Systemlösungen für Getriebe. Wir schalten einen Gang hoch.

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1 Systemlösungen für Getriebe. Wir schalten einen Gang hoch.

2 Mobilität erfahren: Die Unternehmensgruppe ElringKlinger. Zylinderkopfdichtungen Die Schlüsselkomponenten bei der Abdichtung von allen Pkw- und Nkw-Motoren. Für jede Motorkonstruktion die passende Technologie. Innovativ, umweltfreundlich, leistungsstark und kosteneffizient. Spezialdichtungen Flexible Dichtsysteme für unterschiedlichste Einsatzbereiche in Motor, Getriebe, Abgassystem und Nebenaggregaten. Verfügbar in einer Vielzahl von Werkstoff- und Designvarianten. Abschirmsysteme Effizientes Temperatur- Management durch umfassenden Hitzeschutz. Mehr Fahrkomfort und Umweltschutz durch akustische Abschirmung. Im gesamten Fahrzeug einsetzbar, z.b. im Motor- und Unterbodenbereich. Gehäusemodule Die gebündelte Qualität montagefertiger Baugruppen für Motor und Getriebe mit kompletter Dichtungsund Befestigungstechnik sowie Zubehörteilen. 2

3 Getriebeapplikationen Kompetenz und Zuverlässigkeit aus einer Hand: Flachdichtungen, Gehäusemodule und Abschirmsysteme speziell für Getriebe. Außerdem Gleit-, Kolben- und Führungsringe aus PTFE oder PEEK. ElringKlinger Kunststofftechnik Maßgeschneiderte Dichtungen und Konstruktionselemente aus Hochleistungs-Kunststoffen für die Automobilindustrie, Medizintechnik und allgemeine Industriebereiche. ElringKlinger Motortechnik Den Extremfall simulieren. Mit modernsten Prüfständen zur Motorund Komponentenerprobung. Schnelle, aussagekräftige Ergebnisse für kürzere Entwicklungszeiten. Original Elring-Ersatzteile Dichtungen, Dichtungssätze und Serviceteile in höchster Qualität für die fachgerechte Instandsetzung. Sicher und zuverlässig. Verfügbar in über 140 Ländern. Grenzen überwinden. Mobilität erfahren. Mit neuen Ideen und innovativen, umweltgerechten Technologien und Produkten schaffen wir konstruktive Freiräume für Motoren und Getriebe, Abgassysteme sowie Nebenaggregate. Damit Fahrzeuge kraftvoll und gleichzeitig wirtschaftlicher sowie ressourcenschonender ans Ziel kommen. ElringKlinger Entwicklungspartner und Serienlieferant für die internationale Automobilindustrie. Mit 20 Standorten weltweit sind wir immer in der Nähe unserer Kunden. Unsere Innovationskraft und unser technologisches Know-how haben uns zum führenden Systemlieferanten von Zylinderkopf- und Spezialdichtungen, Gehäusemodulen, Abschirmsystemen sowie Hochleistungs-Kunststoffprodukten gemacht. Wir beschleunigen Entwicklungsprozesse durch globalen Engineering- Service, umfassende Fertigungskompetenz und partnerschaftliche Zusammenarbeit vor Ort. Wir übernehmen Systemverantwortung von der Idee bis zur Serienreife. Damit unsere Kunden ihre Ziele schneller erreichen. 3

4 Metaloprint -Steuerungsplatte. 4

5 Kompetenz fürs Getriebe: Dichtungen, Gehäusemodule und Abschirmsysteme. Gleitring aus PTFE- Hochleistungs-Kunststoff. Kunststoff-Ölwannenmodul. Metaloseal -Gehäusedichtung für Verteilergetriebe. Elrotherm -Abschirmteil für Antriebsstrang. Weichstoffdichtung für Steuerung. Dichtungen, Gehäusemodule und Abschirmsysteme für Getriebe I 4 Weichstoffdichtungen I 8 Metaloseal -Dichtungen I 10 Elastomer- und Metall-Elastomer-Dichtungen I 14 Metaloprint -Steuerungsplatte I 18 Gehäusemodule I 20 Elrotherm -Abschirmsysteme I 24 Bauteile aus PTFE-Hochleistungs- Kunststoffen I 28 7

6 Bei modernen Getrieben in Serie Das Getriebe hat bei modernen Fahrzeugkonzepten erheblichen Einfluss auf Wirtschaftlichkeit, Dynamik und Fahrkomfort. Denn es leistet einen wichtigen Beitrag zur Realisierung verbrauchsgünstiger Motordrehzahlen, schneller Beschleunigungswerte und einer optimalen Ausnutzung des Motorpotenzials in jedem Betriebszustand. Als Spezialist für Dichtungs-, Modul- und Abschirmtechnik ist ElringKlinger auch in diesem Bereich gefragter Entwicklungspartner und Serienlieferant. Unsere Produkte für Getriebeapplikationen sind bislang überwiegend in Automatikgetrieben im Einsatz, deren Anteil bei Neuzulassungen vor allem in Europa und Asien stetig wächst. Aber auch bei Schaltgetrieben geht der Trend eindeutig in Richtung Flachdichtungen. Gegenüber den bisher gebräuchlichen Flüssigdichtmitteln bieten sie den Vorteil der prozesssicheren Applikation. Flüssigdichtmittel dagegen haben einige Nachteile: So besteht das Risiko der Gesundheits- und Umweltgefährdung. Außerdem kann der Dichtfilm bei Spaltaufklaffungen unter starker dynamischer Belastung reißen, das heißt, eine dauerhafte Abdichtung ist nicht mehr sichergestellt. Dicht, sicher und leistungsstark im System Für jede Anwendungsstelle ob Gehäuse, Steuerung, Ölwanne, Ölpumpe etc. bieten wir das passende Flachdichtungskonzept. Werkstoffe und Design werden dabei optimal auf die spezifischen Anforderungen abgestimmt. In der Vergangenheit wurden primär Weichstoffdichtungen eingesetzt, die jedoch insbesondere bei Leichtbaukonstruktionen an ihre Grenzen stoßen. Daher kommen heute leistungsstärkere Systeme zum Einsatz: Metaloseal -Metall-Sickendichtungen, die meist beidseitig elastomerbeschichtet sind, sowie Metall-Elastomer- bzw. Elastomer-Dichtungen. Sämtliche Elastomere werden in unserem Materiallabor entwickelt und exakt auf die jeweiligen Kundenspezifikationen abgestimmt. So ist gerade bei den sehr aggressiven Automatikölen eine sichere Funktion gewährleistet. Metaloprint -Steuerungsplatten von ElringKlinger zur Abdichtung der Steuerung von Automatikgetrieben werden als komplett montagefertige Module geliefert. Metall- Elastomer- Ölwannendichtung. 5 Weichstoff- Steuerungsdichtung. Metaloseal -Gehäusedichtung.

