Die hierin aufgeführten technischen Daten beziehen sich überwiegend auf ELESA+GANTER Normelemente aus Kunststoff und Metall.
Die wichtigsten Technologien bei der Herstellung von Kunststoffteilen sind:
• Form- / Spritzpressen für Duroplast
• Spritzguss für Thermoplast.
Diesem Primärprozess folgen in der Regel Sekundärarbeitsschritte wie Bearbeitung, Veredelung, Montage und individuelle Gestaltung des Produkts (Tampondruck), Verpackung und Transportschutz, sowie Produktkennzeichnung.
DUROPLAST: Phenolbasierte (PF) wärmehärtende Kunststoffe, die während des Pressvorganges aufgrund einer nicht umkehrbaren Polymerisation aushärten.
THERMOPLAST: Thermoplastische Polymer-Werkstoffe, bei denen die chemische Zusammensetzung der Molekularkette zahlreiche mechanische, thermische und technologische Eigenschaften bietet. Die Umformung beruht auf dem Schmelzen und der darauf folgenden Aushärtung durch Materialerstarrung in der Form. Der eigentliche Werkstoff hat positive Umweltauswirkungen, da er wieder verwertbar ist (Recycling).
Die wichtigsten THERMOPLASTE bei ELESA+GANTER |
||||||
PA |
PA-T |
PP |
POM |
PC |
PBT |
TPE |
glasfaserverstärktes Polyamid, glasverstärktes Polyamid, polyamidbasierte Super-Polymere |
glasklares Polyamid |
glasfaserverstärktes Polypropylen oder mit mineralischen Füllstoffen |
Polyacetal |
spezielle Polycarbonate |
spezielle Polyester |
Thermoplastische Elastomere |
DUROPLAST: Die Verwendung eines mineralischen Füllstoffs und von Naturtextilfasern, sowie die optimale Wahl des Grundharzes verleiht diesem Werkstoff eine sehr gute mechanische Festigkeit und gute Stoßfestigkeit.
THERMOLAST: Die reichhaltige Auswahl an verfügbaren Basispolymeren und die Möglichkeit, diese mit Verstärkungsfüllstoffen oder Zusatzstoffen zu kombinieren, bietet eine große Leistungsbandbreite hinsichtlich mechanischer Festigkeit, Schlagfestigkeit, Dehnwert und Materialermüdung.
Für Anmerkungen zur mechanischen Festigkeit der aus den oben aufgeführten Kunststoffen erstellten Teile, siehe Kapitel 4. MECHANISCHE EIGENSCHAFTEN VON KUNSTSTOFFPRODUKTEN.
Durch den Einsatz von wärmehärtenden und verstärkten thermoplastischen Polymeren mit hoher thermischer Festigkeit werden Produkte mit hoher Temperaturbeständigkeit und geringen Abweichungen in ihren mechanischen Eigenschaften erzielt, sowohl bei hohen als auch bei niedrigen Temperaturen.
Der empfohlene Betriebstemperaturbereich für die einzelnen Kunststoffprodukte in diesem Katalog, wird durch das "Temperatur”-Symbol (siehe links) angezeigt.
Innerhalb dieses Temperaturbereichs:
• ist das Material formbeständig ohne signifikante Leistungsminderung.
• trifft der Anwender in der Regel auf keine Probleme in der Grundfunktion des Produkts.
Die in diesem Katalog aufgeführten Werte bezüglich der mechanischen Festigkeit, der Schlagfestigkeit, dem Höchstdrehmoment oder dem maximalen Arbeitsdruck beziehen sich auf Prüfungen unter Laborbedingungen (23°C – relative Luftfeuchtigkeit 50%). Diese Werte können über den Verlauf des angegebenen Arbeitstemperaturbereichs variieren. Der Anwender ist daher selbst verantwortlich für die Prüfung der Istleistung des Produkts in dessen spezifischen thermischen Arbeitsbedingungen.
Sehr allgemein gehaltene Hinweise zum Arbeitstemperaturbereich der unterschiedlichen Kunststoffarten werden in der Tabelle unten gegeben:
| Duroplaste (PF) | von -20°C bis 100°/110°C |
| Spezielle Thermoplaste Polypropylen (PP) mit hoher Belastbarkeit |
von 0°C bis 80°/90°C |
| Glasfaserverstärkte Thermoplaste Polypropylen (PP) |
von 0°C bis 100°C |
| Thermoplaste Polyamid (PA) | von -20°C bis 90°C |
| Glasfaserverstärkte Thermoplaste Polyamid (PA) |
von -30°C bis 130°/150°C |
| Glasfaserverstärkte Thermoplaste Polyamid (PA) für hohe Temperaturen |
von -30°C bis 200°C |
Für bestimmte Produkte mit spezifischen Funktionsanforderungen werden engere Arbeitstemperaturbereiche empfohlen.
DUROPLAST: Durch das hochglänzende Finish dieses harten Werkstoffs werden Oberflächen auch nach längerem Einsatz z.B. bei spangebenden Werkzeugmaschinen nicht beschädigt.
THERMOPLAST: Die Oberflächenhärte ist geringer als bei Duroplast, liegt jedoch noch immer im Rockwell-Bereich 60-98, M-Skala. Thermoplast ist andererseits widerstandsfähiger und verfügt über eine höhere Schlagfestigkeit als Duroplast.
Die Tabellen in Kapitel 12 beschreiben die Widerstandsfähigkeit der für ELESA+GANTER Produkte verwendeten Kunststoffe bei einer Umgebungstemperatur von 23°C und bei Kontakt mit verschiedenen Chemikalien im industriellen Umfeld (Säuren, Basen, Lösemittel, Schmierstoffe, Kraftstoffe und wässrige Lösungen).
In den Tabellen auf den Seiten A24, A25 und A28 werden 4 Beständigkeitsklassen aufgeführt:
• Gute Beständigkeit = die funktionalen und ästhetischen Eigenschaften des Produkts bleiben unverändert.
• Ausreichende Beständigkeit = die funktionalen bzw. ästhetischen Eigenschaften werden je nach Produktart und Arbeitsbedingungen beeinträchtigt. Gewisse Einschränkungen bei spezifischen Anwendungen.
• Ungenügende Beständigkeit = Das Produkt wird durch chemisch aggressive Einflüsse beeinträchtigt. Für den Einsatz nicht empfohlen.
