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Hochleistungsgetriebe für kompakte elektrische Motoren

Marken der Automobilindustrie stehen unter zunehmendem Druck, strenge staatliche Auflagen zur Reduzierung der Emissionen fossiler Brennstoffe aus Verbrennungsmotoren (ICE) einzuhalten. Dies hat die Nachfrage nach elektrischen Motoren angetrieben, einschließlich elektronischer Drosselklappensteuerung (ETC), Abgasrückführung (AGR) und Turboaktuatoren (z. B. Waste-Gate-Aktuatoren), die die Effizienz des Motors durch Reduzierung der Abgasemissionen verbessern. Hybridmotoren der nächsten Generation benötigen auch Aktuatoren, um die Kraftstoffemissionen zu minimieren, die von den Komponenten des Verbrennungsmotors im Fahrzeug erzeugt werden. Infolgedessen konkurrieren zahlreiche Anbieter von Aktuatoren um Aufträge von globalen Automobilindustrie Motor Herstellern. 

Diese OEMs benötigen Aktuatoren, die sehr langlebig und kompakt genug sind, um in den Motor des Fahrzeugs zu passen. Für Lieferanten von Motoren bedeutet dies, Teile mit Material zu entwickeln, die den Design- und Leistungsanforderungen der Kunden entsprechen. Eine zentrale Herausforderung bei der Erfüllung dieser Anforderungen besteht darin, ein Material zu finden, das für die Herstellung kleiner Getriebe geeignet ist, die in kompakte Aktuatorkonstruktionen passen und unter der Motorhaube mit hohen Temperaturen gut funktionieren.

Polyphthalamid (PPA) wird häufig zur Herstellung von High-Temperatur-Zahnrädern verwendet. Aufgrund seiner begrenzten Haltbarkeit ist das Material jedoch nicht ideal für Motoren mit strengen Platzbeschränkungen. Zusätzlich zu den Anforderungen an extreme Widerstand müssen diese Getriebe über längere Zeiträume hohes Drehmoment standhalten. Unter diesen Bedingungen neigen kleinere oder dünnere PPA Zahnräder eher zum Verschleiß oder vorzeitigen Bruch. Dies kann zu Fehlfunktionen des Aktuators, kostspieligen Reparaturen oder sogar einem Produktrückruf führen.

Einige Getriebehersteller entscheiden sich dafür, die Haltbarkeit von PPA Getrieben durch zusätzlichen Konstruktionsaufwand zu verbessern. Diese Prozesse führen jedoch in der Regel zu großen, sperrigen Zahnrädern, die nicht leicht in kompakte Aktuatorkonstruktionen passen oder Schäden verursachen können, sobald sie in einen zu engen Raum eingebaut werden. Dieser Ansatz Ergebnisse oft zu längeren Produktionszeiten, zusätzlichen Material Kosten und einem Endprodukt, das letztendlich möglicherweise nicht den Anforderungen Motor Herstellern entspricht. Immer mehr Anbieter von Aktuatoren suchen nach einem kostengünstigen, äußerst langlebigen Material, das ihre Designherausforderungen meistert. 

Stanyl® PA46: eine bewährte Automobilindustrie Antriebslösung  

Der Stanyl PA46 von Envalior ist ein erstklassiges teilkristallines aliphatisches Polyamid, das sich ideal für High-Temperatur-Aktuatorgetriebe eignet. Wenn der Material zu dünnen, leichten Teilen geformt wird, behält er seine hervorragenden Mechanisch Eigenschaften unter der Motorhaube bei, einschließlich hoher Ermüdung und Kriechfestigkeit, hervorragender Verschleiß Leistung und niedrigem Reibung Eigenschaften. Die überlegenen Eigenschaften des Materials ermöglichen es Herstellern, problemlos Zahnräder herzustellen, die strenge Anforderungen an das Antriebsdesign erfüllen, ohne die Leistung zu beeinträchtigen. 

