Torsionsfedern sind zu beiden Seiten fest eingespannte Stäbe, Drähte oder Bänder. Für die Anwendung in Toren kommen üblicherweise Drähte oder Bänder zum Einsatz. Mehrheitlich werden dafür Rundstäbe oder Pakete aus Stahlbändern genutzt. Anders als bei Zug- oder Druckfedern entfaltet sich die Federwirkung beim Angreifen eines Drehmomentes, tangential zur Längsachse der Feder. Dies verursacht eine Verdrehung des einzelnen Federelementes bzw. des Federpaketes.
Aufgrund der festen Einspannung führt die Elastizität des Materials sowie die konstruktive Gestaltung des Federpaketes zur Fähigkeit der Torsionsfeder, potenzielle Energie zu speichern und wieder freizusetzen. Bei Torsionsfedern für Tore wird diese Eigenschaft genutzt, um die Bewegung des Tores beim Öffnen und Schließen zu unterstützen.
Insbesondere bei schweren, groß dimensionierten Torblättern tragen Torsionsfedern dazu bei, die teils erheblichen Kräfte zu relativieren, ähnlich der Wirkung von Gegengewichten in Aufzügen. Die Lastverteilung erfolgt durch den Einsatz von Torsionsfedern gleichmäßiger. Dies ermöglicht eine ausgeglichen präzise Bewegung des Tores und schont die Antriebseinheiten. Die Lebensdauer der Installation wird vorteilhaft beeinflusst.
Vorteile von Torsionsfedern
Kompakte Bauweise bei hoher Belastbarkeit
Die im Vergleich zu anderen Federtypen kompakte Bauweise von Torsionsfedern gestattet deren Einsatz in räumlich beengten Situationen. Dadurch sind sie ideal für Anwendungen geeignet, bei denen der verfügbare Platz begrenzt ist. In Kombination mit ihrem Vermögen, große Kräfte und Momente aufzunehmen, sind sie optimale Energiespeicher für den Einsatz in Toren.
Möglichkeit der Anpassung
Die hohe Variabilität der Geometrie von Torsionsfedern erlaubt die individuelle Anpassung von Baugröße und Federkraft an spezifische Anforderungen.
Hohe Lebensdauer
In der Regel sind Torsionsfedern robust und langlebig. Der Einsatz hochwertiger Werkstoffe wie legierter Stähle für die Fertigung von Torsionsfedern führt zu einer konstant hohen Betriebssicherheit und geringer Ermüdungsneigung.
Anwendungen von Torsionsfedern für Tore
Sektionaltore
Der überwiegende Einsatz von Torsionsfedern für Tore erfolgt bei Sektionaltoren. Grundsätzlich besteht ein Sektionaltor aus Laufschienen, dem Torblatt aus einzelnen Sektionen, einer Federwelle mit Seilrollen, zwei Drahtseilen, diversen Beschlägen sowie je nach Anwendungsfall aus ein oder zwei Torsionsfedern. Abhängig vom Gewicht des Torblatts variieren Anzahl und Größe der Federn. Die Torsionsfeder wird um die Federwelle positioniert.
Während eine Seite der Feder an der Torkonsole fixiert wird, ist die andere Seite mittels Spannkopf und Stellschrauben unter Vorspannung mit der Federwelle verbunden. Ein über eine Seilrolle geführtes Drahtseil leitet die Federkraft an die unterste Sektion des Tores weiter. Beim Schließen des Tores wird die Torsionsfeder zunehmend gespannt. Öffnet sich das Tor, unterstützt die Torsionsfeder diese Bewegung durch Freisetzen der gespeicherten Energie.
Das Torblatt befindet sich während der Bewegung in allen Positionen im Kräftegleichgewicht. Damit ist für das Initiieren der Bewegung beim Öffnen und Schließen des Tores ein lediglich geringer Kraftaufwand vonnöten. Sektionaltore sind im privaten Einsatz ebenso wie im industriellen Umfeld, in Fabriken und Lagerhäusern, zu finden. Ihre Robustheit prädestiniert sie für den intensiven Gebrauch, sowohl für kleine als auch große Tore.
Automatisch betriebene Tore
In automatisch arbeitenden, motorisch betriebenen Toren im Wohn- und Industrieumfeld ermöglicht der Einsatz von Torsionsfedern die Nutzung von Antriebsaggregaten mit geringeren Leistungskennwerten. Damit lassen sich Kosten für Anschaffung und Betrieb der Installation vorteilhaft beeinflussen.
Auslegung von Torsionsfedern für Tore
Die Auslegung von Torsionsfedern für Tore erfolgt über folgende Parameter:
- Länge der Torsionsfeder (Anzahl der Windungen)
- Durchmesser der Torsionsfeder
- Durchmesser des Wickeldrahtes
- Anzahl der Torsionsfedern (ein oder zwei Federn)
Um eine einwandfreie Funktion der Installation über die gesamte Lebensdauer sicherzustellen, muss die Auslegung der zugehörigen Torsionsfedern den spezifischen Anwendungskriterien entsprechen.
