Spring til indhold

Fjederkonstant for cylindrisk trykfjeder

Hvor stiv er denne fjeder — hvor mange N skal der til for at trykke den 1 mm sammen?

Svar: Mange finmekaniske mekanismer — låse, ure, instrumenter, spændeanordninger — bruger små cylindriske trykfjedre. Beregneren finder fjederkonstanten k (kraft pr. mm sammentrykning) ud fra trådtykkelse, spolens middeldiameter, antal aktive vindinger og materialets forskydningsmodul.

Formel

k = (G × d⁴) / (8 × D³ × n)

G er materialets forskydningsmodul (ca. 81.500 N/mm² for almindeligt fjederstål jf. EN 10270-1, ca. 69.000 N/mm² for rustfrit fjederstål og ca. 43.100 N/mm² for fosforbronze), d er trådtykkelsen, D spolens middeldiameter og n antal aktive vindinger (DS/EN 13906-1, tidligere DIN 2089).

Symboler og enheder i formlen
SymbolBetydningEnhed
gMateriale (forskydningsmodul G)N/mm²
dTrådtykkelsemm
dmSpolens middeldiametermm
nAntal aktive vindingerstk
=Fjederkonstant kN/mm

Gyldighed og kilde

Kilde
DS/EN 13906-1 (cylindriske trykfjedre)

Regneeksempel

Beregnerens egne standardværdier sat ind. Tallene er regnet med præcis den formel værktøjet bruger.

Sat ind

  • Materiale (forskydningsmodul G)81.500 N/mm²
  • Trådtykkelse1 mm
  • Spolens middeldiameter10 mm
  • Antal aktive vindinger8 stk

Giver

  • Fjederkonstant k1,273 N/mm

Selve beregneren er låst

Opret en gratis bruger for at låse op for alle artikler, beregnere, skabeloner og sortiment — og få adgang til quizzer og klasser. Det tager under et minut: navn, email og en adgangskode. Intet betalingskort.

Vil du prøve noget først? Se hvad du kan bruge uden konto — junior-zonen, leksikonet, videoerne og mere.

Sådan bruger du den

Fjedre i låse, instrumenter og spændeanordninger skal give en bestemt kraft ved en bestemt sammentrykning. Beregneren regner fjederkonstanten ud fra tråd, diameter og vindinger.

Trin for trin

  1. Vælg materialet.
  2. Mål trådtykkelsen med mikrometer.
  3. Mål middeldiameteren (ydre diameter minus trådtykkelse).
  4. Tæl de aktive vindinger (de to slutvindinger tæller ikke).

Typiske fejl

  • At bruge ydre diameter i stedet for middeldiameter.
  • At tælle slutvindingerne med.
  • At glemme at trådtykkelsen indgår i fjerde potens.

Eksempler fra hverdagen

Fjeder til en spændeanordning

Fjederstål 1,0 mm tråd, middeldiameter 10 mm og 8 aktive vindinger.

Materiale (forskydningsmodul G)
Fjederstål, patenteret-trukket (EN 10270-1)
Trådtykkelse
1 mm
Spolens middeldiameter
10 mm
Antal aktive vindinger
8 stk

Det betyder: Fjederkonstanten er 1,273 N/mm. 5 mm sammentrykning giver altså ca. 5 gange den kraft.

Lille rustfri fjeder i en lås

En rustfri fjeder med 0,5 mm tråd, middeldiameter 5 mm og 10 aktive vindinger.

Materiale (forskydningsmodul G)
Rustfrit fjederstål (EN 10270-3)
Trådtykkelse
0,5 mm
Spolens middeldiameter
5 mm
Antal aktive vindinger
10 stk

Det betyder: Fjederkonstanten er 0,431 N/mm.

Tommelfingerregel

Lidt tykkere tråd giver meget stivere fjeder: 10 % tykkere tråd giver ca. 46 % stivere fjeder.

Sådan tjekker du svaret

Dobbelt så mange vindinger giver halv fjederkonstant.