Patentiertes Dichtungs-Design für In-Wheel Motoren
Eine patentierte Dichtungsgeometrie soll Erstausrüster und Hersteller von Elektromotoren von Fahrzeugen aller Art bereits in der Entwicklung unterstützen.
Die Dichtung für In-Wheel-Motoren gibt es in zwei Versionen: Bei der Kassettendichtung sind eine doppelte Dichtlippe und die Gegenlaufkontaktfläche in einem geschlossenen System verbaut. Das zweite Design, eine V-Dichtung, wird in einem offenen System eingesetzt.
Foto: FST Freudenberg Sealing Technologies
Für Freudenberg Sealing Technologies, weltweiter Marktführer für Dichtungslösungen, reichen die Vorteile von In-Wheel Motoren (IWM) über das PKW-Segment hinaus. Mit einer patentierten Dichtungsgeometrie unterstützt das Unternehmen nach eigenen Angaben Erstausrüster (OEM) und Hersteller von Elektromotoren vom Kleinwagen bis zu Nutzfahrzeugen bereits in der Entwicklung.
In-Wheel-Motoren für Elektrofahrzeuge bieten, wie das Unternehmen ausführt, verschiedenen Vorteile: Komponenten wie Getriebe, Bremsen und Federung rücken zusammen und deutlich näher an den Ort der Kraftübertragung oder können komplett eingespart werden. Für IWM-Fahrzeuge sind besonders die radindividuelle Drehmomentsteuerung, der höhere Komfort und mehr Konstruktionsraum im Fahrzeug entscheidende Argumente. Das führt zu einem verbesserten Fahrerlebnis, einer höheren Reichweite sowie zu mehr Optionen für Entwickler.
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Auch für Busse sind In-Wheel-Motoren aufgrund des niedrigeren Schwerpunkts, engeren Wendekreises und des höheren Ladevolumens interessant. Zudem können sie einen Mehrwert bieten als kombinierter Anhängerantrieb für E-Trucks oder im Zuge der Rekuperation als Generator für Kühlauflieger mit unabhängiger Stromversorgung.
„Technische Herausforderungen an die Dichtung bestehen dabei vor allem im zuverlässigen Schutz vor Verschmutzung und Wasser bei gleichzeitiger Minimierung der Reibungsverluste“, erklärt Produktentwickler Luca Breusa.
Als besondere Kennzeichen der Dichtung für IWM hebt Freudenberg Sealing Technologies einige Punkte hervor:
Bei jeder Geschwindigkeit wird gegen Schmutz und Wasser optimal abgedichtet. Ein wesentliches Merkmal der Freudenberg-Dichtung ist die dynamische Anpassung von Dichtwirkung und Reibung in Abhängigkeit von der Rotationsgeschwindigkeit des Rades. Dadurch werden hohe Reibungsverluste vermieden.
„Als Lösung hat Freudenberg die Dichtlippe so positioniert, dass bei geringen Umdrehungszahlen ein hoher Anpressdruck die Dichtleistung maximiert. Bei höherer Drehzahl werden der Anpressdruck und die Reibung durch die auftretenden Fliehkräfte signifikant reduziert. Je nach Kundenwunsch lässt sich sogar ein komplettes Abheben der Dichtung vom Stator realisieren, wodurch die Reibung ebenfalls eliminiert und die Lebensdauer der Dichtung erheblich verlängert wird“, beschreibt Breusa die Freudenberg-Innovation.
Zwei Dichtungs-Designs: Kassettendichtung und V-Dichtung
Dabei sind zwei wesentliche Dichtungs-Designs entstanden: Bei der Kassettendichtung sind eine doppelte Dichtlippe und die Gegenlaufkontaktfläche in einem geschlossenen System verbaut, mit genau abgestimmten Materialien aus rostfreiem Stahl und speziellen Gummimischungen. Eine Skalierbarkeit der notwendigen Drehzahlbereiche und des Schutzes gegen Verschmutzung ist gegeben. Die Kassettendichtung punktet mit Langlebigkeit und hoher Funktionssicherheit. Sie kann bis zu 500.000 km Laufleistung und Schutzklasse IP67 erzielen. Das macht diese Konstruktion zu einer wartungsfreien und selbstgeschmierten Lösung über die gesamte Lebensdauer.
Das zweite Design, eine V-Dichtung, wird in einem offenen System eingesetzt. Besonders verschleißfeste Elastomere mit exzellenten Gleiteigenschaften schaffen in Kombination mit attraktiven Herstellkosten eine Plug-and-Play-Lösung, die für flexible Einsatzbereiche konzipiert ist.
Hoch Dichtigkeit und niedrige Reibungsverluste
Freudenberg schlägt, so das Unternehmen, mit den beiden Lösungen die Brücke zwischen den Anforderungen an hohe Dichtigkeit und niedrige Reibungsverluste. Die Dichtungsgeometrie ist bis 530 mm Bauraumdurchmesser skalierbar und lässt sich auf den jeweiligen Drehzahlbereich anpassen. So können die Dichtungen von Pkw bis hin zu Nutzfahrzeuganwendungen Verwendung finden. „Wir empfehlen Herstellern von IWM, uns als ihren Entwicklungspartner bereits früh im Prozess mit einzubeziehen. Dadurch lassen sich sehr schnell optimale Ergebnisse erzielen und zusätzliche Änderungsschleifen vermeiden“, so Breusa.
