aria-hidden=\"true\"><\/span><h2>Federrate einer Druckfeder \u2013 Rechenbeispiel<\/h2><\/div>\r\n\r\n<\/p>\n<p><strong>Beispiel:<\/strong> eine Feder aus Klaviersaitendraht mit einem Drahtdurchmesser von 3 mm, einem mittleren Windungsdurchmesser von 25 mm, 10 wirksamen Windungen und einem Schubmodul von 79,3 GPa (79.300 N\/mm\u00b2), belastet mit 250 N.<\/p>\n<p>\\[ k = \\frac{79\\,300 \\times 3^{4}}{8 \\times 10 \\times 25^{3}} = \\frac{79\\,300 \\times 81}{1\\,250\\,000} \\approx 5.139 \\ \\text{N\/mm} \\]<br \/>\n\\[ f = \\frac{F}{k} = \\frac{250}{5.139} \\approx 48.65 \\ \\text{mm} \\]<br \/>\n\\[ \\tau = K_w \\, \\frac{8 F D}{\\pi d^{3}} = 1.176 \\times \\frac{8 \\times 250 \\times 25}{\\pi \\times 27} \\approx 693 \\ \\text{MPa} \\]<\/p>\n<p><strong>Ergebnis:<\/strong> Die Federrate betr\u00e4gt k \u2248 5,139 N\/mm (29,34 lbf\/in). Unter einer Last von 250 N staucht sich die Feder um etwa 48,65 mm, und die Schubspannung im Draht liegt bei rund 693 MPa (\u2248 100 ksi).<\/p>\n<p>\n\r\n<\/section>\n<h2>So bedienen Sie den Rechner<\/h2>\n<ol>\n<li>Geben Sie den <strong>Drahtdurchmesser (d)<\/strong> des Runddrahtes ein und w\u00e4hlen Sie mm oder in.<\/li>\n<li>Geben Sie den <strong>mittleren Windungsdurchmesser (D)<\/strong> ein, gemessen bis zur Drahtmitte (Au\u00dfendurchmesser minus ein Drahtdurchmesser), samt Einheit.<\/li>\n<li>Geben Sie die <strong>Anzahl der wirksamen Windungen (Na)<\/strong> ein. Bei geschlossenen, abgeschliffenen Federenden ziehen Sie 2 von der Gesamtzahl der Windungen ab; bei geschlossenen, nicht abgeschliffenen Enden 3; bei offenen Enden z\u00e4hlen Sie alle Windungen.<\/li>\n<li>Geben Sie den <strong>Schubmodul (G)<\/strong> des Drahtmaterials ein und w\u00e4hlen Sie die Einheit (GPa, Mpsi oder psi). Typische Werte f\u00fcr g\u00e4ngige Federdr\u00e4hte finden Sie in der Feldbeschreibung.<\/li>\n<li>Optional k\u00f6nnen Sie eine <strong>einwirkende Axialkraft (F)<\/strong> in N, lbf oder kgf eingeben. Der Rechner zeigt dann zus\u00e4tzlich die Verschiebung an (nach dem Hookeschen Gesetz, \\(f = F\/k\\)) sowie die Schubspannung im Draht einschlie\u00dflich des Wahl-Kr\u00fcggungsfaktors.<\/li>\n<li>Lesen Sie die Federrate in N\/mm, lbf\/in und N\/m in der Ergebnistabelle ab \u2014 zusammen mit eventuellen Warnungen zum Windungsverh\u00e4ltnis oder Spannungsniveau.<\/li>\n<\/ol>\n<h2>Was ist die Federrate?<\/h2>\n<p>Die Federrate, auch Federkonstante oder Federsteifigkeit genannt, ist die Kraft, die n\u00f6tig ist, um eine Feder um eine L\u00e4ngeneinheit zu stauchen (oder zu ziehen). Eine Feder mit einer Rate von 5 N\/mm ben\u00f6tigt f\u00fcr jedes Millimeter Stauchung 5 Newton \u2014 10 N stauchen sie um 2 mm, 20 N um 4 mm und so weiter, solange sich die Feder im elastischen Bereich befindet. Die Federrate ist die wichtigste Kennzahl einer Druckfeder \u00fcberhaupt, denn sie bestimmt, wie sich die Feder in einem Mechanismus verh\u00e4lt: welche Kraft sie bei einem bestimmten Weg aus\u00fcbt und wie weit sie unter einer bestimmten Last einfedert.<\/p>\n<p>Auch wenn eine Druckfeder auf den ersten Blick gestaucht wird, steht der Draht selbst fast ausschlie\u00dflich auf Torsion. Jeder Querschnitt des Drahtes verwindet sich unter der Last leicht, und genau diese Verwindung speichert die Energie. Deshalb verwendet die Formel den Schubmodul \\(G\\) statt des Elastizit\u00e4tsmoduls und hat denselben \\(d^4 \/ D^3\\)-Charakter wie eine Torsionsformel \u2014 dieselbe Physik, die unser Rechner zur <a href=\"https:\/\/wpcalc.com\/en\/engineering\/shaft-torsion\/\">Wellentorsion<\/a> ausf\u00fchrlicher behandelt.<\/p>\n<p>Die starke Abh\u00e4ngigkeit von den Abmessungen ist in der Praxis entscheidend. Verdoppelt man den Drahtdurchmesser, wird die Feder 16-mal so steif; verdoppelt man den Windungsdurchmesser, wird sie 8-mal weicher; verdoppelt man die Anzahl der Windungen, halbiert sich die Steifigkeit. Aus diesem Grund geben Federnhersteller Draht- und Windungsdurchmesser mit sehr engen Toleranzen an \u2014 schon kleine Ma\u00dffehler f\u00fchren zu sp\u00fcrbaren \u00c4nderungen der Rate. Wenn Sie pr\u00fcfen, ob eine Feder als Bauteil ausreichend belastbar ist, dient das Spannungsergebnis ebenfalls als erste Plausibilit\u00e4tskontrolle \u2014 vergleichbar mit der Pr\u00fcfung des <a href=\"https:\/\/wpcalc.com\/de\/ingenieurwesen\/widerstandsmoment-traeger\/\">Widerstandsmoments<\/a> beim Balkenentwurf.