V-Research GmbH
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Tribologische Optimierung von Kunststoffgleitlagern

Palfinger Europe GmbH

Die Palfinger Europe GmbH ist Weltmarkt- und Technologieführer im Bereich hydraulischer Hebe-, Lade- und Handlingsysteme. Für spezielle Gleitlagerungen greift Palfinger auf Gleitlagerkunststoffe der faigle Kunststoffe GmbH zurück. faigle ist Spezialist für Kunststoffhalb- und Fertigteile mit umfassendem Know-how in der Entwicklung, Herstellung, Bearbeitung und Anwendung von Kunststoffen für verschiedenste tribologische Anwendungen (z. B. Rollen für Fahrtreppen oder Gleitplatten für Schienenfahrzeuge).

In einem gemeinsamen Forschungsprojekt mit Palfinger und faigle hat V-Research die tribologischen Wechselwirkungen in Polymergleitlagern analysiert, wie sie in den Ladesystemen für Nutzfahrzeuge und im maritimen Bereich  von Palfinger eingesetzt werden. Eine herausfordernde Aufgabe, da tribologische Systeme mit Polymeren in der Regel sehr komplex sind und zusätzlich stark von Umgebungseinflüssen wie z.B. Temperatur, Luftfeuchtigkeit usw. beeinflusst werden. Um unter diesen Voraussetzungen erfolgreich zu sein, bedient sich V-Research einer streng systematischen Methodik und der Kombination von theoretischen und experimentellen Untersuchungen des Tribosystems.

 

Durch das gemeinsame Forschungsprojekt konnte Wissen aufgebaut werden, welches direkt in der Produktentwicklung sowohl bei Palfinger als auch bei faigle genutzt werden kann. Zusätzlich konnte durch das Projekt auch die Zusammenarbeit zwischen Hersteller und Anwender gestärkt werden.

Signifikante Verbesserung der Qualitätsmerkmale von Spindelhubgetrieben bei gleichzeitiger Senkung der Material- und Herstellkosten

ZIMM Maschinenelemente GmbH & Co KG

Die Firma ZIMM Maschinenelemente ist ein international tätiges Unternehmen mit mehr als 35 Jahren Erfahrung in der Antriebstechnik. Mit ihrem Spindelhubgetriebe-Systembaukasten bietet Zimm ein vielseitiges Programm für präzise elektromechanische Verstellungen für lineare Bewegungen von Lasten bis zu 100 Tonnen (1.000 kN) pro Getriebe.

Die Schneckenverzahnung und die Bewegungsgewinde sind das Herzstück vom Spindelhubgetriebe. Aufgrund des hohen Gleitanteils und der daraus resultierenden großen tribologischen Beanspruchung stellen diese Baugruppen sehr hohe Anforderungen an die eingesetzten Werk- und Schmierstoffe.

Durch ein umfassendes Neudesign der Schneckenverzahnung und deren tribologische Optimierung ist es V-Research gelungen, bei 30 Prozent geringeren Herstellungs- und Materialkosten die Lebensdauer des Hubsystems um 55 Prozent und die Traglasten um 30 Prozent zu steigern.

Vor diesem Hintergrund unterstützt V-Research ZIMM bei der Optimierung der bestehenden Werkstoffpaarungen, Oberflächen, Beschichtungen und Schmierstoffen sowie bei der Auswahl und Evaluation ganz neuer Werkstoffkonzepte. Damit kann ZIMM seine Produkte an die steigenden Anforderungen des Marktes anpassen und sich von den Produkten des Wettbewerbs abheben.

