Hybrid plastics in Motor und Getriebe - AutomobilKONSTRUKTION

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Hybrid plastics in Motor und Getriebe

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Die Dichtheitsanforderungen im Automobil, insbesondere im Bereich Motor und Getriebe, steigen stetig. Hinzu kommen immer höhere Temperaturanforderungen und aggressivere Medien. Der Werkstoff Duroplast ist ein bewährtes Material für diese Anwendungen. Bisher waren die Verarbeitungsverfahren aufwendig und teuer. Die Kolektor Kautt & Bux GmbH in Herrenberg bietet die Umhüllung von Komponenten mit einem neuartigen Verfahren an, wodurch die Neuentwicklungen bei gleichbleibend hoher Qualität wesentlich preisgünstiger werden.

Der Autor: Arndt Dörper, Leiter Key Account Management, Kolektor Kautt & Bux, Herrenberg

Mediendichtes Housing mit Duroplast
Bei den zu umhüllenden Komponenten kann es sich um ganz verschiedene Produkte handeln, mit den ihnen jeweils eigenen Besonderheiten und Anforderungen. Beispielsweise seien hier elektronische Komponenten, Sensoren, Stanzgitter, oder Steckerverbindungen genannt. Oftmals ist es dabei notwendig, auch Kabel fest mit dem System zu verbinden. Mit zunehmender Nähe zu Motor bzw. Getriebe steigen die Anforderungen an das Produkt, insbesondere auch in Bezug auf die Dichtheit des Systems bei direktem Motor- oder Getriebeölkontakt. In der Regel reichen bei Bauteilen im Motorraum und bei Anbauteilen Dichtheitsklassen IPX9K oder IPX7 aus.
Diese Dichtheit ist auch mit herkömmlichen Verfahren, wie z.B. Vergusslösungen zu erzielen, wenn keine störenden Einflussgrößen vorhanden sind. Sobald diese Anforderungen allerdings mit Vibration oder Temperaturwechsel überlagert werden, kann es erforderlich werden, neue Wege zu gehen, da über die Lebensdauer diese Lösungen zu Delamination und damit zu erhöhten Leckraten neigen. Bei Komponenten oder Systemen, die in direktem Kontakt zum Medium stehen, wird in der Regel eine Öldichtheit ab 10-5 mbar l/s gefordert. Hinzu kommen die automobilspezifischen Standardtests wie Temperaturwechseltest und Temperaturschocktest sowie Einlagerungen im Medium und unter Temperatur.
Längere Lebenszeit und Manipulationsschutz
Kolektor Kautt & Bux verfügt über eine neue Verfahrenstechnologie, bei der beispielsweise Stanzgitter mit angeschweißter Sensorik und Magnet direkt mediendicht umhüllt werden. Dieses kostengünstige Verfahren der Duroplastverarbeitung eignet sich für alle Sensoren im Bereich Motor, Getriebe, Tank, Batterie oder Dosierung von Kraftstoffen (Diesel, Benzin, AdBlue) – kurz gesagt überall dort, wo nicht zuletzt aus sicherheitstechnischen Aspekten sicher funktionierende Systeme essentiell sind. Der Vorteil des Duroplast Housings ist neben der erhöhten Temperatur- und Medienbeständigkeit auch die Verlängerung der Lebenszeit der eingeschlossenen Bauelemente, da sich diese auch bei Vibration nicht von der Platine ablösen können. Eine umhüllte Elektronik ist manipuliersicher geschützt und kann nur sehr aufwendig geöffnet werden.
Bei dieser neuen Fertigungstechnologie ist auch eine Integration von Steckkontakten, Steckern, Anschraubpunkten oder auch Zentrierdomen, wie Sie beispielsweise bei Getriebesteuerungen Verwendung finden, möglich. Des Weiteren ist das Umspritzen oder die Integration von Buchsen zur Fixierung möglich, aus Kostengründen jedoch nicht zwingend erforderlich. Auf Grund der hohen Festigkeiten der Duroplaste und einer im Vergleich zu Thermoplasten nahezu geradlinigen Schubmodulkurve in einem breiten Temperaturbereich ist eine direkte Verschraubung gegen das Duroplastbauteil bei den meisten Anwendungen ausreichend. Zahlreiche Fertigungsschritte, die bei anderen Verfahren notwendig sind, können nun in einem Arbeitsgang erledigt werden und liefern damit ein wirtschaftliches aber auch robustes Produkt.
Neuentwicklung mit komplettem Inhouse-Test
Das Einbinden von Kabeln in den Leckagepfad ist ein wichtiges Element für eine mediendichte Lösung. Die Kolektor Kautt & Bux GmbH in Herrenberg entwickelt derzeit die Anbindung von ETFE-Kabeln für Getriebeapplikationen und weitere Anwendungen. Das Ziel ist es, gemäß den geforderten und beschriebenen Temperaturwechseltests eine leckagefreie Lösung anbieten zu können. Die ersten Versuchsergebnisse sehen vielversprechend aus.
Vorteilhaft wirkt sich hierbei aus, dass bei Kolektor nahezu alle dazu notwendigen Tests Inhouse durchgeführt werden können. Neben dem Heliumtest können Produkte oder Baugruppen mittels Schliffbildern, SAM (Scanning Acoustic Microscopy) oder CT (Computer Tomography) analysiert werden. Schliffbilder und CT liefern insbesondere bei komplexen Geometrien und bei der Schadensanalyse hilfreiche Daten. Bei der SAM Analyse können die Bauteile auf Lunker, Risse und Delamination zerstörungsfrei geprüft werden. Mittels eines akustischen Signals wird die Reflektion an Mediengrenzen ermittelt und in ein Videosignal umgewandelt. Die Auswertung liefert µm-genaue Ergebnisse, die als Falschfarbenbild dargestellt werden.
Kolektor Kautt & Bux arbeitet aktuell mit mehreren Tier1 und OEMs an der Umsetzung neuer Sensorik, welche sich mittlerweile kurz vor Serienreife befindet, so dass in den nächsten Monaten Details zu den einzelnen Projekten veröffentlicht werden.
Kolektor Kautt & Bux GmbH
Tel.: +49 7032 93 56-245
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