Entformungsproblem gelöst, Kontaminationen vermieden

Im zukunftsweisenden Doppelkupplungsgetriebe von Volkswagen leitet ein Saugrohr aus heißölbeständigem Zytel® Polyamid von DuPont das Öl vom Filter zum Steuergerät, das die Funktionen dieses direktschaltenden Sechsgang-Automatikgetriebes kontrolliert. Bei der Herstellung dieses komplex geformten Rohres kombiniert der Automobilzulieferer IBS Filtran, Morsbach, das Spritzgießverfahren mit dem Laser-Durchstrahlschweißen. Diese Lösung ermöglicht den kosteneffizienten Einsatz leicht entformbarer Einzelteile. Die Lasertechnologie bewährt sich dabei als Material schonendes Fügeverfahren, bei dem keine losen Partikel entstehen, die das Öl verunreinigen könnten. Ein Ring aus hitze- und ölbeständigem Vamac® Ethylen-Acrylat-Kautschuk von DuPont dichtet das Saugrohr gegen das Getriebegehäuse ab.

Dazu Geschäftsführer Markus Beer: „Das Öl-Saugrohr passt sich präzise in den engen Bauraum ein, unabhängig davon, ob die Öltemperatur bei –40 °C oder bei +140 °C liegt. Das von uns gewählte Zytel® 70G30 HSLR mit 30 Gew.-% Glasfasern ermöglicht geringe Wanddicken und damit ein niedriges Bauteilgewicht bei zugleich sehr hoher Festigkeit. Selbst wenn die Temperatur und der Unterdruck im System Spitzenwerte annehmen und zugleich Schläge und Vibrationen hohe Beschleunigungskräfte bewirken, sind die Deformationen minimal. Dadurch arbeitet der vorgeschaltete Saugfilter stets optimal, und Kollisionen mit den dicht benachbarten, bewegten Getriebeteilen sind ausgeschlossen.“

Die für die Fertigung von Hohlkörpern nahe liegende Möglichkeit des Blasformens verwarf IBS Filtran, was Konstruktionsleiter Michael Jacob so begründet: „Mit diesem Verfahren ließ sich weder die hohe Anforderung an die Gleichmäßigkeit der Strömungsquerschnitte und Wanddicken erfüllen, noch war sicher auszuschließen, dass sich Glasfaserpartikel von der Innenfläche lösen und das empfindliche Ventilsystem hinter dem Öl-Saugrohr stören würden. Wir entschieden uns deshalb für das Spritzgießen, mussten dazu aber den Hohlkörper teilen, um das Entformen zu erleichtern. Wir konnten dabei aber nicht einfach zwei Halbschalen herstellen und diese anschließend mit einem herkömmlichen Schweißverfahren verbinden, denn die dafür erforderlichen Fügeflächen wären zu breit gewesen, und zudem hätten sich Partikel aus dem Schweißaustrieb lösen können, was unbedingt zu vermeiden war.“

IBS Filtran löste dieses Problem letztendlich in Form eines Rohres mit versetzt gegenüber angeordneten, offenen Bereichen. Jacob weiter: „Dieses Teil aus einer Laser absorbierendem Variante von Zytel® 70G30 HSLR lässt sich in einem Werkzeug mit einer einzigen Trennebene fertigen. Auf die offenen Bereiche schweißen wir dann mit dem Laserstrahl zwei ebenfalls spritzgegossene Deckel aus dem gleichen, hier aber lasertransparenten Zytel® Grundtyp. Die Schweißnaht ist auf einen sehr engen Bereich begrenzt und dabei zuverlässig luft- und öldicht. Weil die im Ölkontakt stehenden Einzelteil-Oberflächen unbeeinflusst bleiben, besteht keine Gefahr, dass sich Kunststoffpartikel ablösen und in den gefilterten Ölstrom gelangen. Letztendlich verbindet das Laserdurchstrahlschweißen für uns eine optimale Kombination aus Kosteneffizienz und Sicherheit.“

DuPont bietet seine Kunden umfangreiche Hilfestellung bei der Entwicklung von lasergeschweißten Bauteilen. Diese beginnt bei der Auswahl geeigneter Thermoplaste und reicht bis zur Fertigungsoptimierung in Zusammenarbeit mit erfahrenen Herstellern von Laserschweißanlagen. Dabei umfasst das Portfolio der laserschweißbaren technischen Kunststoffe Zytel® PA-6- und -66-Typen, Crastin® PBT, Rynite® PET und Delrin® Polyacetal sowie auch die hoch wärmebeständigen Zytel® HTN Hochleistungspolyamide. Speziell bei den Zytel® PA-Standardtypen sind nicht nur naturfarbene und damit lasertransparente sowie schwarze, Laser absorbierenden Typen verfügbar, sondern für beide Funktionen sind auch andere Einfärbungen und damit unterschiedliche Farbkombinationen möglich.

IBS Filtran, ein Joint-Venture der SPX Filtran und der Familie Fritz Brocke, ist ein in Europa führender Entwickler und Hersteller von Filtersystemen für Automatikgetriebe und Motoren. Zum Produktprogramm des in Morsbach im Bergischen Land ansässigen Kfz- Zulieferers gehören Saug- und Druckölfilter, Vollkunststoff-Ölwannen, Filtermedien, Kunststoffteile sowie Rundum-Service bei Entwicklung, Konstruktion, Test und Produktion.

DuPont Engineering Polymers produziert und vertreibt Crastin® PBT und Rynite® PET thermoplastische Polyester, Delrin® Polyacetale, Hytrel® thermoplastische Polyesterelastomere, DuPont™ ETPV technische thermoplastische Vulkanisate, Minlon® mineralgefüllte Polyamide, Thermx® PCT Polycyclohexylen-Dimethylterephthalat, Tynex® Filamente, Vespel® Teile und Profile, Zenite® LCP flüssigkristalline Kunststoffe, Zytel® Polyamide und Zytel® HTN Hochleistungspolyamide. Diese Produkte werden weltweit in der Luftund Raumfahrt, im Gerätebau, in der Automobil- sowie der Elektrik- und Elektronik- Industrie, Gesundheitswesen, für Verbrauchsgüter, in der allgemeinen Industrie sowie für Sportartikel und viele andere Anwendungen eingesetzt.

DuPont ist ein wissenschaftlich orientiertes Unternehmen. 1802 gegründet, setzt DuPont die Wissenschaften für nachhaltige Problemlösungen ein, die für Menschen allerorts das Leben besser, sicherer und gesünder machen. DuPont ist in über 70 Ländern aktiv und bietet eine breite Palette innovativer Produkte und Dienstleistungen für Branchen wie Landwirtschaft, Nahrungsmittel, Elektronik, Kommunikation, Sicherheit und Schutz, Bauen und Wohnen, Transport und Bekleidung.

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