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WEISS Illertissen / Kettenspanner in 2K-Technologie
MK/RG 27.01.2015| 4.646 Zeichen inkl. LZ (ohne U-Factbox)
Führungsschiene für Steuerkette mit schwingungs- und geräuschdämpfender Wirkung
Kunststofftechnik im Motorenbau:
Detailarbeit beim Downsizing
„Die Tücke liegt im Detail“: Konstrukteure von KfzMotoren können das sicherlich bestätigen. Selbst bei
der Lösung von vermeintlich einfachen Aufgaben wie
der optimalen Schwingungsdämpfung von
Steuerketten ist ein hohes Maß an Werkstoff- und
Prozess-Know-how erforderlich. Ein „Werkstattbericht“
der Weiss Kunststoffverarbeitung GmbH & Co. KG
zeigt, welche Herausforderungen zu lösen sind und wie
sie gemeinsam mit dem Kettenhersteller bei einem
Dreizylindermotor gemeistert wurden.
Das „Downsizing“ ist ein wichtiger Trend in der Motorentechnik. Wo bei früheren
Generationen eines Automodells – um nur ein Beispiel zu nennen, ein Sechszylinder
mit 2,5 Litern Hubraum zum Einsatz kam, reicht dem neuesten Modell ein
hochaufgeladener 1,8 Liter-Vierzylinder. In der Kompaktklasse kommen sogar
zunehmend Dreizylindermotoren zum Einsatz. Und die Autotester sind sich einig: Das
ist kein Verlust. Die neuen Motoren sind sparsamer und keineswegs leistungsärmer.
Detailarbeit beim Downsizing
Für die Konstrukteure der Motoren bedeutet diese Entwicklung allerdings nicht nur
Grundlagenentwicklung, sondern auch sehr viel Detailarbeit. Ein solches Detail betrifft
die Kette des Nockenwellentriebs. Sie wird durch Schienen aus hochbelastbarem
Polyamid (PA 66) geführt, die unter Öl laufen und hohen mechanischen
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Beanspruchungen ausgesetzt sind. Diese Schienen führen die Kette und halten sie
unter Spannung. Zugleich haben sie die Aufgabe, Schwingungen zu dämpfen bzw. zu
verlagern und das Geräuschniveau zu mindern.
Ziel: 2K-Führungsschiene mit Zusatzeigenschaften
Die Weiss Kunststoffverarbeitung GmbH & Co. KG ist seit Jahrzehnten Spezialist für
die Fertigung dieser anspruchsvollen Kunststoffkomponenten und hat gemeinsam mit
einem Motoren- und einem Kettenhersteller eine Lösung erarbeitet, die an die
Anforderungen von kompakten Motoren mit hoher Leistungsdichte angepasst ist.
Ziel der Entwicklung war es, zusätzliche schwingungsdämpfende Eigenschaften in die
Führungsschiene einzubringen. Auf der theoretischen Ebene ist das einfach zu lösen:
Zwischen den Seitenrippen der Schienen ist genug Platz, um mit Hilfe des
Zweikomponenten-Spritzgießens (2K) ein thermoplastisches Elastomer (TPE)
anzuspritzen. Das sind weiche Kunststoffe mit schwingungs- und
geräuschdämpfender Wirkung.
Werkstoff schwer zu verarbeiten
In der Praxis ist diese Aufgabenstellung aber keineswegs trivial, obwohl Weiss
umfangreiche Erfahrung mit der Werkstoff-Kombination PA und TPE im 2K-Spritzguss
hat. Projektingenieur Stefan Martini: „Wir mussten hier ein spezielles TPE auf
Polyesterbasis verwenden, das gummiartige Eigenschaften hat und öl- sowie
temperaturbeständig ist. Dieser Spezialwerkstoff ist in der Schmelze zäh und klebrig
und daher schwer zu verarbeiten. Außerdem geht er keine Verbindung mit Polyamid
ein.“
Diese Herausforderungen konnten aber gemeistert werden. Die Haftung des TPEs,
das mit einer Wandstärke von jeweils 7 mm an beiden Seiten der Schiene angespritzt
wird, ist auf mechanische Weise gewährleistet: Durchbrüche im Mittelsteg der Schiene
gewährleisten ein Überströmen des Werkstoffs beim Spritzprozess auf beide Seiten
und schaffen somit eine zuverlässige Verbindung.
Exakte „Taktung“ von 1K- und 2K-Prozesschritt
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Da das PA mit sehr hoher und das TPE mit deutlich niedrigerer Temperatur
verarbeitet wird, mussten bei der Gestaltung des 2K-Prozesses einige
prozesstechnische Kniffe integriert werden. Und weil das Abkühlen des
Kettenspanners eine Schwindung des Materials zur Folge hat, muss der
Robotergreifer beim Ablegen und Wiederaufnehmen ein und desselben Bauteils in der
Lage sein, die Maßänderungen zu kompensieren.
