Fjäder (teknik)

En fjäder är en anordning som är avsedd att deformeras elastiskt. Fjädrar används främst till att anbringa kraft, uppta stötar eller lagra energi. En vanlig skruvfjäder har den geometriska figuren helix.

Mekaniska fjädrar

I första approximation kan en fjäder mekaniskt beskrivas med Hookes lag, att kraften är proportionell mot förändringen enligt en fjäderkonstant.

Fjädrar av metall

Bladfjäder. Består oftast av ett antal fjäderblad som buntats ihop till ett fjäderpaket. Används främst till hjulupphängning på tunga fordon.

Cylindrisk skruvfjäder. Den vanligaste typen av skruvfjäder består av en tråd som lindas runt en cylinder. Man skiljer mellan tryckfjädrar och dragfjädrar. I en dragfjäder ligger alla trådvarv tätt intill varandra såsom på den överst visade bilden. I en tryckfjäder ligger trådvarven glest. Skruvfjädrar är mycket vanliga och sitter i allt från kulspetspennor till bilars hjulupphängning/fjädringssystem. Slinky är en tunn skruvfjäder med många varv, vilken används som leksak. Skruvfjädrar misstas av många och kallas därför ofta felaktigt spiralfjädrar. Spiralfjädern beskrivs längre ned.

Konisk skruvfjäder. Erhålls genom att linda en tråd runt en kon. Tråden kan ersättas av ett band med ett rektangulärt tvärsnitt. En konisk skruvfjäder är progressiv och förekommer bland annat i sekatörer och buffertar på järnvägsvagnar. De tar helt ihoppressade endast så mycket utrymme som bandets bredd.

Ringfjäder. Är uppbyggd av ett antal ringar med olika diameter som via koniska kontaktytor verkar på varandra. Fjädern har stora friktionsförluster och används främst för buffertar av olika slag.

Spiralfjäder (klockfjäder). Vanligt förekommande i mekaniska urverk.

Tallriksfjäder består av en konisk rondell med ett hål i mitten. Tallriksfjädrar används där man behöver stor fjäderkraft och kort slaglängd. De staplas ofta i paket.

Torsionsfjäder utgörs av en metallstav som vrids runt sin egen längdaxel.

Trådfjäder är en kort tråd av härdat stål, fast inspänd i ena änden. Denna typ används exempelvis för att hålla knapparna i träblåsinstrument i viloläge.

Vågfjäder består av vågformade ringar som staplats på varandra med "vågorna" i motfas. Ringarna är sammanfogade där ringarnas vågtoppar och vågdalar vilar på varandra. Jämfört med en vanlig skruvfjäder kan vågfjädern överföra samma kraft och yttre rörelse, medan fjäderns arbetshöjd halveras. Vågfjädrar passar bra i trånga radiala och axiala utrymmen.

Fjädrar av gummi

Gummifjädrar har stor hysteres och används därför oftast till dämpande element.

Ett långt gummiband med rektangulärt tvärsnitt, slingat några varv till en bunt, och bunten därefter snodd i många varv kan användas som lättviktsmotor i modellflygplan.

Pneumatiska fjädrar

En pneumatisk fjäder eller gasfjäder består i huvudsak av en behållare i vilken en gas komprimeras.

Ett tillämpningsexempel är vissa kontorsstolar med fjädrande sits.

Se även