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Dätwyler entwickelt Dichtlösungen für Bremssysteme in E-Fahzeugen

Nächste Entwicklungsstufe von Bremssystemen bereits heute in der Umsetzungsphase
Dätwyler entwickelt Dichtungslösungen für elektrohydraulische Bremssysteme in E-Fahrzeugen

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In Hybrid- und Elektrofahrzeugen werden konventionelle Vakuum-Bremsverstärker zunehmend durch elektrohydraulische Bremsen ersetzt. Diese Brake-By-Wire-Systeme befinden sich bereits heute in der Umsetzungsphase. Dätwyler hilft hierbei mit der Entwicklung von Dichtungs-, Geräuschdämpfungs- und Vibrationselementen im gesamten Bremssystem.

Andreas Minatti, Head of Business Development; Matthias Soddemann, Head of R&D, Advanced Technologies und Daniel Triolo, Lead Key Account Manager der Dätwyler Sealing Solutions International AG, Schattdorf/CH

Die Automobilindustrie steht derzeit vor großen Herausforderungen: Die Form der Mobilität von morgen und die Entwicklungen beim vernetzten und autonomen Fahren beschäftigen die Branche und führen zu zahlreichen Diskussionen – insbesondere mit Blick auf die Frage nach zukunftsfähigen Antriebsarten.

Der tiefgreifende Wandel der Automobilindustrie fordert von Herstellern den Einsatz innovativer Technologien, um aktuellen Ansprüchen sowie zukünftigen Bedürfnissen gerecht zu werden. Mit dem Ausbau der Elektromobilität müssen Automobilhersteller ihre bisherigen Entwicklungsschritte an die neuen Bedürfnisse anpassen – von der Antriebsart selbst bis hin zu den einzelnen Komponenten und den dort notwendigen Dichtungslösungen. Auch Zulieferer sind von diesen Veränderungen in der Industrie betroffen, ändert sich mit der Antriebsart doch ein wesentlicher Bestandteil der Prozesskette „Automobil“ – und die grundlegende Funktionalität eingesetzter Bremssysteme.

Andere Antriebsart wirkt sich auf Komponenten aus

Seit geraumer Zeit zeichnet sich durch die neuen Anforderungen eine Substitution der konventionellen Vakuum-Bremskraftverstärker-Technologie ab. Gründe dafür sind technische Unterschiede in der Zusammenarbeit zwischen Bremssystemen und Antriebsarten sowie verschiedene zugrundeliegende Mechanismen. Hybrid- und Elektrofahrzeuge sowie automatisierte Fahrzeuge stellen spezifische Anforderungen an das Bremssystem, welche die konventionellen Vakuum-Bremsverstärker nicht ausreichend erfüllen. In diesen Fahrzeugen steht der vom Vakuumbremskraftverstärker benötigte Unterdruck vom Verbrennungs-/Saugmotor nicht oder nur zeitweise zur Verfügung. Benötigt wird ein Bremssystem, das mit Hilfe der Übermittlung von elektrischen Signalen funktioniert. Das bietet die elektrohydraulische Bremse: Bei ihr ist die rein mechanisch-hydraulische Wirkungskette unterbrochen, im Normalbetrieb besteht keine mechanische Verbindung zwischen Bremspedal und Radbremse. Dies wird häufig auch unter dem Begriff „Brake by Wire“ verstanden. Mittels Sensoren, einem Steuergerät mit Verbindung zu Hydraulikpumpe und Raddruckmodulatoren wird der gewünschte Bremseffekt erzielt. Mit der elektrohydraulischen Bremskraftverstärker-Technologie, die auch schon beim Verbrennungsmotor vermehrt eingesetzt wird, ist die nächste Entwicklungsstufe von Bremssystemen bereits heute in der Umsetzungsphase.

