Gummi-Metall-Verbindungen werden in zahlreichen Bereichen der Technik eingesetzt, vor allem dort, wo Schwingungen gedämpft, Stöße abgefedert, Geräusche reduziert oder Bauteile elastisch miteinander verbunden werden sollen. Also beispielsweise in jedem Auto. Dort finden wir die Gummi-Metall-Verbindungen als Motorlager, Getriebelager, Fahrwerksbuchsen, Achslager und Schwingungsdämpfer. Sie verhindern, dass Motorvibrationen und Fahrbahnstöße unmittelbar auf die Karosserie übertragen werden.
Dabei wird ein Gummi-Teil, meist aus Natur- oder Synthesekautschuk (allgemein aus einem Elastomer), dauerhaft mit einem Metall-Teil hauptsächlich aus Stahl, Edelstahl und Aluminium verbunden. Was macht diese Verbindungen besonders?
Der entscheidende Vorteil liegt in der Kombination zweier sehr unterschiedlicher Werkstoffe:
- Metall sorgt für Festigkeit, Formstabilität und die Übertragung hoher Kräfte.
- Gummi ermöglicht elastische Verformungen, dämpft Schwingungen und kann abdichten.
- Die Haftverbindung sorgt dafür, dass beide Werkstoffe auch unter wechselnder mechanischer Belastung zusammenhalten.
In Abb. 1 ist ein Beispiel eines Gummi-Metall-Teil zu sehen. So einen Flachsauger kennen wir auch aus dem Haushalt.
Abb. 1 Flachsuager - Beispiel einer Gummi-Metall Verbindung
Hier entsteht eine wichtige Frage: Wie hält Gummi auf dem Metall? Die Antwort lautet: mithilfe eines Haftvermittlers.
Da Metalle und Gummi aufgrund ihres unterschiedlichen chemischen Aufbaus sowie ihrer Oberflächeneigenschaften nur eingeschränkt miteinander reagieren, ist eine mechanisch belastbare Verbindung ohne spezielle Maßnahmen oft nicht realisierbar.
Um die Adhäsion zwischen dem Metall und dem Elastomer sicherzustellen, kommen sogenannte Primer und Vulkanisationshaftvermittler zum Einsatz. Der Primerauftrag dient dabei der gezielten Oberflächenvorbereitung des Metalls, während der Haftvermittler bei der Vulkanisation eine chemische Bindung mit dem Elastomer eingeht.
Die Haftung zwischen zwei so unterschiedlichen Werkstoffen ist werkstofftechnisch vielschichtig, von der Oberflächenvorbehandlung über Primer und Haftvermittler bis zur Vulkanisation.
Ein optimal ausgeführter Verbund weist im Bruchfall daher kohäsives Versagen im Gummi auf. Treten hingegen Adhäsionsbrüche an den Grenzflächen oder Delaminationen innerhalb der Primer- oder Haftvermittlerschichten auf, deutet dies auf eine ungeeignete Werkstoffauswahl oder auf Prozessfehler hin.
Übrigens: Ideengeber und Quelle von Informationen sowie der Fotos in Abb. 1 war GUME GmbH in Ostermünchen.<<