<\/p>\n<h2>Wie Sie die Ergebnisse interpretieren<\/h2>\n<p>Das Hauptergebnis \\(k\\) wird in N\/mm und lbf\/in angegeben. Haben Sie eine Last eingegeben, zeigt die Verschiebung \\(f = F\/k\\), wie weit die Feder unter dieser Last zusammengedr\u00fcckt wird, und die Schubspannung verr\u00e4t Ihnen, ob der Draht comfortably innerhalb seiner Materialgrenzen arbeitet \u2014 besser: ob der Draht sicher innerhalb seiner Materialgrenzen arbeitet. Bei g\u00e4ngigen Federst\u00e4hlen sollte die korrigierte Schubspannung bei statischer Last deutlich unter etwa 45\u201350 % der Zugfestigkeit des Drahtes bleiben, bei wechselnder Belastung noch niedriger. Der Rechner kennzeichnet Ergebnisse, die rund 1000 MPa erreichen \u2014 ein typischer Grenzwert f\u00fcr g\u00e4ngige Federdr\u00e4hte.<\/p>\n<p>Au\u00dferdem gibt der Rechner das Windungsverh\u00e4ltnis \\(C = D\/d\\) aus. Werte zwischen etwa 4 und 12 gelten als fertigungsgerecht und gutm\u00fctig: Unter 4 sind die Wickelspannungen extrem und die Feder l\u00e4sst sich schwer wickeln; \u00fcber 15 wird die Windung instabil und kann ausknicken, sich verhaken oder unregelm\u00e4\u00dfig verhalten. Die Feder aus dem Beispiel oben hat \\(C = 25\/3 \\approx 8{,}3\\) und liegt damit genau im guten Bereich.<\/p>\n<h2>Annahmen und praktische Hinweise<\/h2>\n<ul>\n<li><strong>Dicht gewickelter Runddraht:<\/strong> Die Formel setzt eine schraubenf\u00f6rmige Feder aus Runddraht mit dicht liegenden Windungen voraus, die axial belastet wird, mit vernachl\u00e4ssigbaren Querkraft- und Biegeeinfl\u00fcssen.<\/li>\n<li><strong>Linear-elastisches Verhalten:<\/strong> Die Rate bleibt nur konstant, bis der Draht flie\u00dft oder die Windungen die Blockl\u00e4nge erreichen. Sobald sich die Windungen ber\u00fchren, steigt die wirksame Rate steil an.<\/li>\n<li><strong>Wirksame Windungen richtig z\u00e4hlen:<\/strong> Geschlossene (anliegende) Endwindungen verformen sich kaum. Die Gesamtzahl der Windungen statt der wirksamen Anzahl zu verwenden ist die h\u00e4ufigste Fehlerquelle \u2014 bei kurzen Federn kann dadurch die Rate um 20\u201330 % zu niedrig berechnet werden.<\/li>\n<li><strong>Verschiebung mit dem verf\u00fcgbaren Federweg abgleichen:<\/strong> Die berechnete Verschiebung muss zwischen der Federl\u00e4nge (ungespannt) und der Blockl\u00e4nge Platz finden; andernfalls blockt die Feder durch.<\/li>\n<li><strong>Richtigen Schubmodul verwenden:<\/strong> Nichtrostende St\u00e4hle und Nichteisen-Dr\u00e4hte sind deutlich weicher als Klaviersaitendraht (\u2248 69 GPa gegen\u00fcber \u2248 79,3 GPa), was die Rate entsprechend senkt.<\/li>\n<li><strong>Temperatur und Einsatzbedingungen:<\/strong> Bei erh\u00f6hten Temperaturen entspannen sich Federn und verlieren mit der Zeit an Kraft; die berechnete Rate gilt f\u00fcr den Draht bei Raumtemperatur.<\/li>\n<\/ul>\n<p>Beachten Sie bei der Wahl des Drahtdurchmessers f\u00fcr eine bestimmte Last, dass die Spannung mit \\(1\/d^3\\) steigt, die Rate aber mit \\(d^4\\) \u2014 Steifigkeit und Spannung stehen also in einem direkten Zielkonflikt: Ein dickerer Draht ergibt eine steifere, weniger beanspruchte Feder, aber bei gleichem Weg eine deutlich h\u00f6here Kraft. F\u00fcr drucktragende Bauteile gilt eine \u00e4hnliche Wanddickenlogik, wie unser Rechner zur <a href=\"https:\/\/wpcalc.com\/en\/engineering\/pipe-wall-thickness\/\">Rohrwanddicke<\/a> zeigt.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Berechnen Sie die Federrate (Federsteifigkeit) einer schraubenf\u00f6rmigen Druckfeder aus Drahtdurchmesser, mittlerem Windungsdurchmesser, Anzahl der wirksamen Windungen und Schubmodul. 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