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RW® - Kalottenlager MPE
Verschleissfreie, hochbelastbare Kalottenlager mit europäischer technischer Zulassung!
 Als Gleitpartner ist kaltgewalztes Stahlblech mit der Werkstoff- Nr. 1.4401 + 2B oder 1.4404 + 2B nach EN 10088-2 vorgeschrieben. Außerdem ist Hartchrom für gekrümmte Gleitflächen als Gleitpartner zulässig. Das Verchromungsverfahren muss die Anforderungen nach ISO 6158 erfüllen. Im Lauf der Anwendung hat sich gezeigt, dass PTFE neben vielen Vorteilen auch erhebliche Nachteile aufweist. Das sind besonders: Ab Mitte der 90er Jahre begann deshalb die gezielte Suche nach einem Gleitwerkstoff, der die Vorteile des PTFE (kleiner Reibbeiwert, gute Verarbeitbarkeit) übernimmt, andererseits die Nachteile minimiert. In Zusammenarbeit mit dem holländischen Ministerium für Bauwesen (RWS) und der Staatlichen Materialprüfungsanstalt der Universität Stuttgart begann unser Unternehmen, das Material UHMWPE für die Anwendung in Gleitteilen von Brückenlagern zu untersuchen. An der staatlichen Materialprüfungsanstalt Stuttgart (MPAS) sind 1998 Gleitreibungsversuche mit Brückenlagerkomponenten im Auftrag von Rijkswaterstaat Bouwdienst, Amsterdam und in Zusammenarbeit mit unserem Unternehmen durchgeführt worden. Darunter waren auch Gleitelemente aus UHMWPE in der Kombination mit Gleitblech aus austenitischem Stahl 1.4401 (Brückenlagerqualität) und einer Anfangsschmierung mit Siliconfett 300 mittel (Brückenlagerqualität). Die Ergebnisse wurden im Prüfungsbericht vom 30. November 1998 unter der Auftragsnr. 947 589 000 Dr. Ge/By/by zusammengestellt. Der Bericht liegt vor. UHMWPE (Polyethylen mit ultra hoher molekularer Masse =>Ultra-High Molecular Weight PolyEthylene) ist ein Thermoplast. Es hat sehr lange Ketten und das führt dazu, dass die intermolekulare Wechselwirkung verstärkt wird. Dadurch entsteht ein sehr hartes Material mit der höchsten unter den Thermoplasten. 
UHMWPE ist resistent gegen korrosive Chemikalien, hat extrem niedrige Feuchtigkeitsaufnahme und
selbstschmierende Eigenschaften. Sein Reibungskoeffizient ist bei mittleren Temperaturen
vergleichbar mit dem von PTFE, aber bei tiefen Temperaturen ist der Wert von UHMWPE deutlich
kleiner als der PTFE- Wert.
Weiterhin hat UHMWPE eine höhere Abriebfestigkeit als PTFE (15-mal mehr abriebfest als Baustahl). Wegen seiner hohen Verschleißfestigkeit, hohen Kerbschlagzähigkeit und dem niedrigen Reibungskoeffizient findet dieser Werkstoff u. a. Einsatz in der Fördertechnik (Führungsleisten), im Schüttguthandling (Auskleidung), in der Papierindustrie (Entwässerungselemente) sowie beim Hafenbau (Fender) und bei Offshore- Anlagen. Zwischenzeitlich haben wir die Seitenführungen von Brückenlagern Hagesteinbrücke in Holland, A 27, südlich von Utrecht) als Gleitkombination mit UHMWPE ohne Schmiertaschen ausgestattet. Obwohl die Brücke extremen Längsverschiebungen mit hoher Gleitgeschwindigkeit ausgesetzt ist, zeigten sich in acht Jahren kein messbarer Verschleiß. Im Zeitraum 2005 bis 2007 haben wir an der MPAS erneut Versuche mit UHMWPE- Bauteilen durchführen lassen mit dem Ziel, diesen Gleitwerkstoff auch für die Anwendung in Fahrbahnübergängen (Wasserdichte Fahrbahnübergänge in Lamellenbauweise, Rollverschluss- Konstruktionen) zu erschließen. Nunmehr liegt unsere Europäische Technische Zulassung (ETZ) des Deutschen Instituts für Bautechnik für Kalottenlager mit dem Gleitwerkstoff MPE (Modifiziertes Poly Ethylen) vor. Die Erstprüfung einschließlich Erteilung des CE- Zertifikates wurde bereits erfolgreich realisiert. Die Lager sind in voller Ãœbereinstimmung mit der Europäischen Norm EN 1337, die Ausbildung erfolgt gemäß EN 1337-7. Anstelle des Gleitwerkstoffs PTFE gem. EN 1337-2 wird MPE nach ETA -08/0106 eingesetzt. Die folgende Tabelle zeigt im Vergleich die charakteristischen Werte der aufnehmbaren Pressungen von Gleitwerkstoffen. Dazu ist festzustellen, dass für das Material im Laborversuch noch höhere Werte ermittelt worden sind, als in der ETZ angegeben.  Für die Reibungszahl μ bei Materialpaarungen mit MPE-Platten gilt in Abhängigkeit von der mittleren Pressung σm (N/mm²) der folgende Zusammenhang:  Die Reibungszahl ist auf maximal 0,08 begrenzt. Da die mittlere Pressung σm im Vergleich zu PTFE deutlich höher ist, wird die rechnerische Reibungszahl für UHMWPE entsprechend kleiner. Die niedrige Reibungszahl bietet weitere Vorteile bei der Bauwerksbemessung, besonders bei Gleitlagern auf hohen schlanken Pfeilern. Außerdem erlaubt die wesentlich niedrigere Temperaturuntergrenze die Anwendung der Gleitlager in Gebieten, in denen bisher nur reine Stahllager verwendet werden konnten. In Führungen und Arretierungen gilt für die Materialpaarung MPE / austenitischer Stahl μ = 0,10. In den Gleitreibungsversuchen an der MPAS wurde festgestellt, dass die Gleitkombination UHMWPE / Austenitisches Edelstahlblech Lager verschleißfrei arbeitet. Damit können Gleitlager eine Lebensdauer etwa wie die des Bauwerks erreichen. Der bisherige Schwachpunkt "Gleitwerkstoff PTFE" ist damit beseitigt. Das erlaubt folglich Bauweisen mit niedrigeren und kostengünstigeren Aufwendungen und Vorkehrungen für den Lagerwechsel. Die hohen charakteristischen Pressungen führen zu Kalottenlagern mit wesentlich kleineren Abmessungen als bei der Ausrüstung der Hauptgleitflächen mit PTFE. Das senkt die Herstell- und Einbaukosten. Diese Kalottenlager mit MPE- Gleitwerkstoff in den Hauptgleitflächen passen sich sehr gut den modernen Hochleistungsbetonen an.  Das ermöglicht enorme Einsparungen bei der Dimensionierung von Pfeilern und Widerlagern! Ein weiterer Vorteil ist, dass das Lager bei tiefen Temperaturen bis - 50 °C eingesetzt werden kann, herkömmliche PTFE - Lager nur bis zu - 35°C. Ein weiteres Anwendungsgebiet für den neuen Gleitwerkstoff ist die Sanierung vorhandener Gleitlager, die mit PTFE ausgerüstet sind und bei denen der Gleitwerkstoff verschlissen ist. Solche verschlissenen PTFE- Scheiben können ohne weitere Maßnahmen gegen Scheiben aus MPE mit denselben Abmessungen ausgetauscht werden. Damit kann die Nutzungsdauer des sanierten Gleitlagers um ein Mehrfaches verlängert werden. |