7 Zuverlässigkeit aus einer Hand bieten wir auch mit unseren einbaufertigen Gehäusemodulen zum Beispiel Kunststoff-Ölwannen mit kompletter Dichtungs- und Befestigungstechnik sowie Zubehörteilen wie Saugfilter und Ölleitsysteme. Elrotherm -Abschirmsysteme von ElringKlinger sorgen für eine sichere thermische und akustische Abschirmung im Bereich des Lenkgetriebes, Verteilergetriebes und Antriebsstrangs. Anpassungsfähigkeit/ Gute Anpassungsfähig- Setzverhalten gering Nahezu kein Setzen, da Setzverhalten keit; dadurch aber hohes Dichtlippe im Kraftneben- Setzen in Verbindung mit schluss Schraubenkraftverlusten Kunststoff-Ölwannenmodul mit Verschraubungssystem. Die ElringKlinger Kunststofftechnik GmbH bietet für Getriebe maßgeschneiderte Dichtungen und Konstruktionselemente aus Hochleistungs- Kunststoffen, die höchste Anforderungen erfüllen. Elrotherm - Abschirmteil. Hightech-Fertigung für höchste Qualität Die Ansprüche in punkto Restschmutz sind bei Automatikgetrieben besonders hoch. Daher führt ElringKlinger kritische chemische Prozesse, wie zum Beispiel die partielle Beschichtung, sowie thermische Prozesse in gekapselten Fertigungszellen durch. Wir bieten eine 100-Prozent-Dichtheitsprüfung, die unter anderem auf die Helium-Dichtheitsprüfung in der Montagelinie des Kunden abgestimmt ist. Unsere hohen Fertigungsstandards in Verbindung mit adäquaten Verpackungen garantieren Produkte in höchster Qualität. Einsatzbedingungen der ElringKlinger-Dichtsysteme im Überblick Eigenschaften Weichstoff Metaloseal Elastomer/ Metall-Elastomer Notwendige Mind. 20 N/mm 2 Mind. 10 N/mm 2 Mind. 1,5 N/mm 2 Flächenpressung Kann durch partielle Be- Kann durch Profilierung der (druckabhängig) schichtung oder Formgebung Sicke beeinflusst werden der Dichtungskontur beeinflusst werden Geforderte Hoch Mittel Niedrig Bauteilsteifigkeit Schraubenwirklinie muss zwingend auf Stegmitte (Dichtungskontur) fallen Empfohlene 50 bis 70 mm 70 bis 100 mm 100 bis 140 mm Schraubenabstände Ebenheit der Bauteile 0,10 mm 0,15 mm 0,40 mm im verschraubten Zustand (Summe beider Bauteile) Rauigkeit Rz < 16 µm; Rmax < 25 µm Rz < 16 µm; Rmax < 25 µm Rz < 35 µm; Rmax < 50 µm Reibwert > 0,26 < 0,1; > 0,3 < 0,1 Reibwertoptimierung S. 12 Medienbeständigkeit Gut Sehr gut Sehr gut Demontierbarkeit Akzeptabel Sehr gut Sehr gut Zusatzfunktionen Keine Integrierbar, z. B. Ölleit- Kabeldurchführung, bleche, Ölabscheidung, Vormontage integrierbar Vormontage 6

8 Weichstoffdichtungen. Solide und bewährt. Weichstoffdichtungen sind aus Compositematerial Fasern, Füllstoffen und Bindemitteln aufgebaut. Sie wurden im Getriebebereich bislang häufig zum Beispiel bei Ölwannen, Hydrauliksteuerungen und Gehäusen eingesetzt. Die erforderliche Flächenpressung für eine dauerhafte Abdichtung ist vergleichsweise hoch. Durch zusätzliches Auftragen einer partiellen Beschichtung lässt sich die Leistungsfähigkeit des Systems jedoch verbessern. Über die Auswahl der geeigneten Werkstoffqualität und die Materialdicke können das Setzverhalten und die dadurch bedingten Schraubenkraftverluste verringert werden. Dennoch stoßen Weichstoffdichtungen heute an ihre konstruktiven Grenzen, insbesondere bei Leichtbaukonzepten, die reduzierte Bauteilsteifigkeiten und somit eine geringere Flächenpressung mit sich bringen. Einsatzbedingungen von Weichstoffdichtungen Notwendige Mind. 20 N/mm 2 Flächenpressung Kann durch partielle Be- (druckabhängig) schichtung oder Formgebung der Dichtungskontur beeinflusst werden Geforderte Bauteilsteifigkeit Hoch Schraubenwirklinie muss zwingend auf Stegmitte (Dichtungskontur) fallen Deckeldichtung. Empfohlene Schraubenabstände 50 bis 70 mm Ebenheit der Bauteile 0,10 mm im verschraubten Zustand (Summe beider Bauteile) Rauigkeit Rz < 16 µm; Rmax < 25 µm Reibwert > 0,26 Medienbeständigkeit Demontierbarkeit Anpassungsfähigkeit/ Setzverhalten Zusatzfunktionen Gut Akzeptabel Gute Anpassungsfähigkeit; dadurch aber hohes Setzen in Verbindung mit Schraubenkraftverlusten Keine 8

