WO2011128204A2 - Verwendung eines zumindest abschnittsweise strahlenvernetzten thermoplastischen werkstoffs in einem kraftfahrzeug - Google Patents

Verwendung eines zumindest abschnittsweise strahlenvernetzten thermoplastischen werkstoffs in einem kraftfahrzeug Download PDF

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WO2011128204A2
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Definitions

  • the invention relates to the use of a thermoplastic material in an internal combustion engine of a motor vehicle or to a component of at least one accessory of a motor vehicle, such as a clutch, a transmission housing, a liquid pump, a tensioning device, a seal, a bellows and / or a magnetic coil.
  • thermoplastic materials by means of radiation crosslinking has been known for some time. Radiation crosslinking of thermoplastic elastomers has also been known for some years. However, such products are essentially only used outside of a motor vehicle application. The predominant field of application is medical equipment and products used in the electrical industry.
  • the object of the invention is achieved in that the material is at least partially radiation crosslinked.
  • the material is a thermoplastic elastomer. Especially with a radiation crosslinking of seals and / or bellows such a material can be used advantageously as a substitute for rubber.
  • the material is a polyamide, since then polyphenylsulfides are replaceable. Also Polyphtalamidwerkstof- fe can be replaced, which in particular in so-called
  • clutch sleeve cylinder housings in clutch bell is to be noted as positive In order to increase the strength and the mechanical It is advantageous if the material is a glass fiber reinforced material.
  • the material has 15 to 50 percent by weight glass fibers. Especially at
  • Water pump impellers have this glass fiber reinforcement ratio, especially in thermoplastics such as polyamide, e.g. PA66, proved beneficial.
  • the material is a PA66 material, it is possible to switch over to low-viscosity, radiation-crosslinked PA66, especially in the case of chain tensioner applications of highly viscous high-viscosity PA66.
  • Such materials in particular with glass fiber reinforcement, can also be used in gear cages.
  • the material has low-viscosity properties, since with such a material the processability is very good and, if radiation crosslinking is carried out, an equal or even better load-bearing capacity can be achieved than with high molecular weight comparative material.
  • the components to be finished can then be very accurately and simply produced with good results
  • the material is radiation crosslinked by a beta or gamma radiation.
  • a slide o- of a guide rail of the tensioning device in particular a sliding lining, a supporting body carrying the sliding lining, a Friction cone, a friction ring and / or a belt tensioner eye is used.
  • the invention makes it possible, applications where state-of-the-art high-quality and therefore expensive materials are used to feed with radiation-crosslinked cheaper materials that were previously considered overwhelmed. The less expensive materials are therefore used for higher-value applications.
  • a particularly large Ratio potential is in transmission applications, such as bearing cages, in chain tensioner elements, such as sliding and guide rails, in engine applications, such as in the coil area for valve actuation, in belt drive components, such as friction cones, friction rings or belt tensioner eyes, in hydraulic clutch actuators, such as for example, with clutch sleeve cylinder housings (CSC housings) and water pump impellers.
  • High loads such as occur when driving a belt in hot engine oil, can be endured.

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Abstract

Die Erfindung betrifft die Verwendung eines thermoplastischen Werkstoffs in einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeuges oder an einer Komponente zumindest eines Nebenaggregates eines Kraftfahrzeuges, wie einer Kupplung, einem Getriebegehäuse, einer Flüssigkeitspumpe, einer Spannvorrichtung, einer Dichtung, einem Faltenbalg und/oder einer Magnetspule, wobei der Werkstoff zumindest abschnittsweise strahlenvernetzt ist.

