GAPI: Hochleistungskunststoff ersetzt Metall im elektrischen Achsantrieb
GAPI dokumentiert erfolgreiche Substitution einer Metallanlaufscheibe durch tribologisch optimierten PAI-Werkstoff
Metall ist in hochbelasteten Antriebskomponenten häufig noch die erste Wahl. Dass moderne Hochleistungskunststoffe unter bestimmten Einsatzbedingungen jedoch die leistungsfähigere Alternative sein können, zeigt die GAPI Technische Produkte GmbH anhand eines aktuellen Projekts aus der Automobilindustrie. In einem elektrischen Achsantrieb eines deutschen Premium-Automobilherstellers konnte eine metallische Anlaufscheibe erfolgreich durch eine tribologisch optimierte Lösung aus GAPI PAI GLon™ XA55 ersetzt werden.
Verschleißprobleme kurz vor Serienanlauf
Ausgangspunkt des Projekts waren erhebliche Verschleißerscheinungen an metallischen Anlaufscheiben im Planetenradsatz eines neu entwickelten elektrischen Achsantriebs. Kurz vor dem Serienanlauf (SOP) gefährdeten Materialabtrag, steigende Geräuschentwicklung sowie sinkende Effizienz die Dauerhaltbarkeit des Systems. Gesucht wurde eine kurzfristig verfügbare und seriengeeignete Alternative.
Aufgrund ihrer langjährigen Erfahrung in tribologisch hochbelasteten Anwendungen wurde die GAPI Technische Produkte GmbH in das Projekt eingebunden. Ziel war die Entwicklung einer Polymerlösung, die den hohen mechanischen und tribologischen Anforderungen dauerhaft standhält.
PAI-Werkstoff überzeugt im direkten Vergleich
Für die kritische Einbauposition entwickelte GAPI eine Anlaufscheibe auf Basis des Hochleistungswerkstoffs GAPI PAI GLon™ XA55. Der Werkstoff kombiniert hohe Verschleißbeständigkeit mit sehr guten Notlaufeigenschaften, geringer Reibung sowie hoher Dimensionsstabilität und eignet sich insbesondere für Anwendungen mit hohen Flächenpressungen, Lastwechseln und Mangelschmierung.
Bereits innerhalb weniger Tage standen maßhaltige C-Muster für erste Validierungen zur Verfügung. In anschließenden Prüfstands- und Dauerlauftests wurde die Polymerlösung direkt mit der bisherigen Metallausführung verglichen. Dabei zeigte sie ein stabileres Verhalten unter
kritischen Last- und Schmierungsbedingungen sowie deutliche Vorteile hinsichtlich Verschleiß, Reibung und Geräuschentwicklung.
Zu den wesentlichen Ergebnissen zählen:
- nachhaltige Reduzierung des Verschleißes
- verbesserte NVH-Eigenschaften
- reduzierte Reibungsverluste
- gesteigerte Systemeffizienz
- erhöhte Betriebssicherheit und Lebensdauer
- schnelle Industrialisierung der Lösung
- Werkstoffauswahl als Entwicklungsfaktor
Dr. Sandro Silvero, Geschäftsführer der GAPI Technische Produkte GmbH: „Elektrische Antriebe stellen Werkstoffe vor neue Herausforderungen. Dieses Projekt zeigt, dass Hochleistungskunststoffe heute weit mehr sind als ein Ersatz für Metall. Werden sie frühzeitig in die Entwicklung einbezogen, können sie dazu beitragen, Reibung und Verschleiß zu reduzieren, die Effizienz zu steigern und die Lebensdauer technischer Systeme nachhaltig zu verbessern. Genau darin sehen wir einen wichtigen Beitrag zur Mobilität der Zukunft.“