Hvad er en konstant styrkefjeder?
I de fleste typer fjedre er kraften, der udøves, når fjederen er komprimeret og derefter afslappet, proportional med afstanden, som den er strakt. En konstant kraftfjeder overholder ikke denne regel i modsætning til en almindelig fjeder. Som et resultat af konstant kraftfjederens fysiske design forbliver den kraft, hvormed den trækker sig tilbage, konstant. Konstante kraftfjedre er derfor nyttige i mange anvendelser, hvor en konsistent tilbagevirkningskraft er vigtig.
Opførelsen af almindelige fjedre kan beskrives ved en matematisk ligning kaldet Hookes lov. Denne lov hedder, at kraften fra en tilbagespolingsfjeder i retning af tilbagetrækning er lig med afstanden til fjederens forskydning fra ligevægten - med andre ord, hvor langt den er strækket - ganget med en matematisk konstant, forårets hastighed. Fjederen ryger tilbage i den modsatte retning af den, hvori den er strækket. Da mange elastiske materialer opfører sig på denne måde, har Hookes lov bred anvendelse inden for fysikområdet.
Hookes lov gælder ikke for fjedre med konstant kraft, fordi deres tilbagetrækningskraft forbliver konstant på tværs af deres bevægelsesområde. Dette opnås ved deres unikke fysiske design, der består af et tyndt, opviklet bånd af stål. Fjedre med konstant kraft ligger i en tilstand af afslapning, når de rulles helt op, og bliver ladet med kraft, når de delvis eller helt ikke rulles. Når fjederen løsnes, trækkes fjederen tilbage ved at trække det udstrakte bånd tilbage i en stram rulle. Da rekylkraften for det meste kommer fra en del, der er tættest på den rullede rulle, opretholdes en konstant kraft.
En almindelig anvendelse af fjederen med konstant kraft kan ses i de målebånd, der anvendes i husholdningsapplikationer og konstruktion. En typisk målebåndsmekanisme består af et tyndt metalbånd opviklet omkring en indre tromme inde i et plastikhus. Når målebåndet trækkes ud og låses, overføres kraft til fjederen. Når låsen er løsnet, trækkes båndet automatisk tilbage i plastikhuset. Denne tilbagetrækning opnås på grund af tilbagevirkning af rullen, der fungerer som en konstant kraftfjeder.
Mange andre enheder, der har en automatisk tilbagetrækning, bruger også konstant kraftfjederen. Nogle eksempler inkluderer sikkerhedsseler til biler, vinduesmotbalancer, sædestole og hæftekanoner. I alle disse applikationer skal enhedens genererende kraft være konsistent og opføre sig på samme måde hver gang, mens den virker i et lille rum. Konstante kraftfjedre opfylder begge disse betingelser, da de udøver en konstant kraft og også kan vikles tæt, så de passer til en stor længde af båndet i et beskedent stort område.