07.10.2010

In jeder Hinsicht überzeugend

 

Elegant und ergonomisch, hart im Nehmen und günstig in der Herstellung: Moderne Flurförderzeuge müssen eine Vielzahl von Anforderungen erfüllen, die sich auf den ersten Blick zu widersprechen scheinen. Doch mit dem vielseitigen Werkstoff Polyurethan (PUR) lassen sich die scheinbaren Gegensätze leicht unter einen Hut bringen. Wie das geht, zeigen drei Beispiele aus der Praxis des PUR-Spezialisten Thieme.

 

Unter dem etwas sperrigen Begriff „Flurförderzeug“ werden verschiedenste Bauformen von horizontalen Lastenförderern zusammengefasst, beispielsweise Kommissionierer, Gabelstapler, Hub- oder Kranwagen. So unterschiedlich in der Form und Funktion diese Fahrzeuge sind, allen gemeinsam sind die rauen Arbeitsbedingungen, denen ihre Konstruktion gerecht werden muss. So müssen Gehäuseverkleidungen und Bedienkonsolen schlagzäh ausgeführt sein, sodass sie auch heftige Stöße, beispielsweise den Aufprall eines fallenden Werkzeugs, unbeschadet überstehen. Auch gegen den Kontakt mit öligem Schmutz oder aggressiven Chemikalien müssen die Teileoberflächen immun sein. Andererseits sollen Flurförderzeuge optisch ansprechend und ergonomisch günstig geformt sein, damit die Fahrzeugführer auch nach mehrstündigem Betrieb nicht ermüden oder ihre Gesundheit gefährden. Dies bedeutet insbesondere, dass die Karosserie keine scharfen Ecken und Kanten aufweisen darf, sondern vorzugsweise mit abgerundeten Formen gestaltet ist. Auch als Verkaufsargument wird gutes Design immer wichtiger. Last but not least sollten die Fahrzeuge kostengünstig herstell- und montierbar sein, also möglichst aus wenigen, vorgefertigten Komponenten oder Baugruppen bestehen.

 

Die Erfüllung all dieser Anforderungen steht und fällt mit der Wahl eines geeigneten Werkstoffs. So lassen sich mit Stahlblech ergonomische, nach Designaspekten gestaltete Bauteilgeometrien mit räumlich gekrümmten Flächen meist überhaupt nicht oder nur mit unwirtschaftlich hohem Aufwand realisieren; die hierfür erforderlichen Biege-, Stanz- und Prägewerkzeuge rechnen sich nur bei hohen Stückzahlen (ab einigen Zehntausend pro Jahr). Eine Alternative stellt in solchen Fällen der Kunststoff Polyurethan (PUR) dar, der aufgrund der niedrigen Werkzeugkosten (Aluminiumformen) auch bei geringeren Stückzahlen rentabel ist. Aus PUR gefertigte Teile sind zudem hochschlagzäh und verwindungssteif, aufgrund ihrer Schaumstruktur dennoch relativ leicht. Zudem haben PUR-Formteile eine haptisch angenehme, lederartige Oberfläche, die auch aggressiven Medien wie Reinigungs- und Lösungsmitteln oder Fetten und Ölen widersteht. Deshalb kann auf aufwändige Oberflächenbehandlungen wie bei Blech oder anderen Werkstoffen verzichtet werden. Hinzu kommt die kostengünstige Fertigung und Montage: Auch großflächige Teile lassen sich „aus einem Guss“ herstellen und Befestigungselemente, zum Beispiel Gewindebuchsen oder Gewindebolzen, bereits während des Schäumens integrieren, wodurch der Endmontageaufwand wesentlich reduziert wird.

 

Die im Folgenden vorgestellten Anwendungen bestehen sämtlich aus der PUR-Formulierung Bayflex®. Dabei handelt es sich um einen so genannten Flexschaum, der sich durch besonders hohe Schlagzähigkeit und Flexibilität auszeichnet. Durch seine spezielle mikrozellulare Beschaffenheit behält der Werkstoff diese Eigenschaften auch bei sehr niedrigen oder hohen Umgebungstemperaturen bei (garantiert im Temperaturbereich von –20 (bis ca. –40) bis +85 °C). Für die Verkleidung von Flurförderzeugen, die häufig sowohl im Außenbereich unter starker Sonneneinstrahlung als auch im Kühlhaus eingesetzt werden, ist Bayflex® deshalb ideal.

 

 

Beispiel 1: Armaturenverkleidung und Sitzfläche eines Gabelstaplers
Die Gehäuseverkleidung besteht aus insgesamt fünf PUR-Formteilen (Abb. 1). Die Teile werden nicht lackiert, sondern bereits im Schäumprozess schwarz beziehungsweise grau durchgefärbt – auf diese Weise entfällt ein Arbeitsgang, was sich vorteilhaft auf die Kostenstruktur auswirkt. Ein Becher für die Ablage von Werkzeugen o.ä. wurde bereits mit eingeschäumt und muss somit nicht als separates Teil nachträglich angebracht werden.


Pro Jahr werden etwa 2.000 Teilesets hergestellt – ein Stückzahlbereich, in dem der erwähnte günstige PUR-Formenbau zum Tragen kommt. Aber nicht nur Konstruktions- und Kostengründe gaben den Ausschlag für die Wahl von PUR – der Anwender legte auch großen Wert auf ein kontinuierliches Qualitätsniveau, das bei Thieme aufgrund der rund 35-jährigen Erfahrung im PUR-Formteilebau außer Zweifel stand. Auch die Liefersicherheit auf Jahre hinaus ist durch das gut aufgestellte, gesunde Unternehmen gewährleistet.

