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Clevere Paarung

Hybridbauteile für den Einsatz in der Textil- und Lebensmittelindustrie
Clevere Paarung

Um den steigenden Anforderungen der Industrie nach mehr Kosteneffizienz, Funktionsintegration und neuen Technologien gerecht zu werden, sind Hybridbauteile im Vormarsch. Sie sind meist kleiner, leichter, kompakter als herkömmliche Kunststoffteile und überzeugen mit einer Fülle weiterer Vorteile.

Der Autor Thomas Decker ist Sales Group Manager Components bei der Faigle Kunststoffe GmbH, A-Hard

Ein Hybridbauteil besteht aus mindestens zwei unterschiedlichen Werkstoffen, die funktionell verbunden werden und somit gemeinsam ein Optimum der neuen Eigenschaften erreichen. Überall, wo konträre Ansprüche an einen Werkstoff gestellt werden, erzielt man mit ihnen ein maßgeschneidertes Produkt. So können Hybridbauteile zugleich weich und steif, sehr leicht und trotzdem extrem fest sein.
Hygienisch einwandfrei
Um nicht nur eine hygienisch einwandfreie Produktion in Großbäckereien zu gewährleisten, sondern auch eine enorme Energieersparnis zu erreichen, entwickelten die Kunststoffexperten eine Gehängeleiste für die Gärschränke in Hybridbauweise. Prinzipiell bestehen die Gehängeleisten aus einer Rinne, über die ein Tuch eingelegt ist, auf dem die Teiglinge aufgebracht werden. Auf beiden Stirnseiten dieser Rinne sorgen aufgesteckte und durch Spreiznieten fixierte Seitenteile für die Stabilität des Rinnenquerschnitts. Zur Erfüllung ihrer weiteren Funktionen besitzen diese Seitenteile an ihren Außenseiten jeweils eine Mitnehmerachse aus Metall und eine angespritzte Auflagenocke. Das rinnenförmige Querschnittsprofil der Gehängeleisten hat Spannweiten von 1200 bis 3500 mm. Mit ihrer relativ flachen Bauweise verfügen diese Profile nur über ein geringes Widerstandsmoment. Deshalb mussten die Konstrukteure speziell darauf achten, dass die Durchbiegung auch in belastetem Zustand in einem akzeptablen Bereich bleibt.
Um diese Anforderungen zu erfüllen, wird ein endlosfaserverstärktes Profil aus duroplastischem Kunststoff eingesetzt. Dabei handelt es sich um ein lebensmitteltaugliches und UV-beständiges Vinylesterharzsystem, das auch bei höherer Temperatur seinen hohen Biege-E-Modul behält. Die für das Befestigen des Tuchs benötigte Klemmleiste ist ein aus PAS-120 extrudiertes Profil, das wegen seiner elastischen Eigenschaften mit wenig Kraftaufwand in die Nut des Gehängeleistenprofils eingeschnappt werden kann. Die beiden komplexen Seitenteile werden durch Spritzgießen aus dem mit Kurzglasfaser verstärkten Polyamid PAS-80 GF30 hergestellt. Sie sind kurzzeitig bis 200 °C temperaturbeständig und zeichnen sich durch Präzision, Verzugsfreiheit und Steifigkeit aus. Die Mitnehmerachsen aus rostfreiem Stahl werden als Einlegeteile beim Spritzgießprozess in die Seitenteile integriert. Ebenso wie die Seitenteile entstehen die Spreiznieten, mit denen die Seitenteile an den Gehängeleisten befestigt werden, durch Spritzgießen, jedoch aus dem Kunststoff PAS-60.
Schneller als das Auge
In der Textilindustrie werden vielfältige Anforderungen an Webmaschinen gestellt – Zuverlässigkeit, Musterungsvielfalt, geringe Stillstandszeiten und eine hohe Produktivität. Um diese Produktivität zu erlangen, ist Geschwindigkeit ausschlaggebend. Das Herz einer jeden Greiferwebmaschine sind die Greiferstangen, welche millimetergenau und mit enormer Geschwindigkeit für die Fadenübergabe verantwortlich sind.
Ziel von Faigle war es, eine solche Greifer- beziehungsweise Zahnstange herzustellen, welche mit einer wesentlich höheren Anzahl von Hüben und der daraus resultierenden Beschleunigung betrieben werden soll. Um solche Beschleunigungen zu erreichen, musste ein Werkstoff gefunden werden, der einerseits weniger Gewicht hatte und andererseits trotzdem über eine hohe Steifigkeit verfügte, um keine Verformung der Zahnstange zu erhalten – eine Aufgabe, die nur mit einem neu entwickelten Hybridbauteil erreicht werden konnte. Schlussendlich wurden die Zahnstangenaufnahme und der Zahnstangenkäfig mittels eines endlosfaserverstärkten Kohlefaserprofils gefertigt, um die nötige Steifigkeit und weniger Gewicht zu gewährleisten. Die Zahnstange selber wurde mit einem tribologisch optimierten Kunststoff (PAS-80X CF10) gespritzt und in das Karbonprofil eingesetzt. Durch diese Materialpaarung konnte nicht nur die Geschwindigkeit erhöht werden, auch das Gewicht des gesamten Bauteils wurde so um rund 20 % reduziert.
Faigle; Telefon: 0043 5574 6811-1603, E-Mail:
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