PEEK ersetzt Metall in Autogetrieben

Gepostet von Mitarbeitern | 04. Februar 2022

Berichten zufolge werden erstmals Kunststoffzahnräder aus Vestakeep-Polyetheretherketon (PEEK) von Evonik in Pkw-Getrieben eingesetzt. Um Metallzahnräder zu ersetzen, hat Evonik eine PEEK-Formmasse entwickelt, die über tribologische Eigenschaften und Haltbarkeit verfügt, um der rauen Umgebung von Verbrennungsmotoren standzuhalten. Das Bauteil wird von der IMS Gear SE & Co KGaA hergestellt und von der Mercedes-Benz AG in verschiedenen Modellen eingesetzt.

Massenausgleicher sorgen für den reibungslosen Betrieb eines Verbrennungsmotors, indem sie die Vibrationen reduzieren, die von Kolben auf umgebende Strukturen ausgeübt werden. Massenausgleichsgetriebe kommen mit Motorölen in Kontakt und sind daher Temperaturen von bis zu 130 °C ausgesetzt. Bisher wurden in diesem Umfeld ausschließlich Metallgetriebe eingesetzt.

Mit Vestakeep PEEK 5000 G bietet Evonik ein hochbeständiges und leistungsstarkes Material als Ersatz für diese Metallzahnräder. Neben der erforderlichen Schwingungsdämpfung bieten Kunststoffzahnräder eine hohe mechanische und tribologische Belastbarkeit. Im Vergleich zu herkömmlichen Metallgetrieben haben sie geringere Reibungsverluste und sind deutlich leiser. Darüber hinaus spart das geringere Massenträgheitsmoment Energie. Schließlich werden Zahnräder aus Vestakeep PEEK kosteneffizient im Spritzgussverfahren hergestellt und erübrigen aufwändige Nacharbeiten bei der Verwendung von Metall.

Mit dem Einsatz eines eigenen Getriebeprüfstands unterstützt Evonik die Entwicklungsaktivitäten in enger Abstimmung mit dem Kunden. „Wir können spezifische Materialdaten generieren, mit denen wir die Zahnräder aus unseren Hochleistungskunststoffen optimal auslegen können“, sagt Philipp Kilian, Leiter Tribologieentwicklung Hochleistungspolymere bei Evonik. „Wir können in einem Temperaturbereich von -20° bis 260°C testen, sowohl im trockenen als auch im geschmierten Zustand.“

Für Steffen Kanzler, der bei Vestakeep den Bereich Transportation verantwortet, ist der Einsatz des Hochleistungskunststoffs unter den schwierigen Bedingungen eines Massenausgleichsgetriebes ein weiterer Schritt in der Erfolgsgeschichte des Werkstoffs. „Wir demonstrieren hier die außergewöhnlichen Eigenschaften von Vestakeep. Diese sind auch für andere anspruchsvolle Anwendungen relevant, bei denen wir der geeignete Entwicklungspartner für neue Projekte sind. Unsere Kunden erhalten qualifizierte Unterstützung von der Materialauswahl über die computergestützte Simulation bis hin zur technischen Umsetzung.“ durch unser Anwendungstechnik-Team.“

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