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Polymerfeder-Serie Alternativen zur Tellerfeder

Redakteur: M.A. Bernhard Richter

Tellerfedern sind aus dem industriellen Alltag nicht wegzudenken. Deren Einsatzgebiete sind vielfältig. Neben den klassischen Modellen, die aus Federstählen produziert und aus einer definierten Anzahl von Einzeltellern zu Tellerfedersäulen montiert werden, bietet Durel eine neuartige Lösung an – gefertigt aus Polymeren.

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Polymerfedern sind verschleißarm, wartungsfrei und brauchen nicht gefettet oder geölt werden. Argumente, die nachhaltig die Betriebskosten senken.
Polymerfedern sind verschleißarm, wartungsfrei und brauchen nicht gefettet oder geölt werden. Argumente, die nachhaltig die Betriebskosten senken.
(Bild: Durel)

Tellerfederpakete aus Stahl müssen mit Sorgfalt montiert werden, um die definierten Federeigenschaften erreichen zu können. Das ist zugleich ein wesentlicher Unterschied gegenüber dem vergleichbaren Modell, gefertigt aus einem speziell auf den Anwendungsfall abgestimmten Polymer. Durel, einer der führenden europäischen Hersteller von Polymerfedern, bringt seine Neuentwicklung als Feder- und Dämpferserie DMP auf den Markt.

Die Polymerfedern bieten im Vergleich mit dem baugleichen Modell aus Federstahl weitere Vorteile. Neben den beschriebenen Fehlerquellen im Zusammenbau weisen die Tellerfedern aus Stahl nicht selten Störanfälligkeiten im Betrieb auf. Zurückzuführen sind diese auf Korrosion, was ein Verhaken der Elemente und somit Fehlfunktionen zur Folge haben kann. Maschinenstillstände, zeitaufwendige und kostspielige Reparaturen können die unliebsame Folge sein.

Polymerfeder als einzelnes Bauteil

Durel stellt mit seinen Polymerfedern der DMP-Serie eine technisch interessante Lösung vor. Durel-Geschäftsführer Michael Pappert stellt die Idee vor: „Die einzelnen Elemente werden vorzugsweise so ausgelegt, dass diese auf den Anwendungsfall hin idealerweise als einteiliges Bauteil ausgeführt werden.“ Wenn aufgrund der Rahmenbedingungen eine einteilige Lösung technisch nicht umsetzbar ist, dann kann durch ein einfaches Aneinanderreihen von Einzelelementen die notwendige und definierte Feder-Dämpferwirkung erzielt werden.

Keine „Stick-Slip-Effekte“

Ein bekanntes Manko von Tellerfedern und anderen Federtypen, deren Dämpfungswirkung auf dem Prinzip der mechanischen Reibung basieren, sind die so genannten „Stick-Slip Effekte“. Wenn die auf das Tellerfederpaket einwirkenden Kraftveränderungen zu gering ausfallen, verhindern in dem Moment die mechanischen Reibungskräfte zwischen den Einzelelementen eine Verformung. Erst wenn die Kraftveränderung entsprechend groß genug ist, werden die Reibungskräfte überwunden und erst dann übernimmt die Feder die ihr zugedachte Funktion. Gerade in den Grenzbereichen der Federkräfte, wenn die Veränderungen nur minimal sind, entstehen ungewünschte Rattererscheinungen innerhalb der Tellerfedersäule. Damit einhergehen schädliche Kraftspitzen, die sich durch die zusätzliche Belastung negativ auf die gesamte Maschinenstruktur auswirken. Damit verbunden sind dann auch vermeidbare Lärmemissionen.

Durel Polymerfedern spielen ihre dämpfenden Eigenschaften in allen Zuständen aus - bei großen und ganz besonders auch bei kleinen Kraftveränderungen. Darüber hinaus haben sie eine von der Verformungsgeschwindigkeit abhängige Energieaufnahme- und Dämpfungscharakteristik. Dieses typische Verhalten wird gerne bei geschwindigkeitsabhängigen Krafteinwirkungen genutzt. Bei kleinen Geschwindigkeiten verhalten sich die Federn eher sanft, in dynamischen Lastfällen können sie bei gleichem Hub überproportional mehr Energie aufnehmen, als im angenommenen statischen Lastfall und zeichnen sich gleichzeitig auch durch ein signifikant höheres Dämpfungsverhalten aus.

Verschleißarm und wartungsfrei

Gerade bei kleinen Geschwindigkeiten oder Kraftänderungen können die Durel Polymerfedern ihre Dämpfungseigenschaft über den gesamten Hubbereich ausspielen. Vibrationen werden vermieden und Lärmemissionen reduziert. Durel Polymerfedern sind verschleißarm, wartungsfrei und brauchen zudem nicht gefettet oder geölt werden. Argumente, die nachhaltig die Betriebskosten senken. Zudem ein wichtiges Plus hinsichtlich der Umweltverträglichkeit und Sauberkeit. Praxisfälle, bei denen Durel Polymerfedern als Alternative zu metallischen Tellerfedern im Rahmen von Neukonstruktionen und Instandsetzungsarbeiten eingesetzt werden, zeigen ganz deutlich, dass bei den Maschinen die kostenintensiven Stillstandzeiten nachhaltig reduziert wurden. Vorteilhaft wirken diese sich auch auf die Standzeiten von Lagern und anderen verbindenden Maschinenelementen aus.

Die kompakt gebauten Durel Polymerfederlösungen haben nur ein geringes Gewicht und lassen sich somit deutlich komfortabler verbauen als vergleichbare metallische Tellerfederlösungen.

Besseres Lastverhalten

Durel Polymerfedern sind enorm robust. Selbst in unvorhersehbaren Überlastfall können sie die einwirkende Energie problemlos aufnehmen ohne dabei an den Anschlag zu gehen oder unerwünschte Kraftspitzen zu bieten. Ein Zerbersten der Polymerfeder ist daher unmöglich. Das Lastverhalten bietet den Vorteil bei der Auslegung, dass man sich statt der Überdimensionierung ausschließlich auf die im praxisrelevanten Rahmen auftretenden Lastsituationen konzentrieren kann. Kostengünstige Gesamtlösungen können daher in den Feder- und Dämpferkonstruktionen Berücksichtigung finden. (br)

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