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Elektronische Luftfedersysteme - Gehäuse aus Zytel® HTN PPA unterstützt präzise Regelung von Pkw-Luftfedersystem

11.07.2008
Zytel® HTN von DuPont erwies sich als ein idealer Konstruktionswerkstoff für eine von Woco Industrietechnik GmbH entwickelte, mit hohen Innendrücken belastete pneumatische Umschalteinheit für Pkw-Luftfedersysteme von Continental Automotive Systems.

Mit einem Glasfaseranteil von 35 Gew.-% erfüllt dieses Polyphthalamid (PPA) die hohen Anforderungen bezüglich der Festigkeit, der Dimensionsstabilität auch bei hohen Temperaturen, der Chemikalien- und Hydrolysebeständigkeit sowie der Verarbeitbarkeit im Spritzguss.


Foto: DuPont
Mit einem Glasfaseranteil von 35 Gew.-% erfüllt das Polyphthalamid Zytel® HTN von DuPont die hohen Anforderungen an das Gehäuse einer von Woco entwickelten, mit einem Innendruck von 16 bar belasteten pneumatischen Umschalteinheit für Pkw-Luftfedersysteme von Continental Automotive Systems. Die Umschalteinheit ist direkt mit der Kompressoreinheit verbunden und regelt die Luftversorgung des Federsystems. Elektronische Luftfedersysteme ermöglichen z. B. bei Fahrten über unwegsames Gelände eine Anhebung der Karosserie und sorgen damit für mehr Bodenfreiheit.

Dabei sind die Fertigungskosten deutlich geringer als bei den sonst für solche Einheiten verwendeten Magnesium-Druckguss-Gehäusen, da keinerlei Nacharbeiten wie Entgraten erforderlich sind und sich das komplex geformte Teil in einem Arbeitsgang herstellen lässt.

Die Umschalteinheit mit dem Gehäuse aus Zytel® HTN enthält Spulen, Magnet- und Pneumatikventile sowie mehrere Rückschlagventile. Sie ist direkt mit der Kompressoreinheit verbunden und regelt die Luftversorgung des Federsystems. Installiert ist sie – abhängig vom Fahrzeugtyp – unter dem vorderen Stoßfänger, im Bereich der Auspuffanlage oder im Innenraum des Fahrzeugs, z. B. in der Ersatzradmulde.

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Das Gehäuse ist somit während der gesamten Lebensdauer aggressiven Medien wie Reinigungs- und Bremsflüssigkeiten, Ölen, Fetten sowie Verschmutzungen durch Staub, Sand, etc. ausgesetzt. Die Einsatztemperaturen liegen zwischen –40 °C und plus 80 °C. Kurzzeitig können Temperaturspitzen bis zu 120 °C auftreten, und dies bei maximalen Betriebsdrücken von 16 bar. Im Neuzustand muss das Gehäuse einem Berstdruck von 35 bar standhalten

Dazu Peter Henninger, Entwicklungsingenieur bei Woco: „Mit dem von uns gewählten Zytel® HTN PPA 51G35 von DuPont haben wir bei anderen Projekten bereits sehr gute Erfahrungen gemacht. Es erfüllt alle unsere Anforderungen an die mechanische Festigkeit und eignet sich somit hervorragend für diese Anwendung. Zudem behält der Werkstoff seine sehr hohe Dimensionsstabilität und Maßhaltigkeit auch bei hohen Temperaturen. Dadurch ist der dichte Sitz der Umschalteinheit an der Kompressoreinheit, der für die zuverlässige Funktion des Luftfedersystems kritisch ist, während der gesamten Lebensdauer des Bauteils gesichert.“

Das komplex geformte, 133 mm lange, 83 mm breite und 70 mm hohe Gehäuse wird per Präzisionsspritzguss gefertigt. Auf Grund der guten Fließfähigkeit des verwendeten Zytel® HTN Typs und seiner geringen Verzugsneigung lassen sich die geforderten Fertigungstoleranzen von +/- 0,05 mm einhalten. Und weil Nacharbeiten wie Entgraten sowie eine spanende Bearbeitung wie bei vergleichbaren Gehäusen aus Magnesium-Druckguss nicht erforderlich sind, kann das Gehäuse Zeit und Kosten sparend direkt nach der Entnahme aus dem Werkzeug der Montage zugeführt werden.

