Polyamide bieten in der Herstellung von Getriebeölwannen gegenüber Stahlblech oder Druckguss-Aluminium Vorteile beim Leichtbau, kostensenkender Funktionsintegration und Formgebungsfreiheit. In den vergangenen Jahren kam deshalb vor allem PA 66 in der […]
Die Getriebeölwanne aus PA 6 ist Teil von Automatikgetrieben der neuesten Generation. (Foto: Lanxess)
Polyamide bieten in der Herstellung von Getriebeölwannen gegenüber Stahlblech oder Druckguss-Aluminium Vorteile beim Leichtbau, kostensenkender Funktionsintegration und Formgebungsfreiheit. In den vergangenen Jahren kam deshalb vor allem PA 66 in der Serienfertigung dieser großen Spritzgussteile zum Einsatz. Doch auch PA 6 eignet sich dafür, was eine steigende Zahl von Anwendungen zeigt. Aktuelles Beispiel für diesen Trend ist eine von der IBS-Filtran GmbH, Morsbach, gefertigte Getriebeölwanne, die aus dem PA 6 Durethan BKV35H2.0 von Lanxess, Köln, besteht. Sie ist Teil von Automatikgetrieben der neuesten Generation für Fahrzeuge verschiedener Automobilproduzenten. „IBS-Filtran und Lanxess blicken auf eine langjährige erfolgreiche Entwicklungspartnerschaft bei Bauteilen für den Pkw-Ölkreislauf zurück. Ein Highlight der Zusammenarbeit war zum Beispiel die Entwicklung der ersten Pkw-Getriebeölwanne aus Kunststoff“, betont Babak Talebloo, Key Account Manager für IBS-Filtran bei Lanxess.
Geringere Schwindung, gut zu schweißen
„Für den Einsatz unseres Polyamid 6 in der neuen Ölwanne sprachen vor allem zwei Gründe: Es erfüllt die zentralen Anforderungen hinsichtlich Temperatur- und Ölbeständigkeit, Zähigkeit und Oberflächenqualität und ist dabei im Vergleich zu einem entsprechenden Polyamid 66 deutlich kostengünstiger“, erklärt Christof Boden, bei Lanxess Experte für Kunststoffbauteile im Ölkreislauf von Fahrzeugen. IBS-Filtran hat die Öl- und Temperaturbeständigkeit des mit 35 Gew.-% Kurzglasfasern verstärkten PA 6 umfangreich untersucht. So zeigen Langzeittests bei 150 °C in verschiedenen Getriebeölen keinen Unterschied im Alterungsverhalten gegenüber einem entsprechenden PA 66. Die Schlagzähigkeit und Bruchdehnung des PA 6 sind sogar etwas höher, so dass die Ölwanne Steinschlägen tendenziell besser gewachsen ist. Von Vorteil sind außerdem die hohen Oberflächenqualitäten, die mit dem Compound erreichbar sind. Zum Beispiel weist der Dichtungsbereich der Ölwanne eine hohe Oberflächengüte auf, was zur guten Funktion der Dichtung beiträgt. Ähnlich wirkt sich auch die geringere Schwindung des PA 6 aus, denn sie hat weniger Bauteilverzug zur Folge. Weitere Stärke des Werkstoffs ist die gute Schweißbarkeit. So wird die Innenschale des Ölfilters mit dem Wannengrundkörper per Vibrationsschweißen verbunden. „Die Schweißnaht zeichnet sich durch eine hohe Festigkeit aus und hält daher der Druckbelastung sicher stand“, so Boden.
Strukturelles Versorgungsproblem bei PA 66
PA 66 hat sich in den vergangenen drei Jahren vor allem wegen Engpässen beim Vorprodukt Adiponitril zeitweise stark verteuert und steht teilweise nicht in ausreichenden Mengen zur Verfügung. Dies hat auch die Hersteller von Kunststoffbauteilen für den Ölkreislauf veranlasst, nach preiswerteren, zuverlässig verfügbaren Alternativen zu PA 66 zu suchen. PA 6 bietet sich dazu wegen seines ähnlichen Eigenschaftsprofils an. „Beispielsweise sind neben Getriebeölwannen von Automobilen mittlerweile vermehrt auch Ölwannen von Lastkraftwagen sowie Zylinderkopfhauben aus PA 6 in laufender Serie und Entwicklung“, erläutert Boden.
Ausbau des Sortiments für Bauteile des Ölkreislaufs
Lanxess entwickelt sein Portfolio an Polyamiden für den Ölkreislauf von Fahrzeugen beständig weiter. Neu sind zum Beispiel Durethan ECOBKV30H2.0, ECOBKV35H2.0 und ECOBKV60XF. Die drei PA-6-Compounds enthalten 30, 35 bzw. 60 Gew.-% Rezyklatfasern, die aus Glasabfällen hergestellt werden. Der jeweilige Gehalt an rezykliertem Material im Compound ist vom unabhängigen Prüfunternehmen Ecocyle nach dem Massenbilanz-Verfahren geprüft und mit einem ecoloop-Zertifikat gemäß ISO 14021:2016 bestätigt worden. Boden: „Mit diesen Produkten entsprechen wir dem Trend zum stärkeren Einsatz von Rezyklaten im Automobilbau.“ Ein weiteres Produktbeispiel für neue Anwendungen im Ölkreislauf sind die Polyamide der XTS-Reihe. XTS steht für „Extreme Temperature Stabilization“ und unterstreicht die hohe thermische Dauerbeständigkeit der Compounds von bis zu 230 °C. „Sie können zum Beispiel für Ölwannen verwendet werden, bei denen der Abgaskatalysator nahe am Getriebe verbaut ist, was die Ölwannen während der Abgasreinigungsintervalle thermisch stärker belastet“, erläutert Boden. „Der Einsatz der Compounds kann dann den Einbau von Abschirmblechen überflüssig machen, die die Ölwannen vor zu starker Hitze schützen.“
Umfangreicher Kundenservice HiAnt
HPM hat IBS-Filtran bei der Entwicklung der Getriebeölwanne umfangreich mit seinem Engineering Service HiAnt unterstützt. In dieser Marke hat der Geschäftsbereich sein Know-how in der Produkt-, Anwendungs-, Verfahrens- und Technologieentwicklung für die Zusammenarbeit mit Kunden gebündelt. So stellte HPM für die Getriebeölwanne kritische Lastfälle wie etwa Steinschläge simulativ nach. Zu den Serviceleistungen zählten außerdem Prüfungen am Fertigteil – wie etwa Steinschlagtests und Getriebeöllagerungen.
