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Polymere in der E-Mobilität Kunststoffbeschichtete Axiallager-Anlaufscheibe hält länger durch

| Redakteur: Peter Königsreuther

Die KS Gleitlager GmbH hat eine neue Anlaufscheibe mit hoher Start-Stopp-Verschleißfestigkeit entwickelt, heißt es. Sie soll einige Probleme beim Übergang vom Verbrennungs- zum E-Motor lösen können. Und das sieht so aus:

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Das ist eine neu entwickelte, polymerbeschichtete Anlaufscheibe namens KS R535L1 der KS Gleitlager GmbH. Sie minimiert die Reibungsverluste in Axiallagern und biete eine hohe Start-Stopp-Verschleißfestigkeit, heißt es. Laut Hersteller gilt sie als die Antwort auf viele Fragen im Rahmen der Übergangsphase zur Elektromobilität, bei der etwa auf niedrigviskose Öle gesetzt wird.
Das ist eine neu entwickelte, polymerbeschichtete Anlaufscheibe namens KS R535L1 der KS Gleitlager GmbH. Sie minimiert die Reibungsverluste in Axiallagern und biete eine hohe Start-Stopp-Verschleißfestigkeit, heißt es. Laut Hersteller gilt sie als die Antwort auf viele Fragen im Rahmen der Übergangsphase zur Elektromobilität, bei der etwa auf niedrigviskose Öle gesetzt wird.
(Bild: KS Gleitlager)

Zu den erfolgversprechenden Maßnahmen im Lauf der Übergangsphase zur Elektromobilität gehören laut KS Gleitlager etwa die stufenweise Hybridisierung des Antriebsstrangs und die Minimierung der innermotorischen Verluste. Beide Ansätze wirken sich auch auf die Anforderungen an motorische Radial- und Axiallager aus, heißt es. Als Lösung vieler Probleme bietet KS Gleitlager deshalb ein neuartiges Axiallagersystem an: die neue polymerbeschichtete Anlaufscheibe KS R535L1, die außerdem mit einer hohen Start-Stopp-Verschleißfestigkeit und sehr guter Mischreibungsstabilität aufwartet.

Polymerschicht gegen steigenden Mischreibungsanteil

Eine Möglichkeit, um die Verbrauchs- und damit die Emissionen von Verbrennungsmotoren zu reduzieren ist der Einsatz niedrigviskoser Motorenöle. Während in modernen Motoren aktuell Ölviskositäten von 0W30 und 0W20 laufen, werden in den Entwicklungs- und Vorentwicklungsabteilungen schon Öle mit deutlich niedrigere Viskositäten erprobt, heißt es. Doch dabei nehme man das Manko in Kauf, dass der Mischreibungsanteil an den innermotorischen Gleitlagern überproportional zunehme. Die Anlaufscheibe KS R535L1 und insbesondere deren Polymerbeschichtung trägt laut Hersteller aber dazu bei, die genannten Mischreibungsnachteile zu kompensieren.

Diverse Antriebskonzepte aus dem Baukasten

Als Brückentechnologie auf dem Weg zur Elektromobilität werden teilelektrifizierte und somit hybridisierte Fahrzeuge in den kommenden Jahren deutlich an Marktanteil zunehmen, prognostiziert KS Gleitlager. Dabei sollen je nach Region, Fahrzeugsegment und Kundenanforderungen Mikro-, Mild-, Full- oder Plug-in-Hybridantriebsstränge dominieren. Die unterschiedlichen Hybridisierungsstufen werden durch ein Baukasten-System umsetzbar, das dem der Fahrzeugplattformen ähnelt, heißt es weiter. Die wesentlichen Modifikationen betreffen dann die Nebenaggregate: beispielsweise wird eine Mild-Hybridisierung meist über den Austausch der Lichtmaschine durch einen Riemenstarter-Generator dargestellt, erklärt KS Gleitlager. Der eigentliche Grundmotor und damit der Bauraum für die Axiallager der Kurbelwelle blieben dabei gleich, weshalb die Motorenbauer eine entsprechend austauschbare und für die jeweilige Start-Stopp-Belastung passende Axiallagerlösung benötigten. Herkömmlich, sagt, KS Gleitlager, wird die Axiallagerung der Kurbelwelle als lose Anlaufscheibe ausgeführt, die aus einem Stahl-Aluminium-Zinn-Verbundwerkstoff besteht.

Polymerbeschichtung mit hohem Festschmierstoffgehalt

Die auf der diesjährigen IAA erstmalig vorgestellte, neue polymerbeschichtete Anlaufscheibe KS R535L1 basiert auf eben diesem bewährten, verschleißfesteren Verbundwerkstoff, wird aber, wie KS Gleitlager betont, nach der Teilefertigung zusätzlich mit einer Polymerbeschichtung ausgerüstet. Dabei besteht die L1-Beschichtung aus einem Polyamidimid-(PAI)-Festschmierstoff-Composite, das per Transferdruck appliziert wird, erklärt der Hersteller. Speziell die PAI-Komponente, ein zu den Hochleistungs-Kunststoffen zählendes Polymer, kann in einem Temperaturbereich von -200 bis 260 °C eingesetzt werden und die durchschnittliche Zug-Dehnungs-Festigkeit liegt bei rund 75 bis 80 MPa, wie die Datenblätter verraten. Es werden lediglich die Laufflächen mit dem durch den hohen Festschmierstoffgehalt grau-schwarz-gefärbten Composite beschichtet.

Der Prozess zur Beschichtung mit dem Hochleistungspolymer wurde laut KS Gleitlager so gewählt, dass dieser einen hohen Gestaltungsspielraum beim Anlaufscheibendesign zulässt. So kann die KS R535L1 wahlweise als lose Anlaufscheibe oder als gebautes Bundlager geliefert werden. Das Unternehmen kann den Anwendern deshalb modernste Axiallagerlösungen für alle Hybridisierungsstufen liefern, welche flexibel an die jeweiligen motorspezifischen Bauraum- und Auslegungsanforderungen angepasst werden können.

Geringerer Verschleiß trotz steigender Start-Stopp-Zyklen

Im Vergleich zu den Standardanlaufscheiben aus Stahl-Aluminium-Verbundwerkstoff zeige der Start-Stopp-Test bei der KS R535L1 mit zunehmender Anzahl von Start-Stopp-Zyklen einen wesentlich geringeren Verschleiß. Außerdem offenbart der Mischreibungstest am Anlaufscheiben-Prüfstand die verbesserten Notlaufeigenschaften der L1-Polymerbeschichtung, heißt es weiter. Denn der hohe Festschmierstoffgehalt senkt die Reibung, glättet den Drehmomentverlauf und führt letztlich zu einer signifikant längeren Notlaufdauer, so KS Gleitlager.

Auch die motorische Erprobung in verschiedenen Hybridantriebssträngen (mit 48-V-Riemenstarter-Generatorsystemen (RSG), integrierten Starter-Generatorensystemen (ISG)) samt niederviskosen Motorölen bestätige die hohe Verschleißfestigkeit der Anlaufscheiben des Typs KS R535L1.

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