Bronvermelding: https://jeweka.nl/category/theorie-en-werkboeken Module 6 Hoofdstuk 9 blz 311 t/m 318

Veren worden zoveel toegepast in verschillende soorten technieken en vooral in de mechanische wereld. Maar wat is een veer nou en waar dient die precies voor? Lees dan in dit artikel welke soorten veren er zijn, uit wat voor materiaal ze zijn vervaardigd en wat de toepassing is van de veer!

Korte inleiding veren

In de techniek, en dus ook in bijvoorbeeld vliegtuigen, komen veel veren voor. Ze zijn er in vele vormen en maten en kennen zeer veel toepassingen. Voor de verschillende toepassingen is er een groot scala aan veren ontwikkeld. Werden in het verleden meestal te plaatse gemaakt, tegenwoordig worden ze in gespecialiseerde bedrijven vervaardigd. Het zijn handelsartikelen geworden.

Zelf veren maken komt slechts in bijzondere gevallen voor. Ze kunnen door hun speciale vormgeving en relatief grote elastische vervorming ondergaan. De arbeid die voor het teweegbrengen van de vervorming moet worden verricht, wordt in potentiële energie van de veer omgezet. Deze arbeid wordt door een metalen veer vrijwel geheel weer teruggegeven tijden het ontspannen.

Verschillende Soorten veren

Veren zijn elastische constructieonderdelen, die onder invloed van een kracht vervormen en daardoor energie opnemen. Als die kracht wegvalt, zullen ze hun oorspronkelijke vorm weer aannemen en de opgenomen energie teruggeven.

We kunnen de veren indelen naar hun vorm:

  • Schroefveren;
  • Bladveren;
  • Draaiveren (torsieveren);
  • Spiraalveren;
  • Bufferveren;
  • Schotelveren;
  • Torsiestaven.

Schroefveren

De schroefveer is het meest voorkomende type. Deze veren worden gemaakt uit draad of stafmateriaal en meestal in cilindrische schroefvorm (zoals bij schroefdraad) gewikkeld. De wikkelrichting is doorgaans rechtsom. De kracht die een schroefveer opneemt of afgeeft, werkt in richting van de hartlijn van de veer. Naar de uitwendige belasting die op de schroefveer werkt, maken we onderscheid tussen:

  • Drukveren;
  • Trekveren.
Schroefveren zijn veren die veel toegepast worden.

Drukveren

De onbelaste veer wordt belast met een drukkracht. Om de veer te vervormen moet men hem indrukken. We onderscheiden cilindrische (rechts) en conische (links) drukveren. Zie onderstaande afbeelding.

Trekveren

De onbelaste veer wordt belast met een trekkracht. Om de veer te vervormen moet men hem uittrekken. In tegenstelling tot drukveren zijn de windingen blind gewikkeld. Dit wil zeggen dat de windingen in onbelaste toestand tegen elkaar aan liggen.

cilindrische trek veren

Blad veren

Bladveren kunnen uit één blad bestaan, maar ook uit meer bladen of stroken. Het blad of bladen kunnen recht of half elliptisch zijn. De vlakke bladveer van één blad vindt hoofdzakelijk toepassing in de fijnmechanische techniek. Half elliptische bladen worden vaak gebruikt in situaties waar in een beperkte ruimte een bladveer gewenst is met een relatief grote doorbuiging.

Vlakke blad veren in kleine ruimtes

Draaiveren (torsieveren)

Draaiveren worden ook wel torsieveren genoemd. We moeten deze veren niet verwarren met de torsiestaven. Draaiveren hebben dezelfde vorm als druk- en trekveren. De draaddoorsnede is meestal rond, zelden vierkant of rechthoekig.

Ze worden niet belast door een kracht die in de lengterichting van de veer werkt maar door een draaimoment om de hartlijn van de veer. De hoekverdraaiing is echter beperkt. Om dit draaimoment te kunnen opnemen moeten de veren voorzien zijn van einden die de vorm hebben van een haak of een oog.

Torsieveren

Spiraal veren

Spiraalveren zijn veren die uit bandstaal worden gemaakt. Ze worden in een spiraalvorm gewikkeld en belast door een draaimoment om de hartlijn, die loodrecht op de spiraal staat.

