Koppelstangen aus Kunststoff – optimierte Materialien für die Automobilindustrie

Sebastian Bloechl | 27. Mai 2020

Die Koppelstange, auch Doppelgelenklager genannt, bezeichnet eine Strebe mit beidseitiger Anbindungsmöglichkeit. Hier können Kugelgelenke, Schraubgewinde oder Hülsen eingefügt werden, welche die Koppelstange mit den entsprechenden Fahrzeugkomponenten verbindet. Im herkömmlichen Sinne werden Koppelstangen aus Stahl oder Aluminium gefertigt. Doch seit Jahren sind auch Koppelstangen aus Kunststoff im Serieneinsatz – welche Vorteile können die Versionen aus optimierten Hochleistungspolymeren erzielen?

Kunststoff Koppelstangen: eine Alternative zu Metall?

Koppelstangen aus Kunststoff sind viel mehr als nur eine Alternative und bieten eine große Palette an Vorteilen gegenüber den Versionen aus Metall. Doch der entscheidende Unterschied liegt im verwendeten Kunststoff. Aufgrund bestimmter Anforderungen wie z.B. hohen Belastungen und schnellen Bewegungen sollten tribologisch optimierte und verstärkte Polymere eingesetzt werden, andernfalls wird ein früher Ausfall des Systems riskiert.

Welche Anwendungen im Automobil sind für Koppelstangen aus Kunststoff geeignet?

Die Einsatzgebiete für igubal® Koppelstangen in der Automobilindustrie sind breit gestreut. Von Sensoranbindungen, Aktuatoren, Ventilklappen, Schalthebeln bis hin zu Turboladern – nahezu jede Anwendung von metallischen Koppelstangen kann auch mit der Version aus Kunststoff realisiert werden.

Beispielsweise am Turbolader, einem dauerhaft angetriebenen sowie hochtemperiertem Bereich, werden Koppelstangen aus Hochleistungskunststoff iglidur® X verwendet. Dieser Werkstoff bietet eine dauerhafte Anwendungstemperatur von bis zu 250°C. Zudem vermeidet Kunststoff die Kontaktkorrosion und ermöglicht eine zusätzliche Kosteneinsparung über die nicht weiter benötigte Sonderbeschichtung oder zusätzliche Schmierung der Gegenlaufpartner. Weiterhin ist die mögliche Bauteilreduktion durch einteilige Kunststofflösungen ein entscheidender Vorteil in Bezug auf reduzierende Montagezeiten und Gewicht.

Für die Karosserieunterseite und weiteren Schmutz sowie Staub ausgesetzten Bereichen, bietet ein neues noch flexibleres iglidur® RN283 eine verbesserte Dichtfunktion an den Kugelzapfen. Durch einen erhöhten Hinterschnitt wird das Metall weiter umschlossen, so dass keine Partikel in die Lagerstelle eindringen können. Hier mehr erfahren.

Dies bringt uns zu den Vorteilen – denn meist stehen Koppelstangen in Kontakt mit Wasser, hohen Belastungen und Bewegungen, sowie Schmutz. Hat hier die Version aus Kunststoff die Nase vorn?

Welche Vorteile bieten Koppelstangen aus Kunststoff?

Koppelstangen erfahren in ihrer Laufzeit diverse Arten von Belastungen. Aufgrund von dauerhaften Vibrationen, Kantenlasten sowie Zug- und Druckkräften, liegen die Anforderungen an das verwendete Material immens hoch. Hierfür hat die Firma igus® eine eigene Entwicklungs- und Produktsparte ins Leben gerufen: igubal® Gelenklager. Neben der wichtigsten Komponente, einer langen Lebensdauer, bieten Kunststoffkoppelstangen noch viele weitere Vorteile:

Korrosionsbeständigkeit: Im Gegensatz zu Metall korrodieren Kunststoffkoppelstangen nicht und können mit Wasser und Medien in Berührung kommen. Nicht gerade untypisch für Anwendungen unterhalb des Autos.

Selbstschmierend: Koppelstangen von igus® benötigen keine externe Schmierung und sind daher völlig wartungsfrei über die gesamte Lebenszeit.

Kostengünstig: Bis zu 40% günstiger als metallische Varianten. Neben dem Teilepreis sind über Sonderdesigns auch deutlich kürzere Montagezeiten möglich. Nicht unerheblich bei den tendenziell hohen Stückzahlen in der Automobilindustrie.

Schwingungsdämpfend: Der verwendete Kunststoff wirkt Schwingungsdämpfend und vermeidet zusätzliche Geräusche und Klappern. NVH und BSR Geräusche reduzieren. Hier mehr erfahren.

Gewichtsreduzierung: Bis zu 80% leichter als metallische Bauteile. Die Gewichtsreduzierung ist ein tagtägliches Thema im Bereich Automotive, schließlich wird durch leichtere Systeme eine höhere Kraftstoffeffizienz und Reichweite erreicht.

Formfreiheit & einfache Montage: Im Spritzguss hergestellte Koppelstangen bieten eine unendliche Formfreiheit – nahezu jede Geometrie ist möglich. Auch die Montagezeiten können dadurch reduziert werden – bis zu 6-mal schneller als Versionen aus Metall. Hier zum Montagevergleich.

Gibt es eine Möglichkeit für die zeitnahe Bereitstellung von Mustern?

Auch hier spielt der Spritzguss seine Stärken aus. Neben einem großen Katalogprogramm bietet igus® auch den 3D Druck als Musterbereitstellung an. Wie in dem oben gezeigten Bild können Kundenindividuelle Muster über ein 3D gedrucktes Werkzeug nicht nur für Montagetests, sondern auch gleich für erste Prototypenversuche genutzt werden. Und das Ganze im serienreifen Material innerhalb kürzester Lieferzeiten. Hier mehr erfahren.

Zudem ermöglichen gecrimpte Koppelstangen eine große Variantenvielfalt und flexible Längen – ohne hohe Werkzeugkosten und innerhalb weniger Tage versandfertig.

Gerne präsentieren wir Ihnen weitere Vorteile und Einsatzmöglichkeiten unserer tribologisch optimierten Polymergleitlager sowie Gelenklager und Koppelstangen.

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Viel Spaß beim Stöbern und danke für Ihre Zeit.

PS: Ob Gleitlager, sphärische Lager, Linearlager, Kugellager, Sonderslider, Zahnräder oder individuelle Wunschgeometrie, mit dem iglidur® Designer  bleiben keine Wünsche offen. Bauteil jetzt anfragen und heute noch ein Angebot erhalten.

Mehr Infos: Automobilindustrie, Kunststoff-Gleitlager für Automotive Interieur, Exterieur und Motorraum-Anwendungen

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