Röchling: PP-Saugrohr senkt Kosten und Gewicht um 15 %

Komplettsystem VW 1.0 L-Dreizylinder bestehend aus Rohluftansaugung mit Resonator, Luftfilterkasten mit Luftfilter sowie Saugohr mit Drosselklappenflansch

Röchling Automotive will mit PP-Saugrohren neue Benchmarks bei Kosten, Gewicht und Akustik erreichen. Die drei Kriterien sollen sich aufgrund der geringen Dichte von Polypropylen im Vergleich zu Polyamid, dem bisher gebräuchlichsten Material für Saugrohre, verbessern. Gleichzeitig sei die Belastbarkeit ausreichend. Als Referenzen werden in Brasilien und Europa der 1-Liter-Dreizylinder- und in China der 1,6 Liter-Vierzylinder-Benziner von VW genannt.

"Das PP-Saugrohr ist das erste und bisher einzige seiner Art in China und Brasilien. In Europa handelt es sich um die erste Dreizylinderanwendung. Diese ist akustisch besonders anspruchsvoll", erklärt Marco Barbolini, Produktmanager für die Luftansaugstrecke bei Röchling Automotive. "Das sind insgesamt die ersten Saugrohranwendungen mit Polypropylen bei Röchling. Zur Substitution von Polyamid gab es einige Herausforderungen zu bewältigen. Dafür wurden wir mit einer verbesserten Akustik belohnt."

Weniger Verarbeitungsschritte sowie die geringere Schmelzetemperatur und Dichte ermöglichen den Angaben zufolge den Kostenvorteil von 15 % gegenüber PA. Außerdem sei PP weltweit gut verfügbar. "Wir haben in jedem der Zielmärkte einen PP-Lieferanten vor Ort gefunden", erklärt Barbolini. Da PP nicht getrocknet werden muss und die Werkzeug- und Schmelzetemperaturen geringer sind, sei die Herstellung der Bauteile weniger energieintensiv. Dies verbessere auch die CO2-Bilanz.

Trotz der niedrigeren Verarbeitungstemperatur erreicht Röchling nach eigenen Angaben mit PP jetzt fast die gleiche Dauereinsatztemperatur von 120 Grad wie mit PA. Dazu bedarf es allerdings einer besonderen Wärmestabilisierung, vor allem wegen der kritischen Heißluftbeständigkeit. "Hier liegt unser spezielles Knowhow", verrät Barbolini. Bei Raumtemperatur und tiefen Temperaturen haben PP und PA hingegen die gleiche Steifigkeit.

Der Gewichtsvorteil von 15 % gegenüber PA bringe keine Nachteile bei Zugfestigkeit und Bruchdehnung mit sich. Die wichtigsten mechanischen Eigenschaften seien für die Anforderung ausreichend, selbst wenn sie nicht immer denen von Polyamid ebenbürtig sind. Auch hinsichtlich der chemischen Beständigkeit zeige sich Polypropylen stabil. Bei Ethanol sei es im Vergleich zu PA sogar überlegen. Das gelte ebenso hinsichtlich der Feuchteaufnahme.

Beispiel für akustische Problemzone zwischen Luftfilterkasten und Saugrohr

Die Schallabstrahlung verbessere sich gegenüber PA ebenfalls aufgrund der geringeren Dichte - laut VW "mess- und hörbar". Insbesonders bei höheren Drehzahlen und Frequenzen soll der Schalldruck um 10 bis 15 dB zurückgehen. Dieser Akustikkomfort sei letztendlich auch der Grund für die Substitution von PA durch PP gewesen. Die Geometrie des Saugrohrs sei dazu nur marginal angepasst worden, um die Festigkeitswerte für das neue Material auszugleichen.

Röchling Automotive hat die komplette Anpassungsentwicklung durchgeführt und in das Sound Design die gesamte Ansaugstrecke unter besonderer Berücksichtigung des Luftfilterkastens einbezogen. Dabei konnten die akustischen Auswirkungen verschiedener Ausprägungen von Befestigungspunkten, Entkopplungselementen, Luftftiltergehäusedeckel und –boden, Saugrohrplenum und Drosselklappenflansch simuliert werden. Die Übereinstimmung zwischen Berechnung und Messung sei zufriedenstellend gewesen. Geometrie, Material, Dichte und Abdichtung des Filters selbst wirkten sich demnach ebenfalls auf die Akustik aus. Dabei sei es den Akustikern zugute gekommen, dass auch der Luftfilter mit seiner dämpfenden Wirkung aus der hauseigenen Entwicklung und Fertigung stammt. So konnte die Akustik des kompletten Moduls aus Saugrohr und Luftfilterkasten als System optimiert werden.

Weitere Informationen: www.roechling.com

Röchling Engineering Plastics KG, Haren

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