Ihre Vorteile

RINGFEDER^® Reibungsfedern sind wartungsfreie Sicherheitskomponenten für anspruchsvolle Dämpfungs-, Ausgleichs- und Überlastschutzfunktionen. Sie kommen überall dort zum Einsatz, wo plötzlich auftretende Kräfte aufgenommen, hohe Bewegungsenergien kontrolliert absorbiert oder enorme Kräfte auf begrenztem Bauraum sicher beherrscht werden müssen.

Sie bestehen aus präzise gefertigten Innen- und Außenringen, die entsprechend der jeweiligen Anforderung zu vollständigen Federsäulen aufgebaut werden. Vor der Auslieferung werden sie mehrfach geprüft und belastet, um eine hohe Funktionssicherheit im späteren Einsatz zu gewährleisten.

Gegenüber konventionellen Feder- und Dämpfungslösungen bieten RINGFEDER^® Reibungsfedern eine hohe Federarbeit bei geringem Gewicht und kompaktem Bauraum, eine hohe Dämpfungswirkung, zuverlässige Funktion unabhängig von der Belastungsgeschwindigkeit sowie Überlastsicherheit in Blockstellung. Zudem sind sie im Betrieb wartungsfrei und lassen sich flexibel als Standardausführung oder kundenspezifische Sonderlösung auslegen.

Bewährtes Prinzip, überlegene Funktionsweise

RINGFEDER^® Reibungsfedern nehmen eingeleitete Energie mechanisch auf und wandeln einen großen Teil davon durch Reibung kontrolliert in Wärme um. Bei Belastung gleiten die präzise aufeinander abgestimmten Innen- und Außenringe über konische Kontaktflächen gegeneinander. Dabei entstehen hohe Reibkräfte, die eingeleitete Stoß- oder Bewegungsenergien kontrolliert aufnehmen und wirksam dämpfen.

Im Gegensatz zu vielen konventionellen Feder- und Dämpfungssystemen wird die eingeleitete Energie nicht lediglich gespeichert und wieder freigesetzt. Stattdessen absorbieren RINGFEDER^® Reibungsfedern einen wesentlichen Teil der eingeleiteten Energie direkt im Inneren der Federsäule. Bei Standardausführungen mit entsprechender Schmierung werden rund zwei Drittel der eingebrachten Energie in Reibungswärme umgewandelt. Die verbleibende Rückstellenergie und damit die Rückstoßkraft werden deutlich reduziert.

Diese Funktionsweise sorgt dafür, dass Stoßbelastungen schnell abgebaut, Rückprallbewegungen reduziert und Resonanzerscheinungen wirksam unterdrückt werden. Dadurch schützen RINGFEDER^® Reibungsfedern Maschinen, Anlagen, Fahrzeuge, Gebäude und sicherheitsrelevante Strukturen zuverlässig vor dynamischen Belastungen, Beschädigungen und übermäßigen Schwingungen.

Ein besonderer technischer Vorteil liegt darin, dass Federarbeit und Dämpfung unabhängig von der Belastungsgeschwindigkeit zur Verfügung stehen. Im Gegensatz zu vielen anderen Dämpfungssystemen erreichen RINGFEDER^® Reibungsfedern auch bei langsamen Bewegungen, großen Massen oder niedrigen Aufprallgeschwindigkeiten ihre volle Dämpfungsleistung.

Drei zentrale Funktionen von RINGFEDER^® Reibungs­federn im Einsatz:

• Aufnehmen: Plötzlich auftretende Kräfte und hohe Bewegungsenergien werden kontrolliert in die Federsäule eingeleitet und sicher aufgenommen.
• Dämpfen: Ein großer Teil der eingeleiteten Energie wird durch Reibung absorbiert und in Wärme umgewandelt, wodurch Rückstoßkräfte und Schwingungen deutlich reduziert werden.
• Schützen: Belastungsspitzen, Resonanzerscheinungen und dynamische Schädigungen werden minimiert, wodurch die Lebensdauer und Betriebssicherheit der Gesamtkonstruktion erhöht werden.

Hohe Leistung bei kompaktem Bauraum

Da RINGFEDER^® Reibungsfedern den Federwerkstoff besonders effizient ausnutzen, ermöglichen sie eine hohe Federarbeit bei vergleichsweise geringem Gewicht und Volumen. Die entscheidende Größe ist dabei nicht allein die Federkraft, sondern die aufnehmbare Federarbeit – also die Energie, die im jeweiligen Anwendungsfall sicher absorbiert werden kann. Dadurch eignen sich Reibungsfedern besonders für Anwendungen, in denen hohe Kräfte auf engem Einbauraum beherrscht werden müssen.

Überlastsicher, wartungsfrei und temperaturbeständig

RINGFEDER^® Reibungsfedern sind als Blockfedern konstruiert. Dadurch ist sichergestellt, dass die zulässigen Spannungen in Blockstellung nicht überschritten werden und die Feder auch bei hoher Beanspruchung keinen Schaden nimmt. Diese konstruktive Überlastsicherheit trägt wesentlich zur Funktionssicherheit und Langlebigkeit der gesamten Anwendung bei.

Im Betrieb sind RINGFEDER^® Reibungsfedern grundsätzlich wartungsfrei. Eine Nachschmierung ist im Regelfall nicht erforderlich. Vielmehr dürfen ausschließlich die empfohlenen Spezialschmierstoffe verwendet werden, da die Konusflächen unter hoher Flächenpressung stehen.