Allgemein gilt, dass die chemische Beständigkeit bei zunehmender Arbeitstemperatur und mechanischer Beanspruchung des Produkts abnimmt.
Bei Beanspruchung durch hohe Temperaturen und bei hoher mechanischer Belastung muss die chemische Beständigkeit des Produkts geprüft werden.
ELESA+GANTER Kunststoff-Normteile werden in den meisten Fällen im Innenbereich eingesetzt.
Aufgrund der Materialeigenschaften und der im Konstruktionsstadium ergriffenen Maßnahmen
können diese Produkte jedoch auch für Anwendungen im Außenbereich eingesetzt werden, wo sie
unterschiedlichen Witterungseinflüssen ausgesetzt sind.
• Schnelle Temperaturwechsel: innerhalb des für das einzelne Produkt empfohlenen
Temperaturbereichs entstehen hinsichtlich der Schlagfestigkeit des verwendeten Werkstoff keine
Probleme.
• Wasser oder Feuchtigkeit kann zu Hydrolyseprozessen und bis zur Erreichung eines
Gleichgewichts, zur Aufnahme eines bestimmten Prozentsatzes an Wasser/Feuchtigkeit führen,
wodurch sich die mechanischen Eigenschaften des Materials verändern können. Zu den
wasserabsorbierenden Werkstoffen zählen Polyamide (PA), transparente Polyamide (PA-T und
PA-T AR) und Duroplaste (PF).
Die aus diesen Werkstoffen hergestellten Produkte können aufgrund der Aufnahme von Wasser
auch geringfügige Größenabweichungen aufweisen, die sich auch auf die Maßtoleranzen
auswirken können. Schon im Entwurfsstadium berücksichtigt ELESA+GANTER daher diese
Abweichungen, um diesen Effekt einzuschränken und die Einhaltung der technischen
Spezifikationen zu gewährleisten. Die Aufnahme von Wasser führt im Übrigen zu einer erheblich
höheren Schlagfestigkeit.
Die folgenden Polymere nehmen kein Wasser auf: Polypropylen (PP), thermoplastische Elastomere
(TPE) und Polyacetal (POM).
Der gelegentliche Kontakt mit Regenwasser mit folgender “Austrocknung“ wirkt sich in der Regel
nicht auf die Festigkeit des Produkts aus.
Bei Anwendungen im Außenbereich empfiehlt es sich, das Produkt so zu installieren, dass
Regenwasser schnell abfließen kann.
• Einwirkung von Sonnenlicht und UV-Strahlen. Hierzu wurden spezifische
Beständigkeitsprüfungen mit Prüfmitteln für die beschleunigte Alterung nach ISO 4892-2 und mit
den folgenden Parametern durchgeführt:
- Strahlungsstärke: 550 [W]/[m]2
- Innentemperatur (Black Standard Temperature, BST): 65°C
- AUSSEN-Filter als Simulation des Außenbereichs, mit geringer Abschirmung gegen UV-Strahlung.
- Relative Luftfeuchtigkeit: 50%.
Das Verhältnis zwischen Prüfstunden und Einwirkungsstunden im Außenbereich (“Equivalent
Hours”) ist offensichtlich abhängig von den Witterungsbedingungen am jeweiligen geografischen
Ort. Bei einer durchschnittlichen Strahlungseinwirkung pro Tag (Average Radiant Exposure per
Day; ARED) als Vergleichsgrundlage, beinhalten die Bezugswerte nach einer internationalen
Skala die folgenden Größen:
- “Miami Equivalent Hours” = hoch intensive Einwirkung, typisch für Länder mit tropischem oder
äquatorialem Klima (ARED = 9,2 MJ/m2)
- “Central Europe Equivalent Hours” = mittlere Strahlungsintensität, typisch für Kontinentalklima
(ARED = 2 MJ/m2).
Nach ausgedehnten Prüfungen in den Labors von ELESA+GANTER wurde die Abweichung in der
mechanischen Festigkeit gemessen (Zug/Druckbruch und Schlagbruch).
Die Ergebnisse haben gezeigt, dass sich die mechanische Festigkeit von Produkten aus Polyamid (PA),
Polypropylen (PP) und Duroplast (PF) durch die Einwirkung von UV-Strahlung nicht wesentlich verringert.
Das Aussehen der UV-Prüfstücke war nach Abschluss der Prüfungen in manchen Fällen geringfügig
verändert. Für weitere Angaben zu UV-Alterungstests bei spezifischen Produkten steht das
ELESA+GANTER Technical Department zur Verfügung.
Die allgemein anerkannte Klassifizierung, welche das Brennverhalten von Kunststoffen beschreibt, beruht auf zwei Tests, die von UL (Underwriters Laboratories, USA) definiert werden. Diese Tests werden als UL-94 HB und UL-94 V bezeichnet und definieren vier Hauptarten des Flammverhaltens: HB, V2, V1 und V0 mit progressiv ansteigender Flammenbeständigkeit.
UL-94 HB (Horizontaler Abbrand)
Bei dieser Prüfung wird ein Satz bestehend aus drei Testmustern (in horizontaler Lage in einem Winkel von 45° zu ihrer eigenen Achse) jeweils 30 Sekunden lang an der unteren freien Kante beflammt. An genormten Abständen vom freien Ende befinden sich zwei Markierungen auf der Probe.
Ein Material kann als HB klassifiziert werden, wenn für jede der drei Proben die folgenden Bedingungen zutreffen:
- die Abbrenngeschwindigkeit zwischen den beiden Markierungen übersteigt nicht einen vorgegebenen Normwert, der von der Stärke des Prüfstücks abhängig ist
- die Flamme erlischt, bevor das Feuer die von der freien Kante am weitesten entfernte Markierung erreicht (d.h. vom Flammenansatzpunkt).
UL-94 V (Vertikaler Abbrand)
Bei dieser Prüfung wird ein Satz bestehend aus fünf Testmustern (in vertikaler Lage) jeweils 10 Sekunden lang an der unteren freien Kante beflammt. Unter die Proben wird ein Baumwolltuch gelegt. Die folgenden Parameter werden ermittelt:
- die benötigte Zeit, um jede Einzelprobe nach der Beflammung zu löschen
- die Summe der benötigten Zeiten, um die fünf Proben zu löschen (unter Berücksichtigung beider Beflammungen)
- die Nachglimmzeit einer jeden Probe nach der zweiten Beflammung
- es wird geprüft, ob Material von der Probe auf das Baumwolltuch abtropft und das Tuch entzündet.
