Evonik: Ruhiges PEEK-Zahnrad in Massenausgleichsgetriebe

18.02.2022

Der äußeren verschleißarme Zahnradkranz des in Serie eingesetzten Kunststoffzahnrads in einem Massenausgleichsgetriebe besteht aus PEEK. (Foto: Evonik)

Der äußeren verschleißarme Zahnradkranz des in Serie eingesetzten Kunststoffzahnrads in einem Massenausgleichsgetriebe besteht aus PEEK. (Foto: Evonik)

Zum ersten Mal werden Kunststoffzahnräder aus dem PEEK Vestakeep von Evonik, Essen, in einem Massenausgleichsgetriebe eingesetzt. Evonik hat für den Einsatz in der harschen Umgebung eines Verbrennungsmotors eine PEEK-Formmasse mit guten tribologischen Eigenschaften und hoher Beständigkeit entwickelt, um Metallzahnräder zu ersetzen. Das Serienbauteil wird von IMS Gear SE & Co. KGaA, Donaueschingen, hergestellt und kommt bei der Mercedes-Benz AG, Stuttgart, in unterschiedlichen Modellen zum Einsatz.

Massenausgleichsgetriebe sorgen für den ruhigen Lauf eines Verbrennungsmotors, indem die durch die Kolben verursachten Schwingungen auf umgebende Strukturen verringert werden. Teile für Massenausgleichsgetriebe kommen mit Motoröl in Kontakt und sind daher maximalen Temperaturen bis 130 °C ausgesetzt. Bisher kamen in dieser Umgebung nur Metallzahnräder zum Einsatz.

Evonik bietet mit Vestakeep PEEK 5000 G ein geeignetes Material mit hoher Beständigkeit und Leistungsfähigkeit, um diese Metallzahnräder zu ersetzen. Dabei bieten Kunststoffzahnräder neben der geforderten Schwingungsdämpfung weitere Vorteile: Sie sind mechanisch und tribologisch hoch belastbar. Im Vergleich zu herkömmlichen Metallzahnrädern weisen sie geringere Reibungsverluste auf und sind wesentlich geräuschärmer. Durch das geringere Massenträgheitsmoment wird Energie eingespart. Zahnräder aus PEEK werden effizient im Spritzgießverfahren hergestellt und ersparen die bislang beim Einsatz von Metall erforderliche umfangreiche Nacharbeit.

Bei der Entwicklung in enger Abstimmung mit dem Kunden profitiert Evonik von seinem eigenen Zahnradprüfstand. „Wir können so spezifische Materialdaten generieren, mit denen die Zahnräder aus unseren Hochleistungskunststoffen optimal ausgelegt werden können“, beschreibt Philipp Kilian, Leiter Tribology Development High Performance Polymers bei Evonik, die Vorteile. „Wir können in einem Temperaturbereich von -20 °C bis 260 °C prüfen, sowohl im trockenen wie auch geschmierten Zustand.“

Dr. Steffen Kanzler, bei Evonik verantwortlich für Vestakeep für Transportation, wertet den Einsatz des Hochleistungskunststoffs unter den schwierigen Bedingungen eines Massenausgleichsgetriebes als weiteren Schritt in der Erfolgsgeschichte des Materials: „Wir zeigen hier die außerordentlichen Eigenschaften von Vestakeep. Diese sind auch für andere anspruchsvolle Anwendungen relevant, für die wir der geeignete Entwicklungspartner für neue Projekte sind. Unsere Kunden werden qualifiziert unterstützt, von der Materialauswahl über die computerunterstützte Simulation bis hin zur technischen Umsetzung mit unserer Anwendungstechnik.“

www.evonik.com

© Kunststoff-Profi Verlag GmbH & Co. KG, Bad Homburg

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