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<!DOCTYPE html>

<title>Bogenfeder</title>

</head>

<h1 id="firstHeading" class="firstHeading mw-first-heading"><span class="mw-page-title-main">Bogenfeder</span></h1>

</header>

</div>

<div id="mw-content-text" class="mw-body-content mw-content-ltr" lang="de" dir="ltr"><div class="mw-content-ltr mw-parser-output" lang="de" dir="ltr"><p>Die <b>Bogenfeder</b> ist eine Sonderform der <a href="Druckfeder" title="Druckfeder">Schraubendruckfeder</a>, die ursprünglich für den Einsatz im <a href="Zweimassenschwungrad" title="Zweimassenschwungrad">Zweimassenschwungrad</a> im verbrennungsmotorischen <a href="Antriebsstrang" title="Antriebsstrang">Antriebsstrang</a> entwickelt wurde. Als Bogenfeder werden vorgekrümmte bzw. bogenförmig ausgebildete Schraubendruckfedern mit kreisbogenförmiger Schraubenachse bezeichnet.<sup id="cite_ref-1" class="reference"><a href="#cite_note-1"><span class="cite-bracket">[</span>1<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Funktion">Funktion</h2></div>

<p>Bogenfedern basieren wie andere <a href="Feder_(Technik)" title="Feder (Technik)">technische Federn</a> auf dem grundlegenden Wirkprinzip der Speicherung <a href="Arbeit_(Physik)" title="Arbeit (Physik)">mechanischer Arbeit</a> in Form von <a href="Potentielle_Energie" title="Potentielle Energie">potentieller Energie</a> sowie der Fähigkeit diese wieder abzugeben. Die Krafteinleitung erfolgt über die Federenden. Über die längs dieser Schraubenachse gerichtete Kraft <span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle F}">

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle F}</annotation>

</semantics>

</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/545fd099af8541605f7ee55f08225526be88ce57.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.338ex; width:1.741ex; height:2.176ex;" alt="{\displaystyle F}" loading="lazy"></span> und den Hebelarm zum Systemmittelpunkt <span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle r}">

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle r}</annotation>

</semantics>

</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/0d1ecb613aa2984f0576f70f86650b7c2a132538.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.338ex; width:1.049ex; height:1.676ex;" alt="{\displaystyle r}" loading="lazy"></span> kann ein Drehmoment <span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle M=F\cdot r}">

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle M=F\cdot r}</annotation>

</semantics>

</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/e16d600f19ced7652c54a3c944571dc3f0fc96f2.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.338ex; width:10.009ex; height:2.176ex;" alt="{\displaystyle M=F\cdot r}" loading="lazy"></span> um eine Achse übertragen werden. Dabei wird der Draht der Bogenfeder hauptsächlich auf <a href="Torsion_(Mechanik)" title="Torsion (Mechanik)">Torsion</a> beansprucht.<sup id="cite_ref-2" class="reference"><a href="#cite_note-2"><span class="cite-bracket">[</span>2<span class="cite-bracket">]</span></a></sup><sup id="cite_ref-3" class="reference"><a href="#cite_note-3"><span class="cite-bracket">[</span>3<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Abstützung"><span id="Abst.C3.BCtzung"></span>Abstützung</h2></div>

<p>Eine Bogenfeder benötigt zur Übertragung eines <a href="Drehmoment" title="Drehmoment">Drehmoments</a> eine geeignete Abstützung. Die Abstützung erfolgt in der Regel von außen in Form eines bogenförmigen Kanals (Gleitschale) oder radial geformter Abstützbleche. Hierdurch wird ein Abknicken der Bogenfeder verhindert. Ein weiterer Effekt der aus dem Kontaktpaar zwischen der Feder und der Abstützung hervorgeht, ist die <a href="Hysterese" title="Hysterese">Hysterese</a> zwischen Be- und Entlastungskurve in dem Kennlinienverlauf. Sie resultiert aus der <a href="Reibung" title="Reibung">Reibung</a> der Feder an der radialen Abstützung und ist ein beabsichtigter Effekt, um in dem System eine <a href="D%C3%A4mpfung" title="Dämpfung">Dämpfung</a> zu erzielen.<sup id="cite_ref-4" class="reference"><a href="#cite_note-4"><span class="cite-bracket">[</span>4<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Bogenfedersysteme">Bogenfedersysteme</h2></div>

