18.11.2014

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EMS-Grivory: Hitzebeständiges Grivory HT1 für Gangstellermodul

Der Automobil-Zulieferer FTE Automotive setzt bei einem neuen Gangstellermodul auf Grivory HT1VL-50X. Der langglasfaserverstärkte Werkstoff von EMS-GRIVORY ist nach Anbieterangaben mit seinem starken Eigenschaftsportfolio der perfekte Werkstoff für die anspruchsvolle Metallersatz-Anwendung.

Bei modernen Fahrzeugen nehmen Doppelkupplungsgetriebe und automatisierte Schaltgetriebe einen immer grösseren Marktanteil ein. Als Gründe für diesen Trend gelten zum einen der hohe Schaltkomfort solcher Systeme und zum anderen ihre hohe Effizienz, was Kraftstoffverbrauch und Emissionen deutlich sinken lässt. Zudem ermöglichen solche Konzepte den Einsatz von Start-Stopp-Systemen und bieten gute Voraussetzungen für eine zukünftige Weiterentwicklung hin zu hybridisierten Antrieben.

Während bei automatisierten Schaltgetrieben die Gangwechsel über elektromotorisch oder elektrohydraulisch angetriebene Aktuatoren vorgenommen werden, werden beim Doppelkupplungsgetriebe die Schaltwellen des Getriebes direkt über hydraulische Gangstellzylinder angesteuert. Eine entsprechende Weg-Sensorik sorgt dabei für hohe Schaltpräzision.

Bewährte Zusammenarbeit
[6;r]FTE Automotive aus dem unterfränkischen Ebern bietet eine Reihe anspruchsvoller Lösungen im Bereich der Getriebeaktuatoren und Gangstellzylinder an. Gehäuse und Kolben aus Hochleistungskunststoffen stehen dabei für eine hohe Kosteneffizienz, Freiheit in der Formgebung und Verschleissfreiheit über Lebensdauer und Temperaturbereich.

FTE Automotive für das neu in Kunststoff umgesetzte Gangstellermodul eines 7-Gang-Doppelkupplungsgetriebes von Audi auf das hitzebeständige Grivory HT1 von EMS-GRIVORY. Dieser Werkstoff zeichnet sich laut Anbieter durch sehr hohe Steifigkeit und Festigkeit sowie durch eine exzellente Beständigkeit gegenüber Ölen und Chemikalien aus. Grivory HT1 behält demnach seine hervorragende Steifigkeit und Festigkeit auch bei hohen Temperaturen und übertrifft demzufolge dabei andere Hochleistungskunststoffe wie PPS oder PEEK. Darüber hinaus biete Grivory HT1 eine sehr gute Dimensionsstabilität und eine geringe Verzugsneigung.

Verbesserte Eigenschaften
In der Praxis unterliegt das Gangstellermodul einem komplexen Belastungsfall. Um eine sichere Funktion und die geforderte Dichtheit zu erreichen, stellen sich hohe Anforderungen an den verwendeten Werkstoff hinsichtlich Steifigkeit und Kriechfestigkeit bei erhöhter Temperatur sowie Schwindungsarmut und Verzug. Aus diesem Grund kommt für den Gangsteller Grivory HT1VL-50X zum Einsatz, ein oberflächenoptimiertes Grivory HT1 mit spezieller Langglasfaserverstärkung von 50 Gewichtsprozent. Mit der Langglasfaserverstärkung sei es möglich, das Eigenschaftsportfolio der kurzglasfaserverstärkten Type von Grivory HT1 nochmals zu erweitern.

Grivory HT1VL-50X besitzt den weiteren Angaben zufolge eine höhere Steifigkeit und Festigkeit (Abbildung 1), eine gesteigerte Arbeitsaufnahme und Kerbschlagzähigkeit, eine höhere Wärmeformbeständigkeit sowie eine gesteigerte Kriechfestigkeit (Abbildung 2). Zudem seien die Langglasfasern in einem Spritzgiessbauteil gleichmässiger orientiert, was die Richtungs­ab­hängig­keit der Werkstoff-Kennwerte erheblich reduziere. Dies wirke sich insbesondere auch auf das Schwindungsverhalten des Kunststoffes und somit auf den Verzug von Bauteilen äusserst positiv aus (Abbildung 3).

Ermöglicht werde diese Verbesserung der Eigenschaften durch die charakteristische Verstärkungswirkung der Langglasfasern. Diese bilden beim Spritzgiessen ein dichtes, physikalisches Faserfilz-Netzwerk, welches dem Bauteil eine skelettartige Struktur verleiht.

Umfassender Support
Im Zuge umfangreicher Simulationen unter Berücksichtigung des vorherrschenden Lastfalles wurde die Anbindung des Bauteils hinsichtlich optimaler Formfüllung und Faserorientierung sowie mit besonderem Augenmerk auf das Schwindungs- und Verzugsverhalten optimiert (Abbildung 4). Das neue Kunststoff-Gangstellermodul ersetzt die zuvor eingesetzte schwerere und kostenintensivere Metalllösung und hilft dadurch nicht zuletzt auch, Gewicht und CO2-Ausstoss des Fahrzeugs zu senken.

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