Materialforschung | Keine Maschine ohne Federn. Sie dienen zum Beispiel als Kontaktfedern, Speicher-, Schwingungs-, Dämpfungs-, Ruhe- oder Lagerelemente. Konzertierte Entwicklungen von Industrie und Forschung führen zu maßgeschneiderten Lösungen, wie beim Federnhersteller Reiber.
Die Funktion einer Maschine hängt von der störungsfreien Arbeit der eingesetzten Federn ab. Je nach Einbausituation sind sie verschiedenen Belastungen ausgesetzt: Arbeitstemperatur, Belastungsfrequenz und Beanspruchungsart – statisch, quasistatisch oder dynamisch. Druck-, Zug- und Schenkelfedern müssen dafür spezifisch ausgelegt werden. Das erfolgt unter anderem durch die Verwendung unterschiedlicher Werkstoffe und Federgeometrien.
Die Reiber GmbH fertigt seit mehr als 40 Jahren Präzisionsfedern. Das mittelständische Familienunternehmen erforscht im Team mit anderen Firmen sowie der Fakultät Maschinenbau an der TU Ilmenau zurzeit das Kriech- und Relaxationsverhalten von Federstahldrähten in Federn. Die Studie wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie gefördert und läuft bis März 2018. Sie erlaubt erstmals eine gezielte Optimierung des Drahtmaterials und aller Prozesse der Federnherstellung. In einem zweiten Forschungsprojekt mit der TU Ilmenau wird ein rechnerischer Festigkeitsnachweis für Federelemente nach einer zeitlich definierten Folge von Bearbeitungsschritten erbracht. Dabei werden unter anderem die Festigkeiten der Ausgangsmaterialien, die Veränderung durch Wärmebehandlung, hohe Eigenspannungen und die Spannungsüberhöhung durch gekrümmte Geometrien berücksichtigt. Das Ziel der Forschungsarbeiten: eine nutzungsoptimierte Federaus-legung sowie die Reduzierung zeit- und kostenintensiver Versuche durch einzelne Anwender.
Weniger Material und weniger Unfälle
Ein weiteres Forschungsprojekt, an dem Reiber mitarbeitet, befasst sich mit der Entwicklung einer standardisierten Auswertemethode zur betriebsfesten Auslegung von Schraubendruckfedern bei variabler Beanspruchung. Mit im Boot ist diesmal das Zentrum für Konstruktionswerkstoffe an der TU Darmstadt. Das Projekt soll die Betriebssicherheit und Zuverlässigkeit von Schraubendruck-federn erhöhen – bei gleichzeitiger Vermeidung unnötigen Materialeinsatzes. Forschung führt zu Wettbewerbsvorteilen: Bereits zum siebten Mal in Folge wurde die Reiber GmbH vom Bosch-Konzern als Preferred Supplier im Bereich Druckfedern ausgezeichnet. (mg)
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