UL Kunststoffklassifizierung |
||||
UL-94 HB |
Die Abbrenngeschwindigkeit der drei Testmuster zwischen den beiden Markierungen übersteigt nicht die Normalgeschwindigkeit, die von der jeweiligen Dicke des Materials abhängt. | |||
Bei jedem der drei Testmuster erlischt die Flamme, bevor sie die nächste Markierung vom Angriffspunkt der Flamme erreicht. |
||||
UL-94 V |
V2 |
V1 |
V0 |
|
| Erforderliche Löschzeit für jedes Testmuster nach jeder Beflammung | ≤ 30 s |
≤ 30 s |
≤ 10 s |
|
| Summe der erforderlichen Löschzeiten der fünf Testmuster (unter Berücksichtigung beider spezifischer Beflammungen) | ≤ 250 s |
≤ 250 s |
≤ 50 s |
|
| Nachglühzeit bei jedem Testmuster nach der zweiten Beflammung | ≤ 60 s |
≤ 60 s |
≤ 30 s |
|
| Vom Testmuster auf die darunter liegende Watte abtropfendes Material mit der Gefahr, dass die Watte Feuer fängt | TAK |
NIE |
NIE |
|
Zu den veränderlichen Größen, die das Flammenverhalten bestimmen, zählen die Dicke der Proben und die Materialfärbung (dabei kann es Unterschiede geben zwischen Materialien mit natürlicher Färbung und Materialien mit künstlicher Färbung, sowie Unterschiede je nach Abweichungen in den Dicken der Proben mit gleicher Färbung).
Yellow Card (Gelbe Karte): Eine von Underwriters Laboratories ausgestellte Urkunde, die das Flammverhalten von Kunststoffen nach Laborprüfungen bescheinigt und die amtliche Anerkennung der Flammenbeständigkeit eines Produkts darstellt.
Auf der “Yellow Card” werden die Handelsbezeichnung des Produkts, der Hersteller und die als “UL File Number” bezeichnete ID-Nummer vermerkt. Die Flammenbeständigkeit wird für spezifische Materialdicken und Materialfärbungen bescheinigt.
Manche Materialhersteller lassen Flamenbeständigkeitsprüfungen in unabhängigen Labors vornehmen, wobei die gleichen Prüfverfahren wie bei Underwriters Laboratories eingesetzt werden.
In diesen Fällen stellt der Hersteller an Stelle der “Yellow Card” eine Konformitätserklärung aus.
Spezielle ELESA+GANTER Produkte haben die UL-94 V0 Klassifizierung. Sie sind als AE-V0 durch das Symbol links gekennzeichnet.
Die meisten anderen ELESA+GANTER Produkte, für die diesbezüglich keine spezifische Kennzeichnung gegeben wird, fallen in die Kategorie UL94-HB.
Die mit AE-VO gekennzeichneten ELESA+GANTER Produkte bestehen aus umweltfreundlichem Kunststoff und sind frei von PBB (Polybromierte Biphenyle), PBDE (Polybromierte Diphenylether) und insbesondere frei von Penta-BDE (Pentabromdiphenylether) und von Octa-BDE (Octabromdiphenylether).
Kunststoffe sind im Allgemeinen gute elektrische Isolatoren. Diese Eigenschaft ist besonders vorteilhaft bei Anwendungen im elektromechanischen Bereich, wodurch Kunststoffprodukte vergleichbaren Metallprodukten überlegen sind.
Der Umfang der isolierenden Eigenschaften eines Werkstoffs wird gemessen nach:
• Oberflächenwiderstand
• Durchgangswiderstand
In der folgenden Tabelle werden die Materialien nach ihrem Oberflächenwiderstand [Ω] aufgeführt.
Die typischen Werte für manche der ELESA+GANTER verwendeten Kunststoffe sind:
Material |
Eigenschaft |
Estado del material |
Metoda pomiaru |
Wartość |
PA 30%
Glasfaser |
Oberflächenwiderstand |
trocken |
IEC93, 23°C |
1013Ω |
konditioniert (50% Luftfeuchtigkeit gleichm.) |
1011Ω |
|||
Durchgangswiderstand |
trocken
|
1015Ω cm |
||
konditioniert (50% Luftfeuchtigkeit gleichm.) |
1011Ω cm |
|||
PP 20%
min. Füllstoffe |
Oberflächenwiderstand |
konditioniert (50% Luftfeuchtigkeit gleichm.) |
ASTM D257 |
1013Ω |
Bei der Formung von Thermoplast ist es technisch einfacher, Produkte mit rauer, matter Oberfläche herzustellen, da so bestimmte optische Mängel wie Einfallstellen, Fließlinien oder Verbindungsstellen nicht sichtbar werden.
Eine raue, matte Oberfläche erschwert jedoch die Reinigung und Handhabung des Produkts nach längerem Einsatz. ELESA+GANTER Thermoplast-Produkte verfügen über eine sehr feine matte Oberfläche, so dass die Produkte auch über längere Zeit leicht zu reinigen und zu handhaben sind.
Eine neuere Gruppe von Thermoplast-Produkten ist vollständig in Hochglanzfinish ausgeführt, so dass ihre Oberfläche auch über sehr lange Zeiträume nicht beeinträchtigt wird.
Nationale und internationale Aufsichtsbehörden haben in den letzten Jahren eine Reihe von Verordnungen zur Kontrolle von gesundheits- oder umweltschädlichen Substanzen und für das Umweltmanagement im Industriebereich erlassen.
Das ELESA+GANTER Technical Department bietet jegliche Unterstützung und technische Informationen zu den folgenden internationalen Normen:
• Europäische Richtlinie 2000/53/CE, auch bekannt unter der Bezeichnung ELV (End Life of Vehicles) für den Automobilsektor. Danach ist eine allmähliche Verringerung der
Schwermetallenmengen (Pb, Cd, Hg und Cr6) in Fahrzeugen vorgesehen.
• Europäische Richtlinie 2002/95/CE, auch bekannt unter der Bezeichnung RoHS (Restriction of Hazardous Substances) für elektrische und elektronische Geräte. Danach ist eine allmähliche Verringerung der Schwermetallenmengen (Pb, Cd, Hg und Cr6) und Halogenen des Typs PBB und PBDE für Bauteile in der Elektrik- und Elektronikindustrie vorgesehen.
