Von der Erfindung zum Erdbebenschutz – die Geschichte der RINGFEDER® Reibungsfeder

Die Geschichte der RINGFEDER^® Reibungsfeder reicht weit zurück: Vom ersten Patentantrag über die Anwendung in Eisenbahnpuffern, LKW- Anhängerkupplungen und Flugzeugfahrwerken bis zum modernen Erdbebenschutz. Erfahren Sie, was die wichtigsten Meilensteine sind.

Erfindung liegt bereits 100 Jahre zurück

Betrachtet man eine RINGFEDER^® Reibungsfeder, würde man nicht vermuten, dass die Erfindung des Dämpfungselements bereits 100 Jahre zurückliegt. Und tatsächlich wurde der erste Patentantrag von Dr. Ernst Kreissig, dem Gründer der Firma RINGFEDER, beim ersten Einreichen noch abgelehnt. Leider hatte der zuständige Beamte die Funktionsweise und das -prinzip der Energieaufnahme durch die elastische Verformung von Stahlteilen nicht voll erfasst.

Erst am 09. September 1922 konnte im zweiten Anlauf das Patent mit der Nummer 358328 erteilt werden, was dann am 04.12.1922 auch die Gründung der Firma Ringfeder zur Folge hatte.

Der ursprüngliche Gedanke war es, die Reibungsfeder als Pufferelement zwischen den Waggons von Eisenbahnzügen einzusetzen. Dabei handelte es sich um eine echte Innovation, denn seit den 1830er Jahren hat man teilweise nur einfache Holzpuffer wie bei der Lokomotive Adler verwendet, die erst um 1905 von Stangenpuffern abgelöst wurden.

Holzpuffer des Nachbaus der Lokomotive Adler (Quelle: https://de.wikipedia.org/wiki/Puffer_(Bahn); Urmelbeauftragter; CC BY-SA 3.0)

Vom dünnen Stangenpuffer zum …

Stangenpuffer bestanden aus Stangen, die an ihrem einen Ende den Pufferteller trugen. Dabei saß die Pufferstange nach hinten beweglich auf einer spiraligen Evolutfeder (Wickelfeder), die von einer starken Blechhülse gestützt war.

Da sich die dünnen Pufferstangen im Betrieb häufig verbogen und bei Unfällen große Schäden anrichteten, wurde der Hülsenpuffer als Alternative entwickelt. Hier sitzt der Pufferteller auf einem Stahlrohr mit größerem Durchmesser, was den Hülsenpuffer widerstandsfähiger gegen eine Verbiegung macht.

Stangenpuffer mit Evolutfeder (Quelle: https://de.wikipedia.org/wiki/Puffer_(Bahn); Christian Lindecke; CC BY-SA 3.0)

… Hülsenpuffer mit Evolutfeder-System

Das bei den Hülsenpuffern zunächst weiterhin verwendete Evolutfeder-System hatte jedoch die Schwierigkeit, die beim Zusammendrücken hineingesteckte Energie wieder vollständig abzugegeben, so dass die Fahrzeuge nach dem Stoß wieder auseinandergedrückt wurden. Und so mussten Züge immer gleichmäßig und vor allem nicht nur punktuell gebremst werden, um Schwingungen im Zugverband zu vermeiden, die unter anderem zum Reißen der Kupplungen führen konnten.

Reibungsfeder bringt viele Vorteile

Eine deutliche Verbesserung wurde dann durch den Einsatz von RINGFEDER^® Reibungsfedern erzielt, da diese die eingebrachte Energie zum großen Teil in Reibungswärme umwandeln konnten und nicht wieder an die angrenzende Konstruktion zurückführten. So werden Eisenbahnpuffer bis heute teilweise noch mit Reibungsfedern bestückt.

Der Erfolg ließ nicht lange auf sich warten: Bereits kurz nach der Gründung wurde das Geschäft international ausgerichtet. Und da die Anwendung der Reibungsfedern so effektiv war, konnte man bereits im Jahr 1924 den ersten Lizenzvertrag mit der Edgewater Steel Company in den USA (Oakmont, Pennsylvania) schließen. Die Zusammenarbeit lag nahe: Das im Oktober 1916 gegründete Unternehmen hatte sich als Walzwerk für Eisenbahnräder auf die Herstellung von Schmiede- und Walzprodukten für das Transportwesen spezialisiert.

Gründung eines eigenen Walzwerks in Frankreich

1927 folgte die Gründung eines eigenen Walzwerks in Frankreich, 1928 wurde die Ringsprings Ltd. in Großbritannien ins Leben gerufen. Und obwohl das Geschäft hervorragend lief, besaß Dr. Kreissig schon damals die Weitsicht, sich nicht nur auf einen Geschäftsbereich zu verlassen.