9 Weichstoff-Materialien für Getriebeanwendungen Eigenschaft/Material AC EWP 210D2 AC AC EWP 210 EWP 408 Abil N Dicke mm 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 Dichte g/cm 3 1,70 ± 0,15 1,65 ± 0,15 1,60 ± 0,15 1,35 ± 0,15 1,70 ± 0,15 1,50 ± 0,15 0,8 ± 0,15 DIN 3754 Temperatur C Druck bar Glühverlust % 32,5 ± 2,5 32,5 ± 2,5 37,5 ± 2,5 32,5 ± 2,5 32,5 ± 2,5 32,5 ± 2,5 32,5 ± 2,5 TGA Kompressibilität % 11 ± 4 9 ± 4 10 ± 3 18 ± 3 9 ± 4 14 ± 4 22,5 ± 2,5 ASTM F36 (Verfahren J) (Verfahren J) (Verfahren J) (Verfahren J) (Verfahren J) (Verfahren J) (Verfahren G) Glühverlust % ASTM F36J Zugfestigkeit N/mm , DIN Druckfestigkeit N/mm DIN (16 h) 50 N/mm 2 / 50 N/mm 2 / 50 N/mm 2 / 50 N/mm 2 / 50 N/mm 2 / 50 N/mm 2 / 50 N/mm 2 / 300 C 300 C 300 C 300 C 300 C 160 C 100 C Medienbeständigkeit IRM Öl 903; 5 h/150 C Dickenänderung % Gewichtsänderung % ASTM FUEL B; 5 h/23 C Dickenänderung % Gewichtsänderung % Wasser/Glycol; 5 h/siedetemperatur Dickenänderung % Gewichtsänderung % Leckageprüfungen am Montageband, speziell Helium-Dichtheitsprüfungen, sind mit Weichstoffdichtungen zumeist nicht prozesssicher realisierbar. Der Grund: Um eine dauerhafte Abdichtung zu gewährleisten, müssen Weichstoffdichtungen über eine gute Anpassungsfähigkeit, d.h. Porosität bzw. Kompressibilität, verfügen. Im verbauten Zustand sind somit nicht Dichtung für Schaltgehäuse. alle Poren geschlossen. Mit den hochleistungsfähigen Metaloseal - sowie Elastomer- bzw. Metall-Elastomer-Dichtungen sind Leckageprüfungen hingegen problemlos möglich. Metall Dichtfläche Weichstoff- Dichtung Dichtfläche Stark komprimierter Bereich: gas- und flüssigkeitsdicht; Leckageprüfung ok Schwach komprimierter Bereich: flüssigkeitsdicht, aber mögliche Gasleckage, Leckageprüfung nicht ok 9

10 Metaloseal -Dichtungen. Wirtschaftliches Profil. Sicke bringt klare Vorteile Abdichtaufgaben im Getriebebereich, bei denen Weichstoff-Konzepte ihre Leistungsgrenze erreichen, lassen sich mit Metaloseal -Dichtsystemen effektiv und wirtschaftlich realisieren. Ihr Setzverhalten ist im Vergleich zu Weichstoff vernachlässigbar, d. h. auch Anwendungsstellen, die in kritische Toleranzketten (Lagerspiel) eingehen, können mit Metaloseal sicher abgedichtet werden. Metaloseal -Metall-Sickendichtungen bestehen aus einem Metallträger, der meist beidseitig elastomerbeschichtet ist. Einer der großen Vorteile: Je nach Anwendungsstelle lassen sich verschiedene Metalle mit unterschiedlichen Elastomer- Steuerungsdichtung. Typen kombinieren. Durch zusätzlich eingeprägte Sicken zur Linienabdichtung können die Eigenschaften des Trägermaterials optimal auf den Dichtverband abgestimmt werden. Mit der Profilierung der Sicke wird gezielt Einfluss auf die Dichtpressung genommen. So können bei Leichtbaukonstruktionen geringere Bauteilsteifigkeiten und ungünstig verlaufende Schraubenwirklinien kompensiert werden. Weiterer Pluspunkt: Aufgrund der Verwendung eines metallischen Trägermaterials lassen sich Zusatzfunktionen in die Dichtung integrieren, zum Beispiel Ölleitbleche, Ölabscheidung und Vormontagelösungen wie Halteklammern oder Zentrierelemente. Beschichtung Metallträger Sicke Durch variable Kombination der Parameter Metallträger, Beschichtung und Sicke wird das Metaloseal -Dichtsystem exakt an das jeweilige Anforderungsprofil angepasst. 10

