Forschung und Entwicklung bei technischen Federn

Die Reiber GmbH fertigt seit mehr als 40 Jahren Präzisionsfedern. Um technische Federn kontinuierlich weiterzuentwickeln und an unterschiedliche Anwendungen und Einbausituationen anzupassen, forscht das mittelständische Familienunternehmen neben anderen namhaften Unternehmen gemeinsam mit technischen Universitäten.

(industrietreff) - Federn sind vermeintlich einfache Bauteile. Von ihrer störungsfreien Arbeit hängt jedoch oftmals die Funktion eines Maschinenteils oder kompletten Geräts ab. Als Kontaktfedern, Speicher-, Schwingungs-, Dämpfungs-, Ruhe- oder Lagerelemente sind sie unerlässliche Bauteile u.a. in Fahrzeugen, mechanischen und elektrotechnischen Apparaten, in der Medizin- und Computertechnik. Da je nach Einbausituation etwa Arbeitstemperatur, Belastungsfrequenz und Beanspruchungsart – statisch, quasistatisch, dynamisch – variieren, müssen Druck-, Zug- und Schenkelfedern jeweils spezifisch ausgelegt werden. Das erfolgt z.B. durch die Verwendung unterschiedlicher Werkstoffe und Federgeometrien. Um technische Federn stetig weiterzuentwickeln, forscht Reiber als einer der Partner mit technischen Universitäten und verschiedenen Ausschüssen des VDFI (Verband Deutscher Federnindustrie).

Gemeinsam mit anderen Firmen und der Fakultät Maschinenbau an der TU Ilmenau untersucht Reiber aktuell in einer vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie geförderten Studie das Kriech- und Relaxationsverhalten von Federstahldrähten in Federn. Die noch bis März 2018 laufende, systematische Untersuchung der Einflussgrößen auf das Kriechverhalten von Federstahldrähten erlaubt erstmals eine gezielte Optimierung des Drahtmaterials und aller Prozesse der Federnherstellung, denn durch Relaxation bzw. Kriechen von Federn verringert sich die für die vorgegebene Einbausituation erreichbare Federkraft. In einem zweiten Forschungsprojekt mit der TU Ilmenau wird derzeit ein rechnerischer Festigkeitsnachweis für Federn und Federelemente nach einer zeitlich definierten Folge von Bearbeitungsschritten erbracht. In den Berechnungen berücksichtigt werden u.a. die Festigkeiten der Ausgangsmaterialien, die Veränderung der Materialkennwerte durch Wärmebehandlung, die hohen, lebensdauerbestimmenden Eigenspannungen von Federn und die Spannungsüberhöhung aufgrund gekrümmter Geometrien. Die sichere, rechnerische Auslegung von Federn unter statischer sowie zyklischer Belastung bringt industriellen Anwendern gleich mehrfachen Nutzen, u.a. Wettbewerbsvorteile durch ausnutzungsoptimierte Federauslegung sowie die Reduzierung zeit- und kostenintensiver Versuche.

Speziell zu Schraubdruckfedern läuft noch bis Juni 2017 ein gemeinsames Forschungsprojekt von verschiedenen Unternehmen, darunter Reiber, mit dem Zentrum für Konstruktionswerkstoffe an der TU Darmstadt. Als Forschungsziel ist die Entwicklung einer standardisierten Auswertemethode zur betriebsfesten Auslegung von Schraubendruckfedern bei variabler Beanspruchung gesetzt. Sie soll unter anderem zur Erhöhung der Betriebssicherheit und der Zuverlässigkeit von Schraubendruckfedern, zur Vermeidung unnötigen Materialeinsatzes sowie zur Reduzierung von Schadensfällen in der Praxis beitragen.

„Mit der Kombination aus funktional optimierten Federn in hoher Qualität und dazugehörigen Services wie die Erstellung von Zeichnungen sowie die Prüfung auf Herstellbarkeit können wir messbare Ergebnisse für unsere Kunden erzielen“, betont Geschäftsführer Tim Reiber. Bereits zum siebten Mal in Folge wurde die Reiber GmbH, Fabrik für Präzisionsfedern, vom Bosch-Konzern als Vorzugslieferant im Bereich Druckfedern anerkannt. Mit dem Preferred-Supplier-Status zeichnet der weltgrößte Automobilzulieferer und Technologiekonzern jährlich seine besten Lieferanten aus mehreren Tausend aus. Bewertungskriterien sind unter anderem innovative Leistungen, Qualität, Service, Liefertreue und Preisverhalten. „Dass wir seit 2010 ohne Unterbrechung als Preferred Supplier von Bosch anerkannt sind, zeigt, dass bei technischen Federn Lösungen statt einfach nur Produkte gesucht werden“, sagt Tim Reiber.

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Datum: 06.06.2016 - 15:39 Uhr
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