hohe Belastbarkeit sowie gute Leitfähigkeit

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    • hohe Belastbarkeit sowie gute Leitfähigkeit

      Hallo Kollegen,

      kurz zu meinem Problem: Wir müssen eine bestehende Hülse (diese wird rundum in Beton eingegossen, 200mm Durchmesser, 100mm Höhe) durch Rissbildung neu konstruieren und mit einem besseren Kunststoff spritzen.
      Die Hülse existiert bereits, ist jedoch im mittleren Bereich sehr dickwandig (25mm pro Seite, hier sitzen auch die Stege) und reisst nach geraumer Zeit. Auf die Hülse kommt eine Abdeckung (soll das selbe Material sein wie Hülse) über die Stapler mit demenstprechend hohem Gewicht fahren.
      Ein solcher Riss äußert sich problematisch, da der Deckel dann natürlich schief sitzt und die Hülse aus dem Beton entfernt werden muss. Kostet viel Geld, neue Hülse muss neu in Beton gegossen werden etc.

      Aktuell ist ein PP mit höherem Rußanteil eingesetzt. Eher negativ zu sehen bei diesen Anforderungen.
      Habt ihr Erfahrungen, was hier an Material ideal wäre?

      P.S. Hülse dient der Belüftung von Hallen als auch als Staubfauffangbehälter. (Diese Hallen sind komplett unterkellert und alle Leitungen laufen unter dem Boden entlang.)
    • Das Grundproblem ist die hohe zyklische Belastung des Bauteils. Ist die Belastung zu hoch, wird jedes Teil reißen.

      PP mit Ruß wird da nicht viel reißen, da der Ruß nur bei Elastomeren einen Vorteil bezüglich der zyklischen Belastung liefert. Die hohe Dicke führt auch zu einer ersten thermischen Schädigung während der Fertigung, wodurch die zulässige Belastung noch weiter sinkt. Hierbei kann der Ruß helfen die Wärme schneller abzuleiten.

      Wie könnt ihr das Problem effektiv lösen?
      Wichtig ist die Information, wie oft ein Stapler darüber fährt und welche Kraft er auf die Hülse ausübt. Ebenso müsst ihr wissen welcher Raum euch zur Verfügung steht. Erst jetzt könnt ihr eine Abschätzung machen, welcher Kunststoff überhaupt in die enge Auswahl kommt. Problematisch an der ganzen Sache wird die richtige Auswahl. Bei den metallischen Werkstoffen gibt es die Wöhler-Kurven und somit ist auch bekannt, welche zulässige Spannung für Wechselfestigkeit nicht überschritten werden kann. Dies wird mit einer speziellen Prüfkörper-Geometrie erreicht und die Querschnittsänderung, die mit einem Risswachstum einhergeht, wird über den elektrischen Widerstand gemessen. Dies ist bei Kunststoffen nicht möglich. Mir ist bekannt, dass es verschiedene Ansätze gibt die zulässige Spannung für Wechselfestigkeit bei Kunststoffen einfacher zu ermitteln, aber dies steckt noch alles in den Kinderschuhen. Für wenige Kunststoffe gibt es diese Kurven und auch eine PP-Sorte ist drunter. Nur lässt sich diese nicht einfach 1:1 übertragen, da es reines Naturmaterial ist, was auch nicht mehr hergestellt wird. Ebenso ist bei PP die Abkühlhistorie notwendig und dieses Material wurde bei einer Wandstärke von 0,5mm vermessen, weil es für Folienscharniere notwendig war.

      Das alles hilft euch aktuell nicht weiter. Wenn bekannt ist welche Belastungen auftreten und wie sich die Hülse verformt, gibt es die Option die Hülse mit Stahl zu verstärken. Ihr könnt aber nicht einfach irgendwo den Stahl einsetzen. Dieser muss gezielt da eingebracht werden, wo es notwendig ist, und ihr müsst auf die anderen Effekte achten. Realisiert ihr dies als Einleger, ändert sich das Füllverhalten und die Bindenähte können eine neue Schwachstelle sein.

      Kurzum. Das Problem ist lösbar, aber es sind viele Informationen notwendig, die du aktuell nicht liefern kannst und der Umfang ist hoch für ein Forum.
    • Hier könnte ein speziell vernetztes PP mit entsprechender Glasfaser (auch in schwarz, wenn´s unbedingt sein muss, Leitfähigkeit muss evtl. entwickelt werden) Abhilfe schaffen. Bei einem unverstärkten PP sorgt der Russ nur für eine erhöhte Sprödigkeit.
      Evtl. muss auch die äußere Strukturierung (Rippen) überarbeitet werden, damit weniger Bewegung zwischen Beton und Kunststoffhülse stattfindet.
    • petersj schrieb:

      Hier könnte ein speziell vernetztes PP mit entsprechender Glasfaser (auch in schwarz, wenn´s unbedingt sein muss, Leitfähigkeit muss evtl. entwickelt werden) Abhilfe schaffen. Bei einem unverstärkten PP sorgt der Russ nur für eine erhöhte Sprödigkeit.
      Evtl. muss auch die äußere Strukturierung (Rippen) überarbeitet werden, damit weniger Bewegung zwischen Beton und Kunststoffhülse stattfindet.
      Lässt sich für die Druckbelastung (die ist es ja primär, wenn ein Fahrzeug darüber fährt) mit anderen Füllstoffen z.B. Glaskugeln oder mineralischen, annähernd isotropen Partikeln etwas machen? Um die Festigkeit und Steifigkeit zu erhöhen?
    • Ihr werdet nicht um externe Unterstützung und umfangreiche Versuche herum kommen.
      Ich habe mich für ein vernetztes PP mit GF ausgesprochen, weil wir durch entsprechende Versuche diese Materialien für ganz bestimmte Anwendungen entwickelt habe. Auch in der Hinsicht der nicht gewünschten Alterung und Rissbildung.

      Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von petersj ()

    • petersj schrieb:

      Ihr werdet nicht um externe Unterstützung und umfangreiche Versuche herum kommen.
      Ich habe mich für ein vernetztes PP mit GF ausgesprochen, weil wir durch entsprechende Versuche diese Materialien für ganz bestimmte Anwendungen entwickelt habe. Auch in der Hinsicht der nicht gewünschten Alterung und Rissbildung.
      ja wir haben nun unseren exteren WZB mit einbezogen was die Konstruktion angeht. Kannst du mir evtl. sagen, wo bei dem vernetzten PP mit GF der Kilopreis liegt?
      Wir alle wissen ja, der Kunde will neu, aber bitte niemals teurer :) Wir liegen bei dem verwendeten Material aktuell bei 5,90EUR / Kilo.
      Danke
    • Da darf ich leider nichts zu sagen 8) .
      Das muss über eines unserer Verkaufsbüros laufen. Die haben vielleicht sogar noch andere oder bessere Empfehlungen. Dafür sind sie da.
      Übrigens können auch wir beim Werkzeugbau mit entsprechenden Analysen und Vorschlägen behilflich sein. Dafür haben wir eine entsprechende AWT. Werkzeuge bauen oder durchkonstruieren werden wir allerdings nicht.