11 Metaloseal -Materialien für Getriebeanwendungen Metallträger Aluminium Statische Abdichtung Kaltband Statische Abdichtung Federstahl Dynamische Abdichtung Beschichtung NBR Öl-, kühlmittel- und kraftstoffbeständig, Einsatztemperatur -40 bis +180 C NBR mit erhöhtem Reibwert Öl-, kühlmittel- und kraftstoffbeständig, Drehmomentübertragung, Einsatztemperatur -40 bis +180 C FPM Besonders hohe chemische Beständigkeit, Einsatztemperatur -40 bis +250 C Sickenform Halbsicke 2-Linienabdichtung Vollsicke 3-Linienabdichtung Topografische Sickengeometrie Bei großen Schraubenabständen, bei Flanschen mit hoher Verformung Mit Sicherheit dauerhaft dicht Auch bei Spaltaufklaffungen in kritischen Lastzuständen bzw. bei permanenten Dichtspaltschwingungen garantiert Metaloseal im Gegensatz zu den in Schaltgetrieben bisher überwiegend eingesetzten Flüssigdichtmitteln eine sichere und dauerhafte Abdichtwirkung. Dichtung für Nebenabtrieb. Separatorblech zur galvanischen Trennung von Magnesiumund Aluminiumbauteilen. 11

12 Mehr Reibung: Reibwertoptimierung Ein hoher Reibwert ist immer dann erforderlich, wenn über den abzudichtenden Flansch Drehmomente zu übertragen sind. Hierfür bietet ElringKlinger reibwertoptimierte Metaloseal -Materialien, die auch anspruchsvolle Anwendungsstellen zuverlässig abdichten. Der Vorteil: Relativbewegungen und Querkräfte im Schraubver- Pumpendichtung. band werden verhindert. So kann die Schraubenkraft Anzahl oder Festigkeitsklasse der Schraube reduziert werden, was zu Kosteneinsparungen führt. Reibwert [µ] 0,30 0,25 0,26 0,3 0,20 Reibwertoptimiertes Metaloseal ist die wirtschaftliche Lösung bei Flanschen mit öl- und fettfreier Oberfläche. Für alle anderen Fälle bietet ElringKlinger ein speziell abge- 0,15 0,10 0,1 stimmtes Metaloseal -Material. Es erzielt den erforderlichen 0,05 hohen Reibwert über harte Partikel, die sich in die Oberfläche der abzudichtenden Bauteile verkrallen. 0 Standard- Metaloseal Weichstoff Reibwertoptimiertes Metaloseal Einsatzbedingungen von Metaloseal -Dichtungen Notwendige Mind. 10 N/mm 2 Flächenpressung Kann durch Profilierung der (druckabhängig) Sicke beeinflusst werden Geforderte Bauteilsteifigkeit Empfohlene Schraubenabstände Ebenheit der Bauteile im verschraubten Zustand (Summe beider Bauteile) Mittel 70 bis 100 mm 0,15 mm Rauigkeit Rz < 16 µm; Rmax < 25 µm Reibwert < 0,1; > 0,3 Medienbeständigkeit Demontierbarkeit Anpassungsfähigkeit/ Setzverhalten Zusatzfunktionen Sehr gut Sehr gut Setzverhalten gering Integrierbar, z. B. Ölleitbleche, Ölabscheidung, Vormontage Reibwerte bei öl- und fettfreien Flanschen im Vergleich. 12

13 Sickenkontur FEM-Berechnung: Deformation eines Pumpendeckels mit montierter Dichtung. Dauerfestigkeitsprüfung der Sicken auf der servohydraulischen Anlage. Engineering. Entwicklungen beschleunigen Durch FEM-Analysen sowie speziell abgestimmte Prüf- und Simulationstechniken beschleunigen wir Entwicklungsprozesse in enger Zusammenarbeit mit unseren Kunden. Hierzu zählen Dauerhaltbarkeitstests, Dichtverbandsanalysen, Reibwertoptimierung und Verschleißprüfungen der Beschichtung. Damit innovative Lösungen schneller und wirtschaftlicher in Serie gehen. Verschleißprüfung der Beschichtung. Dynamische Innendrucksimulation an Originalbauteilen. 13

14 Elastomer- und Metall-Elastomer-Dichtungen. Stark und zuverlässig. Sicher bis in die Extreme Elastomer-Dichtsysteme bieten auch unter extremen Bedingungen Funktionssicherheit und sind besonders geeignet für den Einsatz in kraftführenden Verbindungen. Grund: Die Kraftübertragung erfolgt metallisch, d.h. die Dichtlippe liegt immer im Kraftnebenschluss. Je nach Applikation werden reine Elastomer-Formdichtungen oder aber Metall-Elastomer- Dichtungen verwendet, die aus einem Metallträger mit anvulkanisierten Elastomerprofilen bestehen. Metallträger AEM-Elastomer zur Ölabdichtung Schraube Bauteil Konstruktion einer Metall-Elastomer-Dichtung. Im Getriebebereich kommen Elastomer-Dichtsysteme hauptsächlich dann zur Anwendung, wenn die Bauteilsteifigkeiten oder Schraubenabstände kein anderes Dichtkonzept mehr zulassen: vor allem zur Abdichtung von Ölwannen und Getriebedeckeln. 14 Ölwannendichtung.

