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Ein „Sieg“ bei der Werkstoffauswahl führt schon mal über kleine „Niederlagen“

Auch die Materialzusammensetzung dieses Rückdämpfers entscheidet im Rennsport über Sieg oder Niederlage (Bild: Berger S2B GmbH)

28.07.2021 Ein „Sieg“ bei der Werkstoffauswahl führt schon mal über kleine „Niederlagen“

Rennmaschinen sind Materialfresser, das ist nicht neu – und deshalb entscheidet die Materialwahl bei den kleinsten Bauteilen über Sieg oder Niederlage im Rennen. Eine Rückdämpferentwicklung von Berger S2B für PVM, einem Hersteller für u.a. Motorradkomponenten, zeigte, dass einem Sieg manchmal auch kleine „Niederlagen“ vorausgehen.

Dieses Projekt begann zunächst ganz harmlos mit einer Anfrage zu einem "Rückdämpfer" – einem Gummi-Metallteil, das am Rad eines Motorrades zur Kräfteübertragung genutzt wird. Die ersten Anforderungen waren – wie üblich – überschaubar: Das Teil hat keinen nennenswerten Kontakt zu aggressiven Medien und ist im Betrieb einer Temperatur von max. 120 °C ausgesetzt.  Da lag es zunächst nahe, einen Dämpfer anzubieten, bei dem Silikon 85 Shore A die Metallhülse ummantelt. Nach intensiven Gesprächen und genauerer Musterbetrachtung wurde auch die Fertigung der Teile mit CR und H-NBR in Betracht gezogen.  In diesen Gesprächen wurde auch die Bedeutung der Federkennweg-Hinweise deutlich, die bei solchen Bauteilen eine wichtige Rolle spielen.

Mit dieser Materialauswahl ging man in die mechanischen Tests. Von den drei zur Diskussion stehenden Werkstoffen – Silikon (VMQ), CR, H-NBR – brachte H-NBR die besten Werte, weshalb die Teile von Berger S2B aus diesem Werkstoff bemustert wurden. Nach Fertigstellung des Werkzeuges wurden die H-NBR-Muster getestet. Aber bereits nach ca. 40 km waren die Teile mechanisch überbelastet. Der Fahrer musste in die Box. Diese ernüchternde „Niederlage“ warf verschiedene Fragen hinsichtlich Materialauswahl und Einbauraum auf:

  • Kann die Grundqualität des H-NBR so verbessert werden, dass eine höhere mechanische Belastbarkeit gegeben ist?
  • Muss das Elastomer-/Metallverhältnis verändert werden, um eine bessere Verpressung zu erreichen?
  • Sollte die Shore-Härte reduziert werden, um eine höhere Dynamik der Teile zu erreichen?
  • Oder sollte man die Wahl des Elastomers nochmal überdenken und ggf. auf eine höher temperaturbeständige NK/SBR -Lösung setzen, obwohl die bisherige Temperaturbelastung mit 120 °C definiert war?
  • Hat das Elastomer im vorgegebenen Einbauraum und bei dieser Belastung genug Platz, um sich auszudehnen und nicht direkt mechanisch zerstört zu werden?

Schnell war klar, dass H-NBR nicht so modifiziert werden kann, dass die notwendige dynamische Belastbarkeit erreicht wird.  Auch eine Änderung des Einbauraums, der Teilegeometrie sowie der Shore-Härte wurden als nicht zielführend verworfen. Mit Blick auf die notwendige hohe Zugfestigkeit und Abriebfestigkeit sowie ein generell gutes dynamisches Verhalten des Werkstoffs entschied man sich letztendlich für eine NK/SBR-Mischung. Und das funktionierte: Es zeigte sich, dass sich die Laufzeit der Rennmaschine mit diesem Compound im Dämpfer deutlich erhöhen ließ und Boxenzeiten drastisch reduziert werden konnten.  Im Rennsport sind das die Kriterien, die auch über Sieg und Niederlage entscheiden.

Lösungspartner

Berger S2B GmbH

Branchen

Automotive

Zielgruppen

Einkauf, Konstruktion & Entwicklung, Qualitätssicherung, Unternehmensleitung