Design einer schmierstofffreien Gleitpaarung für große Teleskopführungen

Liebherr-Werk Ehingen GmbH

Liebherr hat in den Jahren 2009 und 2010 eine Vielzahl von Sonnenschirmen für die Beschattung von Pilgerstätten in Medina nach Saudi Arabien geliefert. Im Jahr 2012 unterzeichnete Liebherr einen Vertrag für den Bau eines riesigen, faltbaren Sonnenschirms für die Große Moschee in Mekka mit einem der führenden Bauprojektträger in Saudi Arabien. Der Schirm wird in geöffnetem Zustand eine Fläche von etwa 2.400 Quadratmetern überschatten. Die Schirmmembrane in einer Höhe von 30 Metern hat eine Spannweite von 53 Metern. Gespannt wird sie durch acht Teleskoparme, die jeweils aus einem Anlenkstück und zwei hydraulisch ausfahrbaren Teleskopteilen bestehen. V-Research hat für die Teleskoparme bzw. deren Gleitpaarungen eine gänzlich neue Lösung gefunden, welche ohne die sonst notwendige Befettung funktioniert. Sie wurde am Funktionsmuster bei Liebherr in Ehingen sehr erfolgversprechend getestet. Anschließend wurde  ein Schirm mit einem Gesamtgewicht von 600 Tonnen in Ehingen montiert und aufgestellt. Nach umfangreichen Tests in Deutschland ist er an Saudi Arabien geliefert worden und wird derzeit in Mekka aufgebaut.

Minimierung von Reibungsverlusten und Erhöhung der Produktqualität mit Haftreibungsdesign

Liebherr Machines Bulle SA (Schweiz)

Am Standort Bulle, Schweiz, stellt Liebherr seit mehr als 30 Jahren Hydraulikkomponenten her. Dazu gehören in erster Linie Axialkolbenpumpen und -motoren in Schrägscheibenbauweise. Diese robusten Maschinen haben den Nachteil, dass sie konstruktionsbedingt bei geringen Drehzahlen und beim Anlaufen vergleichsweise hohe Reibungsverluste besitzen und dadurch auch zu Drehzahlschwankungen neigen. Der Grund dafür liegt im Aufbau und in der Beschaffenheit des Hydraulikfilms, der für eine Trennung von Bauteiloberflächen wie beispielsweise Kolben-Zylinder oder Gleitschuh-Gleitplatte sorgt. Für das Tribo Design bedeutet dies, dass Lösungskonzepte für das Haftreibungsregime gesucht werden müssen. Die Tribologie-Experten von V-Research fanden auf die jeweiligen Belastungsarten zugeschnittene neue Materialpaarungen und Beschichtungen, mit denen die Haftreibung halbiert werden konnte. Darüber hinaus konnten in einem umfassenden Versuchsprogramm noch weitere Lösungsansätze zur Substitution der eingesetzten Buntmetalle identifiziert und damit eine wirtschaftlichere und gleichzeitig umweltfreundlichere Lösung erarbeitet werden.

Erhöhung der Prozesssicherheit in der Herstellung von Spritzguss-Kunststoff-Rutschkupplungen

Hirschmann Automotive GmbH

Die Hirschmann Automotive GmbH entwickelt und produziert seit mehr als 25 Jahren innovative Steckverbindungen und Kontaktierungssysteme mit passenden Leitungssätzen sowie intelligente Sensor-/Aktorelemente für den automotiven Einsatz.

Mechanische Rutschkupplungen mit genau definiertem maximal übertragbarem Drehmoment kommen in einem Aktuator von Hirschmann Automotive zum Einsatz. Für eine reproduzierbare Positionierung gilt ein Durchrutschen der Kupplung bei einem bestimmten Drehmoment als Voraussetzung. Dies ist gerade bei einer Kupplung aus Polymer-Polymer-Paarungen in der Serie äußerst schwierig umzusetzen. Die tribologischen Eigenschaften von Kunststoffen hängen bekanntlich von einer Vielzahl von Einflüssen ab. Luftfeuchtigkeit, Temperatur, Abkühlrampen beim Spritzgussprozess, Oberflächenveränderungen während des Abkühlprozesses und Relaxation von Eigenspannungen sind einige Beispiele dafür. Um das komplexe Zusammenspiel dieser Einflussparameter zu erfassen, verwendete V-Research Bauteilsegmente für die tribologischen Untersuchungen. So wurden die Kontaktflächenschwankungen, Topographie und Ausrichtung der Rutschflächen bestimmt. Dadurch wurde der Einfluss dieser Größen ermittelt und die reproduzierbare Funktion der Rutschkupplung ermöglicht.