Leverkusen - Doppelkupplungsgetriebe sind bei Pkw als Alternative zu herkömmlichen Automatikgetrieben im Trend. Sie ermöglichen beim Beschleunigen eine hohe Dynamik aufgrund schnellerer Gangwechsel ohne Zugkraftunterbrechung. Außerdem reduzieren sie den Kraftstoffverbrauch. In einem deutschen Sportwagen ist nun erstmals ein Doppelkupplungsgetriebe unterwegs, das mit einer Ölwanne aus Kunststoff ausgestattet ist. Sie besteht aus Durethan AKV 35 H2.0 SR1, einem mit 35 Gewichtsprozent Glasfasern verstärkten Polyamid 66 von LANXESS. „Die Ölwanne konnte mit unserem Werkstoff durch die Integration von Funktionen und die Formgebungsfreiheiten, die Thermoplaste generell bieten, sehr flach ausgelegt werden. Mit Stahlblech wären dagegen die strengen Vorgaben an den Bauraum und die komplexe Geometrie des Formteils nicht umzusetzen gewesen“, erläutert Frank Krause, bei LANXESS Experte für Polyamid-Bauteile unter der Motorhaube. Spritzgießer der Ölwanne ist die IBS Filtran GmbH mit Sitz in Morsbach, Hersteller des komplett montierten Getriebes die ZF Getriebe GmbH aus Friedrichshafen.

Die Ölwanne hat an der flachsten Stelle eine Höhe von knapp über 20 Millimetern, was eine geringe Eigensteifigkeit des Bauteils zur Folge hat und den Verzug fördert. „Die Herausforderung bei der Konstruktion und Fertigung war deshalb, den Verzug zu minimieren, damit die Dichtigkeit des Bauteils über die Lebensdauer des Fahrzeugs sichergestellt ist“, so Krause. Gleichzeitig musste für eine hohe Struktursteifigkeit gesorgt werden, damit die Ölwanne Erschütterungen durch Schlaglöcher und Schwingungen vom Motor wegsteckt und bei einer Reparatur das Getriebe mit seinem ganzen Gewicht auf ihr abgestellt werden kann.

Direkt per Spritzguss integrierte Funktionen sind beispielsweise die Aufnahme für den Lebensdauerölfilter, der magnetische Metallabscheider und die Nut für die Ölwannendichtung. „Die Funktionsintegration senkt die Produktionskosten und verringert deutlich den weiteren Montageaufwand. Außerdem trägt sie spürbar zur Gewichtsreduktion bei“, so Krause.

Durethan AKV 35 H2.0 SR1 zeichnet sich durch eine hohe chemische Beständigkeit aus, was beim Einsatz in aggressiven Getriebeölen wichtig ist. Außerdem zeigt das Material nur eine geringe Neigung zur Thermoalterung und hält daher hohe thermische Belastungen im Dauereinsatz bei Temperaturspitzen von 150 °C aus. Dies bestätigten Alterungstests über einen Zeitraum von mehr als 1000 Stunden. Das Polyamid 66 ergibt zudem glatte und homogene Oberflächen. Denn die Glasfasern zeichnen sich trotz ihres hohen Anteils so gut wie nicht ab. Im Fahralltag bewährt sich die gute Beständigkeit des Thermoplasten gegen fahrzeugtypische Chemikalien wie Öle, Fette, Streusalz, Batteriesäure oder Treibstoff.

LANXESS hat die Kooperationspartner IBS Filtran und ZF Getriebe GmbH bei der Entwicklung der Getriebeölwanne umfangreich unterstützt. So halfen rheologische Berechnungen, den Bauteilverzug zu minimieren und ein geeignetes Angusskonzept für das Spritzgießwerkzeug zu finden. Außerdem wurde das Wärmeausdehnungsverhalten des Bauteils berechnet und optimiert. In Simulationen wurden die Innendruckbelastungen, denen die Ölwanne im Fahrbetrieb ausgesetzt ist, ermittelt und das Dichtverhalten analysiert. Generelles Ziel des Kundenservices von LANXESS ist, Produkten der Entwicklungspartner zu einer schnelleren Marktreife zu verhelfen.