Also suchte er nach alternativen Anwendungsgebieten, um sein Unternehmen auf ein breiteres Fundament zu stellen. Dabei kam ihm zugute, dass es in der gesamten Industrie bis heute zahlreiche Anwendungen gibt, bei denen große Bewegungsenergien aufgenommen und gedämpft werden müssen. Oder auch solche, bei denen Federn zur Aufnahme großer Kräfte bei geringen Abmessungen nötig sind.

Erste Innovationserfolge stellten sich dann im Jahr 1930 mit dem Entwicklungsstart einer Anhängerkupplung für LKWs ein, die 1935 auf der IAA ihre offizielle Premiere feierte. Zusätzlich wurden auch die Fahrwerke etlicher Flugzeuge mit RINGFEDER^® Reibungsfederdämpfern ausgerüstet, welche die Energie beim Landevorgang aufnehmen und so die Struktur des Flugzeugs schützen. Das bekannteste davon ist wohl die Junkers Ju-52.

Erneute Eroberung neuer Geschäftsfelder

Bis in die 1950er Jahre lag das Hauptgeschäft bei den Eisenbahnpuffern mit einer Produktionskapazität von 200.000 Stück pro Jahr. Dann setzten sich langsam aber sicher neue Entwicklungen in der Eisenbahntechnik durch, was dazu führte, dass man sich erneut auf die Eroberung neuer Geschäftsfelder konzentrieren musste.

Dies gelang und gelingt bis heute gut: Von der klassischen Anwendung als Endstopp im Stahlwerk über Schwingungstilger in Antennenmasten bis hin zu Überlastsicherungen der Getriebe zum Einstellen der Landeklappen von Flugzeugen ist mit RINGFEDER^® Reibungsfedern alles denkbar. Auch zum Schutz von Wohngebäuden und Industrieanlagen gegen durch von Erdbeben verursachte Schäden leisten sie ganze Arbeit.

Wenn Designphilosophien sich wandeln

Um genau zu sein, hat RINGFEDER POWER TRANSMISSION bereits vor mehr als 25 Jahren damit begonnen, Lösungen für den Bereich des Erdbebenschutzes zu entwickeln. Angefangen hat es mit Reibungsfedern zur Erdbebensicherung von elektrischen Schaltern für AEG und Generatorplattformen für General Electrics. Allerdings war die eigene Ausrichtung in den industriellen Sektor schon damals so weit fortgeschritten, dass der Erdbebenschutz zwar als ein neuer und interessanter Geschäftsbereich galt, der Fokus aber woanders lag. 

Dieses Bild zeigt einen Überspannungsableiter mit 4 Zug-Druckeinrichtungen mit RINGFEDER^® Reibungsfedern als Standfüße. Es sorgt dafür das der Ableiter mehr Flexibilität besitzt

Ein weiterer Aspekt war, dass die Designphilosophie für den Erdbebenschutz damals noch ein völlig anderer war. Denn damit Bauwerke möglichst widerstandsfähig gegen Erdbeben waren, wurden sie sehr steif ausgelegt und gebaut. Die damals herrschende Prämisse war es, die sich darin befindlichen Menschen möglichst gut zu schützen. Dass ein Gebäude bei einem Erdbeben zerstört und somit unbrauchbar wurde, spielte eine eher untergeordnete Rolle. Heute jedoch kann sich das keine Volkswirtschaft mehr leisten, wie ein Blick auf die zehn teuersten Erdbeben für Versicherer zeigt. 

Die zehn teuersten Erdbeben für Versicherer (Quelle: Munich Re (NatCatSERVICE) via Statista)

RINGFEDER^® Reibungsfedern für effektiven Erdbebenschutz

Heute sollen Gebäude bei Erdbeben möglichst unbeschädigt bleiben. Und während die Menschen in ihnen weiterleben und arbeiten können, sollen gleichzeitig die notwendigen Reparaturmaßnahmen durchgeführt werden.

Dies gilt vor allem für kritische Infrastrukturen (KRITIS) wie Krankenhäuser, Feuerwehren, die Trinkwasser- und Stromversorgung etc. Und um gerade hier den heute erwünschten Effekt zu erhalten, braucht es ein erhöhtes Maß an Flexibilität. So kommen die Vorteile der RINGFEDER^® Reibungsfedern zum Tragen: Sie machen die betroffenen Systeme flexibler, nehmen die Energie zuverlässig auf und helfen beim „Re-Centering“, so dass die Bauwerke nach einem Erdbeben wieder in ihre ursprüngliche Lage finden können.

Das waren unsere wichtigsten Meilensteine. Und es geht weiter: Im nächsten Teil unser Beitragsserie stellen wir Ihnen die Funktionsweise der RINGFEDER^® Reibungsfeder vor.