<p>Wie bei <a href="Druckfeder" title="Druckfeder">Druckfedern</a> können auch bei Bogenfedern Federsysteme eingesetzt werden. Die wesentlichen Ausführungen sind die Reihen- und Parallelschaltung von zwei Federn. Mit ihnen lassen sich ein- bzw. mehrstufige Federkennlinien erreichen. Zur optimalen Bauraumausnutzung sind es häufig Systeme aus Innen- und Außenbogenfeder.

</p>

<p>Zudem kann die <a href="Feder_(Technik)#Kenngrößen" title="Feder (Technik)">Federkennlinie</a> durch weitere Merkmale wie zum Beispiel die Querschnittsgeometrie des Drahtes, den Windungsdurchmesser oder die Windungsanzahl beeinflusst werden. Zur optimalen Gestaltung können u. a. CAD-Konfiguratoren beitragen, die nach Eingabe bestimmter <a href="Parameter_(Informatik)" title="Parameter (Informatik)">Parameter</a> ein <a href="CAD" title="CAD">CAD-Modell</a> generieren.<sup id="cite_ref-6" class="reference"><a href="#cite_note-6"><span class="cite-bracket">[</span>6<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Anwendung">Anwendung</h2></div>

<p>Die Bogenfeder ist sowohl für dynamische als auch für statische und quasistatische Anwendungen geeignet. Beispiele sind u. a.:

</p>

<ul><li>Dynamische Anwendungen

<ul><li><a href="Zweimassenschwungrad" title="Zweimassenschwungrad">Zweimassenschwungrad</a></li>

<li><a href="Drehmomentwandler_(hydrodynamisch)" title="Drehmomentwandler (hydrodynamisch)">Drehmomentwandler</a></li>

<li>Bogenfederkupplung</li>

<li>Riemenspanner, Riemenscheibenentkoppler</li></ul></li>

<li>Statische und quasistatische Anwendungen:

<ul><li>Mittellagenrückstellung in einem Robotorgelenk</li>

<li>Elastisches Element in Exoskeletten</li>

<li>Rückstellung von Heckklappen oder Lehnen</li></ul></li></ul>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Materialien_und_deren_Normung">Materialien und deren Normung</h2></div>

<p>Grundsätzlich können die üblicherweise für zylindrische <a href="Druckfeder" title="Druckfeder">Schraubendruckfedern</a> eingesetzten Federstähle auch für Bogenfedern eingesetzt werden. Diese sind:

</p>

<ul><li>DIN EN 10270-1 Patentiert-gezogener unlegierter Federstahldraht</li>

<li>DIN EN 10270-2 Ölschlussvergüteter Federstahldraht</li>

<li>DIN EN 10270-3 Nichtrostender Federstahldraht</li></ul>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Wichtige_Kenngrößen"><span id="Wichtige_Kenngr.C3.B6.C3.9Fen"></span>Wichtige Kenngrößen</h2></div>

</caption>

<th>Formelzeichen

</th>

<th>Benennung

</th></tr>

<tr>

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle d}</annotation>

</semantics>

</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/e85ff03cbe0c7341af6b982e47e9f90d235c66ab.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.338ex; width:1.216ex; height:2.176ex;" alt="{\displaystyle d}" loading="lazy"></span>

</th>

<td>Drahtdurchmesser / mm

</td></tr>

<tr>

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle D}</annotation>

</semantics>

</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/f34a0c600395e5d4345287e21fb26efd386990e6.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.338ex; width:1.924ex; height:2.176ex;" alt="{\displaystyle D}" loading="lazy"></span>

</th>

<td>Mittlerer Windungsdurchmesser / mm

</td></tr>

<tr>

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle D}</annotation>

</semantics>

</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/f34a0c600395e5d4345287e21fb26efd386990e6.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.338ex; width:1.924ex; height:2.176ex;" alt="{\displaystyle D}" loading="lazy"></span><sub>e</sub>