• Europäische Richtlinie 94/9/CE (auch bekannt als ATEX-Richtlinie) für Produkte in explosionsgefährdeten Bereichen.
• WEEE Richtlinie (Waste of Electrical and Electronic Equipment).
• Europäische Verordnung REACH (Registration, Evaluation, Authorisation and Restriction of Chemicals) Nr. 1907/2006 vom 18/12/2006 für die Verwendung von chemischen Substanzen.
Forschungsarbeiten und Experimente mit neuen und leistungsfähigeren Werkstoffen sind Bestandteil des kontinuierlichen Verbesserungsprozesses, auf dem das ELESA+GANTER Qualitätssystem beruht. Durch die Zusammenarbeit mit führenden Kunststoffherstellern weltweit und den Einsatz von mechanischen und verfahrenstechnischen Simulationsprogrammen sind wir in der Lage, den Werkstoff anzubieten, den der Kunde für seine speziellen Anwendungen benötigt.
Neben dem großen Angebot von Elesa+Ganter Produkten aus Metall enthalten auch Kunststoffelemente häufig Einsätze oder Funktionsbestandteile aus Metall. Die Tabellen in Kapitel 12 beschreiben deren chemische Zusammensetzung und die mechanische Festigkeit des verwendeten Metalls.
Oberflächenbehandlung für Metalleinsätze und Teile: Die Oberflächen von Metalleinsätzen für Kunststoffteile werden generell behandelt, um den best möglichen Schutz vor Umwelteinflüssen zu gewährleisten und so die optischen und funktionstechnischen Eigenschaften des Produkts nicht zu beeinträchtigen.
Die Schutzbehandlung umfasst in der Regel:
• Verzinken (Fe/Zn 8 nach UNI ISO 2081)
• Mattverchromen z.B. der Hebelarme.
Metallteile aus Messing oder Edelstahl benötigen in der Regel keine Oberflächenbehandlung.
Auf Anfrage und bei hinreichenden Mengen können Metallteile auch mit folgenden Oberflächenbehandlungen geliefert werden: schwarz/gelb verzinkt, vernickelt, verchromt, eloxiert u.a. oder wärmebehandelt wie nitriert, gehärtet oder einsatzgehärtet.
Dichtungen: ELESA+GANTER Produkte haben normalerweise Dichtungen aus synthetischem Nitril-Butadien-Gummi (NBR) oder Acrylnitril-Butadien-Gummi (BUNA N) mit Shore-Härtewerten von 70 bis 90 A, je nach Produkt.
Der Arbeitstemperaturbereich für Dauerbetrieb liegt zwischen -30°C und +120°C. Wird eine höhere chemische und thermische Beständigkeit gefordert, z.B. für Produkte der Serie HCX.INOX, HCX.INOX-BW und HGFT.HT-PR, werden Dichtungen aus FKM (Fluorkautschuk) verwendet. Die chemischen Beständigkeitswerte sind aus der Tabelle in Kapitel 12 auf den Seiten A26-A27-A28 ersichtlich. Der Arbeitstemperaturbereich liegt zwischen -25°C und +210°C.
Auf Anfrage und bei hinreichenden Mengen werden auch Flachdichtungen und O-Ringe aus Sonderwerkstoffen wie EPDM, Silicongummi u.a. geliefert.
Luftfilter für Belüftungsdeckel (Serien SFC., SFN., SFP., SFV., SFW., SMN. und SMW):
• PU-Filter (TECH-FOAM): Polyesterbasiertes Polyurethan-Schaumnetz, Filtrationsgrad 40 Mikron, empfohlen für Temperaturen zwischen -40°C und +100°C bei Dauerbetrieb und für kurzfristige Spitzentemperaturen von +130°C. Dieser Werkstoff quillt bei Kontakt mit Wasser, Benzin, Seife, Reinigungsmittel, Mineralöl oder Fett nicht auf. Manche Lösungsmittel können eine moderate Schwellung des Schaums verursachen (Benzol, Ethanol, Chloroform).
• Draht-Filter (TECH-FIL): aus verzinktem Eisendraht (Güte nach DIN 17140-D9-W.N.R 10312, verzinkt nach DIN 1548), Filtrationsgrad 50-60 Mikron.
Die mechanischen Eigenschaften eines Kunstoffformteils können je nach Formgebung und des Herstellungsverfahrens stark schwanken.
Aus diesem Grund werden statt Tabellen mit spezifischen Daten über die mechanische Festigkeit von Prüfstücken aus unterschiedlichen Werkstoffen, den Konstrukteuren Angaben über die Kräfte gegeben, die in den signifikantesten Fällen den Bruch der Komponente verursachen können. Für die meisten Produkte gelten daher die im Katalog angegebenen mechanischen Festigkeitswerte für Bruchlasten.
Für bestimmte Produkte, für die eine Verformung unter Last nicht vernachlässigbar ist und daher der Einsatz beeinträchtigt werden kann, sind zwei Lastwerte angegeben.
• “Maximale Belastbarkeit” unterhalb derer eine Verformung die Eigenschaft NICHT beeinträchtigt.
• “Bruchlast” nach dem oben aufgeführten Konzept.
In diesen Fällen gelten die “Maximalen Belastbarkeiten” als Berechnungsdaten für die korrekte Leistung, während die “Bruchlast” unter Verwendung der entsprechenden Koeffizienten für Sicherheitstests verwendet wird.
Die Arbeitsbeanspruchung (z.B. die Drehmomentübertragung bei Handrädern und die Zugfestigkeit eines Griffs) sowie die Zufallsbelastung (z.B. bei auf die Komponente einwirkende Schlagkräfte) wurden berücksichtigt, um Konstrukteuren je nach Art und Bedeutung der Anwendung Bezugswerte zur Ermittlung der geeigneten Koeffizienten zu geben. Alle aufgeführten Festigkeitswerte beruhen auf Tests in den ELESA+GANTER Labors unter kontrollierten Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen (23°C - relative Luftfeuchtigkeit 50%), unter spezifischen Einsatzbedingungen und unter Aufbringung einer statischen Last über einen notwendigerweise beschränkten Zeitraum.