 

 

         

 

Abb. 1a/b: Rund und ergonomisch: Die PUR-Verkleidung dieses Gabelstaplers besteht aus fünf Formteilen, der eingeschäumte Becher ist farbig hervorgehoben. 

 

 

Beispiel 2: Führerhausverkleidung für einen Niederhub-Kommissionierer
Für dieses Projekt entwickelte Thieme zwei Formteile, eine Hub- und eine Instrumentenverkleidung (Abb. 2). Die 1.200 bzw. 1.600 Gramm wiegenden Teile müssen Temperaturen von –40 °C bis +85 °C ohne Eigenschaftsverlust aushalten, zudem war eine chemische Beständigkeit gegenüber Motoröl, Kühlmittel, Schneidflüssigkeit und Batteriesäure verlangt. Mit PUR ließen sich diese funktionalen Anforderungen mit einem formschönen Design verbinden, das mit dem „IF Product Design Award 2009“ belohnt wurde.

 

 

 


Abb. 2a/b: Kommissionierer mit ausgezeichnetem Design: Die PUR-Teile aus Bayflex® sind nicht nur formschön, sondern halten auch viel aus.

 


Die sichtbare Oberfläche konnte werkzeugseitig in der vom Kunden gewünschten, glatten Struktur ausgebildet werden, sodass auch hier kein separater Lackiervorgang erforderlich war. Das Ergebnis ist eine haptisch angenehme Oberfläche, die gegenüber Schlägen und Kratzern weitgehend unempfindlich ist – auf diese Weise ist gewährleistet, dass das elegant wirkende Fahrzeug sein ansprechendes Erscheinungsbild für lange Zeit behält.

 

Zur Befestigung der Verkleidungsteile am Chassis wurden teilweise Gewindebuchsen eingegossen, teilweise Kernbohrungen für selbstscheidende Schrauben angeformt. Die Rückseiten der großflächigen Formteile wurden mit Rippen versehen, um dem flexiblen Material die notwendige Steifigkeit zu verleihen. Diese Konstruktion erspart große Wanddicken und somit nicht unerhebliche Materialkosten. Die jährlich herzustellende Stückzahl liegt bei 1.500 Teilesets, die vollständig bei Thieme produziert und montagefertig zugeliefert werden.

 

 

Beispiel 3: Spoiler für ein Kranfahrzeug
Im Auftrag eines renommierten Kranherstellers fertigt Thieme Spoiler für ein neues Kranfahrzeug (Abb. 3). Die Spoiler werden links und rechts von der Windschutzscheibe angebracht und dienen dazu, das Wasser von der Seitenscheibe abzuhalten, damit die Sicht des Fahrers in die Rückspiegel nicht eingeschränkt wird. Für diese Anwendung war sowohl ein stoßfestes als auch sehr flexibles Material verlangt, das die durch den Fahrtwind verursachten großen Kräfte aufnehmen kann. Der PUR-Werkstoff Bayf-lex® erwies sich hierfür als optimal geeignet, der Teileverschleiß ist minimal.

 

Die Teile werden mit geätzten Werkzeugen geschäumt, wodurch sich eine ansprechende, matte Oberfläche ergibt. Auch bei diesem Projekt macht sich der günstige PUR-Formenbau bezahlt, da die jährliche Stückzahl bei etwas über 1.000 Teilesets liegt – eine Spritzgussausführung hätte sich bei diesen relativ geringen Stückzahlen nicht rentiert. Eine weitere Einsparung wurde durch die schwarze Durchfärbung der Teile erreicht, sodass auf eine Lackierung verzichtet werden konnte.

 

 

         

 
Abb. 3: Ein kleines, aber wichtiges Teil an einem großen Fahrzeug: Der PUR-Spoiler neben der Windschutzscheibe hält jeder Witterung stand.

 

 


Fazit: Flurförderzeuge, die sich sehen lassen können
Bei den vorgestellten Projekten konnten die charakteristischen Vorzüge einer PUR-Konstruktion, von den günstigen Materialeigenschaften über den kostengünstigen Formenbau bis zur Integralbauweise, voll ausgeschöpft werden. Die Wahl des „richtigen“ Materials sowie ein enger Austausch zwischen dem PUR-Spezialisten Thieme und den Kunden sorgte dafür, dass die realisierten Lösungen in jeder Hinsicht überzeugen: Entstanden sind formschöne, ergonomische Fahrzeuge, die sich im rauen Alltagseinsatz bewähren. Zugleich konnte der in diesem Produktsegment vorgegebene enge Kostenrahmen eingehalten werden.

 


Vorteile von PUR im Überblick
- Günstige Materialeigenschaften: mechanische Festigkeit, Flexi-bilität geringes Gewicht, Korrosions- und Chemikalienbeständigkeit.
- Gestaltungsfreiheit: Auch komplexe, dreidimensional gekrümmte Geometrien lassen sich problemlos realisieren.
- Niedrige Werkzeugkosten: PUR-Schäumformen bestehen aus Aluminium und sind schnell und günstig herzustellen.
- Integralbauweise: Integration von Versteifungsrippen, Zapfen, Aufhängungen oder Befestigungen o.ä. aus Metall, Holz oder anderen Kunststoffen reduziert die Montagekosten.

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    05.01.2011

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