15 Elastomer Verpressung (Nominal 30 %) Min. Verpressung (20 %) Ausgangshöhe Metallträger Max. Toleranz im Arbeitsbereich Minimale Dichtpressung Verpressungstoleranzen und Arbeitsbereich: Metall-Elastomer-Dichtung (Blockprofil) bei einem Metallbauteil, z.b. einer Metall-Ölwanne. Elastomer Ausgangshöhe Max. Verpressung =Nuttiefe (Nominal 30%) Min. Verpressung (20 %) Max. Toleranz im Arbeitsbereich Minimale Dichtpressung Verpressungstoleranzen und Arbeitsbereich: Elastomer-Dichtung (I-Profil), in Nut eingelegt, bei einem Kunststoffbauteil, z.b. einem Ölwannenmodul. Die notwendigen Mindestdichtpressungen liegen auf sehr niedrigem Niveau, sodass insbesondere in Verbindung mit Metall- oder auch Kunststoffbauteilen (siehe Seite 20 ff.) exzellente Ergebnisse erzielt werden. Weiterer Vorteil: Weil die Dichtlippe im Kraftnebenschluss liegt, kommt es zu keinem dichtungsbedingten Setzen. ElringKlinger bietet bei diesem Dichtsystem auch eine entkoppelte Variante, mit der sich das Akustikverhalten optimieren lässt. Darüber hinaus sind Zusatzfunktionen wie Kabeldurchführungen und Vormontagelösungen integrierbar. 15

16 Elastomer-Materialien für Getriebeanwendungen Elastomer-Werkstoffe und Trägermaterialien lassen sich spezifisch auf das jeweilige Anforderungsprofil abstimmen. Kurzform (ISO 1629) FPM MVQ MFQ ACM AEM EPDM ECO HNBR Chemische Fluor- Silikon- Fluor- Poly- Ethylen- Ethylen- Epichlor- Hydrierter Bezeichnung Kautschuk Kautschuk Silikon- acrylat- Acrylat- Propylen- hydrin- Nitril- Kautschuk Kautschuk Kautschuk Dien- Kautschuk Kautschuk Kautschuk Einsatzbereich Kraftstoff o Kühlmittel + o o o Öl + o Thermische Anwen- -40 bis -50 bis -70 bis -40 bis -40 bis -50 bis -40 bis -30 bis dungsbereiche +230 C +200 C +180 C +160 C +160 C +150 C +120 C +150 C + gut geeignet / 0 geeignet / - ungeeignet Einsatzbedingungen von Elastomer- und Metall-Elastomer-Dichtungen Notwendige Mind. 1,5 N/mm 2 Flächenpressung Elastomer-Dichtung mit Entkopplungskomponenten. Geforderte Bauteilsteifigkeit Empfohlene Schraubenabstände Niedrig 100 bis 140 mm Ebenheit der Bauteile 0,40 mm im verschraubten Zustand (Summe beider Bauteile) Rauigkeit Rz < 35 µm; Rmax < 50 µm Reibwert < 0,1 Medienbeständigkeit Demontierbarkeit Anpassungsfähigkeit/ Setzverhalten Zusatzfunktionen Sehr gut Sehr gut Nahezu kein Setzen, da Dichtlippe im Kraftnebenschluss Kabeldurchführung, Vormontage integrierbar Metall-Elastomer- Dichtung inklusive Kabeldurchführung. 16

17 Engineering. Lösungen maßgeschneidert Mit dem Einsatz von FEM-Berechnungen sowie thermischen und dynamischen Prüfverfahren ist ElringKlinger in der Lage, für jede Einbausituation die optimale Elastomer-Dichtungskonstruktion hinsichtlich Werkstoff, Profilgeometrie und Design des Dichtverbands zu ermitteln. Sämtliche Elastomere werden in unserem Materiallabor entwickelt und exakt auf die spezifischen Abdichtaufgaben abgestimmt. Mindestpressung (1,0 N/mm 2 ) Maximale Pressung FEM-Berechnung eines Elastomerprofils. Zusatzfunktion Kabeldurchführung. Kältetest in der Klimakammer. 17

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19 Metaloprint -Steuerungsplatte. Komplett einbaufertig. Sauber, sicher, wirtschaftlich Die Metaloprint -Metall-Steuerungsplatte mit partieller Elastomer- Beschichtung bietet bei der Abdichtung der Steuerung von Automatikgetrieben gegenüber konventionellen Weichstoffdichtungen große Vorteile: Elastomer-Werkstoffe können auf Einsatzbedingungen (Temperatur, Pressung) abgestimmt werden Vermeidung von Elastomer-Ablösungen durch partielle Beschichtung Geringeres Setzverhalten Reduzierte Einbaudicke Weniger Einzelteile Einfachere und schnelle Montage Erhebliche Kosteneinsparung Metaloprint -Steuerungsplatte mit partieller Elastomer-Beschichtung (rechts) und herkömmliche Weichstoffdichtung (links). Mit Metaloprint präsentiert ElringKlinger ein komplettes, einbaufertiges Modul. Alles aus einer Hand von der Entwicklung bis zum fertigen Produkt. Die Herstellung erfolgt vom Feinstanzen über die partielle Elastomer-Beschichtung bis zur Qualitätskontrolle in gekapselten Zellen, d. h. die Einhaltung der strengen Restschmutzbestimmungen für Automatikgetriebe ist stets gewährleistet. 19

