Leichtbau | Ein 3 m langes Kühlmittelrohr aus Kunststoff, das 60 % leichter ist als eine Alu-Version: Für diese Innovation im Renault Twingo erhielt der Automobilbauer einen der renommierten SPE-Awards.
Die schiere Länge von 3 m und das niedrige Gewicht sind es nicht allein, die diese Innovation ausmachen. Um grünes Licht für den Einbau in den Twingo zu bekommen, musste das Kühlmittelrohr aus Kunststoff eine Fülle weiterer Anforderungen erfüllen:
- Aggressiven Wasser/Glycol-Gemischen und Tausalzen bei Temperaturen von -40 bis +125 °C langzeitig widerstehen,
- Innendrücken bis zu 3 bar trotzen,
- effizient produzierbar sein und
- nicht zuletzt Steifigkeit und Flexibilität zugleich beweisen – und zwar an den exakt dafür vorgegebenen Stellen, denn irgendwie muss das 3 m lange Rohr ja eingebaut werden.
Werkstoff- und Prozessentwicklung sowie konstruktives Engineering mussten unternehmensübergreifend zusammen kommen, um das Projekt zu realisieren. Dies dürfte der Hauptgrund dafür sein, dass die Society of Plastics Engineers (SPE) die Leichtbaulösung mit dem Award „Most Innovative Use of Plastics“ in der Kategorie „Chassis & Hardware“ ausgezeichnet hat.
Zulieferer ist die Tristone Flowtech Group, die zur Herstellung des co-extrudierten Kühlmittelrohres die langkettigen Polyamide DuPont Zytel PA612 und innen die Polyolefine DuPont Bynel einsetzt. Bynel dient als Barriereschicht zum Schutz des Außenrohres.
DuPont hat entscheidend zu der Lösung nicht nur durch werkstoffliches Know-how beigetragen, sondern auch auf der konstruktiven und verarbeitungstechnischen Seite: Die Aufgabe des Medienrohrs ist es, die Wasser-Glycol-Mischung vom Kühler vorne zum Motor am Heck zu transportieren. Um das 3 m lange Stück im beengten Fahrzeugraum montieren zu können, sehen die Ingenieure gelenkige Wellrohrabschnitte vor, die das Rohr beweglich machen – teils aber nur in einer gewünschten Richtung. Dies gelingt dadurch, dass die Wellringe nicht den ganzen Radius umfangen, sondern quer zur Bewegunsgrichtung „starr“ unterbrochen sind – die patentierte „Variable Stiffness Bellows(VSB)-Technologie“ von DuPont.
Weiter nutzten die DuPont-Entwickler die Blasformtechnologie, um dem co-extrudierten Rohr aus PA612 mit innenliegender Bynel-Barriereschicht die Wellrohr-Kontur aufzuprägen – ein Novum für diese Anwendung. „Diese Punkte zusammen – die Werkstoffkombination, das Blasformen des co-extrudierten Rohrs und die eingeschränkt beweglichen Wellrohrabschnitte – sie machen das Besondere der Innovation aus“, erklärt Hans-Hermann Kirner, Spezialist aus dem Bereich Entwicklung Automobiltechnik von DuPont.
Die Rohre mit zweilagigem Aufbau haben Durchmesser bis zu 27 mm, widerstehen Temperaturen von 150 °C im Motorraum sowie Tausalz, fördern aggressive und bis zu 120 °C heiße Fluide und halten Dauereinsatztemperaturen von 95 °C stand. Als Leichtbau-Alternative gegenüber der früheren Aluminium-Komponente sparen sie bis zu 60 % Gewicht ein. (os) •
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