Polyurethan-Rundstab: Rohlinge nach Maß für die Zerspanungsbearbeitung

Der Mechaniker nimmt einen Metallrohling, dreht eine Buchse, und nach einem Monat schlägt der Knoten wieder: Stahl ist schwer, korrodiert und überträgt den Stoß auf die Sitzflächen. Ein Gummianalogon lässt sich nicht auf der Drehmaschine bearbeiten, und ein Caprolamteil bricht unter Schlagbelastung. Ein Polyurethan-Rundstab schließt diese Lücke: Daraus lässt sich leicht ein Teil der gewünschten Form drehen, das um ein Vielfaches länger als Gummi hält und Schläge besser aushält als steifer Kunststoff. Im Folgenden analysieren wir, was aus Rundstäben gefertigt wird, wie Polyurethan gegenüber anderen Werkstoffen in Zahlen abschneidet und wie man in der Ukraine einen Rundstab nach Maß bestellt.

Was ein Polyurethan-Rundstab ist und wofür er gebraucht wird

Ein Polyurethan-Rundstab ist ein gegossener zylindrischer Stab, ein Rohling für die spanende Bearbeitung. Aus dem Stab werden auf der Drehmaschine Buchsen, Ringe, Rollen, Zahnräder, Führungen, Dämpfer und Silentblöcke gefertigt. Der Rundstab ist dort sinnvoll, wo ein Teil einfacher und günstiger aus einem fertigen Rohling zu drehen ist, als eine separate Gießform herzustellen, besonders bei Einzelteilen oder Sonderabmessungen.

Das Material lässt sich spanend gut bearbeiten: Es wird geschnitten, gebohrt, geschliffen und gedreht ohne die Ausbrüche und Grate, die spröde Kunststoffe zeigen. Das erlaubt dem Mechaniker, direkt vor Ort ein Teil der benötigten Geometrie herzustellen, wenn er einen Stabvorrat im Lager hat. Für den Wartungsdienst bedeutet das die Möglichkeit, einen verschlissenen Knoten zu ersetzen, ohne auf den Guss eines Einzelteils warten zu müssen.

Rundstäbe werden im Freigießverfahren hergestellt, daher sind verschiedene Durchmesser und Längen für konkrete Aufgaben erhältlich. Neben Stäben gießt das Werk auch fertige Erzeugnisse: Wenn ein Teil komplex ist, bestellt man es zweckmäßig als fertig gegossenes Maßteil statt es zu drehen. Eine vollständige Produktübersicht finden Sie im Produktkatalog.

Die Wahl zwischen dem Drehen aus einem Stab und dem Gießen eines fertigen Teils hängt von Geometrie und Losgröße ab. Einfache Rotationskörper, Buchsen, Ringe, Rollen, lohnt sich aus dem Rundstab zu drehen, besonders wenn man ein oder wenige Stück braucht. Ein komplexes Profil, ein Teil mit Armierung oder eine Serienmenge sind fast immer günstiger als Guss, weil sich die Form über die Stückzahl amortisiert und die spanende Bearbeitung jeder Einheit entfällt. Der Mechaniker hält Stabvorrat für Eilreparaturen vor, geplante und Serienteile bestellt er als Gussstücke.

Eigenschaften der Stäbe und warum sie Metall ersetzen

Der Hauptvorteil eines Polyurethan-Rundstabs gegenüber einem Metallrohling liegt in der Kombination aus Verschleißfestigkeit, geringem Gewicht und Elastizität. Ein Polyuretanteil hält länger als ein Gummiteil, ist leichter als ein Stahlteil und bricht im Gegensatz zu Caprolam nicht unter Schlagbelastung. Das macht den Stab zu einem universellen Rohling für Knoten, die auf Abrieb und Wechsellast beansprucht werden.

Nach Abrieb DIN 53516 verliert Gieß-Polyurethan 38 bis 39 mm³ gegenüber 100 bis 200 mm³ bei SBR-Gummi, verschleißt also mehrfach langsamer, und in der Praxis erreicht die Standzeit etwa das 2- bis 5-fache gegenüber normalem Gummi. Die Dichte von 1,05 bis 1,25 g/cm³ gegenüber 7,7 bis 7,9 bei Stahl bedeutet, dass ein gedrehtes Teil sechs- bis siebenmal leichter als sein Metallanalogon ausfällt und dabei nicht korrodiert und Schwingungen dämpft.

Der Betriebsbereich -60 bis +100 °C erlaubt den Einsatz der Teile sowohl in Außenknoten als auch in beheizten Werkshallen. Die Härte wählt man im Bereich 50 Shore A bis 70 Shore D: Weiche Qualitäten gehen für Dämpfer und Dichtungen, harte für Buchsen, Räder und Führungen. Die Rückprallelastizität von 34 bis 61% gewährleistet die Formrückstellung nach Belastung, was bei steifem Caprolam fehlt. Mehr zur Materialphysik finden Sie im Bereich Referenzinformation.

