gesponsertFluid-Control-Komponenten Auf Herz und Nieren geprüft

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LEE Hydraulische Miniaturkomponenten GmbH

Fahrzeuge werden immer leistungsfähiger und sicherer. Mit wachsender Komplexität der Systeme steigt die Gefahr von Funktionsausfällen. 100 Prozent funktionsgeprüfte Fluid-Control-Komponenten bieten hier notwendige Sicherheit.

Elektrisch angetriebene Fahrzeuge haben den konstruktiven Vorteil, dass im Vergleich zu Varianten mit Verbrennermotor weniger bewegliche Einzelkomponenten im Antriebsstrang zum Einsatz kommen. Ein klassisches Getriebe und eine Kupplung sind nicht notwendig, es braucht lediglich ein leistungsfähiges Elektroantriebsmodul (EDM), das diese Funktionen elektronisch moduliert. Das macht die Konstruktion von elektrischen Fahrzeugplattformen für die Fahrzeughersteller einfacher, die Kunden profitieren von reduzierten Wartungskosten.

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Diese vermeintlichen Vorteile können sich jedoch auch nachteilig auswirken. Ein Beispiel: Bei der Entwicklung einer neuen Antriebsstrangserie entdeckte ein führender Hersteller von Elektrofahrzeugen schwerwiegende Fertigungs- und Leckageprobleme mit den in seinem EDM verwendeten sog. Becherstopfen. Diese Verschlussstopfen sollten Querbohrungen innerhalb des EDM versiegeln. Um dies zu gewährleisten, mussten sie mit einem Dichtmittel beaufschlagt und fixiert werden. Nach intensiven Tests stellte der Fahrzeughersteller fest, dass überschüssiges Dichtmittel an einer Stelle in den Verteiler der EDM eintrat und zu einem kompletten Systemausfall der Elektroantriebseinheit führte.

Stopfen erhöhen die Systemzuverlässigkeit

Um die Systemzuverlässigkeit zu gewährleisten und Fertigungsprobleme zu reduzieren, benötigte der Automobilhersteller einen Verschlusstopfen, der sowohl eine leckagefreie Abdichtung garantiert als auch eine anwenderfreundliche Installation gewährleistet. Die Lösung dieser Herausforderung fand sich im Portfolio von Lee. Das US-amerikanische Unternehmen ist spezialisiert auf die Entwicklung und Fertigung leistungsstarker und zuverlässiger miniaturisierter Fluid-Control-Lösungen wie Stopfen, Ventile, Siebe, Blenden und Pumpen.

Im genannten Beispiel erwies sich der Betaplug mit 18 mm Durchmesser und nur 7 mm Höhe als die Lösung. Der Betaplug ist ein vormontierter, konischer Spreizstopfen, der zum Abdichten von Querbohrungen in Metallgehäusen – vorwiegend Aluminiumgehäusen – entwickelt wurde, ohne dass Gewinde, O-Ringe oder Dichtmittel erforderlich sind. Dieser Stopfen bietet dennoch eine zu 100 Prozent leckagefreie Metall-Metall-Verbindung; es gibt ihn für viele Durchmesser und Druckstufen.

Jürgen Prochno, Geschäftsführer der deutschen Lee-Tochtergesellschaft, Lee Hydraulische Miniaturkomponenten GmbH, nennt die Vorteile des Betaplugs in diesem Szenario: „Da der Betaplug einfach zu installieren ist, konnte der OEM nicht nur die Leckage verhindern, sondern gleichzeitig die Herstellungskosten sowie den Ausschuss durch defekte oder undichte Verschlussstopfen reduzieren.“ Auch die bislang für das Dichtungsmittel notwendigen Aushärtzeiten ließen sich einsparen. Das beschleunigte den Fertigungsprozess.

Mit modernen Getriebe steigt die Effizienz

Doch nicht nur das Design elektrischer Antriebssysteme stellt die Automobilhersteller vor Herausforderungen. Auch die Entwicklung moderner Schaltgetriebelösungen gestaltet sich immer anspruchsvoller. Die Konstrukteure haben vor allem die Aufgabe, den Kraftstoff- bzw. Energieverbrauch durch die Entwicklung von leichten und bauraumsparenden Getrieben zu senken. Demgegenüber steht der Ansatz, mit schnellen Reaktionszeiten oder zusätzlichen Fahrstufen das Drehmoment zu erhöhen, Motordrehzahlen zu reduzieren und somit den Kraftstoffverbrauch zu senken.