Im Gegensatz zu hydraulischen Dämpfern oder synthetischen Federn wird das Kraft-Weg-Diagramm bei RINGFEDER^® Reibungsfedern nicht durch Temperaturschwankungen oder Eigenerwärmung beeinflusst. Die Kennlinie bleibt im Temperaturbereich von -20 °C bis +60 °C konstant. Für Einsatzfälle außerhalb dieses Bereichs sind anwendungsspezifische Anpassungen möglich.

Spezifisch auslegbar für den Einsatzfall

Neben bewährten Standardausführungen von RINGFEDER^® Reibungsfedern können individuell ausgelegte Lösungen für spezifische Kunden- und Anwendungsanforderungen realisiert werden. Durch die gezielte Kombination einzelner Federelemente lassen sich Federsäulen an den benötigten Federweg, die erforderliche Federarbeit und den vorhandenen Einbauraum anpassen.

Zusätzlich können RINGFEDER^® Reibungsfedern in Parallel- oder Serienanordnung eingesetzt werden. Eine Parallelanordnung ermöglicht höhere Kräfte, während eine Serienanordnung größere Federwege realisiert. Dadurch lässt sich der vorhandene Bauraum optimal nutzen und die Dämpfungslösung präzise auf den jeweiligen Einsatzfall abstimmen.

Auch die Dämpfungswirkung kann anwendungsspezifisch angepasst werden. Während Standardausführungen eine Dämpfung von rund 66 % ermöglichen, sind durch geeignete Schmierstoffe auch reduzierte Dämpfungswerte bis etwa 33 % umsetzbar.

Haupteinsatzgebiete

RINGFEDER^® Reibungsfedern werden in zahlreichen Industriebereichen eingesetzt, in denen hohe Kräfte, große Massen, starke Schwingungen oder sicherheitsrelevante Bewegungsenergien zuverlässig beherrscht werden müssen. Typische Einsatzbereiche sind:

• Maschinen- und Anlagenbau
• Schwerindustrie und Stahlwerke
• Fördertechnik und Rohstoffgewinnung
• Luft- und Raumfahrt
• Fahrzeuge und mobile Systeme
• Gebäude, Tragwerke und kritische Infrastruktur
• Kunden- und anwendungsspezifische Sonderkonstruktionen

Aufbau von Reibungsfedern

RINGFEDER^® Reibungsfedern bestehen aus mehreren präzise gefertigten Innen- und Außenringen, die zu vollständigen Federsäulen aufgebaut werden. In der Regel schließt eine aus e Elementen bestehende Reibungsfeder mit halben Ringen ab.

Die ungespannte Länge, der gesamte Federweg und die Federarbeit ergeben sich aus der Anzahl der eingesetzten Elemente. Die Endkraft bleibt dabei unabhängig von der Anzahl der Elemente. Dadurch lässt sich die Feder technisch klar berechnen und gezielt für die jeweilige Anwendung auslegen. Entsprechend gelten die folgenden Grundzusammenhänge:

• Ungespannte Länge: L_o = e · h_e
• Gesamtfederweg: s = e · s_e
• Federarbeit (ohne Berücksichtigung der Vorspannkraft): W = e · W_e

Die jeweils erforderlichen Werte sind den technischen Daten des entsprechenden Federtyps in der Tabelle Technische Daten & CAD-Modelle unten zu entnehmen.

Technische Auswahl- und Konstruktionshinweise

Für eine zuverlässige Funktion und maximale Lebensdauer müssen RINGFEDER^® Reibungsfedern korrekt vorgespannt, geführt, geschmiert und gegen äußere Einflüsse geschützt eingebaut werden. Die Vorspannung sollte mindestens 5 %, vorzugsweise 10 % des Federweges betragen. Um den Schmierfilm nicht zu beeinträchtigen, sollte die Vorspannkraft im Regelfall 50 % nicht überschreiten.

Je nach Einbausituation ist eine Führung am Innen- oder Außendurchmesser vorzusehen. Die Feder sollte zudem gegen Schmutz und Feuchtigkeit geschützt werden, damit der Schmierfilm dauerhaft erhalten bleibt. Bei starker Schmutz- oder Feuchtigkeitsbelastung werden geeignete Schutzmaßnahmen, beispielsweise Faltenbälge, empfohlen.

Bei Dämpfungsanwendungen ist insbesondere die aufnehmbare Federarbeit maßgeblich, also die Fläche unter der Belastungskurve im Kraft-Weg-Diagramm. Soll die Feder dagegen eine definierte Anpresskraft bereitstellen, ist die Entlastungskurve zu berücksichtigen. Für eine optimale Auslegung sollten die konkreten Einsatzbedingungen und Systemanforderungen frühzeitig mit den Expertinnen und Experten von RINGFEDER POWER TRANSMISSION abgestimmt werden. Darüber hinaus sind die detaillierten Auswahl- und Betriebskriterien im zugehörigen PDF-Dokument Product Paper RINGFEDER^® Dämpfungstechnik zu beachten.

1. Wie funktionieren Reibungsfedern?

RINGFEDER^® Reibungsfedern bestehen aus präzise gefertigten Innen- und Außenringen mit konischen Kontaktflächen. Unter axialer Belastung gleiten die Ringe gegeneinander und erzeugen hohe Reibkräfte. Dadurch wird ein großer Teil der eingeleiteten Stoß- oder Bewegungsenergie kontrolliert in Reibungswärme umgewandelt. Gleichzeitig wird die verbleibende Rückstellenergie reduziert. So lassen sich dynamische Belastungen wirksam dämpfen und angeschlossene Konstruktionen vor Belastungsspitzen, Rückprallbewegungen und übermäßigen Schwingungen schützen.

2. Wie hoch ist die Dämpfungswirkung von Reibungsfedern?