02.07.2012

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DuPont: LKW-Ölwanne aus PA reduziert Emissionen und Gewicht

Ein spritzgegossenes Ölwannenunterteil (Ölsumpf) aus DuPont™ Zytel® Polyamid (PA) soll dem schwedischen Nutzfahrzeughersteller Scania helfen, den Geräuschpegel, die Emissionen und das Gewicht zu verringern. Das leichte und zugleich robuste Kunststoffteil wird vom schwedischen Automobilzulieferer Plastal Group AB gefertigt.

Scania hat seine neuen, die Euro-6-Norm erfüllenden Motoren mit Leistungen von 440 und 480 PS (324 und 353 kW) und einem Hubraum von 13 Liter im Frühjahr 2011 vorgestellt. Die Ölwanne aus Zytel Polyamid gilt weltweit als eine der ersten Serienanwendung in der Heavy-Duty-Motorenklasse. Verglichen mit seinem Vorgänger aus Aluminium soll der neue Ölsumpf eine Verringerung des Bauteilgewichts um über 50 % oder 6 kg ermöglichen. Wie sich bei Scania gezeigt habe, senke der Wechsel von Metall zu Kunststoff darüber hinaus auch das Motorgeräusch und helfe damit, die Anforderungen der Euro-6-Norm hinsichtlich der Geräuschemission zu erfüllen.

Das von Scania für die Herstellung des Ölwannenmoduls gewählte Polyamid Zytel 70 G35, ein mit 35% Glasfasern verstärktes, hitzestabilisiertes und innengeschmiertes Zytel® PA66, gilt laut Hersteller als ein Material der Wahl für anspruchsvolle Anwendungen unter der Motorhaube, unter anderem unter Einwirkung von hohen Temperaturen und Öl. Dank seiner niedrigen Schmelzeviskosität soll er auch Werkzeuge mit engen Fließwegen und geringen Wanddicken füllen, was zu sehr kurzen Zykluszeiten beitrage. Nach Aussage des Entwicklungsteams bei Scania sei ein Hauptgrund für die Werkstoffwahl gewesen, dass dieses Zytel® Polyamid die technischen Anforderungen auch in Kontakt mit oxidiertem Öl erfülle und dabei weiterhin die geforderte Schlagfestigkeit biete.

DuPont habe Scania über die Materialwahl hinaus auch bei der Optimierung der konstruktiven Auslegung sowie des Fertigungsverfahrens unterstützt, insbesondere hinsichtlich einer gleichmäßigen Abdichtung zwischen Ölsumpf und Motor. Diese erfordert die - angesichts der großen Bauteil-Abmessungen von 847 mm Länge, 467 mm Breite und 203 mm Höhe - schwierige Einhaltung sehr enger Toleranzen. Dieses Ziel habe sich mit Hilfe umfangreicher Fließstudien, vieler Prüfungen an Prototypen und einer ständigen Optimierung der Fertigungsparameter erreichen lassen. Dazu Murray Smith, Development Specialist bei DuPont Performance Polymers in Schweden: "Auch die Verrippungen an der Unterseite des Ölwannenmoduls spielen eine wichtige Rolle für die Einhaltung der für das Bauteil vorgegebenen Toleranzen, und in einer weiteren Funktion wirken sie als defensiver Schutz gegen die Wirkung von Steinschlag."

Deren diesbezügliche Effizienz sei am European Technical Centre von DuPont in Genf nachgewiesen worden. Dort wurde eine Hochgeschwindigkeits-Druckluftkanone verwendet, um Stahlkugeln unter einem Winkel von 45 Grad und mit einer Geschwindigkeit von 80 km/h auf den Ölsumpf zu schießen. Die Tests hätten bestätigt, dass die Verrippungen die Schlagenergie effizient verteile. Dabei werde sie zwar beschädigt, die Stabilität des Ölwannenmoduls bliebe aber erhalten.