De spiraalveer

Bufferveer

De bufferveer, ook wel voluutveer genoemd, is een veer die ook uit bandstaal is gemaakt en spiraalvormig is gewikkeld, echter niet vlak maar in een torenvorm. De windingen liggen vrij met een heel geringe speling. Door de wrijving van de windingen op elkaar zijn deze veren minder geschikt voor nauwkeuriger werk en worden ze vooral toegepast om stotende belastingen op te nemen.

De veren nemen niet, zoals andere spiraalveren, een draaimoment op, maar kunnen krachten opnemen die loodrecht werken op het vlak waarin de veer is gewikkeld. Bufferveren kunnen in een relatief kleine ruimte grote krachten opnemen in combinatie met een kleine veerweg.

Schotelveren

Schotelveren zijn ringen die tot een bepaalde hoogte doorgezet zijn. Schotelveren kunnen grote belastingen bij kleine verplaatsingen opnemen. In vergelijking met andere veren hebben schotelveren voor dezelfde belasting minder ruimte nodig.

Ze worden dan ook meestal gebruikt wanneer grote krachten optreden en kleine verplaatsingen gewenst zijn. In verband hiermee kan de schotelveer op vele plaatsen de cilindrische druk- of trekveer vervangen met als voordeel ruimtebesparing.

Torsiestaven

Torsiestaven bestaan meestal uit rechte staven verenstaal, die hoofdzakelijk op wringing (torsie) belast worden. Torsiestaven kunnen veel energie opnemen.

Materiaal veren

We onderscheiden metalen veren en niet-metalen veren. Niet-metalen zijn veelal gemaakt uit rubber en kunststof. Met betrekking tot de metalen zijn er twee metalen die veel worden gebruikt, namelijk:

  • Verenstaal (SAE 1050 en SAE 1150);
  • Corrosievast staal (CrNi).

Toepassing van veren

De belangrijkste toepassingen zijn:

-Het opnemen, opslaan en teruggeven van energie; voorbeeld daarvan is een check valve (terugslagklep) waarbij door een druk een zuiger wordt geopend en de veer wordt ingedrukt. Energie wordt opgeslagen in de veer. Wanneer de druk wegvalt wordt de energie weer door de veer teruggegeven en zal de klep sluiten.

-Het constant houden van een kracht; voorbeeld daarvan is een spanningsregelaar voor een kabelsysteem. De kabelspanningsregelaar is voorzien van een veer die er voor zorgt dat de kabelspanning gelijk blijft.

Veren gebruikt in een spanningsregelaar

-Het opnemen van stotende en trillende belastingen; voorbeeld hiervan is een schokbreker.

Schokbreker word veel gebruikt in de techniek

-Het meten en regelen van krachten; voorbeeld hiervan is een unster.

De toepassing van een unster is het meten en regelen van krachten

De Veerconstante

In onderstaande afbeelding is het testen van een schroefveer afgebeeld. Deze schroefveer wordt belast door een kracht F. Ten gevolge van die kracht ontstaat een indrukking (veerweg) F. De indrukking f is recht evenredig met de belasting F. Het verband tussen de kracht F en de indrukking f kunnen we in een diagram aangeven.

Het indrukkingbelasting-diagram. In dat diagram is de relatie te zien als een rechte lijn. Dit verband tussen de kracht, en de indrukking van de veer noemen we de veerkarakteristiek. Om dat de veerkarakteristiek een rechte lijn is, spreken we van een lineaire veerkarakteristiek.

Bepaling van de veerconstante in veren

In onderstaande afbeelding zijn de lineaire veerkarakteristieken afgebeeld van de veren A en B. Om veer A een indrukking van 10 mm te geven, moeten we er een kracht van 1kN op uitoefenen. Bij veer B is voor dezelfde indrukking een kracht van 3 kN nodig. hieruit volgt dat bij een grotere hoek alpha, de veer stijver is. Om veren met elkaar te kunnen vergelijken is het begrip veerconstante ingevoerd.

Indrukking belastingdiagram van een veer

Bronvermelding: https://jeweka.nl/category/theorie-en-werkboeken Module 6 Hoofdstuk 9 blz 311 t/m 318

Geef een reactie

Deze site gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.