Größenrekord – Lkw-Ölwannen aus Polyamid
Diese Motorölwanne für den 12,8 L-Motor fasst 36 L Öl und besteht aus dem Polyamid 66 Durethan AKV 35 H2.0. (Foto: LANXESS AG)
Hohe Anforderungen an Steinschlagfestigkeit und Flanschdichtigkeit
18.10.2011 / Lanxess. Sie sind bis zu 120 Zentimeter lang, 40 Zentimeter breit und 35 Zentimeter tief – Lkw-Ölwannen, die in den 12,8 Liter Euro-6-Motoren des Mercedes Actros von Daimler zum Einsatz kommen. Sie sind die bisher größten, aus Polyamid 6 und 66 gefertigten Motorölwannen für Lkw und werden von der in Marbach ansässigen BBP Kunststoffwerk Marbach Baier GmbH aus Durethan von LANXESS hergestellt. „Wir haben mit verschiedenen Berechnungen und Simulationen vorab die Machbarkeit der Ölwannen bewiesen und dazu beigetragen, dass die Ölwannen in relativ kurzer Entwicklungszeit direkt im Rechner leistungsgerecht und kostengünstig ausgelegt werden konnten“, erklärte Frank Krause, bei LANXESS Experte für ölführende Motorbauteile aus Kunststoff.
Alternative zu Aluminium, Stahlblech und SMC
Polyamid ist in dieser Anwendung eine Materialalternative zu Aluminium, Stahlblech und Sheet Molding Compounds (SMC). So resultieren im Vergleich etwa zu Druckgussaluminium deutlich leichtere Bauteile. Mit Polyamid fallen im Spritzgussverfahren zudem montagefertige Bauteile an. Dagegen müssen Druckguss- und SMC-Teile häufig aufwändig und kostenintensiv nachbearbeitet werden, um etwa Grate zu entfernen.
Auch Polyamid 6 sehr gut geeignet
Eine Variante der Motorölwanne für den 12,8 L-Motor besteht aus dem hitzestabilisierten und mit 35 Prozent Glasfasern gefüllten Polyamid 66 Durethan AKV 35 H2.0, eine andere aus dem entsprechenden Polyamid 6-Typ Durethan BKV 35 EF H2.0. „Im Verlauf der gemeinsamen Entwicklungsarbeit stellte sich heraus, dass auch Polyamid 6 den hohen Anforderungen an solche großen, temperatur- und druckbelasteten Bauteile gewachsen ist“, so Krause. Durethan BKV 35 EF H2.0 bietet einen weiteren Vorteil: Seine Glasfasern zeichnen sich weniger auf der Oberfläche ab. Daraus ergeben sich hohe Dichtigkeiten in Nutbereichen und eine bessere Entformbarkeit.
Simulation von Füllung, Verzug und Wärmeausdehnung
LANXESS hat die Partner bei der Entwicklung der Ölwannen umfangreich mit Berechnungen und Simulationen unterstützt. Dazu zählten etwa eine Strukturoptimierung, mit der das akustische Verhalten der Ölwannen verbessert wurde, sowie eine Simulation der Steinschlagfestigkeit und der Verformung der Ölwannen unter Dichtlast. Auch das Füllen der Spritzgusswerkzeuge und das Verzugsverhalten der Ölwannen wurden simuliert. „Mit Hilfe der Berechnungen konnten wir für eine gleichmäßige Werkzeugfüllung insbesondere im Bereich der Flansche sorgen und dadurch den Verzug minimieren“, erläuterte Krause.
Außerdem wurde rechnerisch untersucht, wie sich die Ölwannen verhalten, wenn der gesamte Motorblock inklusive Getriebe für Wartungsarbeiten oder Reparaturen ausgebaut und abgesetzt wird. Die Wannen müssen dann einem Gewicht von rund 1,6 Tonnen standhalten. Ausführlich wurde mittels integrativer Simulation die aus unterschiedlichen Faserorientierungen im Bauteil resultierende Richtungsabhängigkeit der Wärmedehnung im Bereich der Flansche analysiert. „Daraus haben wir Maßnahmen abgeleitet, die die Dichtigkeit der Flansche über alle auftretenden Temperaturen und Drücke hinweg sicherstellen“, so Krause.
HiAnt – Service und Know-how im Dienst des Kunden
Die Simulationen und Berechnungen von LANXESS zur Entwicklung der zwei Motorölwannen sind Teil von HiAnt. „In dieser Marke haben wir die umfassenden Serviceleistungen zusammengefasst, die internationale Kunden bei der Entwicklung innovativer Systemlösungen weltweit erhalten. HiAnt steht für unser Know-how in der Produkt-, Anwendungs-, Verfahrens- und Technologieentwicklung, mit dem wir uns markant von vielen unserer Wettbewerber unterscheiden“, so Krause.
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