Verbundbauteil Anspruchsvolle Bauteile im Kunststoff-Metall-Verbund

Kunststoff-Metall-Hybride bieten hinsichtlich Gewicht, Funktionalität und Herstellungsweise eine Reihe von Vorteilen gegenüber Nur-Metall- und Nur-Kunststoff-Bauteilen. Mit dem Hightech-Kunststoff Lauramid können beispielsweise Stahlnaben unlösbar in Konstruktionselemente eingegossen werden.

Anbieter zum Thema

GGB Heilbronn GmbH

Ruderer Klebetechnik GmbH

Heraeus AMLOY Technologies GmbH

Handtmann Systemtechnik GmbH & Co. KG

Lauramid wurde von handtmann Elteka entwickelt und eignet sich aufgrund seiner optimalen Kombination mechanischer, physikalischer und chemischer Eigenschaften für Maschinenbauelemente in vielen Einsatzzwecken. Die Integration von Stahlarmierungen wird durch die zäh-harte Materialeigenschaft des patentierten Lactamgusses sowie dessen exzellenten Kriechverhaltens gepaart mit einer sehr geringen Spannungsrissempfindlichkeit ermöglicht.

Herstellungsverfahren ermöglicht Konstruktionsvorteile

Das für eine spezielle Metall-Verbindung modifizierte Lauramid Ausgangsmonomer wird als niedrigviskose Schmelze drucklos in Formen gegossen. Der Polymerisation in der Gussform schließt sich nahtlos die Kristallisation an. Dadurch entsteht ein feinkörniges, hochkristallines Gefüge. Das besondere Gießverfahren in Verbindung mit der Materialcharakteristik von Lauramid ermöglicht die Herstellung von Halbzeugen mit Stahlarmierungen aus beispielsweise Automatenstahl, C45, St52, V2A, V4A, Alu, Messing und Grauguss.

Gewichts-, Energie- und Kosteneinsparungen möglich

Die Verwendung von Kunststoff-Metall-Bauteilen bringt gegenüber Konstruktionen aus Vollmetall nennenswerte Gewichtsersparnisse, damit häufig verbunden geringere Energiekosten und damit Kostenersparnisse hinsichtlich Material- und Energieeinsatz mit sich. Beim Vergleich mit geklebten oder geflanschten Kunststoff-Metall-Verbindungen zeigt sich die Lauramid-Sandwichlösung aufgrund ihrer Verbundherstellung technisch überlegen. Die erreichte 360°-Umschlingung der Metallnabe ermöglicht durch die zahlreichen, durch den Guss entstehenden Verankerungspunkten in der jeweiligen Anwendung eine gleichmäßige Krafteinleitung ohne Spannungsspitzen, wie diese bei geflanschten Lösungen nicht zu erreichen wäre. Ein Lösen der Nabe ist aufgrund des kunststoffgerechten Verbundes ausgeschlossen, was zusätzliche Stabilität im Einsatzverhalten bei Maschinenelementen garantiert.

Kunststoffgerechte Drehmomentübertragung an die Welle

Die bei handtmann Elteka kundenseits am häufigsten nachgefragten Lauramid-Metall-Elemente sind Bauteile, bei denen es darauf ankommt das von außen eingeleitete Drehmoment kunststoffgerecht an eine Welle weiterzuleiten, ohne dass die Welle-Nabe-Verbindung zum leistungsbegrenzenden Verbindungsglied wird. Insbesondere bei Schwerlastrollen, Zahnrädern, Kurvenscheiben oder beispielsweise Walzen werden so klassische Metalllösungen ersetzt, weil sich Lauramid-Metalllösungen hervorragend zum Trockenlauf eignen und damit alle Nachteile einer Ölschmierung umgangen werden können.

Bei Zahnrädern werden vorzugsweise das Ritzel aus Stahl und das Rad aus Lauramid ausgeführt. Spezielle Beschichtungen des Stahlzahnrades (LDS) ermöglichen eine weitere Optimierung des Lauramid-Stahlkontaktes im Zahnradeingriff.

Konstruktions-Dienstleistungen inklusive

Wenn hybride Rollen oder Zahnräder aus der großen Formen- und Größenvielzahl lagernder Halbzeuge zeitnah gefertigt werden können, ist keine Anwendung wie die andere. Um hybride Bauteile kundenoptimal auszulegen und herzustellen, beginnt für die Anwendungstechniker von handtmann Elteka das Projekt mit dem Kundengespräch. Im ersten Schritt werden mögliche Lösungen diskutiert, häufig auch völlig neue Ansätze entwickelt.

Basierend auf einer Vielzahl von Forschungsvorhaben und Prüfstandsversuchen an Technischen Universitäten wurden spezielle Berechnungsprogramme entwickelt. Nach Kenntnis der konkreten Eckdaten der Aufgabenstellung wird mithilfe dieser Software im zweiten Schritt die Teilegeometrie und optimale Auslegung der benötigten Hybridbauteile berechnet. Herstellung, Bearbeitung, Qualitätskontrollen und gegebenenfalls Montage der Systeme erfolgt im dritten Schritt.

Vielfältige Einsatzfelder

Für einen anspruchsvollen Kundenkreis steht dabei die Komplettlösung im Vordergrund. „Die Lösungen, welche unsere Kunden suchen, werden immer komplexer“, so Jörg Vollmann, Geschäftsführer von handtmann Elteka, „häufig stehen heute umfassende Komplettlösungen im Vordergrund“.

Lauramid kann in nahezu jede gewünschte Form gebracht werden und kommt in zahlreichen Bereichen zum Einsatz. Lauramid Stirn-, Kegel-, Kronen- und Schraubenräder werden seit über 25 Jahren in Getrieben des allgemeinen Maschinen- und Apparatebaus, der Papier-, der Lebensmittel-, der Verpackungs- und der Reifenherstellungsindustrie sowie anderen Branchen erfolgreich eingesetzt. Beständig wachsend ist die Nachfrage nach Sondermaschinenelementen und kompletten Getrieben, die als Hybridlösung konzipiert sind.

*Dipl.-Ing. Georg Petzinger, A. Handtmann Elteka

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