</th>

<td>Äußerer Windungsdurchmesser / mm

</td></tr>

<tr>

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle r}</annotation>

</semantics>

</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/0d1ecb613aa2984f0576f70f86650b7c2a132538.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.338ex; width:1.049ex; height:1.676ex;" alt="{\displaystyle r}" loading="lazy"></span>

</th>

<td>Mittlerer Radius / mm

</td></tr>

<tr>

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle \alpha }</annotation>

</semantics>

</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/b79333175c8b3f0840bfb4ec41b8072c83ea88d3.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.338ex; width:1.488ex; height:1.676ex;" alt="{\displaystyle \alpha }" loading="lazy"></span><sub>0</sub>

</th>

<td>Winkel der ungespannten Feder / Grad

</td></tr>

<tr>

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle \alpha }</annotation>

</semantics>

</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/b79333175c8b3f0840bfb4ec41b8072c83ea88d3.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.338ex; width:1.488ex; height:1.676ex;" alt="{\displaystyle \alpha }" loading="lazy"></span><sub>c</sub>

</th>

<td>Blockwinkel / Grad; Winkel der Feder bei unmittelbar aneinander liegenden Windungen

</td></tr>

<tr>

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle n}</annotation>

</semantics>

</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/a601995d55609f2d9f5e233e36fbe9ea26011b3b.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.338ex; width:1.395ex; height:1.676ex;" alt="{\displaystyle n}" loading="lazy"></span>

</th>

<td>Anzahl der federnden Windungen

</td></tr>

<tr>

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle n}</annotation>

</semantics>

</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/a601995d55609f2d9f5e233e36fbe9ea26011b3b.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.338ex; width:1.395ex; height:1.676ex;" alt="{\displaystyle n}" loading="lazy"></span><sub>t</sub>

</th>

<td>Gesamtwindungszahl

</td></tr>

<tr>

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle R}</annotation>

</semantics>

</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/4b0bfb3769bf24d80e15374dc37b0441e2616e33.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.338ex; width:1.764ex; height:2.176ex;" alt="{\displaystyle R}" loading="lazy"></span>

</th>

<td>Federrate / (N·mm/°)

</td></tr></tbody></table>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Einzelnachweise">Einzelnachweise</h2></div>

<li id="cite_note-1"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-1">↑</a></span> <span class="reference-text">Albert Albers: <cite style="font-style:italic">Fortschritte beim ZMS – Geräuschkomfort für moderne Kraftfahrzeuge.</cite> Hrsg.: LuK Kolloquium. <span style="white-space:nowrap">Nr.<span style="display:inline-block;width:.2em"> </span>5</span>, Mai 1994.<span class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Abook&rfr_id=info:sid/de.wikipedia.org:Bogenfeder&rft.au=Albert+Albers&rft.btitle=Fortschritte+beim+ZMS+-+Ger%C3%A4uschkomfort+f%C3%BCr+moderne+Kraftfahrzeuge.&rft.date=1994-05&rft.genre=book&rft.issue=5" style="display:none"> </span></span>

</li>

<li id="cite_note-2"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-2">↑</a></span> <span class="reference-text">Manfred Meissner, Hans-Jürgen Schorcht, Ulf Kletzin: <cite style="font-style:italic">Metallfedern</cite>. 2015, <span style="white-space:nowrap">S.<span style="display:inline-block;width:.2em"> </span>120<span style="display:inline-block;width:.2em"> </span>ff</span>., <a href="Digital_Object_Identifier" title="Digital Object Identifier">doi</a>:<span class="uri-handle" style="white-space:nowrap"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://doi.org/10.1007/978-3-642-39123-1">10.1007/978-3-642-39123-1</a></span>.<span class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Abook&rfr_id=info:sid/de.wikipedia.org:Bogenfeder&rft.au=Manfred+Meissner%2C+Hans-J%C3%BCrgen+Schorcht%2C+Ulf+Kletzin&rft.btitle=Metallfedern&rft.date=2015&rft.doi=10.1007%2F978-3-642-39123-1&rft.genre=book&rft.pages=120+ff." style="display:none"> </span></span>