Description

Bezeichnung der Erfindung
Verwendung eines zumindest abschnittsweise strahlenvernetzten thermoplastischen Werkstoffs in einem Kraftfahrzeug
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft die Verwendung eines thermoplastischen Werkstoffs in einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs oder an einer Komponente zumindest eines Nebenaggregates eines Kraftfahrzeuges, wie einer Kupplung, einem Getriebegehäuse, einer Flüssigkeitspumpe, einer Spannvorrichtung, einer Dichtung, einem Faltenbalg und/oder einer Magnetspule.
Das Verstärken von thermoplastischen Werkstoffen mittels einer Strahlenvernetzung ist bereits seit geraumer Zeit bekannt. Auch ein Strahlenvernetzen von thermoplastischen Elastomeren ist bereits seit einigen Jahren bekannt. Doch kommen solche Produkte im Wesentlichen nur außerhalb einer Kraftfahrzeugverwendung zum Einsatz. Als vorwiegendes Anwendungsfeld sind medizintechnische Gerätschaften und in der Elektroindustrie verwendete Produkte aufzu- führen.
In der Kraftfahrzeugindustrie werden im Regelfall höherwertige Materialien wie PPS-GF40 verwendet, die in Einzelfällen, wie etwa in der DE 10 2005 031589 A1 durch PS-S-GF30 ersetzt werden. Allerdings ist auch dieser Werkstoff immer noch relativ kostenintensiv.
Bei kleineren Getrieberädern für elektrische Zahnstangenlenkungen ist ein Nachvernetzen des verwendeten Werkstoffs etwa aus der DE 10 2007 000923 A1 bekannt. Das Zurückgreifen auf eine Strahlenvernetzung ist grundsätzlich auch bei Öl- oder Kraftstofffiltergehäusen aus der DE 10319653 B4 bekannt. Bei Kunststofflüftern von Kühlgebläsen bei Kraftfahrzeugen ist eine Strahlenvernetzung be- stimmter Strukturen auch aus der DE 10 2007 030941 A1 bekannt.
Im Bereich von Dichtungen ist grundsätzlich auch der Rückgriff auf ein strahlenvernetztes Polymer bekannt, etwa aus der DE 3602963 A1 . Allerdings ist es bisher unbekannt, bei Komponenten einer Verbrennungskraftmaschine oder Komponenten eines Nebenaggregates, wie einer Kupplung, einem Getriebegehäuse, einer Flüssigkeitspumpe, einer Spannvorrichtung, einer Dichtung, einem Faltenbalg und/oder einer Magnetspule, an die hohe Leistungsanforderung ge- stellt werden, kostengünstige und traditionell eher minderwertige
Werkstoffe zu verwenden.
Hier ist es dann auch die Aufgabe der Erfindung, relativ preiswerte Werkstoffe für diese Anwendungsfälle zur Verfügung zu stellen, die dann aber auch gleichzeitig hoch belastbar sind. Teure Materialien, wie etwa PPS-GF40 sollen durch preiswerteres Material ersetzt werden. Teures verarbeitungskritisches PA46 soll ebenfalls durch preiswerte aber hoch belastbare Werkstoffe ersetzt werden. Der Werkstoff für die entsprechenden Anwendungsfälle soll auch eine Alter- native zu bisher verwendeten glasfaserverstärktem Polyphtalamid bilden. Ferner soll die Vielseitigkeit erhöht werden, um auch eine Anwendbarkeit bei Dichtungen und Faltenbälgen zu ermöglichen. Eine leistungsgerechte Auslegung der Komponenten durch entsprechende Werkstoffe bei Niedrighaltung der Kosten soll dadurch er- möglicht werden. Offenbarung der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass der Werkstoff zumindest abschnittsweise strahlenvernetzt ist.
Auf diese Weise können kostengünstige Werkstoffe für unterschiedliche Einsatzzwecke in unmittelbarer Nähe zur Verbrennungskraftmaschine in einem Kraftfahrzeug auf ein Niveau angehoben werden, so dass sie höheren Leistungsanforderungen standhalten. Mechani- sehe, thermische und chemische Eigenschaften der Werkstoffe werden verbessert, ohne aber die Material kosten besonders zu erhöhen. Die Markomoleküle werden mit einer energiereichen Strahlung, wie etwas Beta- oder Gammastrahlung beaufschlagt, um ein Aufspalten zu erwirken und nachfolgend das Eingehen kovalenter Bin- düngen zu ermöglichen, so dass die einzelnen Molekülketten miteinander verbunden werden. Auf diese Weise lassen sich belastbarere und gleichzeitig kostengünstigere Werkstoffe in einer Verbrennungskraftmaschine oder ihren Nebenaggregaten einsetzen. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert.
So ist es von Vorteil, wenn der Werkstoff ein thermoplastisches E- lastomer ist. Gerade bei einer Strahlenvernetzung von Dichtungen und/oder Faltenbälgen lässt sich ein solcher Werkstoff als Ersatz von Gummi vorteilhaft verwenden.
Es ist auch von Vorteil, wenn der Werkstoff ein Polyamid ist, da dann Polyphenylsulfide ersetzbar sind. Auch Polyphtalamidwerkstof- fe können ersetzt werden, was insbesondere bei sogenannten
„Clutch sleeve cylinder-Gehäusen" in Kupplungsglocken als positiv zu bemerken ist. Um die Festigkeit und die mechanische Belastbar- keit weiter zu erhöhen, ist es von Vorteil, wenn der Werkstoff ein glasfaserverstärkter Werkstoff ist.
Als besonders vorteilhaft hat es sich herausgestellt, wenn der Werk- stoff 15 bis 50 Gewichtsprozent Glasfasern aufweist. Gerade bei
Wasserpumpenflügelrädern hat sich dieses Glasfaserverstärkungsverhältnis, insbesondere bei Thermoplasten wie Polyamid, z.B. PA66, als vorteilhaft herausgestellt. Wenn der Werkstoff ein PA66- Werkstoff ist, so kann insbesondere bei Kettenspannerwendungen von ausschussträchtigem hochviskosem PA66 auf niedrigviskoses strahlenvernetztes PA66 umgeschwenkt werden. Solche Materialien, insbesondere mit Glasfaserverstärkung, sind auch bei Getriebekäfigen einsetzbar. Es ist grundsätzlich auch von Vorteil, wenn der Werkstoff niedrigviskose Eigenschaften aufweist, da bei einem solchen Material die Ver- arbeitbarkeit sehr gut ist und bei einer durchgeführten Strahlenvernetzung eine gleiche oder sogar bessere Belastbarkeit erzielt werden kann, als bei hochmolekularem Vergleichsmaterial. Die zu ferti- gen Bauteile lassen sich dann sehr genau und einfach bei guten
Leistungscharakteristika gestalten.
Um die Strahlenvernetzung besonders einfach und in großindustriel- lem Maßstab durchführen zu können, ist es von Vorteil, wenn das Material durch eine Beta- oder Gammastrahlung strahlenvernetzt ist.
Besonders hohe Einsparpotentiale lassen sich realisieren, wenn der Werkstoff in einem Wasserpumpenflügelrad in einer Flüssigkeitspumpe eingesetzt ist.
Es ist auch von Vorteil, wenn der Werkstoff in einer Gleitschiene o- der einer Führungsschiene der Spannvorrichtung, insbesondere einem Gleitbelag, einem den Gleitbelag tragenden Tragkörper, einem Reibkonus, einem Reibring und/oder einem Riemenspanner-Auge eingesetzt ist.
Durch die Erfindung wird es möglich, Anwendungen, wo nach allgemeinem Stand der Technik hochwertige und somit teure Werkstoffe zum Einsatz kommen, mit strahlenvernetzten preiswerteren Werkstoffen zu beschicken, die bisher als überfordert galten. Den preiswerteren Werkstoffen werden somit höherwertige Einsatzgebiete erschlossen.
Ein besonders großes Ratiopotential liegt bei Getriebeanwendungen, wie etwa Lagerkäfigen, bei Kettenspannerelementen, wie etwa Gleit- und Führungsschienen, bei Motoranwendungen, wie etwa im Spulenbereich zur Ventilbetätigung, bei Riementriebskomponenten, etwa bei Reibkonen, Reibringen oder Riemenspanner-Augen, bei hydraulischen Kupplungsbetätigungseinrichtungen, wie etwa bei Clutch sleeve cylinder-Gehäusen (CSC-Gehäusen) sowie bei Wasserpumpenflügelrädern vor. Hohe Belastungen, wie sie etwa auch beim Führen eines Riemens in heißem Motoröl entstehen, können dadurch ertragen werden.

