Eine Kraft F oder ein Moment M, die auf ein Gummi-Metall-Element einwirken, verformen dieses um einen Federweg s bzw. einen Verdrehwinkel α. Der Grad der Verformung hängt von der Größe der Kraft F bzw. des Momentes M, der Elastomer-Härte H und der geometrischen Gestalt des SCHWINGMETALL® oder MEGI®-Elementes ab.
Das Verhältnis der aufgewendeten Kraft F zum Federweg s bzw. des Momentes M zum Verdrehwinkel α bezeichnet man als Federrate c bzw. Verdrehfederrate cv.
$$ c = \frac{F}{s}\quad N/mm $$
$$ c_v = \frac{M}{\alpha}\quad Nm/Grad $$
$$ c_v = \frac{M}{\alpha}\times57.3\quad Nm/rad $$
Die geometrische Gestalt des Gummi-Metall–Elementes und die Art der Beanspruchung (Druck, Schub, Zug) beeinflussen den Verlauf der Verformungskennlinie. Sie kann progressiv, linear oder degressiv verlaufen. Für lineare Kennlinien sind die Federraten c bzw. cv über den gesamten Federungsbereich konstant. Für progressive oder degressive Kennlinien sind die Federraten federwegabhängig.
$$ c = f(s) = \frac {dF}{ds} \quad N/mm $$
$$ c_v = f(\alpha) = \frac {M}{\alpha} \quad Nm/Grad $$
In diesen Fällen wird für die Ermittlung der Federrate die Tangente im Arbeitspunkt A an die Kennlinie angelegt. Das Steigungsmaß der Tangente gibt den Wert für die Federrate c an. Sie errechnet sich nach folgenden Formeln:
Druckbeanspruchte SCHWINGMETALL® und MEGI®-Elemente neigen zu progressivem, schub- und zugbeanspruchte zu degressivem Kennlinienverlauf. Der Grad der Progressivität bzw. Degressivität ist von der Geometrie des Gummi-Metall-Elementes und von der Größe der Verformung abhängig. Durch Überlagerung von Druck- und Schubbeanspruchung erhält man über große Verformungsbereiche lineare Kennlinienverläufe.