Pagina 26 van: Aandrijftechniek – nummer 4 – 2017

www.AT-aandrijftechniek.nl MEI 2017 AT AANDRIJFTECHNIEK26

worden, kan ook een belangrijk argument
zijn. Met name omdat onderhoud produc-
tiestilstand betekent. Bij een van haar
klanten heeft Vink Kunststoffen bronzen
tandwielen vervangen door een kunststof
variant, gemaakt van Lauramid (Handt-
mann Elteka). Terwijl de bronzen variant
een levensduur had van drie weken,
draaien de kunststof tandwielen na tien
weken nog steeds.

Engineeren voor kunststof
De valkuil bij het toepassen van kunststof
tandwielen is dat een bestaand ontwerp
voor een stalen tandwiel één op één
wordt overgenomen voor de kunststof
versie. Dan gaat het dikwijls fout. Met
name het loopvlak en de vertanding moe-
ten afgestemd zijn op het materiaal. De
maximale drukbelasting van Lauramid,
een speciale kunststof voor zwaar belaste
toepassingen, bedraagt 50 N/mm2. De
drukvastheid van staal is vijf tot tien keer
hoger. “Maar met een goed ontwerp ligt
de vermogensoverdracht best hoog,”
aldus Boesten. Een voorbeeld is een toe-
passing van kunststof tandwielen in een
productielijn voor banden. De hoogdyna-
mische lijn verplaatst een massa van 1000
kg met kunststof tandwielen in de aandrij-
ving. Dikwijls worden kunststof tandwie-
len om een stalen kern gegoten, omdat
deze combinatie hogere vermogens kan

overbrengen. Met zo’n stalen kern is het
kunststof tandwiel bestand tegen hoge
radiale krachten. Weliswaar vervalt hier-
door het voordeel van de gewichtsbespa-
ring, het feit dat smering niet nodig is,
blijft. Boesten: “De combinatie is welis-
waar duurder, maar de lagere onder-
houdskosten gedurende de levensduur
van de aandrijving zijn in zo’n geval
meestal doorslaggevend.” Bij geringere
krachten kunnen tandwiel en as volledig
van kunststof zijn.

Welke kunststoffen?
Als er over kunststoffen voor tandwielen
wordt gesproken, bedoelt men technische
kunststoffen. POM, nylon en HMPE zijn de
meest voorkomende materialen voor
tandwielen, kettingtandwielen en ketting-
geleiders. Eigenlijk voor veel toepassin-
gen waarbij wrijving optreedt. POM is
breed inzetbaar. Het materiaal is maat-
vast, heeft een redelijk hoge treksterkte
en is goed verspaanbaar. HMPE heeft een
lagere drukbelasting dan POM, maar on-
derscheidt zich door de goede glij-eigen-
schappen en is met name geschikt voor
kettinggeleidingen en dergelijke. Nylon
(PA 6) onderscheidt zich van de andere
kunststoffen door het brede temperatuur-
bereik waarin nylon inzetbaar is en de
hoge kerfslagvastheid bij lage temperatu-
ren. Hét grote nadeel van Nylon 6 is de

hoge vochtopname. Het materiaal kan 10
procent tot 12 procent van het eigen ge-
wicht aan vocht opnemen. Hierdoor is de
maatvastheid van nylon geringer. Gego-
ten PA12 (Lauramid) is een variant die
beter geschikt is, omdat deze nylon
slechts 1 procent vocht opneemt, maat-
vaster is en slijtvaster. “PA12G gaat al rich-
ting high performance kunststoffen,”
aldus Boesten. PEEK is een voorbeeld van
een materiaal uit de high performance
kunststoffen. PEEK is heel slijtvast en
maatvast, met een nauwkeurigheid in het
micrometerbereik, vergelijkbaar met
staal. In de ruimtevaart bijvoorbeeld heeft
Polyamide het voordeel dat het een poly-
meer is waar geen ionen op neerslaan.
Het temperatuurbereik is met pieken van
400°C ook hoog. “In de racerijwereld zijn
er testen gedaan met tandwielen voor de
brandstofpomp, die hoogtoerig is en
daardoor veel warmte in het tandwiel op-
bouwt.” Omdat elke gram gewichtsbespa-
ring telt, is PI ondanks de hoge kostprijs
een goed alternatief.

Lauramid gietpolyamide
Een relatief nieuw materiaal dat Vink
Kunststoffen in de Benelux verkoopt, is
Lauramid PA12G. Dit is een materiaal van
Handtmann Elteka, een Duits concern dat
een eigen receptuur voor PA12G heeft
ontwikkeld. Het is een gietmateriaal (van-

vertanding

7

6

5

4

3

2

1

0

g
em

id
. t

h
er

m
is

ch
g

re
n

sv
er

m
o

g
en

P
[k

W
]

C
20

LL
30

+
5

9
%

+
7

4
%

smering
droog

LL
40

materialen
tandwiel: PA12G
rondsel: staal

evaluatiebereik
v= 4 -21 ms
F/b<50 N/mm

omloopsnelheid v [m/s]

45

40

35

30

25

20

15

10

5

0
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

lin
ea

ir
e

b
el

as
ti

n
g

F
/b

[N
/m

m
] vertanding LL30

materialen
tandwiel: PA12G
rondsel: C45
smering
droog
temp = 25°C

100°C

100°C

100°C

150°C

100°C

50°C

50°C

50°C
tandtemperatuur
rondsel [°C]

De maximale overbrenging in kW van LL30 en LL40 ten opzichte

van standaard C20.

Bij LL30 vertanding kunnen hogere omloopsnelheden, dus meer vermogen

worden overgedragen. Bijkomend voordeel, de redelijk lage E-Modul van Lau-

ramid (2000 N/mm) compenseert de stijfheid van de geometrie gerelateerde

vertandingsvorm wat resulteert in een beduidend lager geluidsniveau.

24-25-26-27_kunststoftandwielen.indd 26 23-05-17 08:12