Claims

Patentansprüche
Verwendung eines thermoplastischen Werkstoffs in einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeuges oder an einer Komponente zumindest eines Nebenaggregates eines Kraftfahrzeuges, wie einer Kupplung, einem Getriebegehäuse, einer Flüssigkeitspumpe, einer Spannvorrichtung, einer Dichtung, einem Faltenbalg und/oder einer Magnetspule, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff zumindest abschnittsweise strahlenvernetzt ist.
Verwendung eines thermoplastischen Werkstoffs gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff ein thermoplastisches Elastomer ist.
Verwendung eines thermoplastischen Werkstoffs gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff ein Polyamid ist.
Verwendung eines thermoplastischen Werkstoffs gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff ein glasfaserverstärkter Werkstoff ist.
Verwendung eines thermoplastischen Werkstoffs gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff 15 bis 50 Gew.-% Glasfasern aufweist.
6. Verwendung eines thermoplastischen Werkstoffs gemäß einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff ein PA66-Werkstoff ist.
7. Verwendung eines thernnoplastischen Werkstoffs gemäß einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff niedrigviskose Eigenschaften aufweist.
Verwendung eines thermoplastischen Werkstoffs gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Material durch eine Beta- oder Gammastrahlung strahlenvernetzt ist.
Verwendung eines thermoplastischen Werkstoffs gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff in einem Wasserpumpenflügelrad einer Flüssigkeitspumpe eingesetzt ist. 10. Verwendung eines thermoplastischen Werkstoffs gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff in einer Gleitschiene oder einer Führungsschiene der Spannvorrichtung, insbesondere einem Gleitbelag, einem den Gleitbelag tragenden Tragkörper, einem Reibkonus, einem Reib- ring und/oder einem Riemenspanner-Auge eingesetzt ist.
PCT/EP2011/054790 2010-04-16 2011-03-29 Verwendung eines zumindest abschnittsweise strahlenvernetzten thermoplastischen werkstoffs in einem kraftfahrzeug WO2011128204A2 (de)

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