Reduzierung des Materialverbrauchs und der Kosten  für Material

Stanyl PA46 6 mm dicken Zahnräder bieten Haltbarkeit Leistung, die mindestens 10 mm der PPA-basierten Wettbewerber entspricht. Das Material ermöglicht es Herstellern, die Breite und das Gewicht des Getriebes sowie den Platzbedarf in den Antriebsgehäusen um 40% zu reduzieren. Dieses Maß an Designfreiheit ist für potenzielle Kunden von entscheidender Bedeutung, die nach Lieferanten suchen, die ihnen helfen können, die Anforderungen an kompakte Antriebsdesigns zu erfüllen – und der Bedarf an weniger Material ermöglicht es Herstellern, die Kosten um 10% oder mehr zu senken. Aufgrund seiner inhärent hohen Leistung in Zahnrädern benötigt Stanyl PA46 keine teuren Füllstoffe wie Kohlefaser oder W&F-Optimierer, die manchmal zur Verbesserung der PPA verwendet werden. Dies ermöglicht es den Herstellern, ihre Gesamtkosten weiter zu senken. 

Bessere Leistung als alternative Werkstoffe, die in Zahnrädern verwendet werden

Durch die optimale Balance zwischen Designfreiheit, Leistung und Kosten bietet Stanyl PA46 mehr Wert als konkurrierende Getriebelösungen. Tests zur Haltbarkeit von Zahnrädern zeigen, dass das Material im Vergleich zu PPA-Wettbewerbern eine bessere Widerstands sowohl gegen Verschleiß der Zahnflanke als auch gegen Zahnfußbrüche erreicht. Im Vergleich zu speziellen PPA- und PA66-Sorten, die Kohlefaserverstärkung oder W&F-Optimierer verwenden, bieten glasfaserverstärkte Standardgetriebe Stanyl PA46 oft ähnliche oder längere Standzeiten der Teile, ein höheres Drehmoment Widerstand und niedrigere Material Kosten. Das Material ist auch leichter, kostengünstiger und kann zu Zahnrädern verarbeitet werden, die weniger laut sind als Metallalternativen.   

Mit mehr als 20 Jahren Erfahrung in der Automobilindustrie Industrie vertraut Envalior Industrie führenden OEMs, Systementwicklern und Komponentenlieferanten auf . Gemeinsam mit unseren Partnern aus der Industrie produzieren wir jährlich rund 100 Millionen Zahnräder, die in rund 40 Millionen Aktuatoren – die durchschnittlich 2 bis 3 Anwendungen benötigen – für eine Vielzahl von Fahrzeuganwendungen eingesetzt werden.

Um unsere globalen Kunden bei der Anwendungsentwicklung zu unterstützen, bieten wir fundierten Support für Material und Design sowie anwendungsspezifisches Know-how. Als Ihr Partner für Komplettlösungen für Material sind wir bereit, Sie bei der Entwicklung von Aktuatoren zu unterstützen, die die Erwartungen Ihrer Kunden erfüllen und das Geschäftswachstum vorantreiben.

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Adnan Hasanovic

Technischer Leiter

Veröffentlicht am

03 March 2021

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ÜBER DEN AUTOR

Adnan Hasanovic

Technischer Leiter

Adnan Hasanovic ist technischer Leiter für Getriebeantriebe bei Envalior. In dieser globalen Rolle konzentriert er sich auf tribologische Anwendungen wie Zahnräder und Buchsen sowie strukturelle Anwendungen für Getriebegehäuse und -deckel. Adnan unterstützt auch globale DEP-Aktivitäten in bestehenden und neuen Anwendungsbereichen. Er kam zu Envalior, nachdem er ein Studium des mechanischen Ingenieurwesens abgeschlossen hatte. Bevor er zu Envalior kam, arbeitete Adnan als Anwendungsentwicklungsingenieur und CAE-Ingenieur.

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