Vespel-Werkstoffe

Kunststoff treibt den Traktor

ZF verwendet verschleißfeste und reibungsarme Anlaufscheiben aus Kunststoff in hydrostatisch-leistungsverzweigten Getrieben, die in Traktoren und Erntemaschinen eingesetzt werden.

Die Scheiben stützen die Planetenräder gegen die Planetenradträger ab und tragen dazu bei, dass die Antriebe dauerhaft zuverlässig und wartungsarm laufen. Darüber hinaus sind Rechteckringe auf Abtriebswellen von Getrieben der höheren Leistungsklasse eingesetzt.

Eingesetzt wird der Polyimid-Werkstoff Vespel SP, die Teile eignen sich für Einsätze bis etwa 290 °C, kurzzeitig bis 480 °C. Im Getriebebau sind bevorzugt die Werkstoffvarianten SP-21 und SP-22 im Einsatz, die laut Dupont in geschmierten Anwendungen pv-Belastungen (Produkt aus Druck und Geschwindigkeit) bis 40 MPa×m/s aufnehmen können. Die besonderen tribologischen Eigenschaften verursachen geringere Reibungsverluste als Metall-Metall-Paarungen und können dadurch auch das Start-Stopp-Verhalten positiv beeinflussen. Alle bei ZF verwendeten Anlaufscheiben sind mit einem kleinen Zapfen als Verdrehsicherung zu versehen, der in eine entsprechende Aussparung im gusseisernen Planetenträger einrastet. Dadurch findet eine Relativbewegung nur zwischen Planetenrad und Anlaufscheibe statt. Relativ zur rauen Oberfläche des Trägers steht die Scheibe, so dass eine zusätzliche Feinbearbeitung der Metalloberfläche entfallen kann.

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Direkt nach Inbetriebnahme der Getriebe gleichen die Scheiben etwaige Ungleichförmigkeiten in der Kontaktfläche aus, die aufgrund von Bauteilspielen und Last-Verkippungen auftreten können. So resultiert nach minimalem Einlaufverschleiß eine über den ganzen Umfang gleichmäßig axial tragende Anlauffläche. Die Reibung bleibt während der gesamten Einsatzdauer der Getriebe in engen Grenzen auf niedrigem Niveau, so dass die Scheiben nur minimal zur Erwärmung der Bauteile und des Öls beitragen.

Für die Eccom Getriebetypen 3.5 und 4.5, die auf Motorleistungen von etwa 280 bis 385 kW ausgelegt sind, kommen außer Anlaufscheiben Rechteckringe zum Einsatz. Sie sind mit einem definiert eingebrachten, eng geschlossenen Stoß versehen, der das exakte Anlegen der Ringe an die Gehäusebohrungen sowie einen Ausgleich ihrer Wärmedehnung ermöglicht. Der verbleibende Spalt ermöglicht einen geringen, kontrollierten Durchfluss von heißem Getriebeöl. Beidseitig in die Dichtflächen eingebrachte Schmiernuten tragen dazu bei, dass sich der Ölfilm zwischen den Laufflächen schnell aufbaut, wo er die Reibung reduziert, die Gleitflächen kühlt und den Belastungsbereich erweitern kann.

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