Bei Elastomeren handelt es sich um polymere Werkstoffe hoher Elastizität. Aufgrund dieser Elastizität sowie ihrem Dämpfungsvermögen werden Elastomere bevorzugt als Übertragungselement in elastischen bzw. hochelastischen Kupplungen verwendet. [1]
Im allgemeinen Sprachgebrauch werden Elastomere meist als Gummi bezeichnet. Obwohl deren Ausgangsstoff Kautschuk chemisch und produktionstechnisch ähnliche Grundlagen wie Kunststoff hat, wird er aufgrund seines besonderen Verformungsverhaltens als eigene Werkstoffgruppe geführt.[2]
Abb. 1: Typische Elastomere zum Einsatz als elastisches Übertragungselement
Elastomere im Kupplungsbau
Im Kupplungsbau werden hauptsächlich Polyurethane und Acrylnitril-Butadien-Kautschuk verwendet. Polyurethane werden in Anwendungen eingesetzt, wenn hohe Drehmomente übertragen werden müssen, aber eher geringe dynamische Belastungen zu erwarten sind. Zum Beispiel im Kranbau, Bergbau, in der Fördertechnik, Stahlwerken oder in der Pumpenindustrie. Diese Elastomere besitzen eine ausgezeichnete Beständigkeit und Langlebigkeit.
Acrylnitril-Butadien-Kautschuk ist ein Elastomer, welches sehr gut dynamische Belastungen ertragen kann. Außerdem besitzt es gute mechanische Eigenschaften, einen guten Widerstand gegen plastisches Fließen und Abrieb und wird daher bei Kolbenkompressoren, Verbrennungsmotoren oder Pumpen eingesetzt. Dieses Elastomer ist zum Beispiel für die RINGFEDER® Hochdrehelastische Kupplung TNR bestens geeignet.
Ob heiß oder kalt - Elastomere halten (fast) alles aus
Weiterhin gibt es beispielsweise Hochtemperaturelastomere, welche bis zu einer Temperatur von 130° C beziehungsweise bis 150° C beständig sind. Sie können gut in dynamischen und hochdynamischen Anlagen eingesetzt werden, da sie sehr hohe Wechselmomente ertragen können.
Jedoch gibt es auch Anwendungen, für die Elastomere benötigt werden, die bei sehr niedrigen Temperaturen bestens bestehen können. Standard-Polyurethane kommen hier nicht in Frage. Über ausgeprägte Versuchsreihen auf einem dynamischen Prüfstand unter Verwendung einer Klimakammer konnte nachgewiesen werden, dass die Molekülketten von Polyurethanen unter dynamischer Belastung bei etwa -30° C anfangen zu reißen und sich die Werkstoffeigenschaften massiv verändern. Auf diesen Erkenntnissen aufbauend hat RINGFEDER POWER TRANSMISSION einen speziellen Tieftemperatur-Elastomer entwickelt dessen Eignung bis zu einer Temperatur von -50° C verifiziert werden konnte.
Normales "Gummi" reicht eben nicht
Natur- und Silikonkautschuk werden aufgrund ihrer speziellen Eigenschaften seltener verwendet. Naturkautschuk ist zwar hochelastisch und besitzt eine dynamische Beständigkeit, ist jedoch aufgrund seiner geringen Temperaturbeständigkeit im Kupplungsbau nur bedingt verwendbar.
Silikonkautschuk besitzt zwar auch eine hervorragende Beständigkeit gegen hohe und tiefe Temperaturen weist jedoch eine schlechte Weiterreißfestigkeit auf und ist daher ebenfalls nicht für dynamische Belastungen geeignet.
Quellen
[1] Karl-Heinrich Grote and Jörg Feldhusen. Dubbel - Taschenbuch für den Maschinenbau. Springer-Verlag, Berlin Heidelberg New York, 24 edition, 2014
[2] Elvira Moeller. Handbuch Konstruktionswerkstoffe - Auswahl, Eigenschaften, Anwendung. Carl Hanser Verlag GmbH Co KG, M, 2013
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