Nach und nach dringen Kunststoffteile bis in die Kernbereiche von Verbrennungsmotoren vor. Auf diese Weise kann im Vergleich zu Alu-Druckgussteilen rund die Hälfte des Gewichts eingespart werden. Durch Integration von Partnerteilen und Dichtungen verringert das Mehrkomponenten-Spritzgießen zudem den Montageaufwand. Ein aktuelles Entwicklungsprojekt aus der Fahrzeugzulieferindustrie zeigt die diesbezüglichen Möglichkeiten auf: Ein Wasserpumpengehäuse in Serienausführung aus Alu-Druckguss muss nicht nur den Kühlwasserkreislauf über einen weiten Temperatur- und Druckbereich zum Motorblock hin abdichten, sondern auch in den Achslagern die vom Keilriemenantrieb ausgeübten Kräfte aufnehmen. Eine Gegenüberstellung des Metall-Druckguss-Wasserpumpengehäuses und des Substitutionsteils aus Kunststoff zeigt, dass das Kunststoffteil zusätzlich einen der beiden Anschlussflansche integriert und nur noch 922 g wiegt. Das Druckgussteil bringt 2200 g auf die Waage. Die an den Lagern für die Wellen der Keilriemenwellen eingeleiteten Seitenkräfte führen zu lokalen Spannungsspitzen im Bauteil, die durch konstruktive Maßnahmen abgeschwächt werden müssen. Die Spannungsspitzen am Umlenkrollenlager werden durch Anpassung der Rippenstruktur reduziert. Um die Spannungen zu verringern, die vom Pumpenantrieb ausgehen, wird eine Kombination aus einer im Gehäuseteil eingebetteten Lagerbuchse und einem Metall-Verstärkungsteil vorgesehen. An der Dichtfläche zum Motorblock befindet sich die durch einen 2K-Spritzgießprozess direkt auf das Gehäuse (PA6.6-GF50 mit Metallbuchsen an allen Anschraubpunkten) aufgebrachte Dichtung aus Fluor-Kautschuk. Zusammen mit dem aufgeschraubten 2K-Deckel bildet das Wasserpumpengehäuse eine einbaufertige Baugruppe. Es konnten so beträchtliche Produktivitätsgewinne erschlossen werden. Dass mit der Reduzierung der Teileanzahl auch die Anzahl der potenziellen Fehlermoglichkeiten sinkt und damit die Betriebssicherheit steigt, ist ein zusätzlicher, wichtiger Nebeneffekt. Es wurde die Machbarkeit der Metallsubstitution im Kernbereich des Motors und deren Vorteile nachgewiesen.
Der nächste Schritt in den Motorblock. 2K-Pumpengehäuse aus Kunststoff
Kunststoffe, München ; 102 , 5 ; 49-52
2012
4 Seiten, 6 Bilder, 1 Quelle
Article (Journal)
German
Motorteil , Motorbau , Kunststoffteil , Gewichtsminimierung , Pumpengehäuse , Wasserpumpe , Werkstoffsubstitution , Polyamid 6.6 , glasfaserverstärkter Kunststoff , Machbarkeit , Mehrkomponentenspritzgießverfahren , konstruktive Gestaltung , konstruktive Einzelheit , mechanische Verstärkung , Spritzgussteil
Der naechste Schritt in den Motorblock - 2K Pumpengehaeuse aus Kunststoff
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