Kosteneffiziente Fertigung im Gasinnendruck-Verfahren

Kühlwasserrohre sind hohen Temperaturen und aggressiven Medien ausgesetzt. Zugleich müssen sie trotz Innendrücken von fast 2 bar eine langzeitig hohe Leckagesicherheit bieten. Deshalb wurden sie traditionell aus Metall gefertigt.

Als Alternative dazu hat Hutchinson, Mannheim, in enger Zusammenarbeit mit Volkswagen ein im Gasinnendruck-Spritzgießverfahren hergestelltes Kunststoffrohr aus einem hitze- und hydrolysestabilisierten Zytel® Polyamid von DuPont entwickelt. Bei den 1,6-Liter-Benzinmotoren des Volkswagenkonzerns fügt es sich passgenau in den vorhandenen Bauraum ein und lässt das Kühlmedium ungehindert strömen. Ohne Einschränkungen bei der Zuverlässigkeit erfordert das Rohr aus Zytel® deutlich weniger Fertigungsaufwand als die frühere Metall-Ausführung. Dank seiner hohen Passgenauigkeit, seiner Elastizität sowie der – anstelle zusätzlicher Einzelteile – in das Formteil integrierten Fixierlaschen und Abzweigungen verringert es den Fertigungsaufwand erheblich, und es ist dabei um 50 % leichter als sein Vorgänger.

Dazu Olivier Nicolas, Leiter Kunststofftechnik bei Hutchinson: „Wir haben nach einem Kunststoff gesucht, der Metall in dieser Anwendung uneingeschränkt substituieren kann. Dazu haben wir eine Vielzahl von Polyamiden verglichen, denn diese Werkstoffgruppe bewährt sich seit vielen Jahren für Medien führende Leitungen im Motorraum. Letztendlich zeigten die in unseren Labors durchgeführten Versuche, dass Zytel® EFE7392 von DuPont alle von uns und Volkswagen gesetzten Vorgaben erfüllt. Es kombiniert beispielsweise eine hohe Glykolbeständigkeit mit guter Alterungsbeständigkeit, hoher Berstfestigkeit auch bei Temperaturen bis 135 °C und hoher Kriechfestigkeit. Mit diesem Material erreichen wir kurze Zykluszeiten bei der Fertigung des – gestreckt – 650 mm langen Rohres und zudem eine sehr reproduzierbare Wanddicke.“

Und Laurent Zielezinski, Mitglied des europäischen Marktentwicklungsteams Automotive von DuPont, ergänzt: „Zytel® EFE7392 ist ein mit 30 Gew.-% Glasfasern verstärktes Polyamid 66 mit hoher Steifigkeit, Dimensionsstabilität und Hydrolysebeständigkeit. Das Material ist nicht nur anwendungsspezifisch optimiert, sondern auch speziell für das Gasinnendruck-Spritzgießen entwickelt worden. Während sich PA-66-Standardtypen nicht für dieses Verarbeitungsverfahren eignen, unterstützt diese Spezialität die Ausbildung besonders glatter innerer Oberflächen und konstanter Wanddickenverteilungen als Voraussetzung für druckverlustarme Strömungen.“

Volkswagen setzt das Kühlwasserrohr konzernweit ein und rüstet damit neben Modellen wie Golf, Jetta und New Beetle auch Fahrzeuge von Audi, Seat und Skoda aus. Nicolas abschließend: „Wir haben bei der Systementwicklung sowohl hinsichtlich der Prozessoptimierung als auch der Werkstoff-Validierung eng mit DuPont zusammen gearbeitet und machen seit dem Serienanlauf sehr positive Erfahrungen mit der Gasinnendruck-Spritzgießtechnik und dem dafür optimierten Zytel® EFE7392. Darum war es für Hutchinson eine klare Sache, auch bei den derzeit laufenden Entwicklungen auf diese Zeit, Gewicht und Kosten sparende Verfahrens-Werkstoff-Kombination zu setzen.“

Hutchinson ist eine Tochter der Total Gruppe mit Niederlassungen in Europa, Amerika und Asien und einer der weltweit bedeutendsten Zulieferer der Automobilindustrie. Das Produktspektrum umfasst Komponenten für die Schwingungstechnik, Antriebssysteme, Dichtmassen & Kleber, Medienführende Hoch- und Niederdrucksysteme, Karosserieteile und -dichtsysteme sowie Präzisions-Dichtungen und -Formteile. Die deutsche Niederlassung in Mannheim ist ein Kompetenzzentrum für die Entwicklung und Fertigung von Komponenten für den Transfer von Medien (Kühlmittel, Ladeluft, Kraftstoff und Öl).

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 Luft- und 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 Produktions- und Dienstleistungs-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, Bauen und Wohnen sowie Transport.

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