KUNSTSTOFF XTRA
ROHSTOFFE
Werkstofflösungen für Automobil-Funkschlüsselanwendungen
Gehäuse- und Dichtungswerkstoffe sind gefordert Seit mehreren Jahren haben sich im Rahmen der Fahrzeugweiterentwicklungen klassische Autoschlüssel vom Zündschlüssel hin zu komplexen Funkschlüsseln mit integrierten Funktionen weiterentwickelt. Die Anforderungen derart komplexer Systeme an die polymeren Gehäuse- und Dichtungswerkstoffe sind hoch. Nun gibt es massgeschneiderte Werkstoffe auf dem Markt.
Werner Aumüller1, Guido Schmitz 2 Moderne Fahrzeugschlüssel enthalten sowohl eine komplexe Mikroelektronik-Sendeeinheit als Funkfernbedienung für die Zentralverriegelung als auch einen integrierten Transponder (RFID) für die Wegfahrsicherung. Die Schlüsselgehäuse sind oftmals als Klappschlüssel ausgelegt, d.h. sie besitzen keinen starren, sondern einen ausklappbaren Metallschlüsselbart. Derartig konzipierte Funkschlüssel stellen hohe Anforderungen an die polymeren Gehäuseund Dichtungswerkstoffe. In Zusammenarbeit mit dem Systemlieferanten Hella KGaA Hueck & Co. in Lippstadt wurden vom Hart-/Weich-Werkstoffspezialisten PTSPlastic Technologie Service, Adelshofen, speziell massgeschneiderte Werkstoffe für den aktuellen VW-Konzernschlüssel FKS 09 entwickelt. Insbesondere die Gehäusehälften dieses Klappschlüssels müssen hohe Drehkräfte des Schlüsselbartes übertragen und defi nierte Falltests bestehen können, so dass hierfür höhermodulige verstärkte Konstruktionsthermoplaste eingesetzt werden müssen. Als Werkstoff für die Gehäusehälften wird ein laserbeschriftbares, teilaromatisch modifiziertes PA66+PA6I/6T-GF50 aus der PTS-Creamid-S-Familie (Handelsbezeichnung: PTS-Creamid-A3H2G10.1S*9007LS) mit einem Zug-E-Modul von 17 000 MPa
1 Dipl.-Ing.(FH) Werner Aumüller studierte Kunststofftechnik an der FH Würzburg/ Schweinfurt und ist seit 1999 in der Anwendungstechnik bei PTS tätig. 2 Dipl.-Ing.(FH) Guido Schmitz studierte Produktionstechnik an der RFH Köln und ist seit 2002 im technischen Vertrieb bei PTS tätig.
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eingesetzt. Dieser Werkstoff zeichnet sich durch exzellente Oberflächenqualität trotz hohem Glasfaseranteil (keine sichtbaren Glasfaserschlieren) und gute Masshaltigkeit aufgrund seiner geringen Längs-/Querschwindungsunterschiede aus. Weitere Anforderungen wie UV-Beständigkeit für Bauteile des Fahrzeuginnenraums (VW Lichtechtheitstest PV1303) und chemische Beständigkeit gegenüber Kosmetika werden von PTS-Creamid-A3H2G10.1S*9007LS problemlos erfüllt. Das Gehäuseoberteil wurde als 2K-Formteil mit einer angespritzten Dichtung und Tastenbetätigungsmembrane aus transluzentem TPU ausgelegt, welches gleichzeitig eine lichtleitende Funktion der roten Leuchtdiode übernimmt. Als Werkstoff für den Batteriefachdeckel wird aufgrund der Verrastung bei Batteriewechsel ein PA6-GF30 verwendet. Der im Mehrkomponentenspritzgiessverfahren hergestellte Batteriefachdeckel enthält eine angespritzte Dichtung aus einem haftungsmodifizierten TPS-SEBS mit einer Härte von 50 Shore A (Handelsname PTS-Thermoflex 50A3.4*800).
Gespritzt statt gedruckt Beim Tastenfeld des Funkschlüssels handelt es sich auch um ein Zweikomponentenformteil mit gespritzten Schlüsselsymbolen. Im Vergleich zu anderen Funkschlüsseln mit aufgedruckten Symbolen, die sich bei Gebrauch im Laufe der Zeit abnutzen, wurde bewusst diese aufwändigere Spritzgiesslösung gewählt, um eine langlebige Symbolik zu erhalten. Das Tastenfeld wird nachträglich in das Gehäuseoberteil verrastet. Die Werkstoffwahl für das Tastenfeld fiel aufgrund der Anforderungen auf spezielle thermoplastische PolyesterelastomerWerkstoffe (TPC). Für das schwarze Tas-
tenfeld wird ein TPC mit Härte 47 Shore D (Handelsname: PTS-Uniflex-E47D/10*9407) und für die weisse Symbolik wird ein TPE mit Härte 72 Shore D (Handelsname: PTSUniflex-E72D/10*010007) verwendet. Thermoplastische Polyesterelastomere (TPC) erwiesen sich aufgrund ihres breiten Eigenschaftsspektrums bei dieser Anwendung als am besten geeignet. Hervorzuheben sind eine gute Fettbeständigkeit gegenüber Kosmetika (Handcreme), und gute Rückstelleigenschaften bei Betätigung über einen breiten Einsatztemperaturbereich. Die verwendeten TPC-Werkstoffe zeigen nur eine relativ geringe Abhängigkeit des Moduls von der Temperatur (Kälteverfestigung) im Gegensatz zu TPU-Werkstoffen, die aufgrund geringer Abriebeigenschaften und guter Beständigkeit gegenüber Kosmetika ebenfalls für diese Anwendung in Frage gekommen wären. Für das Bauteil bedeutet dies relativ gleich bleibende Betätigungskräfte insbesondere im Minustemperaturbereich. Weitere Vorteile der TPC-Werkstoffe sind deren Kombinierbarkeit und Verarbeitbarkeit im Mehrkomponentenspritzgiessen. Das Werkstoff-Programm von PTS im Bereich verstärkter, teilaromatisch modifizierter Polyamide mit ästhetischer Oberfläche aus der PTS-Creamid-S-Familie umfasst Typen im Bereich von 30 bis 60 % Glasfaserverstärkung, Schlägzähmodifikation, Laserbeschriftbarkeit, Laserschweissbarkeit, UV-Stabilisierung, Flammschutzeigenschaften. PTS-Creamid-2S-Typen mit nahezu gleichen mechanischen Eigenschaften im trockenen und konditionierten Zustand ergänzen das Programm. Für Anwendungen mit sehr guter Fliessfähigkeit für den Dünnwandspritzguss gibt es diese Werkstoffe mit ultra-flow-Eigenschaften. 6/2012