Kunststoffe Strahlenvernetzte Thermoplaste sind für Getriebeteile prädestiniert

Die Elektronenbestrahlung erhöht das Substitutionspotenzial technischer Thermoplaste, insbesondere bezüglich der Verschleiß- und Temperaturbeständigkeit. So können strahlenvernetzte Thermoplaste mit teueren Hochleistungskunststoffen als Metallersatz bei Getriebeteilen mithalten.

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Ein Anwendungsfeld, auf dem Kunststoff Metall verdrängt, ist die Antriebstechnik. Kunststoff ist der Konstruktionswerkstoff der Wahl für die Herstellung von Zahnrädern, Lagerbuchsen und anderen Gleitelementen wie Kurvenstücken. Man findet die leichten, preiswert herstellbaren Teile in Büromaschinen, im Automobil, in der Haustechnik und im Modellbau. Ihre Chemikalienbeständigkeit und die Fähigkeit, ohne Schmierung auszukommen, prädestinieren Kunststoffteile insbesondere für Anwendungen in der Medizin- und Lebensmitteltechnik.

Kunststoff ermöglicht Dimensionsstabilität und konstruktive Freiheiten

Zu den herausragenden Vorzügen von Getriebeteilen aus Kunststoff gehören: ein niedrigeres spezifisches Gewicht, eine hohe Abrieb- und Verschleißfestigkeit, ein gutes Gleit- und Notlaufverhalten, eine hohe Korrosionsbeständigkeit, keine oder nur wenig Feuchtigkeitsaufnahme, eine gute bis sehr gute Chemikalien- und Hydrolysebeständigkeit.

Ein weiterer Werkstoffvorteil kann in der Druckfestigkeit von 500 bis 1000 kg/cm2 in Kombination mit einer guten Schlagamortisation gesehen werden. Die hohe Kerbschlagzähigkeit gilt auch bei tiefen Temperaturen. Bei optimierter Bauteilauslegung schränkt die Forderung nach Dimensionsstabilität den hohen Freiheitsgrad der Formgebung nicht ein (Bild 1 – siehe Bildergalerie).

Kunststoffgleitlager kommen ganz ohne Schmierung aus

Weil Kunststoffe ganz ohne Schmierung auskommen, zählen Kunststoffgleitlager zu den wichtigsten Vertretern bei den schmierungs- und wartungsfreien Lagern. Problematisch ist allerdings der thermische Ausdehnungskoeffizient. Er ist bei Kunststoffen deutlich höher als bei Metall.

Um sicherzustellen, dass ein Getriebe nicht bei 120 °C anfängt zu blockieren, müssen Konstrukteure die Temperaturausdehnung bei der Bauteilauslegung beachten. Das geht zu Lasten der Präzision bei den Antrieben.

Kunststoffe müssen in Getrieben immer höheren Temperaturen standhalten

Indes steigen mit wachsender Verbreitung die Anforderungen an die Kunststoffteile (Bild 2). Eine der größten Herausforderungen ist die Einsatztemperatur. Kunststoffgetriebe sollen auch unter extremen Temperaturen zuverlässig und wartungsfrei laufen. In Büromaschinen, zum Beispiel Laserdruckern, müssen lokale Spitzentemperaturen von 150 °C und mehr verkraftet werden.

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