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Ein sicheres Wärmemanagement, Energieeffizienz sowie Reibungs- und Gewichtsreduzierung sind wesentliche Anforderungen an Komponenten für die elektrische Antriebstechnik. Bild: Freudenberg Sealing Solutions

 

Branchenkenner sind sich einig: Sowohl die Verbrennungsmotoren, als auch die elektrifizierten Antriebe werden noch einige Jahre gleichzeitig den Automobilmarkt prägen. So rechnet Freudenberg Sealing Technologies damit, dass Elektrofahrzeuge erst ab 2025 ein signifikantes Volumen erreichen werden. Für Autohersteller und Zulieferer bedeutet das jedoch, dass sie sich jetzt intensiv mit den Produkt- und Lösungsanforderungen für die Elektro-Mobilität auseinandersetzen müssen.

Unsere aktuelle Herausforderung besteht einerseits darin, mit innovativen Lösungen die klassischen Verbrennungsmotoren effizienter zu machen, denn sie werden uns noch viele Jahre begleiten“, so Claus Möhlenkamp, Vorsitzender der Geschäftsleitung von Freudenberg Sealing Technologies. „Doch gleichzeitig entwickeln wir mit Hochdruck Komponenten für neue Antriebstechnologien und gestalten damit die Mobilität von morgen.“

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Sowohl die Verbrennungsmotoren als auch die elektrifizierten Antriebe werden noch einige Jahre gemeinsam den Automobilmarkt prägen, darüber sind sich die Experten einig. „Wir erwarten auch, dass die globalen Märkte ein sehr unterschiedliches Tempo vorlegen und technologisch unterschiedliche Pfade beschreiten werden“, erläutert Möhlenkamp. Doch eines ist sicher – in der Mobilität von morgen wird der klassische Verbrennungsmotor eine weniger wichtige Rolle spielen als heute. Studien gehen davon aus, dass bis 2030 der Anteil in Europa und Nordamerika bei rund 30 Prozent liegen wird. „Wir konzentrieren uns derzeit auf zwei Bereiche“, sagt Claus Möhlenkamp, Vorsitzender der Geschäftsleitung von Freudenberg Sealing Technologies. „Wir wollen einerseits mit unseren Lösungen dazu beitragen, dass Verbrennungsmotoren effizienter werden. Gleichzeitig widmen wir uns der Entwicklung von Komponenten für die neuen Antriebstechnologien, die die Mobilität der Zukunft prägen werden.“

Komplexe Anforderungen erfordern hohe Materialkompetenz

F. Joseph Walker, Global Technology Director, Materials and Laboratory Services bei Freudenberg-NOK Sealing Technologies erklärt: „Die Materialkompatibilität ist heute angesichts der Fortschritte in der Fahrzeugtechnik entscheidend.“ Freudenberg-NOK ist für das operative Geschäft von Freudenberg Sealing Technologies in Nord- und Südamerika verantwortlich. „Antriebssysteme von heute sind komplexer denn je und werden ständig weiterentwickelt. Damit verändern sich auch die Anforderungen an die Werkstoffe kontinuierlich“, so Walker weiter. „Bei der Materialkompatibilität geht es im Grunde immer um Risikomanagement – die Hersteller von Komponenten gehen jedes Mal Risiken ein, wenn ihre Materialien neuen Fluiden und Umgebungsbedingungen ausgesetzt sind. Unser Ziel ist es, den Kunden ein Material zu liefern, das unabhängig von Design und Anwendung funktioniert.“

Thermomanagement und Reibungsreduzierung haben sich zum Beispiel zu einer der großen Herausforderungen moderner Fahrzeuge entwickelt. Hochvoltbatterien haben hohen Kühlbedarf, sollen aber gleichzeitig keine Leistung verlieren. Entsprechend müssen Antriebsstrangkomponenten in elektrischen und elektrifizierten Fahrzeugen über eine hohe Wärmeleitfähigkeit, aber geringe elektrische Leitfähigkeit verfügen. Die Reibungsreduzierung wiederum trägt dazu bei, die Effizienz zu steigern und Emissionen zu reduzieren. Sie wird bei abgedichteten, langlebigen Fluidsystemen immer wichtiger, in denen die Wellen bei immer höheren Drehzahlen mit immer dünnerem Schmiermittelfilm laufen. Autonomes Fahren, bei dem Fahrkomfort und Langlebigkeit der Systeme entscheidend sind, hängt ebenfalls in hohem Maß von der Reibungsreduzierung bei Stoßdämpfern und Federungen ab.

