Leitfähige Dichtungen für Elektroantriebe

Sind Wellen elektrischer Antriebssysteme während des Betriebs gegen das Gehäuse des E-Antriebs durch Schmierfilme in den Kontaktzonen der Lager und Wellenabdichtungen elektrisch isoliert, besteht die Gefahr frühzeitiger Schäden an der Welle und an den Wellenlagern. Um dem vorzubeugen, stellt Freudenberg nun ein Fließ vor, das hilft, den Strom sicher abzuleiten.

Hintergrund: Während des Betriebs verändern sich in der E-Maschine die vorherrschenden elektromagnetischen Felder stetig und somit das elektrische Potenzial zwischen Stator und Rotor, wodurch sich letztgenannte Komponente auflädt.

Die dabei entstehenden Ströme müssen über das geerdete Gehäuse der E-Maschine abgeleitet werden, um eingangs erwähnte Wellen- und Lagerschäden zu vermeiden. Das ist jedoch nur möglich, wenn eine elektrische Verbindung von der Welle an das Gehäuse vorhanden ist. Ohne diese sucht sich der Strom für den Übergang die Stelle mit dem geringsten Widerstand: das Lager.

Dabei, so die Experten von Freudenberg, kommt es zu einer schlagartigen lokalen Entladung, bei der ein hoher Strom vom Lagerinnenring über die Wälzkörper auf den Außenring übertragen wird und somit durch die Lagerung fließt.

Beim Stromübergang zwischen Wälzkörpern und Lagerringen entstehen Entladungsblitze, die zum einen zum Verbrennen der Oberflächen, zum anderen zu Materialverschweißungen führen können. Beides schädigt die Oberflächen massiv und irreversibel, die Lager werden laut und fallen irgendwann aus.

Um dies zu verhindern, hat Freudenberg nun eine spezielle Fließscheibe vorgestellt, die fest mit dem Wellendichtring verbunden ist und quasi keinen zusätzlichen Bauraum beansprucht. Das in einer Matrix eingebettete Material leitet den Strom vom Rotor weg ans Gehäuse ab und verhindert so die erwähnten Schäden.