Die Federkraft ist eine Kraft. Verformt sich ein Körper elastisch, wirkt diese Kraft. Sie wirkt entgegen der ausgeübten Kraft an der Feder und versucht den Körper in die Ursprungsform zurückzubringen. Diese Kraft wird auch Spannkraft oder Federspannkraft genannt. Die Federkraft ist das Negative des Produkts aus Federkonstante und ihrer Änderung aus der Ruhelänge.

Die Federkraft kommt nicht nur bei klassischen Federn, wie Druckfedern, Zugfedern und Schenkelfedern vor, sondern existiert auch für andere elastische Körper. Ein wichtiges Thema ist die Federkraft daher unter anderem in der Mechanik und Werkstofftechnik. Zur Berechnung der Krafteinwirkung bei elastischen Körpern, wie einer Feder, wird das Hooke´sche Gesetz F = R ⋅ s verwendet. Wobei F die Federkraft, R die Härte der Feder (Materialkonstante) und s die Auslenkung (Federweg) sind.

Was ist die Federkonstante?

Die Federkonstante R, auch Federsteifigkeit, Federhärte, Federrate oder auch Direktionskonstante genannt, gibt das Verhältnis der auf eine Feder wirkenden Kraft zur dadurch bewirkten Auslenkung der Feder an. Die Federkonstante hängt sowohl von Material und Form der Feder als auch von der Belastungsrichtung ab. Eine direkte Bestimmung der Federkonstante erhält man durch einen Zugversuch, bei dem man eine Kraft F anlegt und die Auslenkung bzw. Längenänderung in Richtung der angelegten Kraft misst. Daraus ergibt sich die Federkonstante R.

In welche Richtung zeigt die Federkraft?

Spannst du eine Feder nach unten, so muss die Federkraft nach oben wirken. Drückst du hingegen eine Feder, die am oberen Ende befestigt ist, zusammen, also nach oben, so wirkt die Federkraft nach unten. Die Federkraft wirkt immer genau in entgegengesetzter Richtung zur Kraft die die Auslenkung bewirkt.

Was ist die Auslenkung einer Feder?

Als Auslenkung oder Elongation wird bei einer Schwingung die momentane Entfernung x eines Punktes P bezogen auf seine Ruhelage bezeichnet. Die größte Auslenkung wird Amplitude genannt und durch das als Maximalwert gekennzeichnet. Somit ergibt sich für die Auslenkung einer Feder genau jener Federweg, der für die angreifenden Kraft gilt. Mit Auslenkung ist somit die absolute Verlängerung der Feder oder ihre Verdrehung gemeint. Achtung: Nur bei linearen Federn ist die Kraft proportional zur Auslenkung.