Der Konstrukteur muss daher je nach Anwendung und spezifischen Arbeitsbedingungen (Schwingungen, Wechsellasten, Arbeitstemperatur an der Grenze des zulässigen Temperaturbereichs) einen adäquaten Sicherheitskoeffizienten berücksichtigen. Der Anwender ist letztendlich verantwortlich für die Eignung des
Produkts für den vorgesehenen Zweck.
Bei manchen Thermoplasten, deren mechanische Eigenschaften hinsichtlich der prozentualen Feuchtigkeitsaufnahme stark variieren (siehe Abschnitt 1.5), werden die Prüfungen an den Elementen gemäß ASTM D570 ausgeführt, so dass die aufgenommene Feuchtigkeit im Gleichgewicht bezüglich der Umgebungsbedingungen von 23°C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 50% liegt.
Druckfestigkeit von Gelenkfüßen (Arbeitsbelastung):
Der Gelenkfuß mit montierter Schraube wird einer Druckbelastung mit Wechsellasten und schrittweise zunehmenden Lasten ausgesetzt, bis er bricht oder permanent plastisch verformt wird.
Belastbarkeit bei Drehmomentübertragung:
(Arbeitsbelastung):
Hierzu wird ein elektronischer Drehmomentmesser eingesetzt, der steigende Drehmomentwerte anwendet (siehe Abb.1).
Das dynamometrische System wird hier zum leichteren Verständnis, vereinfacht dargestellt.
Die Durchschnittswerte des im Bruchtest erzielten Drehmoments C werden in den Tabellen, für die unterschiedlichen Normteile, in [Nm] dargestellt.
Schlagfestigkeit (Zufallsbelastung):
Hierzu wird das in Abb.2 dargestellte Sondergerät verwendet. Die im Bruchtest erzielten Durchschnittswerte, die in der Tabelle für die unterschiedlichen Ausführungen in [J] ausgedrückt werden, entsprechen der Bruchbeständigkeit
L des den wiederholten Schlägen ausgesetzten Elements, wobei die Fallhöhe des
Schlaggewichts schrittweise um 0,1 m erhöht wird.
Schlaggewicht: Metallzylinder mit gerundetem Endstück und einem Gewicht von 0,680 kg (6,7 N).
Zugfestigkeit der Bügelgriffe (Arbeitsbelastung):
Bei diesem Test wird der zu prüfende Griff mit einem Kraftmesser verbunden und es werden zwei Belastungsarten aufgebracht:
• senkrecht zu den Montageschrauben (F1).
Die auf den Griff wirkende Belastung ist hier eine Kombination aus Zug und Biegung
• parallel zu den Montageschrauben (F2).
Die über den elektronischen Kraftmesser aufgebrachte
Last wird allmählich erhöht, um eine allmähliche Verformung des Griffes zu erzielen.
Um die effektivste Verankerung der Metalleinsätze im Kunststoff und die bestmögliche mechanische Funktion des Produktes zu gewährleisten, wird normalerweise eine Kreuzrändelung verwendet, deren Form, Steigung und Tiefe der aufzubringenden Belastung entspricht. Diese Art der Rändelung gewährleistet sowohl die axiale als auch die radiale Verankerung (um das Mitdrehen während der Drehmomentübertragung zu vermeiden) (Abb.3).
Für Bolzen wird statt einer marktüblichen Schraube ein speziell geformter Gewindeeinsatz verwendet, der aus dem Kunststoffkörper einige Zehntel Millimeter herausragt, so dass der Kunststoff vollständig unbelastet ist.
Montagearten für optimale Spannbedingungen:
Der Kunststoff des Spannelementes darf niemals auf der Spannfläche aufliegen. Dadurch wird bei der axialen Zugbelastung das anomale Verdrehen (“Korkenziehereffekt”) des Gewindestiftes oder der Gewindebuchse vermieden. Der Gewindestift bzw. die Buchse werden daher nur mit dem Drehmoment belastet, das zum Festziehen des Elementes benötigt wird.
Der Kunststoff des Spannelementes liegt direkt auf der Spannfläche, so dass der Gewindestift bzw. die Gewindebuchse ebenfalls axial belastet werden (“Korkenziehereffekt”) und somit die Verankerung gefährdet wird. Diese Kräfte sind – mit einer breiten Sicherheitsspanne - immer größer als die Kräfte, die im Normalbetrieb von Hand aufgebracht werden können. Konstrukteure, die die nicht sachgemäße Verwendung in Betracht ziehen möchten, sollten daher die in den Fällen 5-6-7 dargestellten Situationen vermeiden.
Für Elemente mit Durchgangsbohrungen (Typ FP) wird der Einsatz so gesetzt, dass die Bearbeitung der Bohrung oder z.B. das Anbringen einer Nabennut nur den Einsatz betrifft, so dass der Kunststoff nicht bearbeitet werden muss.
Alle Gewindebolzen der ELESA+GANTER Elemente haben Fasen gemäß ISO 4753 (Abb.4).
Auf Anfrage und bei hinreichenden Mengen können Bolzen mit unterschiedlichen Endstücken nach Abb.5 und gemäß der ISO 4753 Tabelle für “Befestigungselemente: Enden von Elementen mit ISO metrischen Außengewinde” geliefert werden.
DAS BEZUGSTOLERANZSYSTEM IST DAS ISO-TOLERANZSYSTEM
• Glatte Bohrungen in den Naben von Knöpfen und Handrädern Für die gängigsten Ausführungen stehen verschiedene Standardbohrungen zur Verfügung, so
dass der Anwender auf eine reichhaltige Auswahl zurückgreifen kann. Die Toleranz dieser Bohrungen liegt in der Regel bei H7, in wenigen Fällen auch bei H9. Der Toleranzgrad wird in den Tabellen zu jedem Artikel in der Spalte “Bohrungsgröße” ausgeführt. In den Fällen, in denen eine Standardbohrung nicht angeboten werden kann, wird entweder eine Vorbohrung oder eine Nabe ohne Bohrung verwendet.
• Innengewinde und Gewindebolzen. Bearbeitung nach ISO metrische Gewinde für normale Schraublänge (siehe Tabelle in Kapitel 12, Seite A19).
- Innengewinde = Toleranz 6H.
- Gewindebolzen = Toleranz 6g.
