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Die Anforderungen an Materialien und Dichtungslösungen in elektrischen Antriebssystemen übertreffen häufig die in Verbrennungsmotoren. (Bildquelle: Trelleborg)

In kontinuierlicher Zusammenarbeit mit seinen Anwendern entwickelt der Dichtungsanbieter Lösungen, die speziell auf Anwendungen in der Elektromobilität zugeschnitten sind. Diese reichen von leistungsfähigen Compounds über Komponenten für die Batterie bis zu Hochleistungs-Rotationsdichtungen und auf Anwendungen abgestimmte Sicherheitslösungen im Bereich hoher Energiedichte.

Um mit der Dynamik der Branche Schritt zu halten, sind die OEMs Lieferanten angewiesen, die flexibel auf wechselnde Bedürfnisse reagieren können – von der Produktentwicklung über den Prototypenbau bis zur Serienfertigung. Prof. Dr. Konrad Saur, Vice President – Innovation and Technologie bei Trelleborg Sealing Solutions, kennt die komplexen Anforderungen der Elektromobilität: „Der Markt ist sehr schnelllebig und entwickelt sich mit hoher Geschwindigkeit. Dies ist eine Herausforderung für Hersteller und ihre Zulieferer, da 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.“

Flexibilität in der Produktentwicklung

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Prof. Dr. Konrad Saur, Vice President Innovation & Technologie, (links) nutzt mit seinem Team aktuelleDesign-Werkzeuge, um Dichtungslösungen zu entwickeln. (Bildquelle: Trelleborg)

Bei der Entwicklung von Hochleistungsdichtungen für die Elektromobilität kombiniert das Unternehmen eine F&E-Organisation mit aktuellen digitalen Verfahren, um die Zeit bis zur Bereitstellung erster funktionaler Prototypen möglichst kurz zu halten. 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 lassen sich enge Zeitpläne der Anwender 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, teils aufwendigen Prüfsysteme und Einrichtungen, um auch hier schnell zu Lösungen zu kommen. Beispiele sind das Brandversuchslabor für die Luft- und Raumfahrt in Northborough, Masachusetts (USA) und Rotationsprüfstände für Anwendungen.

Hochleistungsdichtungen ohne Schmierung

„Die verschiedenen elektrisch angetriebenen Fahrzeugklassen benötigen sehr ähnliche Dichtungslösungen. Bei allen muss beispielsweise die Batterie vor Umwelteinflüssen und Vibrationen geschützt werden“, erläutert Saur: „Eine spezielle Herausforderung besteht darin, dass sich die chemische Zusammensetzung der Batterieflüssigkeit in einer geladenen Batterie von der in einer entladenen unterscheidet.“ 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.“