Feder – Airsoft Labs

Die Basics

Am einfachsten wählst du im Feld Spring → preset das Preset passend zur Kennung auf der Verpackung (M100, M120, SP110…). Die Presets sind auf die Nominalenergie kalibriert: M100 ≈ 1.00 J, M120 ≈ 1.44 J, SP110 ≈ 1.51 J und so weiter.

Der Simulator unterstützt lineare und progressive Federn. Lineare (Kennung M) haben alle Windungen gleichmäßig verteilt, bei progressiven (Kennung SP) sind die Windungen ungleichmäßig verteilt.

Wenn du sicher bist, dass deine Feder nicht zu den Presets passt (wahrscheinlicher ist, dass die Replik, in der du sie gemessen hast, nicht optimal eingestellt war) – kannst du den Parameter Stiffness anpassen, bis die Simulation am Ausgang die gewünschte Energie liefert.

Messen der freien Länge einer Feder mit dem Maßband

Das Lager am Spring Guide messen

Messen der Lagerdicke am Spring Guide mit dem Messschieber

Die Dicke des Kugellagers (oder des Metall-/Kunststoff-Spacers) am Spring Guide misst du mit dem Messschieber, in Millimetern, gemessen ab der Ebene in der Gearbox, ab der auch ihre Länge gemessen wird (bis zur Vorderkante des Zylinders). Diese Dicke trägst du in Spring → spring guide bearing ein.

Bei Führungen ohne Lager trägst du in der Regel 0 ein – aber pass auf, wie der Spring Guide sitzt: manche sitzen auch ohne Lager etwas vor dieser Ebene, und diesen Versatz musst du in den Wert einrechnen.

Für alle, die Windungen an der Feder zählen

Oben die lineare, unten die progressive Feder. Beide 1.8 J.

Was die Federkennungen bedeuten: die Kennung M steht für lineare Federn. Bei denen brauchen wir, um die Feder zwei Zentimeter zusammenzudrücken, doppelt so viel Kraft wie für nur einen Zentimeter. Die Kraft wächst linear mit der Kompression – daher der Name. Die Kennung SP steht für progressive Federn. Bei denen wächst die Kraft nicht linear mit der Kompression, sondern nimmt progressiv zu. Das erleichtert dem Motor das Anlaufen und verringert langfristig den Verschleiß der Mechanik. Der Hauptvorteil progressiver gegenüber linearen Federn: dank der ungleichmäßigen Windungen dämpfen sie die Vibrationen beim Schuss schneller und klingeln deshalb weniger.

Die Zahl bei den M-Federn sagt dir, welche Geschwindigkeit (in m/s) ein BB von 0.20 g in einer korrekt dimensionierten Replik hätte: M120 heißt 120 m/s. Nichtlineare SP-Federn binden dieselbe Zahl an ein BB von 0.25 g – was automatisch auch 25 % mehr Energie bedeutet als bei einer M-Feder mit derselben Zahl.

Übrigens: 25 % mehr Energie heißt nur 11.8 % mehr Geschwindigkeit, weil die Energie mit dem Quadrat der Geschwindigkeit wächst und linear proportional zur Masse.

Die Federstärken eines Herstellers können sich deutlich von Federn mit derselben Kennung eines anderen Herstellers unterscheiden. Das Problem: die Messmethode ist nicht genau definiert. Ja, gemessen wird die Energie des BBs an der Mündung – aber es gibt keine Konvention, wie die Replik dafür eingestellt sein soll und mit welcher BB-Masse.

Die Presets im Lab treffen die Nominale auf einer ideal eingestellten Replik. Wenn dein Chrono also etwas anderes anzeigt als die Simulation – bevor du am Modell zweifelst, zweifle an der Deklaration der Feder oder an der Genauigkeit der Daten, die du dem Simulator gefüttert hast. Billigere Chronos zeigen auch gern mal alles Mögliche an.

Mir ist aufgefallen, dass ungefähr seit 2023 die Qualitätskontrolle bei vielen – sogar namhaften – Herstellern nachgelassen hat: zwei “identische” Federn können in der Stärke ordentlich auseinanderliegen. Am besten hältst du dir deshalb eine eigene Referenzreplik, in der du die tatsächliche Stärke mit dem Chrono misst.

Fortgeschritten: eigene Feder

Für nicht standardmäßige Federn kannst du das Preset umgehen und alles von Hand eintragen:

Steifigkeit k (N/mm) – wie viele Newton nötig sind, um die Feder um 1 mm zusammenzudrücken. Lässt sich mit einem Gewicht bekannter Masse messen: leg das Gewicht auf die Feder und schau, um wie viel sie sich zusammendrückt – aber unbedingt aus der komplett entspannten Lage starten. Z. B. ein Gewicht von 1 kg (≈ 9.8 N), das die Feder um 10 mm zusammendrückt, bedeutet k ≈ 0.98 N/mm.
freie Länge – Maßband, Feder unbelastet
Federmasse – eine Waage mit 0.1 g Auflösung reicht

Eine nichtlineare Feder modellieren

Bei nichtlinearen Federn musst du außer Steifigkeit, freier Länge und Masse auch die Drahtstärke Wire ⌀ eintragen. Windungsgruppen fügst du hinzu, indem du auf den Button Add group klickst und dann die Windungszahl (muss keine ganze Zahl sein) und die Steigung (pitch) der Gruppe einträgst. Üblicherweise sind es zwei sich abwechselnde Dichtegruppen. Den Terminator, also die zusammengedrückte und teilweise plangeschliffene Windung am Anfang und Ende der Feder, zählst du nicht mit.

Als Beispiel schau dir an, wie die SP-Federn in den Presets modelliert sind.

Lager

Am Spring Guide und/oder im Piston sitzen meist Lager – am häufigsten ein Axiallager mit Kugelkranz, oder Spacer aus Metall/Nylon.

Ist die Feder zu stark, kannst du ihre Leistung senken, indem du eines dieser Lager rausnimmst – oder nur einen Teil davon, z. B. den Kugelkranz – wodurch die Dicke sinkt. Aber Vorsicht: nimmst du ein Lager aus dem Piston, musst du den kompletten Piston samt Pistonhead neu wiegen und die neue Masse in piston + head mass eintragen.

Die Dicken kommen in spring guide bearing (bei der Feder) und piston head bearing (sitzt im Einstellungsblock des Pistons).

Feder kürzen

Der zweite Weg, die Energie zu senken: ein paar Windungen abschneiden, was die Vorspannung der Feder reduziert. Der Haken: eine gekürzte Feder wird pro Millimeter härter (weniger aktive Windungen erledigen dieselbe Arbeit), aber der Rückgang der Vorspannung dominiert.

Der Prozess ist ziemlich kontraintuitiv – kürzt du “nach Augenmaß”, verhaust du es sehr wahrscheinlich. Deshalb kürzt man eine Feder üblicherweise stückchenweise, mit Kontrolle am Chrono.

Der Simulator kann dir die Arbeit deutlich erleichtern: unter Advanced gibt es die Einstellung spring cutoff – du trägst ein, wie viele Millimeter du abschneiden würdest, und er rechnet dir selbst aus, welche Ausgangsleistung dabei rauskommt.