Neue Dichtungen für Elektrofahrzeuge

Einen Fokus legt das Unternehmen auf die Batterien, denn sie sind das Herzstück der neuen Antriebe, egal ob vollelektrisch oder Plug-in-Hybrid. „Batterien mit hoher Leistungsdichte haben einen entsprechenden Kühlbedarf“, sagt Möhlenkamp. „Für die Getriebe von elektrisch angetriebenen Fahrzeugen ist eine Auswahl unterschiedlicher Dichtungstypen unverzichtbar.“ Das Unternehmen hat sich in den vergangenen Jahrzehnten eine große Expertise bei der Sicherheit und dem Thermomanagement von Batterien erworben. So konzipierten die Dichtungsexperten eine neue Gehäusedichtung, die den für die Elektromobilität wichtigen Druckausgleich perfektioniert. Mit einer weiteren neuartigen Dichtung für Gehäuse von Traktionsbatterien trägt Freudenberg Sealing Technologies dazu bei, Elektrofahrzeuge auch in kleineren Stückzahlen wirtschaftlicher zu fertigen. Das patentierte „Profile-to-Gasket“-Konzept P2G wurde speziell für Stückzahlen von bis zu 5.000 Akkus pro Jahr entwickelt. Es ergänzt die bislang vorhandenen Dichtungen, die vor allem auf die Großserienproduktion ausgelegt sind.

Claus Möhlenkamp, Vorsitzender der 
Geschäftsleitung von Freudenberg Sealing Technologies.
Bild:

Claus Möhlenkamp, Vorsitzender der
Geschäftsleitung von Freudenberg Sealing Technologies.
Bild: Freudenberg Sealing Solutions

Für Elektromotoren sind außerdem auch Gleitringdichtungen erforderlich, für die Getriebe elektrisch angetriebener Fahrzeuge bleiben Simmerringe unverzichtbar. Der Simmerring-Wellendicht-ring mit einem leitfähigen Vlies spart nicht nur Gewicht und Platz, sondern reduziert auch das Risiko, dass eine Welle elektrisch aufgeladen wird und das Getriebe beschädigt. „Für die Getriebe von elektrisch angetriebenen Fahrzeugen ist eine Auswahl unterschiedlicher Dichtungstypen unverzichtbar. Und natürlich müssen auch die Gehäuse der anspruchsvollen Steuerelektronik abgedichtet werden“, ergänzt der Vorsitzende der Geschäftsleitung.

Auch 2K-Plug & Seals von Freudenberg bieten viele Vorteile in Elektrofahrzeugen und Hybriden, wie die Reduzierung des Systemgewichts, ein anpassbares Design, komplexe Dichtungsgeometrien sowie eine chemische Verbindung der harten und weichen Materialien des Bauteils, um mögliche Leckagen zu verhindern. Das Unternehmen bietet außerdem Encoder, randverklebte Dichtungen, Plug-and-Seal-Komponenten und geprägte, gummibeschichtete Metallträgerdichtungen für alle Antriebstechnologien.

Ein anderer zukunftsträchtiger Bereich ist der Leichtbau mit strom- und wärmeisolierenden bzw. -leitfähigen Kunststoffen für Elektromotoren. Für Elektromotoren sind außerdem auch Gleitringdichtungen erforderlich, für die Getriebe elektrisch angetriebener Fahrzeuge bleiben Simmerringe unverzichtbar und schließlich müssen die Gehäuse für die aufwändige Steuer-Elektronik abgedichtet werden. „Unser langfristiges Ziel ist, für nahezu alle Komponenten eines Elektrofahrzeugs maßgeschneiderte Produkte zu liefern,“ fasst Möhlenkamp zusammen.n

 

Über den Autor

Ulrike Reich

Head of Media Relations & Internal Communications,
Freudenberg Sealing
Technologies, Weinheim,
ulrike.reich@fst.com