Torgröße und Gewicht
Wesentliche Funktionsanforderung an eine Torsionsfeder ist es, das Gewicht des Torblattes zu kompensieren. Größer dimensionierte, schwerere Tore erfordern größere Federkräfte. Die notwendige Ausgleichskraft wird folglich vom Gewicht des Torblattes vorgegeben. Berechnungsprogramme ermöglichen die präzise Festlegung der Dimension einzelner Parameter sowie der Anzahl der Torsionsfedern.
Während kleinere, leichte Tore üblicherweise mit einer Torsionsfeder ausgestattet werden, erfordern größere, schwere Tore mindestens zwei Torsionsfedern. Beim Einsatz mehrerer Federn dürfen diese unterschiedlich ausgelegt werden und damit verschieden große Kräfte aufbringen. Die in der Summe auf die Federwelle wirkende Kraft ist die relevante Größe. Werden zwei Federn genutzt, ist jedoch zu beachten, dass beide gegenläufig zueinander gewickelt werden. Andernfalls heben sich die wirkenden Federkräfte auf.
Material der Feder
Die Auswahl des Materials beeinflusst die Lebensdauer und Betriebssicherheit der Feder. Überwiegend kommen Stahllegierungen zum Einsatz. Diese gelten als robust und langlebig. Neben der Festigkeit des Werkstoffes kann je nach Einsatzort dessen Korrosionsbeständigkeit von Bedeutung sein.
Umgebungsfaktoren
Für die mögliche Betriebsdauer des Tores spielen die herrschenden Umgebungseinflüsse eine wesentliche Rolle. Temperatur, Feuchtigkeit und korrosiv wirkende Atmosphäre in maritimem Klima oder bei Chemikalienbelastung setzen dem Material zu und können zu vorzeitigem Verschleiß führen. Dies betrifft auch die Torsionsfedern. Mit der Wahl des geeigneten Federwerkstoffes wird dem begegnet.
Sicherheit
Torsionsfedern sind so auszulegen, dass im Falle eines Federbruchs keine Gefahr von ihnen ausgeht. Die Wahl des Federwerkstoffes sowie die konstruktive Gestaltung der Feder müssen auf Basis der normativen Richtlinien und gesetzlichen Vorgaben erfolgen.
Montage und Installation
Die ordnungsgemäße Installation gewährleistet eine zweckentsprechende Funktion sowie die erforderliche Betriebssicherheit. Dies betrifft insbesondere die korrekte Vorspannung und Positionierung der Torsionsfeder sowie die Wahl geeigneter Befestigungspunkte am Torrahmen.
Abmessungen von Torsionsfedern für Tore
Torsionsfedern für Tore sind in folgenden Standardabmessungen verfügbar
- Innendurchmesser: 50,8 bis 152,4 mm
- Drahtdurchmesser: 5,0 bis 12,0 mm
- Federlänge: je nach Bedarf
Ab einer Länge von 1000 Millimetern sollte die Feder durch einen Federträger unterstützt werden.
Richtlinien, normative und gesetzliche Vorgaben
Die DIN EN 13906-3:2014-06 „Zylindrische Schraubenfedern aus runden Drähten und Stäben – Berechnung und Konstruktion – Teil 3: Drehfedern“ regelt die Auslegung von Torsionsfedern. In der DIN EN 12604:2021-05 „Tore – Mechanische Aspekte – Anforderungen und Prüfverfahren“ wird auf die diesbezüglich spezifischen Anforderungen an Torinstallationen eingegangen.
Material für Torsionsfedern für Tore
Stahl und Edelstahl sind die gebräuchlichsten Werkstoffe für Torsionsfedern für Tore. Abhängig vom Hersteller und den jeweils vorliegenden spezifischen Anforderungen kommen unterschiedliche Legierungen zum Einsatz. Alternativ dazu stehen weitere Materialien für Sonderanwendungen zur Verfügung.
ESTA E. Stahl Metallwarenfabrik GmbH
Die ESTA E. Stahl Metallwarenfabrik GmbH hat sich in ihrer nun beinahe einhundertjährigen Geschichte auf die Konzeption und Fertigung von Komponenten für Industrietore spezialisiert. Unser Lager verfügt über ein breites Spektrum an Torsionsfedern für Sektionaltore. Unser Standardprogramm mit den Typen analog L/R 700 bis analog L/R 709 verfügt bei einem Innendurchmesser von 50 Millimetern über Drähte der Dicke 4,25 bis 7 Millimeter. Sondergrößen mit einem Innendurchmesser von 50,8; 66,68; 95,25 sowie 152,4 Millimetern und Drahtdicken von 5,0 bis 12,0 Millimetern stellen wir auf Anfrage bereit. Torsionsfedern ab einer Länge von 1000 Millimetern werden mit einem Federträger versehen.
Passend zu unseren Federn erhalten Sie von uns Federköpfe in den Dimensionen 1 Zoll oder 1 ¼ Zoll. Unsere Torsionsfedern zeichnen sich durch eine hohe Qualität und Langlebigkeit aus. Ganz gleich, ob Standardsortiment oder individuelle Kundenlösung; wir sind Ihr kompetenter Ansprechpartner. Überzeugen Sie sich von unserer ausgeprägten Flexibilität und der herausragenden Qualität unserer Leistung. Nehmen Sie noch heute den Kontakt zu uns auf. Wir stehen Ihnen sehr gern zur Verfügung.