TOLERANZEN VON BOHRUNGEN UND GEWINDEN AUS GEFORMTEN KUNSTSTOFFEN
• Glatte Bohrungen z.B (für Griffe mit Durchgangsloch).Trotz erheblicher Schwierigkeiten bei der Beibehaltung der Toleranzen im Bearbeitungsvorgang, bei dem zahlreiche Faktoren das Endergebnis beeinflussen, wird der Durchmesser der Axialbohrung normalerweise mit einer Toleranz von C11 eingehalten.
• Innengewinde z.B. (für Griffe ohne Metallbuchse).
Diese werden in der Regel an der unteren Toleranz gehalten, so dass die Montage bei Umgebungstemperatur etwa schwergängig sein kann.
• Außengewinde z.B. (für Verschlußschrauben).
In diesem Fall muss aus verfahrenstechnischen Gründen und wegen der Eigenschaften des Kunststoffs, der geringe Feuchtigkeitsmengen aufnehmen kann, die Toleranz unter Berücksichtigung dieser Faktoren gewählt werden, wobei das Festziehen des Teiles in der Praxis nie in Frage gestellt ist.
Außengewinde z.B. (für Verschlußschrauben).
In diesem Fall muss aus verfahrenstechnischen Gründen und wegen der Eigenschaften des Kunststoffs, der geringe Feuchtigkeitsmengen aufnehmen kann, die Toleranz unter Berücksichtigung dieser Faktoren gewählt werden, wobei das Festziehen des Teiles in der Praxis nie in Frage gestellt ist.
Kugelknöpfe
Bei allen Kugelknöpfen oder Griffen anderer Bauart wird das in Abb.7 beispielhaft aufgeführte
Rändelband prinzipiell ausgeschlossen.
Diese Lösung soll den Grat verbergen, der sich auf der Formtrennfläche bildet und so die Kosten
für das Entgraten eliminieren. Aus funktioneller und ergonomischer Sicht ist diese Lösung jedoch
nicht akzeptabel, da sie auf die Dauer die Hände des Bedieners erheblich belastet. Neben diesen
wichtigen ergonomischen Erwägungen ist diese Rändelung ein Schmutzfang.
Die Lösung, das Entgraten durch Schaffung einer abgehobenen Kante entlang der Formtrennfläche
(Abb. 8) zu erleichtern, ist ebenfalls problematisch. .
Die folgenden zwei Lösungen wurden daher als einzige übernommen:
- komplett glattes Finish: (Abb.9) mit höheren Kosten für die Entgratung (Entfernung der Formtrennfläche), Glätten (Verbinden der Oberflächen) und Polieren (zur Wiederherstellung des Glanzes). Dadurch sieht der Griff sauber aus und ist ngenehm zu „greifen“.
- Endbearbeitung mit umlaufender Nut: (Abb.10) eine wirtschaftlichere Lösung, da sich das Entgraten durch Drehen einer kleinen Umlaufnut auf die Entfernung der Formtrennfläche beschränkt, ohne dass die Oberfläche geschliffen und poliert werden muss.
Für feste und drehbare Griffe wurden glatte und nuten- und rändellose Formen gewählt (Abb.11).
Dies erleichtert die Bedienung des Griffs.
Rändelungen, Nuten und Kanten bei drehbaren Griffen beeinträchtigen die Handhabung und sind schmutzanfällig.
Für die Befestigung feststehender Griffe am Schaft werden unterschiedliche Methoden angewandt:
• Griffe mit Messingbuchsen zum Anschrauben an einen Gewindeschaft.
• Griffe mit im Kunststoff geformten Innengewinde zum Anschrauben an einen Gewindeschaft.
• Griffe mit integrierter elastischer Buchse aus Spezial-Thermoplast (Original ELESA Design) zum Aufschieben auf einen glatten Schaft (ohne Gewinde) aus normal gezogenem Stab (ISO Toleranz h9). Diese Lösung verhindert das unerwünschte Lösen aufgrund von Vibrationen oder durch den Bediener.
Für Ausführungen mit Gewindebohrung im Kunststoff wird das Gewinde im unteren Toleranzbereich der in den Normen niedergelegten Spezifikationen gehalten.
Damit kann sich das Gewinde der Mutternschraube beim Festziehen in Umgebungstemperatur an die Schraube anpassen, so dass über die Elastizizät des Kunststoffes eine Sicherung entsteht.
Noch bessere Ergebnisse können durch Heißmontage erzielt werden: Der Griff wird auf 80÷90°C erhitzt, bevor er auf den Gewindestift geschraubt wird. Dieses Montageverfahren erleichtert das Anschrauben, weil das Gewinde sich zunächst ausdehnt und dann aufgrund des Abkühlungsschwundes und der Rauheit der Oberfläche auf dem Schaftgewinde eine sehr effektive Sicherung bildet.
Die Lösung mit einer elastischen Buchse aus Spezial-Thermoplast (Abb.12) ist in jedem Fall die beste Lösung gegen unbeabsichtigtes Lösen.
Die Buchse ist auch so ausgelegt, dass der Griff auch bei normaler Zugwirkung entlang seiner Achse nicht abgezogen wird. Die Ergebnisse der Forschungsarbeiten in den ELESA+GANTER Labors bestätigen diese Eigenschaften (Abb.13 und 14).
Die Grafik in Abb.13 zeigt die Schwankungen der Abzugskraft in [N] als eine Funktion des Schaftdurchmessers (mm), trocken und entfettet. Die beiden Kurven entsprechen den Mindest- und Höchstwerten in hunderten von Tests mit einem solchen Griff und einer Bohrung Ø 12 mm. Bereich A enthält die Werte, die sich auf einen handelsüblichen Schaftdurchmesser von 12 mm beziehen (Toleranz h9).
Die Grafik in Abb.14 zeigt die Schwankungen in der Abzugskraft (Durchschnittswerte) als Funktion des Schaftoberfläche. Fett- oder Emulsionsöl auf der Schaftoberfläche verringern die Abziehkraft des Griffs. Selbst unter dieser ungünstigen Bedingungen ist die axiale Belastbarkeit ausreichend.
Die Verwendung dieses Grifftyps stellt eine beträchtliche Ersparnis da kein Gewinde geschnitten werden muss. Die elastische Buchse aus Spezial-Thermoplast erlaubt eine elastische Koppelung, während der eigentliche Griff seine typische Oberflächenhärte und Verschleißbeständigkeit beibehält.
Montageanleitung: Griff auf das leicht abgeschrägte Schaftende von Hand so weit wie möglich aufschieben. Dann mit einem Schonhammer aufschlagen.
