Immer mit der Ruhe - Wacker Chemie AG


Immer mit der Ruhe

Dynamisch-mechanische Analyse des Verlustwinkels: Der untere Stößel wird in Vibrationen versetzt – gemessen wird, inwieweit diese Vibrationen auf den oberen Stößel übertragen werden.

Mehr Spielraum

Zur Herstellung von Schwingungstilgern bietet WACKER mehrere Produktreihen von Festsiliconkautschuken an, die sich in ihren schwingungstechnischen Eigenschaften unterscheiden. Jüngst hat der Konzern seine Produktreihe ELASTOSIL® R 752, deren Vulkanisate stark schwingungsdämpfend wirken, vervollständigt. „Dadurch erhalten die Siliconverarbeiter einen größeren Spielraum als bisher, um Schwingungstilger auf unterschiedliche Kundenanforderungen einstellen zu können“, sagt Dr. Christof Wörner, der als Leiter eines anwendungstechnischen Labors bei WACKER in Burghausen die Entwicklung dieser Spezialkautschuke verantwortet hat.

Für die Vulkanisate aller Silicontypen der Reihe ELASTOSIL® R 752 – und damit für sämtliche Härtegrade, welche diese Reihe abdeckt – liegt der Verlustfaktor zwischen etwa 0,23 und 0,28. „Diese Siliconelastomere wandeln somit mehr als 20 Prozent der Schwingungsenergie in Wärme um – das sind sehr hohe Werte“, erklärt Christof Wörner. Bei Standard-Siliconelastomeren liegt der Verlustfaktor im mittleren Härtebereich bei etwa 0,15, hochelastische Typen haben Verlustfaktoren von nur rund 0,07. Dieses Vermögen, Schwingungen stark zu dämpfen, ist die Besonderheit der Reihe ELASTOSIL® R 752. „Kaum ein anderes marktgängiges Silicon erreicht so hohe Verlustfaktoren“, betont Wörner.

„Siliconverarbeiter erhalten mit ELASTOSIL® R 752 einen größeren Spielraum, einen Schwingungstilger auf Kundenanforderungen einstellen zu können.“

Dr. Christof Wörner Technical Manager Automotive, WACKER SILICONES

Breitbandig ausgelegt

Damit ergeben sich neue Möglichkeiten für die Hersteller von Schwingungstilgern: Wird nämlich ein stark schwingungsdämpfendes Siliconelastomer als Feder-Dämpfer-Komponente verwendet, kann ein Tilger Schwingungen innerhalb eines relativ breiten Frequenzbereichs reduzieren – Schwingungstilger lassen sich mit ELASTOSIL® R 752 breitbandig auslegen. Mit Standard- oder gar hochelastischen Silicontypen ist das nicht möglich.

Die Möglichkeit, Schwingungstilger mit den Siliconen der Produktreihe ELASTOSIL® R 752 breitbandig abstimmen zu können, wird bereits zur Herstellung von Innenrohrtilgern für die Antriebswellen von Automobilen genutzt.

Eine Antriebswelle überträgt das vom Motor bereitgestellte Drehmoment vom Getriebe auf ein Rad. Während der Fahrt entstehen in diesen Wellen fortwährend Biegeschwingungen. Ursachen dafür sind vor allem Unebenheiten der Straße, aber auch heftige Änderungen der Wellendrehzahl beim Beschleunigen und Bremsen; auch eine Unwucht der Welle löst Biegeschwingungen aus. Die schwingende Welle kann viele verschiedene Schwingungszustände mit unterschiedlichen Frequenzen einnehmen. Diese Schwingungen gilt es möglichst wirksam zu reduzieren – würden sie doch den Fahrkomfort erheblich beeinträchtigen.

Tilger im Rohr

Aus Gewichtsgründen sind Antriebswellen in modernen Autos häufig hohl, also als Rohr ausgeführt. In diesen Fällen bieten sie in ihrem Innern Platz für einen Schwingungstilger. Ist der Tilger korrekt und breitbandig genug abgestimmt und wird er mittig in der Hohlwelle platziert, kann er die Biegeschwingungen so weit schwächen, dass sie im Fahrzeuginnenraum nicht mehr zu spüren sind.

Für die Elastomerkomponente von Innenrohrtilgern erweisen sich die Festsilicone der Reihe ELASTOSIL® R 752 als die optimalen Werkstoffe: Mit ihren großen Verlustwinkeln schaffen diese Silicone die Voraussetzung für eine Beruhigung der Antriebswelle bei den Frequenzen, die für den Fahrkomfort relevant sind. Zugleich haben die Vulkanisate alle silicontypischen Eigenschaften wie gute Temperaturbeständigkeit, Kälteflexibilität und Alterungsbeständigkeit – ein großer Vorteil gegenüber organischen Gummis. Anders als bei organischen Elastomeren ändert sich der Verlustfaktor der Silicone innerhalb des großen Temperaturbereichs von -50 bis +200 Grad Celsius nur geringfügig. Damit wirkt der Innenrohrtilger in strengen nordischen Winternächten nicht anders als in den heißesten Wüstengegenden.

„Die stark dämpfenden Festsiliconkautschuke der Produktreihe ELASTOSIL® R 752 ermöglichen eine kostengünstige Fertigung der schwingungsreduzierenden Bauteile auch in großen Stückzahlen“, erklärt Dr. Wolfgang Schattenmann, Leiter des Business Teams Rubber Solutions bei WACKER SILICONES. Sämtliche Typen dieser peroxidisch vernetzenden Festsiliconkautschuke können nicht nur in den gebräuchlichen Formpressverfahren, sondern auch durch Spritzgießen verarbeitet werden.

Ihre Anwendungen sind übrigens keineswegs auf die Automobiltechnik beschränkt, wie Schattenmann betont. „Schließlich werden Schwingungstilger überall dort benötigt, wo Schwingungen stören.“