Dichtungen Wandel in der Mobilitätsbranche

Dichtungslösungen von Trelleborg sollen die Industrie bei der Entwicklung von Elektrofahrzeugen unterstützen, die mit geringerem Energieverbrauch höhere Reichweiten erzielen. Wie das funktioniert, zeigt ein Versuchslabor.

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Trelleborg Industrial Products Germany GmbH

GGB Heilbronn GmbH

Um mit der Dynamik der Branche Schritt zu halten, sind die OEMs auf zuverlässige und kompetente Lieferanten angewiesen. Gefragt sind Partner, die schnell auf wechselnde Bedürfnisse reagieren können – von der Produktentwicklung über den Prototypenbau bis zur Serienfertigung. Prof. Dr. Konrad Saur, Vice President – Innovation & Technologie bei Trelleborg Sealing Solutions, kennt die komplexen Anforderungen der E-Mobility.

„Der Markt ist sehr schnelllebig und entwickelt sich mit hoher Geschwindigkeit“, beschreibt der Experte die aktuelle Situation. „Dies stellt eine Herausforderung für Hersteller (OEMs) und ihre Zulieferer dar, weil die Kunden oft weder über klar definierte Standards noch über etablierte Lösungen verfügen. Dementsprechend sind die geforderte Innovationsrate und zugleich der Druck, die richtigen Produkte schnell auf den Markt zu bringen, extrem hoch.“

Bei der Entwicklung von Hochleistungsdichtungen für die Elektromobilität kombiniert Trelleborg eine effiziente F&E-Organisation mit modernen digitalen Verfahren, um die Zeit bis zur Bereitstellung erster funktionaler Prototypen möglichst kurz zu halten. Die Finite-Elemente-Analyse (FEA) und andere in der Konstruktion eingesetzte Simulations-Programme ermöglichen es, in der virtuellen Welt zu entwickeln, Probleme gegebenenfalls frühzeitig zu erkennen und zu vermeiden. Auf diese Weise können auch enge Zeitpläne eingehalten werden.

Was sich dabei in der Arbeit für andere Branchen bewährt hat, kann oft auf die Elektromobilität übertragen werden. So nutzt das Unternehmen seine bestehenden Prüfsysteme und Einrichtungen, um schnell zu Lösungen zu kommen. Beispiele sind das Brandversuchslabor für die Luft- und Raumfahrt in Northborough, Masachusetts (USA), und die Rotationsprüfstände für Anwendungen in Stuttgart, Turin sowie zwei weitere in den USA und Großbritannien.

Die E-Mobility effizienter machen

„Die verschiedenen elektrisch angetriebenen Fahrzeugklassen benötigen sehr ähnliche Dichtungslösungen. Bei allen muss beispielsweise die Batterie vor Umwelteinflüssen und Vibrationen geschützt werden. Eine spezielle Herausforderung besteht darin, dass sich die chemische Zusammensetzung der Batterieflüssigkeit in einer geladenen Batterie von der in einer entladenen unterscheidet“, sagt Saur. Und im Hinblick auf Rotationsdichtungen ergänzt er: „Bei elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugen sind die Anforderungen an die auf der E-Achse angeordneten Dichtungen im Allgemeinen höher als bei Verbrennungsmotoren. Das liegt vor allem an den erheblich höheren Betriebsdrehzahlen der Elektromotoren und den damit verbundenen wesentlich höheren Temperaturen im Bereich von Rotationsdichtungen. Solche Komponenten müssen zudem, je nach tribologischer Situation, ganz ohne Schmierung auskommen oder mit dem eventuell chemisch aggressiven Schmiermittel kompatibel sein.“

Weniger Reibung mehr Reichweite

Die Rotationsdichtungen Hi-Spin PDR RT und Hi-Spin HS40 sind gezielt für Anwendungen in der E-Achse ausgelegt. Sie sind so konstruiert, dass sie bei den hohen, für den effizienten Betrieb einer E-Achse erforderlichen Drehzahlen effektiv arbeiten. Die zwei Dichtungsvarianten kombinieren die Dichtungsanforderungen, die bei hohen Rotationsgeschwindigkeiten bestehen, mit geringen Reibwerten – auch bei geringer Schmierung – und tragen dazu bei, die Reichweite eines Fahr- oder Flugzeugs mit Elektroantrieb zu erhöhen.

Turcon MC1 und Turcon MC2 als Werkstoffe sind die ersten elektrisch leitfähigen Compounds auf der Basis von Polyte­trafluorethylen (PTFE) zur Verwendung in feder- und elastomervorgespannten Dichtungen. Sie ermöglichen es, Eigenschaften wie Isolierung, elektrische und thermische Leitfähigkeit sowie elektromagnetische Abschirmung sicherzustellen. Die Materialien erfüllen die Anforderungen zur Herstellung von Dichtungen für die Batterie des E-Motors.

Für die Batterie entwickelt und fertigt Trelleborg auch kundenspezifische Dichtungslösungen für die Abdeckung. Da die Batterie an die Form des Fahrzeugs angepasst wird, müssen auch das Batteriegehäuse und seine Dichtung maßgeschneidert werden und zusätzliche funktionale Anforderungen erfüllen. Sie schützen die Batterie nicht nur vor Spritzwasser und Feuchtigkeit, sie bieten auch Schutz vor unter Druck stehendem Wasser, eine Voraussetzung für alle Batteriehersteller, um die Schutzklasse IP66 zu erreichen.

Definition

Was ist eigentlich eine Servopumpe?

Komponenten scheinen unbedeutend

Saur ist davon überzeugt, dass Trelleborg Sealing Solutions einen bedeutenden Beitrag zur E-Mobility leistet: „Bezogen auf das komplexe gesamte System eines Elektrofahrzeugs scheinen die Komponenten von Trelleborg eher unbedeutend. In Wahrheit sind sie jedoch entscheidend für die Weiterentwicklung von Elektrofahrzeugen. Gemeinsam mit unseren Kunden haben wir bereits zukunftweisende Lösungen für die Elektromobilität entwickelt. Wir werden ihnen weiter sehr genau zuhören und eng mit ihnen kooperieren. Es erfüllt uns mit Stolz, ein wichtiger Akteur in diesem boomenden Zukunftsmarkt zu sein. Wir werden die Entwicklung mit unseren Innovationen auch weiterhin mitgestalten und dazu beitragen, dass elektrisch angetriebene Fahrzeuge zukünftig immer effizienter werden und dadurch höhere Leistungsdichte und Reichweite erreichen.“

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