Kunststoff ist ein schlechter Wärmeleiter mit einem anderen Wärmeausdehnungskoeffizienten als Metall. Bei einer Nachbearbeitung der Bohrung muß daher das Überhitzen der Naben und Buchsen vermieden werden. Die erzeugte Wärme wird nicht abgeführt, die Metallteile dehnen sich aus und verursachen Spannung im Kunststoffkörper, was sich wiederum nachteilig auf die Festigkeit auswirkt (Duroplast).
Bei Thermoplast können zudem Temperaturen nahe ihrem Schmelzpunkt erreicht werden, so dass die Gefahr besteht, dass sich der Metalleinsatz löst.
Die Schnitt- und Vorschubgeschwindigkeit muss daher immer so gewählt werden, dass keine ausgeprägte lokale Erhitzung entsteht. Um den Oberflächenglanz zu erhalten, wird nach Abschluss der maschinellen Bearbeitung empfohlen, den Kunststoff nicht über längere Zeit hinweg nass zu halten d.h. emulgiertes Restwasser von den Oberflächen zu entfernen; wenn möglich, nur Öl verwenden.
Die für die Montage der Handräder oder Griffe erforderlichen maschinellen Bearbeitungsverfahren sind:
• Nachbearbeitung der axialen Bohrung in den Buchsen (Sackloch). Bei der Nachbearbeitung der Bohrung in einer integrierten Metallbuchse sollte nicht wie in Abb.15, gezeigt verfahren werden, da sowohl beim Bohren als auch beim Einsetzen eines Stiftes der Kunststoffbereich belastet werden kann und die Gefahr besteht, dass das schraffiert dargestellte Teil bricht oder sich löst.
Die in Abb.16 dargestellte Vorgehensweise ist optimal.
Die Länge der integrierten Buchsen wird in der Tabelle zu jedem Artikel ausgewiesen uns ist entsprechend zu berücksichtigen.
• Nachbearbeitung der axialen Bohrung in den Buchsen (bei Durchgangsbohrungen von Handrädern). Wird nicht nur die Metallbuchse bearbeitet, sondern auch ein Kunststoffteil durchgebohrt, muss das Handrad sorgfältig zentriert und der Bohrvorgang von der Kunststoffseite aus begonnen werden.
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• Quergewinde in der Buchse für eine Madenschraube. Auszuführen gemäß den obigen
Anweisungen. Gewindeschneiden im Kunststoff vermeiden: also möglichst nur das Metallteil mit
Gewinde versehen. Bohr- und Gewindeschneiden allein in Kunststoff sind also zu vermeiden, wegen der Wärmeentwicklung und dem schnellen Verschleiß der Schneiden (Hartmetallwerkzeuge verwenden). |
Die Palette der ELESA+GANTER Normelemente ist extrem vielfältig und bietet Konstrukteuren zahlreiche Alternativen bezüglich Design, Eigenschaften, Material, Größen, usw., so dass die Anwendungsanforderungen weitgehend abgedeckt sind. Änderungen der Standardausführungen sind grundsätzlich möglich.
Um optimale Lösungen zu erarbeiten stehen Ingenieure bei ELESA+GANTER zur Verfügung.
Selbstverständlich sind hinreichende Mengen für solche Sonderteile erforderlich.
Neben schwarz, das für Kunststoff- und Metallteile am häufigsten verwendet wird, stehen zahlreiche Normelemente in diesem Katalog auch in den folgenden Farben zur Verfügung:
Achtung: Die RAL-Tabelle bezieht sich auf Lackfarben und gilt daher für Glanzfarben
Alle Informationen über Testwerte beruhen auf Erfahrungswerten und auf Labortests, die unter spezifischen Standardbedingungen und notwendigerweise innerhalb beschränkter zeitlicher Grenzen durchgeführt wurden.
Die angezeigten Werte gelten daher nur als Richtwerte für den Konstrukteur, der je nach Produktanwendung entsprechende Sicherheitswerte berücksichtigen muss. Konstrukteur und Anwender sind verantwortlich für die Überprüfung der Eignung unserer Produkte für den vorgesehenen Zweck.
Hinweis
Die Verbindung zwischen Bedienelementen und Welle erfolgt vielfach durch Querstift oder Druckschraube.
Die damit verbundenen Montagekosten sind für den Anwender recht hoch, da in der Standardausführung Bedienelemente in der Regel keine Querbohrung besitzen.
Bei Ausführung der Querbohrung nach GN 110 können diese nicht nur preisgünstig gefertigt und geliefert werden, sondern es entfallen auch aufwendige Konstruktionszeichnungen. Allerdings läßt die Form (Geometrie) einiger Bedienelemente, die Anwendung dieser Norm nicht zu.
Die radiale Positionierung der Querbohrungen ist nur für die rechts gezeigten Produktgruppen (Schaltnaben, Handkurbeln, Handräder) festgelegt, für alle anderen Bedienelementen ist die radiale Positionierung der Querbohrung beliebig.
Die Stiftlochbohrung d2 H11 ist für die Verwendung von Spiralspannstiften vorgesehen.
Das Kennzeichen der Festigkeitsklasse besteht aus zwei Zahlen:
- die erste Zahl entspricht 1/100 der Nennzugfestigkeit in N/mm2 (siehe Tabelle)
- die zweite Zahl gibt das 10fache des Verhältnisses der unteren Streckgrenze ReL (oder 0,2 %-Dehngrenze Rp 0,2) zur Nennzugfestigkeit Rm, Nenn an (Streckgrenzenverhältnis).
Beispiel: Festigkeitsklasse 5.8 bedeutet Mindestzugfestigkeit Rm = 500 N/mm2
Mindeststreckgrenze ReL = 400 N/mm2
Zudem ergibt die Multiplikation der beiden Zahlen 1/10 der Steckgrenze in N/mm2.
Die Bezeichnung einer Festigkeitsklasse besteht aus einer Kennzahl die Auskunft über die Prüfspannung des verwendeten Werkstoffes gibt:
- Kennzahl x 100 = Prüfspannung Sp
- Die Prüfspannung ist gleich der Mindestzugfestigkeit in N/mm2 einer Schraube, die bei Paarung mit der entsprechenden Mutter bis zu der Mindeststreckgrenze der Schraube belastet werden kann.