Hintergrund: Luftfedersysteme
Elektronische Luftfedersysteme (EAS = Electronic Air Suspension Systems) sind seit vielen Jahren aus dem Nutzfahrzeugbereich bekannt und halten das Fahrzeug unabhängig vom Beladungszustand auf einem bestimmten Niveau. Bei Pkw kommen sie heute vor allem in der Oberklasse (z. B. Mercedes S- und E-Klasse, Audi A8) sowie bei SUV (Sports Utility Vehicles, z. B. Mercedes M-Klasse, Audi Q7, VW Touareg) zum Einsatz, wo sie für ein komfortables und ruhiges Fahrverhalten sorgen. Zu ihren Vorteilen gehören vom Fahrer wählbare Dämpferkennlinien für komfort- oder sportlich orientierte Fahrweise, das automatische Absenken der Karosserie für minimierten Verbrauch bei schneller Fahrt sowie ein in Stufen wählbares Höhenniveau, z. B. für mehr Bodenfreiheit bei Fahrten über unwegsames Gelände.

Ein Luftfederfahrwerk besteht aus den vier Luftfederbeinen und je einem integrierten Dämpfer mit kontinuierlich verstellbarer Kennlinie sowie einem schaltbaren Zusatzvolumen je Federbein. Hinzu kommt die Sensorik mit Federweg- und Aufbaubeschleunigungssensoren. Komplettiert wird das System von der Druckversorgungseinheit mit Umschalteinheit und Druckspeicher sowie einem Ventilblock mit Drucksensor. Aus den Signalen der Federwegsensoren errechnet die Steuereinheit die Niveaulage der Karosserie und korrigiert diese gegebenenfalls durch Füllen oder Entlüften der Federn. Zudem wird verhindert, dass die Karosserie das unkomfortable Auf und Ab schlechter Straßen kopiert, sondern beinahe so ruhig liegt, als wäre sie ,mit einem Haken im Himmel verankert‘ (das so genannte Skyhook-Prinzip).

DuPont Engineering Polymers produziert und vertreibt Crastin® PBT und Rynite® PET thermoplastische Polyester, Delrin® Polyacetale, Hytrel® thermoplastische Polyesterelastomere, DuPont™ ETPV technische thermoplastische Vulkanisate, Minlon® mineralgefüllte Polyamide, Thermx® PCT Polycyclohexylen-Dimethylterephthalat, Tynex® Filamente, Vespel® Teile und Profile, Zenite® LCP flüssigkristalline Kunststoffe, Zytel® Polyamide und Zytel® HTN Hochleistungspolyamide. Diese Produkte werden weltweit in der Luft- und Raumfahrt, im Gerätebau, in der Automobil- sowie der Elektrik- und Elektronik-Industrie, Gesundheitswesen, für Verbrauchsgüter, in der allgemeinen Industrie sowie für Sportartikel und viele andere Anwendungen eingesetzt.

DuPont ist ein wissenschaftlich orientiertes Produktions- und Dienstleistungs-Unternehmen. 1802 gegründet, setzt DuPont die Wissenschaften für nachhaltige Problemlösungen ein, die für Menschen allerorts das Leben besser, sicherer und gesünder machen. DuPont ist in über 70 Ländern aktiv und bietet eine breite Palette innovativer Produkte und Dienstleistungen für Branchen wie Landwirtschaft, Nahrungsmittel, Bauen und Wohnen sowie Transport.

Das DuPont Oval, DuPont™, The miracles of science™ und Zytel® sind markenrechtlich geschützt für E.I. du Pont de Nemours and Company oder eine ihrer Konzerngesellschaften.

Hinweis für die Redaktion:
Diese Mitteilung basiert auf Informationen von:
Woco Industrietechnik GmbH
Hanauer Landstraße 16, D - 63628 Bad Soden-Salmünster
Kontakt: Peter Henninger
Telefon: ++49 (0) 60 56 / 78-7634
Telefax: ++49 (0) 60 56 / 78-57634
Redaktioneller Kontakt:
Horst Ulrich Reimer
Telefon: ++49 (0) 61 72/87-1297
Telefax: ++49 (0) 61 72/87-1266
E-Mail: Horst-Ulrich.Reimer@dupont.com

Horst Ulrich Reimer | Du Pont
Weitere Informationen:
http://www.dupont.com

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