Windwo Gasket

Dicht ohne dritte Komponente

Kautschukdichtungen und PA primerlos verbinden
Das steife Strukturteil aus PA66 (schwarz) ist dauerhaft mit der öl- und hochtemperaturbeständigen Elastomerdichtung (blau) verbunden.
Die Window Gasket, ein von der Dana Corporation Deutschland entwickeltes und produziertes Dichtungssystem mit Leitungsdurchführung durch die Dichtebenen, gehört zu den ersten Anwendungen einer patentierten Spritzgießtechnologie zur Verbindung des Ethylenacrylat-Kautschuks (AEM) mit Polyamiden.

Dieses Zweikomponenten-Verfahren, das Dupont als alleiniger Lizenznehmer der Evonik Degussa nutzt, ermöglicht die direkte Verbindung von Kautschuk und Kunststoff. Weil dabei weder ein Primer aufgebracht werden muss noch mechanische Fixierungen erforderlich sind, vereinfacht sich die Montage erheblich. Die Technologie bietet zum Beispiel Tier-1-Zulieferern der Automobilindustrie wie Dana die Möglichkeit, die Produktivität bei der Herstellung multifunktionaler Komponenten ebenso zu steigern wie deren Qualität und Zuverlässigkeit, die auch nach Alterung bei hohen Temperaturen und unter Einwirkung Kfz-typischer Medien erhalten bleiben. Gleichzeitig sinken die Kosten.

Die hoch integrierte Dichtung ermöglicht die einfache Durchführung eines oder mehrerer Kabelbäume zur Stromversorgung oder zur Übertragung elektronischer Signale ohne zusätzliche Bohrung, beispielsweise im Motorblock. Der Einbau variabler Steckverbindungen wie Stromverbindungen für Elektromagnete, Schalter, Benzineinspritzung oder Sensoren ist einfacher möglich. Der hier verwendete Zytel PA-66-Typ von Dupont verbindet gute mechanische Eigenschaften mit Hochtemperatur-, Wärmealterungs-, Hydrolyse- und Ölbeständigkeit. Das Dichtungsmaterial Vamac vom gleichen Hersteller zeichnet sich in dieser Anwendung durch niedrige Permeabilität und Beständigkeit gegen Fette und Öle aus. Darüber hinaus bieten diese Dichtungen einen geringen Druckverformungsrest und damit einen langzeitigen Erhalt der Dichtkraft, so dass eine Wiederverwendung nach der Demontage möglich ist. Die Haftung zwischen den Komponenten ist laut Verarbeiter über die ganze Dichtfläche optimal. In einem speziellen Zugversuch wurde gezeigt, dass die zum Trennen der beiden Komponenten aufzubringenden Kräfte deutlich jenseits der üblichen Betriebsbelastungen liegen.

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Als hoch integrierte Einheit mit vormontierter Verkabelung kann die Window Gasket die Montagezeit um 30 bis 40 Prozent verkürzen. Zudem entfällt die Notwendigkeit, Bohrungen zum Beispiel in Zylinderköpfe einzubringen, Kabel einzuführen und deren korrekte Verlegung zu prüfen. Auch nach Wartungsarbeiten sichert sie die korrekte Positionierung aller elektrischen Anschlüsse. Insgesamt ermöglicht dieses Dichtsystem nach Schätzungen von Dana Kosteneinsparungen von 25 bis 40 Prozent im Vergleich zu herkömmlichen Dichtungen und separater Verkabelung.

Das System habe einen Feldtest über etwa 240.000 Kilometer absolviert und die Anforderungen der branchentypischen Tests erfüllt oder übertroffen, darunter Prüfungen des Verhaltens unter Wärmealterung, unter Einwirkung der im Motor auftretenden Temperaturen und Schmiermittel sowie unter dynamischer Belastung. Bereits kurz darauf ging das neue Dichtsystem bei großen Herstellern von Dieselmotoren für Baumaschinen, landwirtschaftliche Fahrzeuge, den stationären und den maritimen Einsatz in Serie. Die erste europäische Serienanwendung startete nach umfangreichen Labor- und Feldtests Anfang 2010 in großen Dieselmotoren von MTU, Deutz und Liebherr.

Ebenalls für den Nutzer unsichtbar ist eine weitere Werkstoffinnovation im Fahrzeug: Der Fluidtechnik-Hersteller Hutchinson verwendet das biobasierte Polyamid (PA) 1010 Zytel RS von DuPont für die Herstellung von Kraftstoffleitungen, die sich sowohl für konventionellen Diesel- als auch für Biodiesel-Kraftstoff eignen.

Kraftstoff durch die Bioleitung

Sie kommen in neuen Turbo- und Multijet-Dieselmotoren des Fiat-Konzerns zum Einsatz. Gründe für die Bevorzugung dieses langkettigen Polyamids gegenüber PA12 seien die ie höhere Temperaturbeständigkeit und Langzeit-Alterungsbeständigkeit in Biodiesel. Die daraus extrudierten, einschichtigen Kraftstoffleitungen bewähren sich laut Hersteler bereits in Serien-Pkw des Fiat-Konzerns.

Automobilhersteller, OEM und Kunststoffhersteller suchen nach Möglichkeiten, den Einsatz biobasierter Polymere zu steigern, um die Abhängigkeit von fossilen Rohstoffen zu verringern. Darüber hinaus arbeiten sie daran, Motoren und deren Kraftstoffsysteme so zu modifizieren, dass sie möglichst effizient mit modernen Biokraftstoffen einschließlich Biodiesel umgehen. Komponenten für solche Systeme müssen den chemisch aggressiven Bestandteilen von Biokraftstoffen, hohen Temperaturspitzen und mechanischen Beanspruchungen ein Autoleben lang widerstehen. Der hier verwendete Zytel RS-Typ basiert auf einem PA1010, das zu über 60 Gewichtsprozent aus erneuerbaren Rohstoffen besteht. Es bietet die typischen Eigenschaften flexibler Polyamide, verbunden mit zusätzlichen Merkmalen wie eine im Vergleich mit Werkstoffen wie PA12 sehr hohe Temperaturbeständigkeit, hohe chemische Beständigkeit und geringe Permeabilität für Kraftstoffe und Gase. Damit eignet es sich für eine Vielzahl von Extrusionsanwendungen, wie Kraftstoffleitungen, Hydraulikschläuche, Wellrohre, Schläuche für Getriebeölkühler sowie Pneumatikschläuche.

Mit Spezifizierung des Zytel RS-Typs von DuPont für seine Dieselmotor-Kraftstoffleitungen habe sich Hutchinson für eine langzeitbeständige Lösung entscheiden, die zudem mit über 60 Gewichtsprozent einen der höchsten derzeit bei einem Hochleistungspolyamid verfügbaren Anteile an biobasierten Rohstoffenbietet. Der Bioanteil basiert auf Sebacinsäure, die ihrerseits aus Rizinusöl gewonnen wird.

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