20 Gehäusemodule: all-in-one mit Leichtigkeit. Mehr Funktionalität und Wirtschaftlichkeit Einbaufertige Gehäusemodule mit kompletter Dichtungs- und Befestigungstechnik sowie Zubehörteilen lösen auch im Getriebebereich zunehmend die bisherigen Einzelkomponenten ab. Der Gehäusewerkstoff (Kunststoff, Aluminium, Magnesium oder Stahl), das Dichtsystem und zahlreiche Zusatzfunktionen lassen sich exakt auf die jeweiligen Anforderungen hinsichtlich Medien, Temperatur, Kräfte, Steifigkeit etc. abstimmen. Gebündelte Qualität und Systemkompetenz aus einer Hand von ElringKlinger. Die Vorteile im Überblick Integration mehrerer Funktionen Gewichtsreduzierung/Leichtbau Kürzere Entwicklungszeiten Modernste Engineering- und Produktionstechnologien Komplettmontage aller Komponenten in integrierten Fertigungszellen 100 %-Funktions- und Qualitätskontrollen Just-in-sequence-Lieferungen Hohe Wirtschaftlichkeit Kunststoff-Ölwanne. Kunststoff-Gehäusemodule: weniger Gewicht, mehr Nutzen. Wie im Motorenbereich setzt man auch bei der Entwicklung neuer Getriebegenerationen verstärkt auf Leichtbaukonstruktionen mit Baugruppen aus Kunststoff. Als Spezialist für innovative Modullösungen aus Thermoplasten und Duroplasten bietet ElringKlinger leistungsfähige Kunststoff- Gehäusemodule, die zur Gewichts- und Kostenreduzierung beitragen. Aufgrund der besonderen Verarbeitungseigenschaften von Kunststoff lassen sich verschiedene Zusatzfunktionen sehr effizient und wirtschaftlich darstellen. Bestes Beispiel: Durch Integration von Ölfiltersystemen kann ein einbaufertiges, bereits auf Dichtheit geprüftes Modul geliefert werden, das den erforderlichen Einbauraum minimiert und Kosten spart. Dichtung Verliersichere Fixierung der Magnete ohne Zusatzteile Saugfiltermodul Ölwannenmodul mit integrierten, verliersicher fixierten Magneten und integriertem Saugfilter. 20 Magnet Optimale Umspülung der Magnete im Nebenstrom Ölwanne

21 Ölwanne Elastomer- Dichtung Schrauben/ Hülsen Ölfilter Ölleitblech Magnete Ölverschlussstopfen Komplettmontage Automatisierte 100 %-Funktions- und Qualitätskontrolle Just-in-sequence-Lieferung Materialübersicht Kunststoff-Gehäusemodule PA66-GF30 PA66-GF35 PA6-I GF30 PA66 MZ15 GF25 Prüfnorm Zugmodul [MPa] ISO 527-1/-2 Formbeständigkeits ISO 75-1/-2 temperatur [ C] (1.8 MPa) Bruchspannung [MPa] ISO 527-1/-2 Charpy-Kerbschlag ISO 179/1eA zähigkeit [kj/m 2 ] (+23 C) Bruchdehnung [%] ISO 527-1/-2 Dichte [g/cm 3 ] 1,35 1,40 1,33 1,47 ASTM D 792 Anwendungsbeispiel: Kunststoff im Vergleich zu Aluminium ElringKlinger hat ein Kunststoff-Ölwannenmodul entwickelt, das gegenüber der bisher in Serie eingesetzten Aluminium-Ölwanne entscheidende Vorteile bietet: Das im Kunststoffmodul integrierte Elastomer-Dichtsystem ist der bisher separat eingesetzten Weichstoffdichtung im Dichtverhalten deutlich überlegen. Dadurch konnte unter anderem die Anzahl der Verschraubungspunkte von 22 auf 11 reduziert werden. Der Dichtungsverlauf der neuen Kunststoff-Ölwanne wurde so gestaltet, dass trotzdem alle bisherigen 22 Verschraubungspunkte zuverlässig abgedichtet sind und eine Rückverbaubarkeit auf bereits ausgelieferte Getriebe gewährleistet ist. Die Aluminium-Ölwanne (links) wurde durch ein Kunststoff- Ölwannenmodul mit integrierter Dichtung (rechts) ersetzt. Dadurch konnte die Anzahl der Verschraubungspunkte auf die Hälfte reduziert werden. Das Gewicht wurde gegenüber dem Aluminium-Bauteil um mehr als 40 Prozent verringert und die Kosten konnten erheblich reduziert werden. 21

22 Metall-Gehäusemodule: für höchste Beanspruchung. ElringKlinger realisiert zugeschnitten auf das jeweilige Anforderungsprofil verschiedene Modullösungen aus Magnesium, Aluminium oder Stahl. Zum Beispiel Ölwannen für nicht gekapselte Motorräume, die auch härtesten Bedingungen standhalten. Auch in Metallmodule lassen sich verschiedene Zusatzfunktionen integrieren, wie Dichtsysteme, Ölfilter und Schrauben. Gehäusemodul Innenansicht. Geprägtes Gehäusemodul mit partieller Beschichtung Diese Modullösung aus Aluminiumlegierungen von ElringKlinger ist für alle Arten von Schalt- und Automatikgetrieben, Hinterachsgetrieben, Lenkgetrieben, Hilfsaggregaten und Pumpen geeignet. Die Topografie der Dichtflächen wird gezielt auf das entsprechende Bauteil abgestimmt und so eine homogene Pressung über die gesamte Dichtfläche und auch in den Zwischenschraubenbereichen sichergestellt. Durch das annähernd gleiche Wärmeausdehnungsverhalten des geprägten Aluminiumdeckels und des Gehäuses werden Relativbewegungen vermieden. Die Integration einer Elastomerraupe ersetzt die bislang erforderliche Dichtung. Ölwannenmodul aus feuerverzinktem, KTL-lackiertem Stahl mit eingeklipster, austauschbarer Metall- Elastomer-Dichtung. Ebenfalls integriert: Ölablassschraube plus Dichtung. Zusätzlich lassen sich Schrauben verliersicher integrieren so kann der geprägte Gehäusedeckel komplett als Modul verbaut werden. Gehäusemodul Außenansicht. Gehäusemodul Schnittdarstellung. 22

23 Akustiksimulation: Bauteilschwingungen bei Resonanzfrequenzen. Engineering. Wirtschaftlicher in Serie. Von der ersten Anfrage bis zur Serienbelieferung setzt ElringKlinger auf modernste Methoden und Werkzeuge, um Entwicklungszeiten und -kosten zu reduzieren. So arbeiten wir zum Beispiel jeweils mit dem CAD-System des Kunden. Wir führen mit FEM unter anderem Festigkeitsberechnungen durch. Und wir unterziehen unsere Module in Laborsimulationen härtesten Tests bezüglich Dauerhaltbarkeit, Abdichtung und weiteren Faktoren wie z. B.: Temperaturwechseltest (wahlweise mit Schwingungsanregung) Heißtest Steinschlagtest Missbrauchstest zur Simulation der Druckbelastung Akustiksimulation Dynamische Thermoschockprüfung. Analyse des statischen Drucks eines Ölfiltermoduls. 23

