Primerloses Verbinden von DuPont™ Zytel® Polyamid und DuPont™ Vamac® AEM ermöglicht kosteneffiziente Herstellung von Dichtungen

Foto: mit freundlicher Genehmigung der DANA Corporation<br>Bei der ,Window Gasket‘, einem Dichtungssystem mit integrierter Signaldurch¬führung, nutzt der Hersteller Dana die Möglichkeit, das Polyamid Zytel® und den Ethylenacrylat-Kautschuk Vamac®, beide von DuPont, ohne Einsatz eines Primers miteinander zu verbinden. Gegenüber herkömmlichen Bauteilen mit separater Dichtung und Verkabelung reduziert dieses System die Montagezeit um 30 bis 40%. Die Bauteilkosten liegen um 25 bis 40% niedriger.<br>

Die ,Window Gasket‘, ein von der Dana Corporation in Neu-Ulm/Deutschland entwickeltes und produziertes Dichtungssystem mit Leitungsdurchführung durch Dichtebenen, gehört zu den ersten Anwendungen einer patentierten Spritzgießtechnologie zur Verbindung des Ethylenacrylat-Kautschuks (AEM) Vamac® mit Zytel® Polyamiden (PA), beide von DuPont.

Dieses Zweikomponenten-Verfahren, das DuPont als alleiniger Lizenznehmer der Evonik Degussa GmbH nutzt, ermöglicht die direkte Kopplung 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 Kosteneffizienz und 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.

Die hoch integrierte Dichtung von Dana ermöglicht die einfache Durchführung eines oder mehrerer Kabelbäume zur Stromversorgung oder zur Übertragung elektronischer Signale ohne zusätzliche Bohrung, z. B. im Motorblock, sowie die Verwendung variabler Steckverbindungen, z. B. von Stromverbindungen für Elektromagnete, Schalter, Benzineinspritzung oder Sensoren. Der hier verwendete Zytel® PA-66-Typ verbindet sehr gute mechanische Eigenschaften mit sehr guter Hochtemperatur-, Wärmealterungs-, Hydrolyse- und Ölbeständigkeit.

Vamac® zeichnet sich in dieser Anwendung durch seine hohe Dichtwirkung, eine niedrige Permeabilität und eine sehr hohe Beständigkeit gegen Fette und Öle aus. Darüber hinaus bieten Dichtungen aus Vamac® einen geringen Druckverformungsrest und damit einen langzeitigen Erhalt der Dichtkraft, so dass eine Wiederverwendung nach der Demontage möglich ist. Damit hilft der Verbund aus der Dichtlippe aus Vamac® und dem Dichtungsträger aus Zytel® signifikant, das Auftreten von Leckagen zu verhindern.

Dazu Berthold Schiele, Vertriebsingenieur und Projektmanager für Kunststoffsysteme bei Dana: „Die größte Herausforderung war, Komponenten aus Metall, Thermoplast und Gummi im Bereich der Fenster (der Durchbrüche für die Kabeldurchführung) sicher zu verbinden. In enger Zusammenarbeit mit DuPont ist es uns gelungen, die Kunststoffe ebenso wie die Verfahrenstechnik so zu modifizieren, dass die Haftung zwischen Zytel® und Vamac® über die ganze Dichtfläche optimal ist. Tatsächlich übertrifft das Ergebnis unsere Erwartungen. Wir haben die Verbindung zwischen dem PA-Träger und der AEM-Dichtung in einem speziellen Zugversuch geprüft. Dabei hat sich gezeigt, dass die Kräfte, die zum Trennen der beiden Komponenten aufgebracht werden müssen, deutlich jenseits der üblichen Betriebsbelastungen liegen. Darum sehen wir ein beachtliches Potenzial für zukünftige Anwendungen dieser Technologie und Werkstoffpaarung.“

Als hoch integrierte Einheit mit vormontierter Verkabelung kann die ,Window Gasket‘ von Dana die Montagezeit um 30 bis 40% 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 Kosteneinsparungen in Höhe von 25 bis zu 40% im Vergleich mit herkömmlichen Dichtungen und separater Verkabelung.

Die ,Window Gasket‘ hat erfolgreich einen Feldtest über 150 000 Meilen (ca. 240 000 km) 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 erfolgte nach umfangreichen Labor- und Feldtests Anfang 2010 in großen Dieselmotoren von MTU, Deutz und Liebherr.

DuPont Performance Polymers entwickelt zusammen mit Kunden weltweit Produkte, Bauteile und Systeme, die zu einer verminderten Abhängigkeit von fossilen Energieträgern sowie zum Schutz der Menschen und der Umwelt beitragen. In über 40 weltweit verteilten Produktions-, Entwicklungs- und Forschungszentren nutzt DuPont Performance Polymers das branchenweit breiteste Portfolio an Kunststoffen, Elastomeren, biobasierten Kunststoffen, Filamenten sowie Hochleistungsteilen und -halbzeugen zur Bereitstellung kosteneffizienter Lösungen für Kunden in der Luft- und Raumfahrt-, der Automobil-, Konsumgüter-, Elektro- und Elektronik- und der Sportartikelindustrie sowie dem Maschinenbau und anderen Branchen.

Seit 1802 bietet DuPont den globalen Märkten Wissenschaft und Entwicklungen auf Weltklasseniveau in Form von Produkten, Materialien und Dienstleistungen. Das Unternehmen ist überzeugt, dass durch eine enge Zusammenarbeit mit Kunden, Regierungen, Nicht-Regierungsorganisationen und Meinungsführern gemeinsam Lösungen für die globalen Herausforderungen gefunden werden können. Dazu zählen die Bereitstellung von gesunden Nahrungsmitteln für alle Menschen auf der Welt, die Verringerung der Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen sowie der Schutz von Leben und Umwelt. Weitere Informationen zu DuPont und Inclusive Innovation unter www.dupont.com.

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

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