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Ölmodul mit VollkunststoffgehäuseTechnische Kunststoffe ersetzen

in der Motorentechnik mitunter an überraschenden Stellen die Werkstoffe Aluminium oder Stahl. So entwickelte Serienlieferant Mann + Hummel in Zusammenarbeit mit Audi beispielsweise das ,,weltweit erste" Kunststoff-Ölmodul mit einem Vollkunststoff-Gehäuse. Es kommt im neuen 2,0 l-Vierzylinder-FSI-Ottomotor der Volkswagen Gruppe zum Einsatz.

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Techno-SCOPE: Technische Kunststoffe ersetzen

Ölmodule spielen eine wichtige Rolle für das Flüssigkeitsmanagement im Motor. Sie steuern und schützen den Ölkreislauf und sorgen dafür, dass das Motoröl seine Aufgaben als Schmiermittel und Wärmeableiter erfüllt und der notwendige Öldruck rasch aufgebaut wird. Für die Gehäuse galt bisher Aluminium-Druckguss als Standard, denn dieser Werkstoff hält den extremen Bedingungen im Motorraum stand. Mittlerweile können die Ludwigsburger Produktentwickler aber auf gute Langzeit-Erfahrungen beim Einsatz von Polyamiden im Ölkreislauf und dem in Zusammenarbeit mit Bayer entwickelten hochtemperaturstabilisierten Polyamid-Kunststoff 66 GF 35 zurückgreifen. Damit war die Zeit reif für ein vollständig aus Kunststoff gefertigtes Ölmodul, das den hohen Drücken und Temperaturen im Motor standhält. Gegenüber einem vergleichbaren Aluminiummodul konnte das Gewicht um etwa 300 Gramm verringert werden. Die weniger bearbeitungsintensive Fertigung führte zu einer Senkung der Material- und Prozesskosten. Weiterhin erleichtert das Vollkunststoff-Gehäuse das Recycling.

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Mit der Serienfertigung des neuen Ölmoduls ist es Mann + Hummel gemeinsam mit Audi gelungen, ein Ölmodul zu entwickeln, das zu fast 100 Prozent aus Kunststoff besteht. Nur Ventile und Buchsen werden aus Metall gefertigt. Verglichen mit dem bisherigen Kunststoffanteil von weniger als 30 Prozent ist das ein großer Schritt. Außerdem integriert das Kunststoffmodul mehrere Funktionen: Die Filtration und Kühlung des Motoröls, die Steuerung des Ölkreislaufs, die Regelung des Öldrucks – und es übernimmt zum Teil der Ölabscheidung der Kurbelgehäuse-Entlüftung.

Während allerdings Ölmodule aus Aluminium selbst bei hohen Druckbelastungen und extremen Temperaturwechseln eine hohe Steifigkeit aufweisen, verändern Kunststoffe aufgrund ihres geringeren E-Moduls ihre Geometrie durch diese äußeren Einflüsse stärker. Die bisher verwendeten Ventilkonzepte erwiesen sich wegen der Gefahr von Undichtigkeiten als ungeeignet. Deshalb entwickelte Mann + Hummel ein neues Abdichtsystem mit speziellen Dichtwerkstoffen, das die Funktionen Halten und Abdichten durch getrennte Konstruktionsmittel realisiert. Das Blechkompaktventil erreicht mit Hilfe eines O-Rings eine 100-prozentige Abdichtung zum Gehäuse unter allen Betriebsbedingungen.ms

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