24 Elrotherm -Abschirmsysteme: Schutz gegen Hitze und Schall. Die zunehmende Leistungsdichte und das knappe Raumangebot bei modernen Kraftfahrzeugantrieben stellen hohe Anforderungen an ein effizientes Wärmemanagement und damit auch an Abschirmsysteme, die zum Schutz temperaturempfindlicher Bauteile eingesetzt werden. Zusätzlich gewinnen die Themen Gewichtsreduzierung, Verminderung von Geräuschemissionen und Aerodynamik an Bedeutung. Als erfahrener Entwicklungspartner und Serienlieferant bietet ElringKlinger mit Elrotherm für jede Applikation eine individuell abgestimmte Produktlösung aus unterschiedlichsten Metallen, ohne und mit Isolierlage, in Kombination mit Kunststoff oder Glasfasergewebe etc. Abschirmteile für Getriebe. Welche der sechs Elrotherm -Bauarten zum Einsatz kommt, hängt von den spezifischen Anforderungen in puncto Hitze- und Lärmabschirmung sowie Design ab. Werkstoffe und Formgebung werden dabei optimal an die jeweilige Anwendungsstelle angepasst. Die an Lenk- und Verteilergetriebe sowie Antriebsstrang am häufigsten verwendeten Bauarten ML, Light und Tex werden auf den Seiten 26 und 27 näher beschrieben. Die Vorteile von Elrotherm im Überblick Hohe Temperaturbeständigkeit Gute akustische Abschirmwirkung Dauerhaltbar Langzeitbeständig gegenüber aggressiven Medien wie Öl, Kraftstoff, Kühl- und Reinigungsmittel Korrosionsbeständig Multifunktional durch Integration von Anbauteilen Geringes Gewicht/Leichtbau Hohe Formstabilität Frei im Design (Form, Farbe und Struktur) Attraktive Optik/Sichtschutz Recyclebar Einfache Montage 24

25 Die Elrotherm -Abschirmsysteme im Vergleich ML SL Light Acoustic Tex Composite Temperaturabschirmung Geräuschverminderung Gewichtsreduzierung Dauerhaltbarkeit Recyclebarkeit Wirtschaftlichkeit Einsatzbereiche: ML (multi layer): sehr vielseitig einsetzbar SL (single layer): in Niedertemperaturbereichen ohne besondere akustische Anforderungen Light: Hochtemperaturanwendungen; Gewichtsreduzierung Acoustic: bei hohen Anforderungen an das Akustikmanagement Tex: Abschirmung des zu schützenden Bauteils Composite (faserverstärkter Kunststoff mit metallischer Reflexionsschicht): für Designwünsche, bei denen die Tiefziehfähigkeit von Stahl überschritten wird +++ sehr gut ++ gut + ausreichend - negativ Thermische Abschirmung. Die Lösung, wenn s zu heiß wird. Die große thermische Isolationswirkung von Elrotherm resultiert aus dem geringen Wärmedurchgang, der hohen zulässigen Einsatztemperatur und Abschirmteil für Antriebsstrang. der Wärmereflexion durch metallisch glänzende Oberflächen. Wie die nebenstehende Abbildung zeigt, lässt sich mit Elrotherm ML (mehrere Metalllagen, Sandwichbauweise) im Vergleich zu Elrotherm SL (eine Metalllage) eine um etwa 65 % bessere Wärmeisolation realisieren. Das bedeutet, die Hitzequelle kann etwa 200 C heißer sein, um bei den umliegenden Komponenten das gleiche Temperaturniveau zu erzielen. Falls erforderlich, wird in der Entwicklungsphase die reale Einbausituation projektbezogen nachgebildet. Temperaturabsenkung durch Elrotherm kritische Bauteile Elrotherm Wärmequelle (Abgasstrang) Elrotherm ML Elrotherm SL s [mm] Temperatur [ C] Wärmeleitfähigkeit [W/m K] Aluminium Stahl Edelstahl Wärmeleitfähigkeit Für den Wärmedurchgang ist die Wärmeleitfähigkeit ( W /m K) ein äquivalentes Maß. Elrotherm ML bietet hier gegenüber Metallen um den Faktor 160 günstigere Eigenschaften. 0,1 0 Elrotherm ML Bezugstemperatur [ C] Elrotherm SL Gemessen an geschichteten Platten nach DIN im Plattengerät 25