Zusammenarbeit von Maschine und Roboter
Wegen dieser und anderer Besonderheiten im Spritzgießprozess war die Konstruktion
einer separaten Produktionszelle für das Bauteil erforderlich – eine Aufgabe, die
Weiss traditionell mit eigenen Ressourcen erledigt und dabei auch die
Automatisierungstechnik plant. Dipl.-Ing Robert Heller, bei Weiss u.a. verantwortlich
für die Konstruktion der Automatisierungs-einrichtungen: „Wir haben das
Zusammenspiel von 2K-Maschine und Roboter so strukturiert, dass der Roboter der
Master ist und quasi den Takt der Produktion gibt.“
So komplex der Produktionsprozess auch ist: Die Entwickler der drei Unternehmen
konnten das Projekt zu einem erfolgreichen Ergebnis führen. Der innovative 2KKettenspanner bewährt sich bereits in der Praxis und trägt zum ruhigen,
schwingungsarmen Lauf des ebenso leistungsstarken wie energieeffizienten
Dreizylindermotors bei.
***
Weitere Infos zum Unternehmen finden Sie unter: http://www.weiss-kunststoff.de/
Bildlegende. Copyrights: alle Weiss
Bildunterschriften:
Bild 1: Blick in die 2K-Spritzgießmaschine mit robotergestützter Entnahme.
Bild 2: Bei der neuesten Generation von Kettenspannern wird ein
schwingungsdämpfendes TPE angespritzt.
Druckfähiges Bildmaterial steht unter folgendem link zum download bereit:
http://www.markkom.com/presse/
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Stand: 20.01.2015
Zentrale
WEISS KUNSTSTOFFVERARBEITUNG GMBH & CO. KG
D-89257 Illertissen, Rudolf-Diesel-Straße 2-4
Weiss Deutschland
Weiss Hungaria KFT, Györ
Gründung:
1946
2007
Geschäftsführung:
Dietmar Weiß
Dipl.-Kfm. Jürgen Weiß
Dipl.-Ing. Bruno Weiß
János Derdák
Dipl.-Kfm. Jürgen Weiß
Mitarbeiter:
172, davon 11 Azubi
91
Umsatz 2013
€ 34,8 Mio
€ 6,4 Mio
Umsatz 2014
€ 35,1 Mio
€ 7,4 Mio
Umsatz 2015 Plan
€ 37,0 Mio
€ 8,5 Mio
Exportanteil:
< 10%
Investitionen 2013
Neubau in HU
Investitionen 2014
Investitionen 2015 Plan
€ 1.500.000,-€ 950.000,-€ 2.000.000,--
€ 600.000,-€ 900.000,-€ 900.000,-€ 600.000,--
Produktionsfläche:
12.100 m2
7.800 m2
Maschinenpark:
63 Spritzgießmaschinen
22 Spritzgießmaschinen
Zuhaltekraft:
bis 4.000 kN
bis 4.000 kN
Spritzgewicht:
0,01 – 1.400 g
0,01 – 1.400 g
2.100 to
610 to
Technik:
Verarbeitetes RohMaterial p.a.
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Geschäftstätigkeit:
Entwicklung und Fertigung von hochwertigen Kunststoff-Spritzgussteilen
Kernkompetenzen
Anspruchsvoller Spritzguss mit modernem Maschinenpark
Produktion von Kunststoffkomponenten, an die besondere Anforderungen z.B. im Hinblick auf
Verschleißfestigkeit, Temperaturstabilität oder Oberflächenbeschaffenheit gestellt werden.
Eigener Formenbau
Eigene Entwicklung und Fertigung von automatisierten Teilehandling-Anlagen (robotergestützt und
Portalbauweise)
Montage von Spritzgussteilen zu einbaufertigen Komponenten
Eigene Entwicklung und Fertigung von Prüfanlagen
2K-Technik
Märkte:
Deutschland, Europa
Zielgruppen:
PKW- und Nutzfahrzeugbau, Maschinenbau, Befestigungstechnik,
Befestigungstechnik, Kommunikationstechnik, Kindersicherheit (Auto-Kindersitze),
Heiz- und Energietechnik, Bremssysteme, Elektrotechnik, u.a.
Zertifikate/ Qualität
ISO 9001 (Qualitätsmanagement)
ISO/ TS 16949: 2002 (Qualitätsmanagement Automobilindustrie)
ISO 14001: 2004 (Umweltmanagement)
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