Zug- und Druckfedern liegen im wahrsten Sinne des Wortes auf gegenüberliegenden Seiten des Federspektrums. Zugfedern werden in erster Linie verwendet, um zwei Komponenten zusammenzuhalten, während Druckfedern am besten dazu dienen, das Zusammentreffen von Komponenten zu verhindern. Beide verwenden ein Spulendesign für Elastizität und Festigkeit, aber sie arbeiten nach zwei verschiedenen Prinzipien der elastischen potentiellen Energie.
Eine Zugfeder wird normalerweise aus Draht kleinerer Stärke hergestellt und sehr eng gewickelt. Beide Enden können zur Befestigung Schlaufen oder Haken aufweisen. Die Federn eines Kindertrampolins sind Paradebeispiele für Zugfedern im Einsatz. Jede Feder ist an einem Abschnitt der Leinwand und dem Metallträgerrahmen befestigt. Ohne Belastung bleiben die Zugfedern kompakt und ungedehnt. Wenn das Kind auf die Plane springt, nehmen die einzelnen Federn Teile der Last auf und die Windungen dehnen sich aus.
An diesem Punkt, wenn die Windungen bis an ihre Grenzen gedehnt sind, enthält die Feder die meiste potentielle Energie. Wenn die Federn kraftvoll in ihre ursprüngliche Position zurückkehren, wird all diese Energie freigesetzt und das Kind wird in die Luft geschleudert. Dies ist die Hauptfunktion einer Zugfeder, die es einer äußeren Kraft ermöglicht, Spannung zu erzeugen, aber dann potenzielle Energie dazu verwendet, die Komponenten wieder zusammenzuziehen. Der schlimmste Schaden, den eine Zugfeder erleiden kann, ist eine Dehnung über ihre natürlichen Grenzen hinaus. Sobald die Windungen einer Zugfeder beschädigt sind, kann sie nicht mehr in ihren ursprünglichen Spannungszustand zurückkehren. Zugfedern haben normalerweise an jedem Ende Ringe oder Schlaufen, um das Verbinden mit den Komponenten zu erleichtern.
Druckfedern sind so konstruiert, dass sie anders funktionieren. Sie bestehen im Allgemeinen aus dickerem Draht und werden nicht in engen Spulen gewickelt. Druckfedern können an jedem Ende Ringe haben, die ihre Lasten tragen. Der Pogo-Stick eines Kindes oder der Stoßdämpfer eines Autos sind beides Beispiele für Druckfedertechnologie. Die Feder ist in ausgefahrener Position natürlich in Ruhe. Wenn das Kind auf den Pogo-Stick springt, wird die Feder im Spielzeug nach unten gedrückt. Das Kind kann nur eine bestimmte Kraft auf die Feder ausüben, daher enthält sie nur eine ähnliche Menge potenzieller Energie. Die Druckfeder enthält im zusammengeschobenen Zustand die meiste potentielle Energie. Die Feder kehrt in ihre natürliche Position zurück und gibt dabei ihre Energie frei. Das Kind wird durch diesen Rückstoß in die Luft geschleudert.
Ein kleineres Beispiel für eine Druckfeder wird Belleville-Feder oder Belleville-Unterlegscheibe genannt. Die Unterlegscheibe ist eigentlich eine Scheibe mit einem markant gewölbten Zentrum. Wenn Kraft auf die Unterlegscheibe ausgeübt wird, beginnt sie sich abzuflachen und wird stärker. Ingenieure verwenden Belleville-Federn oft in verschiedenen Kombinationen, um die Qualitäten anderer Federsysteme zu duplizieren. Diese Unterlegscheiben werden häufig verwendet, wenn beispielsweise zwei Teile einer Maschine aufgehängt oder vor unnötigen Stößen geschützt werden müssen.
Druckfedern finden sich auch in Matratzen und erdbebensicheren Fundamenten. Das Hauptproblem von Druckfedern ist die Möglichkeit, sich unter Druck zu biegen. Wenn eine Druckfeder ungleichmäßig belastet wird, können sich die Spulen durchbiegen und versagen. Aus diesem Grund werden viele Druckfedern mit flexiblen, aber festen Kofferraumabdeckungen aus Gummi, Stoff oder Kunststoff geschützt. Um größere Ausfälle zu vermeiden, muss die Gesamtlänge einer Druckfeder berücksichtigt werden. Die Länge einer Druckfeder muss kontrolliert werden (wenn sie nicht geführt wird), um sicherzustellen, dass sie nicht knickt oder ausbiegt. Druckfedern haben in der Regel plangeschliffene Enden, damit sie parallel zueinander stehen und gleichmäßige Kräfte über den gesamten Hub gewährleisten.
Zug- und Druckfedern können unterschiedliche Anwendungen haben, aber jede demonstriert die Nützlichkeit potentieller Energie und die vielen Einsatzmöglichkeiten einer Spulenkonstruktion.