Polyurethan-Rundstab im Vergleich mit Stahl, Caprolam und Gummi

Der direkte Vergleich nach messbaren Parametern zeigt, wann der Rundstab günstiger als Alternativwerkstoffe ist. Die Tabelle fasst Referenzkennwerte aus Normprüfungen für die im Drehteil-Bereich konkurrierenden Werkstoffe zusammen.

Polyurethan verbindet geringen Abrieb mit Elastizität, die steife Kunststoffe nicht haben. Caprolam liegt beim Abrieb ähnlich, hat aber kaum Rückprall, bricht daher unter Schlag. UHMW-PE weist noch geringeren Abrieb auf, verformt sich aber unter Dauerlast und hält kein genaues Maß, und seine Elastizität ist minimal. Stahl gewinnt nur bei der Zugfestigkeit, ist aber sechs- bis siebenmal schwerer, korrodiert und überträgt Stöße. Für Schlag- und Schwingungsknoten liefert der Polyurethan-Rundstab die beste Balance.

Ingenieurhinweis: Für gedrehte Buchsen und Räder, die mit Übermaßpassung eingesetzt werden, wählt man harte Qualitäten nahe 70 Shore D, weil ein weicher Stab nach der Bearbeitung das Maß schlechter hält und unter Last mehr bleibende Verformung zeigt. Beim Drehen keine hohe Drehzahl: Polyurethan erwärmt sich und fließt unter dem Stahl, daher besser geringe Drehzahl mit scharfem Werkzeug und guter Spanabfuhr.

Bearbeitung und Montage von Teilen aus Rundstäben

Polyurethan-Rundstäbe lassen sich spanend gut bearbeiten, haben aber ihre Spezifik beim Schneiden. Das Material ist zäh und erwärmt sich unter dem Werkzeug, daher arbeitet man mit scharfem Werkzeug bei mäßiger Drehzahl und guter Spanabfuhr, sonst schmilzt und fließt die Oberfläche. Für ein sauberes Fertigmaß lässt man den Rohling auf Werkstatttemperatur abkühlen vor dem Schlichtdurchgang, weil warmes Polyurethan nach dem Abkühlen etwas seine Geometrie ändert.

Das fertige Teil wird nach Normpassungen in den Knoten montiert. Buchsen und Ringe werden auf die Welle gesetzt, Rollen auf Achsen gesetzt, Führungen in vorhandene Nuten eingeklemmt. Für Teile mit Übermaßpassung werden harte Qualitäten nahe 70 Shore D eingesetzt, die sich unter Presskraft weniger verformen und das Maß genauer halten. Da Polyurethan elastisch ist, berücksichtigt man bei der Passungsberechnung seine Komprimierbarkeit: Übermäßiges Übermaß erzeugt unnötige Reibung und Erwärmung im Betrieb. Diese einfache Regel hilft, vorzeitigen Verschleiß des frisch gedrehten Teils zu vermeiden.

Wie man einen Polyurethan-Rundstab in Deutschland und der Ukraine bestellt

Für die Stabbestellung nennt man Durchmesser, Länge und gewünschte Shore-Härte. Wenn Sie das Teil selbst drehen, nehmen Sie Aufmaß auf den Durchmesser für den Bearbeitungsansatz. Wenn das Teil komplex ist oder eine Serienmenge benötigt wird, ist es günstiger, Fertigteile zu bestellen, die nach Maß zu Ihrer Zeichnung oder Ihrem Verschleißmuster gegossen wurden, statt jedes einzeln zu drehen.

Das Werk fertigt Rundstäbe und Teile im Freigießverfahren, daher sind Sondermaße ohne teure Werkzeuge erhältlich. Das ist praktisch für Wartungsdienste, die einen verschlissenen Knoten schnell wiederherstellen müssen, und für Betriebe, die von Metall oder Gummi auf Polyurethan umstellen. Der Versand erfolgt in die gesamte Ukraine, und die Lage des Werks in Dnipro vereinfacht die Logistik.

Wenn Sie ein Metall- oder Gummiteil durch ein Polyuretanail ersetzen, schicken Sie das Verschleißmuster oder die Zeichnung zusammen mit einer Beschreibung der Betriebsbedingungen. Anhand des Musters bestimmt der Technologe, welche Härte und Rezeptur die benötigte Standzeit liefern, und empfiehlt, ob es in diesem Fall günstiger ist, das Teil aus dem Stab zu drehen oder es nach Maß zu gießen. Dieser Ansatz schließt den Wiederholungsfehler aus, wenn ein neuer Knoten mit denselben Merkmalen eingebaut wird, wegen derer das vorherige Teil verschlissen ist.

Für die Berechnung nach Ihrer Zeichnung, Härteauswahl und Bestellung von Stäben oder Fertigteilen wenden Sie sich über die Kontakte des Werks TIMOL. Die Ingenieure helfen, den optimalen Rohlingsdurchmesser zu bestimmen, die Qualität auf die Last abzustimmen und die Fertigung für Ihren Knoten zu organisieren.