26 Der entscheidende Werkstoff: Metall Ein wesentlicher Bestandteil der Elrotherm -Systeme sind metallische Lagen, die zum einen für die nötige Steifigkeit sorgen und zum anderen dazu beitragen, Hitze und Lärm in unterschiedlicher Intensität abzuschirmen: Edelstahl Aluminierter Stahl Aluminium Bondal Temperaturbelastbarkeit von verschiedenen Metallen [ C] Stahl verzinkt Stahl Aluminium Edelstahl aluminiert Edelstahl verfügt über die höchste Temperaturbelastbarkeit von 1100 C und wird daher bei Hitzeschilden für Abgaskrümmer und bei sehr kompakten Einbausituationen insbesondere auch bei Getriebeapplikationen verwendet. Elrotherm ML Eigenschaften Durchschnittliche thermische Abschirmwirkung 93 % Verbindung der Materialien durch Umstellen der Kanten (Bördeln) Vereint hohe Tiefziehfähigkeit bei der Herstellung mit Umbördelung Decklagen aus Metall Dicke: 0,3 0,8 mm Zwischenschicht aus Isoliermaterial guter thermischer und akustischer Isolierwirkung Materialaufbau Elrotherm ML (multi layer = mehrlagig). Einsatzbereiche Bei den meisten Abschirmteilen ist diese Materialkombination die Standardanwendung. Einsatztemperatur Bis maximal 650 C (bei Verwendung von aluminiertem Stahl). Elrotherm Light Eigenschaften Durchschnittliche thermische Abschirmwirkung 96 % Verbindung der Materialien durch Umbördeln der Kanten Gewichtsreduktion Umbördelung Decklagen aus Metall Dicke: 0,1 0,2 mm Zwischenschicht aus Isoliermaterial 26 Einsatz von Edelstahl ermöglicht höhere Temperaturen Materialaufbau Elrotherm Light.

27 Einsatzbereiche Hochtemperaturanwendungen und Applikationen, bei denen aufgrund des dynamischen Verhaltens eine Gewichtsreduzierung notwendig ist. Einsatztemperatur Bis maximal 1100 C (bei Verwendung von Edelstahl). Elrotherm Tex Eigenschaften Durchschnittliche thermische Abschirmwirkung 92 % Glasfasermatte mit aufgedampfter metallischer Beschichtung erlaubt direkten Kontakt zur Glasfasermatte Dicke des Verbundes: 2 3 mm Metallische Reflexionsschicht Bauteiloberfläche Materialaufbau Elrotherm Tex. Einsatzbereiche Abschirmung des zu schützenden Bauteils (nicht der Hitzequelle selbst); auch als zusätzliche Maßnahme geeignet Temperaturempfindliche Bauteile (z.b. Kabel) können komplett umschlossen werden Kombination mit anderen Elrotherm -Produkten möglich Einsatztemperatur Bis maximal 480 C. Engineering. Schneller weiterkommen. Dynamische Dauerhaltbarkeitsprüfung auf Shaker-Prüfstand. Luftströmungs- Simulation. Vorher wissen, was nachher sein wird: Bereits vor der Prototypen- Herstellung erfüllt ElringKlinger durch FEM- und CFD-Berechnungen sämtliche Bedingungen, die am realen Abschirmsystem und seiner Umgebung auftreten können. Temperatur-Dauertest. Mit Rapid Prototyping sowie spezifischen Prüfund Simulationsverfahren reduzieren wir Entwicklungszeiten und -kosten. So gehen Innovationen noch schneller und wirtschaftlicher in Serie. 27

28 Hochleistungs-Kunststoffe: Für Getriebe, die viel leisten. PTFE-Bauteile im Getriebe: belastbare Leistungsträger. Die ElringKlinger Kunststofftechnik GmbH, eine Tochtergesellschaft der ElringKlinger AG, bietet für Getriebe maßgeschneiderte Dichtungen und Konstruktionselemente aus Hochleistungs-Kunststoffen. Sie erfüllen höchste Anforderungen und sind auf lange Lebensdauer ausgelegt. PTFE-Gleitringe im CVT-Getriebe. CVT (Continuously Variable Transmission) sind stufenlose Getriebe. Die Verstellung der Übersetzung/Kraftübertragung erfolgt durch so genannte Kegelscheiben bzw. eine Laschenkette. Die eingesetzten PTFE-Gleitringe mit O-Ring-Unterstützung (FPM) sind für die Abdichtung des hydraulischen Verstellsystems des Variators zuständig. Die Vorteile Hohe Druckbeständigkeit Geringer Verschleiß Breiter Temperaturbereich Das Anforderungsprofil Temperatur -40 C bis 100 C Druck (p) 40 bar Medium Automatikgetriebeöl 28

29 Kolben- und Führungsringe aus PTFE oder PEEK für Doppelkupplungsgetriebe. Verschiedene Stoßvarianten für die Kolben- und Führungsringe. Die Kolben-/Führungsringe werden zur Abdichtung von zwei drehenden Wellen eingesetzt (Drehdurchführung). Die Vorteile Hohe Druckbeständigkeit Geringer Verschleiß Breiter Temperaturbereich Das Anforderungsprofil Gerader Stoß. Temperatur -40 C bis 130 C Druck (p) 2 bar Relativdrehzahl (n) Max /min Medium Vollsynthetisches Getriebeöl Schräger Stoß. Entlüftungsstopfen aus porösem PTFE. Der Entlüftungsstopfen hat die Aufgabe, das Getriebegehäuse zu be- und entlüften sowie das Medium im Gehäuse zurückzuhalten. Diese Funktionalität lässt sich über das Filterdesign und die Porosität einstellen. Überlappter Stoß. Die Vorteile Breiter Temperaturbereich Nahezu universelle chemische Beständigkeit Porosität Gasdichter Stoß. Mittlerer Porendurchmesser 1 bis 10 µm Porenvolumen 5 bis 65 % 29

30 Lorenz & Company Die hier gemachten Angaben sind das Ergebnis technologischer Untersuchungen. Sie können je nach Ausführung des Systems Änderungen unterliegen. Technische Änderungen und Verbesserungen behalten wir uns vor. Die Angaben sind unverbindlich und stellen keine zugesicherten Eigenschaften dar. Etwaige Ersatzansprüche aufgrund dieser Information können nicht anerkannt werden. Keine Gewähr bei Druckfehlern ElringKlinger AG Max-Eyth-Straße 2 D Dettingen/Erms Fon ++49 (0)71 23/724-0 Fax ++49 (0)71 23/ info@elringklinger.de