NSK erweitert das Programm an Wälzlagern für die Elektromobilität

Nach Abschluss aller Tests und Leistungsbewertungen kann NSK jetzt ein breiteres Programm an Wälzlagern anbieten, die für den Einsatz in E-Achsen von Elektrofahrzeugen (EVs) entwickelt wurden und Elektroerosion verhindern. 

Die Lösungen umfassen Wälzlager mit elektrisch isolierender Kunststoffumspritzung sowie Erdungselemente mit elektrisch leitfähigen Bürsten. Sie erfüllen die Anforderungen der Automobilindustrie im Hinblick auf Schutz vor Elektroerosion, Lebensdauer und Kosteneffizienz.

Die steigende Nachfrage nach Elektrofahrzeugen bietet echte Chancen, die Nachhaltigkeit des Verkehrssektors zu verbessern. Aber der Erfolg dieses Wandels hängt stark von technischen Faktoren wie der Reichweite, der Ladegeschwindigkeit und der Lebensdauer der Elektroantriebe ab. In diesem Zusammenhang spielt die Verhinderung von Elektroerosion im Antriebsstrang, d.h. in den E-Achsen der Fahrzeuge, eine wichtige Rolle,   die auch Auswirkungen auf die Konstruktion der Wälzlager hat.

Aus Sicht der Konstrukteure wird es immer schwieriger, die Elektroerosion von EV-Antriebskomponenten zu verhindern, weil sowohl die Leistung der Elektromotoren als auch deren Betriebsspannung stetig steigen. Grundsätzlich bieten Keramik-Kugellager (Hybridlager) eine sehr effektive Möglichkeit der elektrischen Isolierung, sie sind aber aus Kostengründen nicht immer die optimale Lösung für Anwendungen mit hohen Stückzahlen.

Eine gute Alternative sind Wälzlager, die mit Kunststoff umspritzt sind. Sie erreichen einen Grad der Isolierung, wie er bei E-Achsen erforderlich ist, jedoch zu deutlichen geringeren Kosten als Keramikkugellager. Diese Lager sind speziell bei möglichen Zirkularströmen eine passende Lösung.

Solche umspritzten Wälzlager gehören zum Produktangebot, das NSK den Herstellern von E-Antrieben und Elektrofahrzeugen macht. Sie werden individuell je nach den spezifischen Anforderungen konfiguriert – übrigens auch für andere Anwendungen wie z.B. Schienenfahrzeuge.

Eine weitere Option zum Schutz vor Elektroerosion ist die Integration von leitfähigen Bürsten als Erdungselement. Diese Lösung eignet sich besonders dann, wenn EDM-Ströme auftreten. Allerdings geht der Trend bei den EV-Motoren zu hocheffizienten flüssigkeitsgekühlten Systemen, für die herkömmliche leitfähige Bürsten nicht geeignet sind – insbesondere dann, wenn die Antriebe mit hohen Drehzahlen arbeiten. Um diesem Trend zu begegnen, verwendet NSK jetzt neue Bürsten, die auch in ölgeschmierten Anwendungen eine gute Leitfähigkeit bieten und zudem platzsparend direkt in die Antriebswelle integriert werden können.

NSK hat für diese neuen Lager bereits grundlegende Lebensdauerberechnungen durchgeführt und kann den Kunden nun konkrete Vorschläge für den Einsatz von Wälzlagern machen, die resistent gegenüber Elektroerosion sind. Diese Lager ermöglichen es den Fahrzeugkonstrukteuren auch, die Baugröße der gesamten E-Achsen-Einheit zu reduzieren. Und sie leisten einen Beitrag dazu, dass die E-Fahrzeuge mit höherer Effizienz und höherer Reichweite pro Batterieladung unterwegs sind.

Bild 1): Die von NSK genutzten Technologien zur Vermeidung von Elektroerosion an Wälzlagern leisten einen Beitrag zu höherer Reichweite von Elektrofahrzeugen. Foto: H. Loeffler/ Shutterstock