Beispiel: Schraube 8.8 - Mutter 8, Verbindung bis zu der Mindeststreckgrenze der Schraube belastbar.
Diese ISO-Norm ist Grundlage des Systems für Grenzmaße und Passungen, wobei die Tabelle die berechneten Werte der Grundtoleranzen in Verbindung mit den Grundabmaßen wiedergibt.
Der Anwendungsbereich beschränkt sich auf glatte kreiszylindrische Werkstücke oder solche mit zwei parallelen Paßflächen oder Berührungsebenen.
Der einem ISO-Toleranzgrad (IT) zugeordneten Zahlenwerte legt die Größe der Toleranz und damit das Toleranzfeld fest; mit steigender Zahl nimmt es an Größe zu.
Zur Kennzeichnung der Lage des Toleranzfeldes im Bezug auf das Nennmaß (Nullinie) wird die als Toleranzgrad IT ausgewählte Zahl mit einem vorgesetzten Buchstaben versehen.
Am gebräuchlichsten ist für Bohrungen das Toleranzfeld H. Es besagt, daß das Mindestmaß der Bohrung dem Nennmaß entspricht, das zulässige Höchstmaß dem Nennmaß plus Toleranz nach IT.
Beispiele:
Bohrung 20 H7 = 20 +0.021/0 Bohrung 8 H11 = 8 +0.090/0
Mindestmaß: 20.000 Mindestmaß: 8.000
Höchstmaß: 20.021 Höchstmaß.: 8.090
Die Drehmomentangaben entsprechen DIN 267 Teil 27. Sie beruhen auf einer Prüfung des Gewindes ohne Vorspannung, mit einem Muttergewinde 6H und bei Raumtemperatur.
Beschreibung
Das Prinzip der Mikroverkapselung besteht darin, daß ein Flüssigkunststoff und Härter, jeweils eingekapselt in eine dünne Polymerwand, in ein lackartiges Trägersystem eingebettet sind, das auf einen Teilbereich des Gewindes aufgebracht wird. Es entsteht ein trockener, griffester und jederzeit einsatzbereiter Sicherungsüberzug.
Beim Verschrauben der so beschichteten Gewindeteile werden die “Mikrokapseln durch Druck und/oder Scherbeanspruchung zerstört. Dabei wird der Flüssigkunststoff und der Härter freigesetzt und gemischt, so daß es zu einer chemischen Reaktion kommt, der Klebstoff aushärtet und die gewünschte Sicherungswirkung erzielt wird.
Die Aushärtung beginnt 10-15 Minuten nach der Montage. Eine ausreichende Funktionsfestigkeit ist meist schon nach ca. 30 Minuten erreicht. Die vollständige Durchhärtung ist nach 24 Stunden vorhanden.
Justier- und Anzugsvorgänge sollten innerhalb 5 Minuten abgeschlossen sein.
Die Gewindeverbindung läßt sich wieder lösen, wenn das MAUS aufgebracht und auf das Gewindeteil übertragen werden kann, oder bei Erwärmung über 170 °C. Von einer Wiederverwendung nach dem Lösen wird abgeraten.
Fett- bzw. ölfreie Gewinde erhöhen die Klebewirkung.
Die Lagerbeständigkeit der Beschichtung beträgt in unmontiertem Zustand mindestens 4 Jahre.
Merkmale
Höchste Sicherungswirkung gegen selbstständiges Lösen oder Verlieren auch bei starker Vibration; nicht geeignet für Justierschrauben.
Die Sicherung ist unverlierbarer Bestandteil des Normteils. Sie erspart die Lagerung und Montage zusätzlicher Sicherungsmaterialien, einschließlich flüssigen Klebern.
Niedriges Eindrehmoment
Temperaturbeständig von - 40 °C bis 170 °C
Hohe Chemikalienbeständigkeit
Bestellbeispiel
Im Bestellfall ist MVK an die Artikelbezeichnung anzuhängen, z. B.
Federndes Druckstück GN 615.3-M8-K-MVK
l0 ~ Gewindelänge
l1 ~ 2 bis 3 x Gewindesteigung
l2 ~ 1,5 x d
w1: Beschichtungs-Kernbereich
w2: Beschichtung einschl. Randzone
LDie Drehmomentangaben beruhen auf einer Prüfung des Gewindes ohne Vorspannung, mit einem Muttergewinde 6H und bei Raumtemperatur. Bei Gewindelängen l0 < l2 verkürzt sich l2 so, daß am Gewindeende ein bis zwei Gewindegänge nicht beschichtet sind.
Beschreibung
Die Polyamid-Fleckbeschichtung ist ein Verfahren, bei dem ein elastischer Kunststoff (Polyamid) auf einen Teilbereich des Gewindes aufgebracht wird; dieser erzeugt beim Einschrauben eine klemmende Wirkung. Der axiale Spielraum zwischen Schrauben und Muttergewinde wird durch das Polyamid ausgefüllt und erzielt so eine hohe Flächenpressung zwischen den gegenüberliegenden, unbeschichteten Gewindeflanken. Dadurch wird dem selbständigen Lockern und Lösen entgegengewirkt.
Es ist keinerlei Aushärtzeit erforderlich, die Gewindeverbindung ist sofort belastbar. Die typische Sprüh-Randzone sichert die Polyamid-Auflage gegen Abscheren.
Gewinde mit Polyamid-Fleckbeschichtung sind unbegrenzt lagerfähig.
Merkmale
Hohe Sicherungswirkung, rüttelfest Hervorragend geeignet für Justierschrauben.
Die Sicherung ist unverlierbarer Bestandteil des Normteils, sie erspart die Lagerung und Montage zusätzlicher Sicherungsmaterialien, einschließlich flüssigen Klebern.
Mehrfachverwendung ist möglich, wobei die Klemmwirkung nach dem 5. Ausschrauben noch etwa 50% des ursprünglichen Wertes beträgt.
Temperaturbeständig von - 50 °C bis 90 °C (kurzfristig 120 °C) Hohe Chemikalienbeständigkeit
Bestellbeispiel
Im Bestellfall ist PFB an die Artikelbezeichnung anzuhängen, z. B.
Federndes Druckstück
GN 615.3-M8-K-PFB
ELESA und GANTER Modelle, alle Rechte vorbehalten in Übereinstimmung mit dem Gesetz.
Bei Reproduktion der Zeichnungen, bitte immer Quellenangabe. |
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