BASF: Kunststoff trägt den Motor im Mercedes GL

Erstmals verbaut Daimler einen Motorträger aus Kunststoff mit dem Sechs-Zylinder-Dieselmotor des neuen Mercedes GL. Gegenüber dem Vorgängerträger aus Aluminium biete das genauso belastbare Kunststoffbauteil bessere akustische Eigenschaften, höhere Wärmeisolierung und einen deutlichen Gewichtsvorteil. Das Bauteil, das den Motor über das Motorlager abstützt, besteht aus Ultramid A3WG10 CR, einer hochverstärkten und auf hohe mechanische Lasten optimierten Polyamidvariante. Für die Konstruktion des Spritzgießwerkzeugs und die Fertigung der Kunststoff-Motorträger ist Joma-Polytec war Bodelshausen verantwortlich.

Die Drehmoment- oder Pendelstützen, die bereits bei verschiedenen Automobilherstellern in Varianten aus diesem Werkstoff im Einsatz sind, übertragen laut BASF nur die Kippmomente des Motors. Im Gegensatz dazu sind Motorträger einer permanenten Last – dem Motorgewicht – ausgesetzt und müssen zusätzlich das Motordrehmoment abstützen.

Um das Aluminium in dieser anspruchsvollen, auch crash-relevanten Anwendung zu ersetzen, hat der Kunststoff hohe mechanische Anforderungen zu erfüllen: Die gewählte Werkstoffvariante sei zwar sehr steif; es bestand jedoch die besondere Herausforderung, unter den engen Platzverhältnissen im Motorraum eine ausreichend geringe Kriechneigung unter Dauerlast zu garantieren. Darüber hinaus muss der Motorträger aus Kunststoff, je nach Einbausituation im Motorraum, hohe Biegemomente abtragen. Zentraler Vorteil des Ultramid-Motorträgers sei das im Vergleich zur Aluminiumausführung gute akustische Verhalten. Aufgrund des kunststoffspezifischen Dämpfungsverhaltens trage der neue Motorträger zu einem ausgewogenen Geräuscheindruck bei.

Aufgrund der geringeren Wärmeleitung des Kunststoffs schützt der Ultramid-Motorträger das mit ihm verbundene, aus Naturkautschuk hergestellte Motorlager zudem besser vor der Motorwärme und erhöhe dessen Lebensdauer. Im Rahmen der CO2-Diskussion sei die Gewichtverringerung von über 30 Prozent des Kunststoffbauteils gegenüber der Aluminiumvariante ein weiteres, wichtiges Argument.

Simulation für die Crash- und Akustik-Optimierung
Zu den zahlreichen Prüfungen, die das Kunststoffteil nach BASF-Angaben zu bestehen hatte, gehört der Repair-Crash, der kleinere Karambolagen nachstellt, ebenso wie der massive Offset-Crash (versetzter Frontalaufprall). Im ersten Fall muss der Träger unbeschädigt bleiben, im zweiten Fall schnell und gezielt versagen, damit der Motor nicht in den Fahrgastraum eindringt.

Neben der Prüfung dieser Erfüllung solcher Forderungen im Crashversuch wurde das Simulationsinstrument Ultrasim bereits in einer frühen Entwicklungsphase des komplex geformten Motorträgers mit einbezogen und das Verhalten des Bauteils vorhergesagt: Bruchlasten, Festigkeiten unter dynamischer Pulsbelastung und Crashbelastungen stimmten demnach gut mit den Erprobungsergebnissen überein und erreichen die für die Vorgängerversion aus Aluminium geforderten Werte. Eine Verrippung, die den hohen Lasten widersteht und den Anforderungen der Akustik genügt, konnte so frühzeitig festgelegt und die Anzahl der Prototypen reduziert werden.

Weitere Informationen: www.basf.com, www.ultramid.de, www.ultrasim.de

36. Kongress „Kunststoffe im Automobilbau“, 13.-14. März 2013, Mannheim, Stand 59

BASF SE, Ludwigshafen

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