</li>

<li id="cite_note-3"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-3">↑</a></span> <span class="reference-text">Waldemar Steinhilper, Bernd Sauer (Hrsg.): <cite style="font-style:italic">Konstruktionselemente des Maschinenbaus 1</cite> (= <cite style="font-style:italic">Springer-Lehrbuch</cite>). 8. Auflage. Springer Berlin Heidelberg, Berlin/Heidelberg 2011, ISBN 978-3-642-24300-4, <span style="white-space:nowrap">S.<span style="display:inline-block;width:.2em"> </span>204</span>, <a href="Digital_Object_Identifier" title="Digital Object Identifier">doi</a>:<span class="uri-handle" style="white-space:nowrap"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://doi.org/10.1007/978-3-642-24301-1">10.1007/978-3-642-24301-1</a></span>.<span class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Abook&rfr_id=info:sid/de.wikipedia.org:Bogenfeder&rft.btitle=Konstruktionselemente+des+Maschinenbaus+1&rft.date=2011&rft.doi=10.1007%2F978-3-642-24301-1&rft.edition=8&rft.genre=book&rft.isbn=9783642243004&rft.pages=204&rft.place=Berlin%2FHeidelberg&rft.pub=Springer+Berlin+Heidelberg&rft.series=Springer-Lehrbuch" style="display:none"> </span></span>

</li>

<li id="cite_note-4"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-4">↑</a></span> <span class="reference-text">Manfred Meissner, Hans-Jürgen Schorcht, Ulf Kletzin: <cite style="font-style:italic">Metallfedern</cite>. Springer Berlin Heidelberg, Berlin/Heidelberg 2015, ISBN 978-3-642-39122-4, <span style="white-space:nowrap">S.<span style="display:inline-block;width:.2em"> </span>10</span>, <a href="Digital_Object_Identifier" title="Digital Object Identifier">doi</a>:<span class="uri-handle" style="white-space:nowrap"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://doi.org/10.1007/978-3-642-39123-1">10.1007/978-3-642-39123-1</a></span>.<span class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Abook&rfr_id=info:sid/de.wikipedia.org:Bogenfeder&rft.au=Manfred+Meissner%2C+Hans-J%C3%BCrgen+Schorcht%2C+Ulf+Kletzin&rft.btitle=Metallfedern&rft.date=2015&rft.doi=10.1007%2F978-3-642-39123-1&rft.genre=book&rft.isbn=9783642391224&rft.pages=10&rft.place=Berlin%2FHeidelberg&rft.pub=Springer+Berlin+Heidelberg" style="display:none"> </span></span>

</li>

<li id="cite_note-5"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-5">↑</a></span> <span class="reference-text"><span class="cite"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://brand-group.com/produkte/nach-federn/bogenfedern/"><i>Bogenfedern ▶ Produkte Brandgroup - Website.</i></a><span class="Abrufdatum"> Abgerufen am 4. April 2021</span>.</span><span style="display: none;" class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Adc&rfr_id=info%3Asid%2Fde.wikipedia.org%3ABogenfeder&rft.title=Bogenfedern+%E2%96%B6++Produkte+Brandgroup+-+Website&rft.description=Bogenfedern+%E2%96%B6++Produkte+Brandgroup+-+Website&rft.identifier=https%3A%2F%2Fbrand-group.com%2Fprodukte%2Fnach-federn%2Fbogenfedern%2F"> </span></span>

</li>

<li id="cite_note-6"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-6">↑</a></span> <span class="reference-text"><span class="cite"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://brand-group.com/bogenfeder-konfigurator/"><i>CAD-Bogenfederkonfigurator.</i></a><span class="Abrufdatum"> Abgerufen am 7. April 2022</span>.</span><span style="display: none;" class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Adc&rfr_id=info%3Asid%2Fde.wikipedia.org%3ABogenfeder&rft.title=CAD-Bogenfederkonfigurator&rft.description=CAD-Bogenfederkonfigurator&rft.identifier=https%3A%2F%2Fbrand-group.com%2Fbogenfeder-konfigurator%2F"> </span></span>

</li>

</ol></div><div><div class="zim-footer">

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</div>

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