Die "geringe" Zulassung was den Hub betrifft hat vermutlich seinen Grund.
Federnberechnung ist eigentlich ganz einfach, interessiert aber in erster Linie nur den Maschinenbauer.
Trotzdem so als allgemeine Info.
Generell ist zutreffend:
Je dicker der Draht der Feder, umso höher die Federrate
Je kleiner der mittlere Windungsdurchmesser (Außendurchmesser der Feder Minus der Drahtstärke), umso höher die Federrate
Jetzt wird es interessant:
Je mehr Windungen, umso kleiner die Federrate
Erklärung: Jede Windung setzt sich bei Belastung um den gleichen Wert. Die Feder wird kürzer. Je mehr Windungen umso mehr drückt sich die Feder, weil sich die Einzelverformungen addieren. Die Feder wird also weicher.
Das ist auch das „Problem“ der Fox-Feder. Wenige Windungen müssen den gesamten Federweg auffangen und sich dementsprechend mehr verformen. Deswegen ist die Freigabe für den Hub wohl auch geringer.
Nächste interessante Eigenschaft:
Die „Härte“ eigentlich Zugfestigkeit des Federstahls hat keinen Einfluss auf die Federhärte!
Nur Gleit- oder Schubmodul bestimmen wie hoch die Federrate ist. Schubmodul ist für ALLE Stähle in guter Näherung gleich. Exotische Legierungen, welche eigentlich schon kein Stahl mehr sind, mal außenvor gelassen.
Warum hat dann Federstahl eine hohe Zugfestigkeit?
Beim Verformen der Feder entstehen Zugspannungen durch Verdrehung des Federdrahtes.
Diese Spannungen müssen unterhalb der Streckgrenze des Materials bleiben. Ansonsten setzt sich die Feder, bzw. der Stahl bricht. Wenn auch nicht sofort, so doch wesentlich früher als es der Konstrukteur berechnet hat.
Man könnte also eine Feder auch aus einer Butter-Käse-Stahllegierung machen und für einen geringen Hub wäre die Feder genauso steif wie die aus hochwertigem Federstahl. Problem wäre der zugelassene Hub wäre sehr gering und überschreitet man diesen, ist die Feder dann durch plastische Verformung (Setzen) oder Bruch zerstört.
Aus diesem Grund finde ich die Leichtbaufeder von Fox, extrem interessant.
Zu der Frage bzw. Aussage, die Feder hält aber auch bei einem höheren Hub.
Auch wenn die Feder bei den meisten Fahrern den höheren Hub vermeintlich verträgt, liegt das nur daran, dass der betreffende Fahrer das Lastkollektiv (wie oft wird die Feder während der Betriebsdauer, wie weit zusammengedrückt), welches vom Konstrukteur zu Grunde gelegt wurde, nicht erreicht.
Feder lassen sich relativ genau berechnen!
LG Stefan
(PS: Man sehe mir einige Vereinfachungen nach, ich wollte keine Vorlesung Maschinenelemte daraus machen. Das Thema Federn gibt da noch viel mehr her)