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Automotive - 07.12.2018

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Rotorwellenlager Die Elektromobilität kommt in Schwung. Mehrere europäische Autohersteller haben in den vergangenen Monaten Elektro-SUVs präsentiert bzw. auf dem Markt eingeführt. Für eines dieser Fahrzeuge liefert NSK die Rotorwellenlager des Vorder- und Hinterachsantriebs. Es ist zwar das erste  NSK-Projekt dieser Art in Europa, aber bei der Entwicklung konnte das Unternehmen auf umfassende Erfahrungen mit Elektro-Antriebs­technik bei japani­schen Fahrzeugen zurückgreifen.
 

Zu den Herausforderungen, die bei der Entwicklung eines Elektrofahrzeugs zu lösen sind, gehört die Lagerung des Antriebsmotors bzw. der Antriebsmotoren. Die Anforderungen an diese Lagerstellen sind u.a. deshalb sehr hoch, weil die Elektromotoren mit deutlich höheren Drehzahlen laufen als Verbrennungsmotoren. Zudem befinden sich die Lagerstellen sehr oft in einer trockenen Umgebung, so dass lebensdauerfettgeschmierte Lager eingesetzt werden müssen.

Mehrere europäische Volumenhersteller starten mit Elektro-SUVs mit bis zu 300 kW Gesamtleistung und Reichweiten bis 400 km in den Markt. Um die gewünschte Kombination aus Leistung und kompakten Abmessungen zu erreichen, kommen auch besondere konstruktive Lösungen zum Einsatz – zum Beispiel Elektromotoren, bei denen die Achse durch den Motor läuft. Das spart Platz, hat aber zur Folge, dass die Rotorwellenlager relativ groß sein müssen und bei maximalen Drehzahlen von mehr als 13.000 min-1 hohe Umfangsgeschwindigkeiten erreichen. Die Untersetzung erfolgt dann über kompakte Planetengetriebe.

Mit der Konstruktion einer solchen Rotorwellenlagerung verwirklicht NSK sein erstes Projekt dieser Art mit einem europäischen Automobilhersteller. konnte dabei aber auf eine mehr als zehnjährige Erfahrung mit Elektrofahrzeugen aus japanischer Fertigung zurückgreifen. Denn bereits 2005 startete NSK die Serienproduktion von Hochgeschwindigkeitslagern für die Hybridversion des Toyota Harrier/ Lexus RX.

Bei dieser anspruchsvollen Anwendung werden Kugellager und damit eine vergleichsweise einfache Bauform von Wälzlagern verwendet. Der Grund: Im Unterschied zu Schrägkugellagern, die sich ebenfalls für High-Speed-Anwendungen eignen, benötigen Kugellager keine definierte Vorspannung.

Die Laufbahnen der Rotorwellenlager weisen eine besondere Geometrie auf, die an die hohen Drehzahlen und Umfangsgeschwindigkeiten angepasst ist. Die Käfigausführung der Lager wurde ebenfalls auf die besonderen Einsatzbedingungen abgestimmt. Die berührungslosen und dennoch hoch wirksamen Dichtungen verringern die Reibung und leisten damit einen Beitrag zur hohen Reichweite des Elektrofahrzeugs.

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