Mehr Gänge bedeuten allerdings mehr Gewicht und größere Dimensionen des Getriebes. Das führt zunächst wieder zu höherem Verbrauch und stärkerem Emissionsausstoß. Eine Möglichkeit, dies zu umgehen, besteht darin, die Größe der Subsysteme des Getriebes – beispielsweise den Ventilblock – zu verkleinern. Wird der Ventilblock kleiner, muss der Getriebeöldruck erhöht werden. Daraus folgt eine stärkere Beanspruchung der Subsysteme und potenziell stärkere Leckage des Getriebes.

Diese Applikationen fordern Komponenten, die robust und zuverlässig bei hohen Drücken wirken, ohne die Performance negativ zu beeinflussen. Der gleichzeitige Wunsch nach leichten und kompakten Systemen macht die Suche nach geeigneten Lösungen besonders anspruchsvoll.

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Lee hat eine Vielzahl von Präzisions-Fluid-Control-Komponenten entwickelt, die speziell auf die Anforderungen solcher Anwendungen zugeschnitten sind.

• Druckbegrenzungsventile: Druckbegrenzungsventile von Lee sind zuverlässig, bieten eine leise, stabile Druckregelung in einer einzigen vormontierten Baugruppe, um Systeme vor Überdruck oder Druckspitzen zu schützen. Ihre Konstruktion ermöglicht höhere Durchflüsse und kleinere Baugrößen als herkömmliche Ventile oder eigenentwickelte Kugel- und Federkonstruktionen.

• Rückschlagventile: Rückschlagventile von Lee bieten Haltbarkeit und Leistung bei kleinstmöglicher Baugröße. Sie verhindern Leckagen in Hochdrucksystemen und bieten als vormontierte und funktionsgeprüfte Komponenten eine bessere Alternative zu in-house entwickelten Lösungen der Getriebe- oder Automobilhersteller.

• Expansionsverschlussstopfen: Expansionsverschlussstopfen sind so konstruiert, dass sie eine leckagefreie Abdichtung bieten, ohne dass eine sekundäre Rückhaltung erforderlich ist, und liefern selbst bei hohen Drücken eine gleichbleibende Sicherheit. Sie sind in einer Vielzahl von Varianten für Druckbereiche von Vakuum bis zu über 480 bar verfügbar.

Auch Niederdrucksysteme profitieren

Lee-Komponenten sind auch eine gute Wahl jenseits von Hochdruck-Anwendungen. Gerade Antriebssysteme in E-Fahrzeugen erfordern im Vergleich zu Getrieben von verbrennungsmotorischen Fahrzeugen deutlich niedrigere Durchschnittsdrücke – üblicherweise im Bereich von
1 bis 3 bar. Jürgen Prochno warnt jedoch davor, herkömmliche Kühlsystem-Komponenten zu verwenden. Diese in wasserführenden Systemen eingesetzten Bauteile sind nur bedingt für den Öldurchfluss geeignet und bieten in diesen Anwendung eine mangelhafte Präzision und Leistung. Daher rät Prochno zu Lösungen, die speziell für ölführende Systeme entwickelt wurden.

Neben den bereits erwähnten Betaplugs für die Abdichtung von elektrischen Antriebseinheiten bietet Lee unter anderem Blenden, welche die zielgerichtete und präzise Schmierung bzw. Kühlung von besonders hitzeanfälligen Stellen in Fluidsystemen ermöglicht. „Mit unseren Produkten, die sich in anspruchsvollen Umgebungen bewährt haben, helfen wir Automotive-Konstrukteuren, wertvolle Zeit zu sparen“, fasst Jürgen Prochno zusammen. „Sie können sich auf ihre Systemlösung konzentrieren, ohne sich Gedanken, um jede kleine Komponente zu machen.“

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