Bücher der Reihe Konstruktionsbucher

Das vorliegende Buch behandelt die Berechnungsgrundlagen fur Federn aus metallischen Werkstoffen. Die grundsatzlichen Verfahren und Probleme der Federherstellung werden beschrieben und an zahlreichen Anwendungsbeispielen fur Federanwendungen dargestellt. Praktische Berechnungsbeispiele erganzen die Ausfuhrungen. Warmebehandlung, Oberflachenbehandlung, Eigenspannungen und Dauerfestigkeiten sind entscheidend fur die Qualitat und werden daher vertiefend beschrieben. Erneuert und erganzt wurden in dieser Auflage die Angaben zu den Normen fur Federn und Federwerkstoffe sowie die Ausfuhrungen uber die Anwendung moderner Berechnungssoftware fur den Federentwurf und die Simulation des Betriebsverhaltens von Federn und Federanordnungen.

In diesem Buch wird beschrieben, wie Maschinen, Apparate und industrielle Anlagen zu gestalten sind, wenn ihre Instandhaltung möglichst problemlos und kostengünstig erfolgen soll. Diese Optimierungsaufgabe wird einerseits bestimmt durch die Anwendung des Methodischen Konstruierens und andererseits durch die Berücksichtigung üblicher wirtschaftlicher Randbedingungen. Der Darstellung der Grundlagen und Methoden des instandhaltungsgerechten Konstruierens folgen Ausführungen über die organisatorischen Voraussetzungen zur Anwendung der Methoden sowie Checklisten für die Praxis. Die beschriebenen Denkschemata gestatten es, allgemeine konstruktive Kenntnisse zielgerecht abzuwandeln und instandhaltungsgerechte Lösungen zu generieren, zu bewerten und auszuwählen. Der Hersteller maschinenbaulicher Produkte wird mit Hilfe dieses Buches seine Konkurrenzfähigkeit steigern, der Benutzer seine Anlagekosten (Anschaffung und Instandhaltung) senken können. Obwohl sich Text und Bilder vorrangig auf industrielle Anlagen beziehen, läßt sich die Vorgehensweise ebensogut auf Haushalts- oder elektrotechnische Geräte, auf Fahrzeuge oder Gebäude anwenden.

Das Buch vermittelt das Grundwissen, um in fruhen Konstruktionsphasen, d.h. vor einer moglichen Erprobung eine wissenschaftlich fundierte Auslegung mit Hilfe statistischer Methoden vornehmen zu konnen. Es ist hervorgegangen aus Vorlesungen fur die Ausbildungsrichtung Konstruktionstechnik, aus praktischen Erfahrungen der Autoren auf dem Gebiet der Schiffstechnik sowie aus Forschungsaufgaben am Institut fur Konstruktionstechnik der Universitat Rostock. Wahrend die erste Auflage neben den ublichen Grundlagen der Berechnung einer "e;Sicherheit"e; insbesondere die Berechnung einer Lebensdauer bei Ermudung, Verschlei und anderen Schadigungsprozessen zum Inhalt hatte, wird diese Betrachtung in der neuen Auflage auf die Berechnung einer aktuellen Zuverlassigkeit und Schadenswahrscheinlichkeit erweitert.

