Der Automobil-Zulieferer FTE Automotive GmbH, Ebern, setzt bei einem neuen Gangstellermodul auf das Material Grivory HT1VL-50X von der EMS-Chemie AG, Domat/Ems (Schweiz). Der langglasfaserverstärkte Werkstoff auf Basis von PA6T/6I ist […]
Das Gangstellermodul aus Grivory HT1VL-50X ersetzt das früher eingesetzte schwerere Metallteil. (Foto: EMS)
Der Automobil-Zulieferer FTE Automotive GmbH, Ebern, setzt bei einem neuen Gangstellermodul auf das Material Grivory HT1VL-50X von der EMS-Chemie AG, Domat/Ems (Schweiz). Der langglasfaserverstärkte Werkstoff auf Basis von PA6T/6I ist mit seinem starken Eigenschaftsportfolio für die anspruchsvolle Metallersatz-Anwendung geeignet.
Bei modernen Fahrzeugen nehmen Doppelkupplungsgetriebe und automatisierte Schaltgetriebe einen immer größeren Marktanteil ein. Gründe für diesen Trend sind zum einen der hohe Schaltkomfort solcher Systeme und zum anderen ihre hohe Effizienz, was Kraftstoffverbrauch und Emissionen deutlich sinken lässt. Zudem ermöglichen solche Konzepte den Einsatz von Start-Stopp-Systemen und bieten beste Voraussetzungen für eine zukünftige Weiterentwicklung hin zu hybridisierten Antrieben.
Während bei automatisierten Schaltgetrieben die Gangwechsel über elektromotorisch oder elektrohydraulisch angetriebene Aktuatoren vorgenommen werden, werden beim Doppelkupplungsgetriebe die Schaltwellen des Getriebes direkt über hydraulische Gangstellzylinder angesteuert. Eine entsprechende Weg-Sensorik sorgt dabei für hohe Schaltpräzision.
FTE Automotive hat den Trend zum automatisierten Schalten frühzeitig erkannt und bietet eine Reihe höchst anspruchsvoller Lösungen im Bereich der Getriebeaktuatoren und Gangstellzylinder an. Gehäuse und Kolben aus Hochleistungskunststoffen gewährleisten dabei eine hohe Kosteneffizienz, Freiheit in der Formgebung und Verschleißfreiheit über Lebensdauer und Temperaturbereich.
Aufgrund der bisherigen Zusammenarbeit mit EMS setzt FTE Automotive auch für das neu in Kunststoff umgesetzte Gangstellermodul eines 7-Gang-Doppelkupplungsgetriebes von Audi auf ein Produkt der Schweizer: das hitzebeständige Grivory HT1. Dieser Werkstoff besitzt eine hohe Steifigkeit und Festigkeit sowie Beständigkeit gegenüber Ölen und Chemikalien. Es behält seine Steifigkeit und Festigkeit auch bei hohen Temperaturen und übertrifft dabei laut Hersteller andere Hochleistungskunststoffe wie PPS oder PEEK. Darüber hinaus bietet das Material eine gute Dimensionsstabilität und eine geringe Verzugsneigung.
In der Praxis unterliegt das Gangstellermodul einem komplexen Belastungsfall. Um eine sichere Funktion und die geforderte Dichtheit zu erreichen, stellen sich hohe Anforderungen an den verwendeten Werkstoff hinsichtlich Steifigkeit und Kriechfestigkeit bei erhöhter Temperatur sowie Schwindungsarmut und Verzug. Aus diesem Grund kommt für den Gangsteller Grivory HT1VL-50X zum Einsatz, ein oberflächenoptimiertes Grivory HT1 mit spezieller Langglasfaserverstärkung von 50 Gewichtsprozent. Damit ist es möglich, das Eigenschaftsportfolio der kurzglasfaserverstärkten Type von nochmals zu erweitern.
Grivory HT1VL-50X besitzt eine höhere Steifigkeit und Festigkeit, eine gesteigerte Arbeitsaufnahme und Kerbschlagzähigkeit, eine höhere Wärmeformbeständigkeit, sowie eine prägnant gesteigerte Kriechfestigkeit. Zudem sind die Langglasfasern in einem Spritzgießbauteil gleichmäßiger orientiert, was die Richtungsabhängigkeit der Werkstoff-Kennwerte reduziert. Dies wirkt sich insbesondere auch auf das Schwindungsverhalten des Kunststoffes und somit auf den Verzug von Bauteilen positiv aus.
Ermöglicht wird diese Verbesserung der Eigenschaften durch die charakteristische Verstärkungswirkung der Langglasfasern. Diese bilden beim Spritzgießen ein dichtes, physikalisches Faserfilz-Netzwerk, welches dem Bauteil eine skelettartige Struktur verleiht.
Neben der grundsätzlichen Performance-Steigerung durch den Werkstoff leistete die Anwendungsentwicklung von EMS umfassenden Support in der Entwicklung des Gangstellers. Im Zuge umfangreicher Simulationen unter Berücksichtigung des vorherrschenden Lastfalles wurde etwa die Anbindung des Bauteils hinsichtlich Formfüllung und Faserorientierung sowie mit besonderem Augenmerk auf das Schwindungs- und Verzugsverhalten angepasst. So konnte bereits in der Entwicklungsphase die Basis für eine hohe Funktionssicherheit des Gangstellers gesetzt werden.
Das neue Kunststoff-Gangstellermodul ersetzt die zuvor eingesetzte schwerere und kostenintensivere Metalllösung und hilft dadurch nicht zuletzt auch, Gewicht und CO2-Ausstoß des Fahrzeugs zu senken.
