Flurförderzeuge

Hart aber elastisch

Kunststoffe für hohe Belastungen
Obwohl bereits vor über 50 Jahren entwickelt, ist das Polyurethan-Elastomer Vulkollan in bestimmten technischen Anwendungen, zum Beispiel Hochleistungs-Rollenbelägen, bis heute eine gute Wahl. Zusätzlich gibt es für weniger anspruchsvolle Anwendungen einen wachsenden Bedarf an PUR-Elastomeren, die nicht das volle Leistungsprofil des Werkstoffs haben müssen.

Polyurethan (PUR)-Elastomere werden heute in vielen Bereichen der Technik eingesetzt, in denen man mit Gummi nicht mehr weiterkommt. Sie, die im Unterschied zu Gummi auf Füllstoffe und Weichmacherzusätze verzichten können, haben sich in extremen technischen Leistungsbereichen als Ergänzung zu Kautschuk-Elastomeren durchgesetzt. Unter ihnen ist ein Werkstoff, den Bayer unter dem Namen Vulkollan entwickelte und in Lizenz von spezialisierten Formteilherstellern verarbeiten lässt. Dieses PUR-Elastomer hat eine ausgewogene Balance zwischen hohem Verschleißwiderstand, weitgehend Temperatur unabhängigen Eigenschaften, dynamischer Belastbarkeit, geringer bleibender Verformung, hoher Stoßelastizität und hohem Einreißwiderstand.

Die dynamischen Kenndaten dieses Werkstoffs sind dem recht exotischen Isocyanat-Baustein Desmodur 15 zu verdanken. Das gummielastische Material kann hohe Belastungen aushalten. Im Extremfall verkraftet es Dauerarbeitstemperaturen von 80, kurzfristig sogar bis zu 120 Grad Celsius.

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Rollenbeläge als ­Herausforderung

Das Haupteinsatzfeld dieses Werkstoffes sind stark beanspruchte Rollenbeläge von Flurförderfahrzeugen. Die Anforderungen, die eine immer präziser und schneller arbeitende Logistik an die Komponenten von Materialfluss-Systemen stellt, sind in den letzten Jahren deutlich gestiegen. So transportieren Gabelstapler heute Waren mit immer höheren Geschwindigkeiten durch die Hochregallager. Hinzu kommen Unebenheiten und scharfe Kanten im Boden, die gewöhnliche Reifen schnell aufschlitzen können sowie Kurvenfahrten bei hohem Tempo. Dadurch muss das einzige Antriebs- und Steuerrad moderner Dreiradstapler extreme Scherbelastungen und Bremsbeschleunigungen tolerieren.

Nun müssen Elektrogabelstapler mit vergleichsweise harten, massiven Rollen versehen werden, die elastisch genug sind, um den Untergrund nicht zu beschädigen, zum anderen aber so hart, dass der Stapler beim Ausfahren des Mastes nicht ins Schwanken gerät. Stahl- oder Polyamidräder hätten mit diesem Anforderungsprofil wohl kein Problem, wären allerdings zu laut und könnten den Betonuntergrund beschädigen. Die Reifen der Leverkusener haben sich in diesem Umfeld als guter Kompromiss zwischen nötiger Elastizität und Härte erwiesen. Der Werkstoff zeigt hier seine hohe Langzeitbelastbarkeit, gute Abriebwerte und eine hohe Einschnitt- und Weiterreißfestigkeit. Die Dauerformbeständigkeit, die „Plattfüße“ nach langem Stehen unter Belastung verhindert, ist ein weiterer Vorteil.

Nicht nur unter Staplern zu Hause

Durch die guten dynamischen Eigenschaften ist dieser Werkstoff auch für den Einsatz in hochbeanspruchten Walzenbelägen geeignet, etwa in der Glasfaserherstellung: Hier zerkleinert man die frisch gezogenen Fasern auf den Kunststoffwalzen, oder in Reckanlagen, in denen Kunstfasern zur Erzielung höherer Festigkeiten gedehnt werden. Die Rollenbeläge halten so lange, dass sie in zwei Jahren eine Strecke zurücklegen würden, die 90 Mal um die Erde reicht. Ein Grund für diese Ausdauer sind die Fertigung nach stahltypischen Toleranzen, Planlauf: 0,02 Millimeter, Rundlauf: 0,003 Millimeter.

High end- oder Midi-Anwendungen

Allerdings wird das auch mit gewissen Nachteilen erkauft: Das Produkt ist nicht gerade billig und die Verarbeitung muss in einem genau einzuhaltenden Verfahren mit sehr engen Fertigungsfenstern erfolgen. Nicht für jedes Rollerskate-Rad ist allerdings das ganze Bündel an Spitzenwerten erforderlich. Es gibt daher eine ganze Reihe von PUR-Elastomeren, die mit einem abgespeckten Eigenschaftsprofil für viele Anwendungen ausreichen. Diese Materialien unterscheiden sich vom Vulkollan in erster Linie durch den Einsatz der „Standard“-Isocyanate MDI und TDI. Die Härte dieser Werkstoffe lässt sich allein durch Variation des Polyol- und Isocyanatgehalts über einen weiten Bereich einstellen. Sie kommen immer dann zum Einsatz, wenn die Eigenschaften von Gummi nicht ausreichen, die volle Bandbreite der Werkstoffe jedoch nicht benötigt wird – etwa in Rollen von Gabelhubwagen, die keine so hohe Belastungen ertragen müssen wie die in Flurförderfahrzeugen. Damit sind die PUR-Gießelastomere ein vielseitiger Elastomerbaukasten, der sich für einfache Anwendungen, aber auch für High-End-Produkte eignet. Bleibt für den Anwender die Qual der Wahl: Höchstleistungs-Anwendungen, oder ist man mit MDI/TDI-PUR- Gießelastomeren ausreichend bedient?Rainer Rueffer (ma)

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