J. Das Wesen und die kennzeichnenden Eigenschaften der Federn Alle festen Körper besitzen mehr oder minder große Elastizität oder Fedrigkeit, d. h. das Bestreben, nach Verformungen, die sie unter der Einwirkung äußerer Kräfte erfahren haben, wieder ihre ursprüngliche Gestalt anzunehmen. In dieser Eigenschaft liegt das Wesen der Feder begründet. Als Federn im engeren Sinne sind Vorrichtungen anzusprechen, die durch zweck­ entsprechende Formgebung und Verwendung hochelastischen Baustoffes eigens da­ für geschaffen sind, vermöge ihrer elastischen Formänderung mechanische Arbeit in potentielle Energie umzuformen und wieder in mechanische Arbeit zurückzu­ verwandeln. Hieraus entspringt die Eignung der Federn zur Arbeitsspeicherung, zur Milderung von Stößen, zur Abfederung oder Steuerung bewegter Massen und, wegen der gesetzmäßigen Abhängigkeit zwischen Kraft und Formänderung, zur Kraftmessung. 11. Baustoffe und Bauarten Bauart und Baustoff richten sich in erster Linie nach dem Verwendungszweck. Der wichtigste Werkstoff ist Stahl von hoher Festigkeit. Besonderen Anforde­ rungen, wie Hitze- oder Korrosionsbeständigkeit, Antimagnetismus, geringer Wärmedehnung und Unabhängigkeit des elastischen Verhaltens von der Tempera­ tur kann man durch geeignete Zusammensetzung des Stahles Rechnung tragen. Ihnen werden zum Teil auch Federwerkstoffe wie Messing, Bronze und andere Le­ gierungen von Nichteisenmetallen gerecht. Daneben sind Federn im Gebrauch, welche die elastischen Eigenschaften nichtmetallischer Stoffe wie Gummi, Holz, Kork und Luft ausnutzen. Das vorliegende Buch behandelt lediglich Federn aus Metall und im besonderen aus Stahl. 1. Stahl. (Vornorm DIN 17220 enthält ein Verzeichnis aller Normen, die Feder­ stähle betreffen.) Stahl kann durchKaltverformen (Ziehen oder Walzen) oder durch Vergüten (d. h. Härten und Anlassen) auf Federhärte gebracht werden.

1.1 Zweck der Dichtungen Dichtungen dienen vor allem dazu, Räume mit verschiedenem Druck gegen­ einander abzuschließen. Sehr oft sind aber andere Gründe für die Anwendung von Dichtungen maßgeblich: Trennung verschiedener Betriebsstoffe oder unter­ schiedlicher Mediumszustände, Schutz vor dem Eindringen von Fremdkörpern (z. B. Staub) in bestimmte Räume (z. B. Lager) oder Abdichtung von Maschinen oder Maschinenelementen gegen Verluste an Schmiermitteln und dergleichen. 1.2 .Arten der Diebtungen Je nachdem, ob sich die abzudichtenden Maschinenteile in relativer Bewe­ gung zueinander befinden oder nicht, unterscheidet man ruhende (statische) Dichtungen und bewegte (dynamische) Dichtungen (letztere sind nachstehend oft kurz als "Stopfbüchsen" bezeichnet). Eine weitere Unterscheidung ergibt sich aus dem Umstand, ob die abzu­ dichtenden Maschinenteile sich berühren bzw. sich zwischen ihnen ein nicht näher zu definierf)nder Spielraum befindet, das sind die Berührungsdichtungen, oder ob die abzudichtenden Maschinenteile eine vorbestimmte Entfernung von­ einander einnehmen: berührungsfreie Dichtungen. 1.3 Eigenschaften der Dichtungen Je nach dem Zweck der Dichtung wird das Hauptgewicht bei der Beurteilung auf eine oder mehrere der folgenden Eigenschaften bzw. Verlustquellen zu legen sein, die vielfach voneinander abhängig sind. Dichtheit. Dichtheit wird aus verschiedenen Gründen gefordert: a) Zur Vermeidung von Stoffverlusten. Diese ergeben folgende Nachteile: Wertverluste, die je nach dem Betriebsstoff und der Benutzungsdauer der betreffenden Dichtung zu beurteilen sind (Gefährlichkeit kleiner Undicht­ heitenl), Zerstörung der Dichtung oder eines Maschinenteiles durch die erodierende und korrodierende Wirkung des durchtretenden Betriebsmittels, Gefährdungder Umwelt bei giftigen Betriebsstoffen, Verschmutzung, Feuergefährlichkeit und Belästigung der Umgebung.