Brake-by-Wire-Systeme werden konventionelle Bremskraftverstärker mittelfristig vollständig ablösen

Mittelfristig werden Brake-by-Wire-Systeme die konventionellen Bremskraftverstärker vollständig ablösen. Neben ihrer Unabhängigkeit von Vakuum stellt die Rekuperation einen ihrer wichtigsten Vorteile dar, mit welcher die kinetische Energie zurückgewonnen und gespeichert werden kann. Zusätzlich bieten elektrohydraulische Bremssysteme einige weitere Vorteile, wie kürzere Brems- und Anhaltwege, die durch optimales Ausnutzen der dynamischen Achslastverlagerung (elektronisches Fahrwerk) sowie schnelleres Bremsansprechverhalten ermöglicht werden. Zudem werden ein genaues Stabilitätsverhalten, ein bestmögliches Pedalgefühl, ein geräuscharmer Betrieb ohne Pedalrückwirkungen und eine vereinfachte Montage gewährleistet. Verglichen mit konventionellen Bremskraftverstärkern sind sie auch leichter, kompakter und bestehen aus weniger Einzelteilen. Außerdem werden der Kraftstoffverbrauch und somit die CO2-Emissionen reduziert.

Funktionsweise elektrohydraulischer Bremssysteme

Die elektrohydraulische Bremse ist ein elektronisches Regelsystem mit hydraulischer Aktorik. Sie ersetzt den Unterdruck-Bremskraftverstärker und das Bremskraft-Modulationssystem konventioneller hydraulischer ABS-Regelsysteme. Dabei vereint sie die Funktionen des Bremskraftverstärkers und der ABS-Aggregate (Antiblockiersystem), inklusive der ESP-Funktionalität (Elektronisches Stabilitäts-Programm), in einem System. Die Betätigung des Bremspedals erfolgt weiterhin mechanisch, allerdings wird die Funktionskraft von der Betätigungseinheit über elektronische Sensoren erfasst und an das Steuergerät gesendet und erfolgt nicht über die Hebelwirkung, Druckdifferenz und Membranfläche. Hier werden über definierte Algorithmen Steuerbefehle errechnet, die in der Hydraulikeinheit zu Druckmodulationen für die Radbremsen umgewandelt werden. Die Bremskraftverteilung erfolgt elektronisch in Abhängigkeit von der Fahrsituation und bietet mehr Flexibilität. Die Energierückgewinnung über den elektrischen Antriebsstrang lässt sich während des Bremsvorgangs bei der Bremskraftregelung einbeziehen. Elektrohydraulische Bremssysteme sind kompatibel mit hydraulischen Standard-Radbremsen (Foundation) und können mit Fahrzeugführungssystemen, wie der adaptiven Geschwindigkeitsregelung ACC, vernetzt werden. Damit ist diese Technologie für alle Anforderungen an zukünftige Bremssysteme gerüstet.

Hochwertige Dichtungslösungen für alle Applikationsanforderungen

Um die Anforderungen an ein neues Bremssystem auf allen Entwicklungsebenen zu realisieren, werden die individuellen Kompetenzen beteiligter Automobilzulieferer immer wichtiger. Ein Beispiel sind die veränderten Dichtungs-, Dämpfungs- und Geräuschoptimierungsanforderungen. Als Hersteller von Dichtungs-, Geräuschdämpfungs- und Vibrationselementen im gesamten Bremssystem von Personenfahrzeugen bietet Dätwyler Sealing Solutions Automotive hier bereits heute zentrale Lösungen und legt einen starken Fokus auf die Entwicklung weiterer notwendiger und innovativer Komponenten. Das Schweizer Unternehmen investiert beträchtlich in die Bereiche Forschung und Entwicklung, um seinen Kunden mit Lösungen und Produkten in allen Aspekten der Innovation zur Seite zu stehen – unter anderem dank seiner langjährigen Erfahrung in der Materialentwicklung.

Know-How bei der Compoundierung von Elastomeren wichtig

Komponenten für die neuen elektronischen Bremsregelsysteme bestehen aus hochleistungsfähigen Elastomeren, die für den Einsatz in einem großen Temperatur- und Druckbereich konzipiert und auf Sicherheit sowie Leistung ausgerichtet sind. Dabei sind insbesondere die mechanisch-dynamische Stabilität, die Temperaturbeständigkeit bei hohen sowie niedrigen Temperaturen, die Langlebigkeit, höchste Sicherheitsstandards und Qualität in der Fertigung wichtig.

Bei der Entwicklung kundenspezifischer Anwendungen im Bereich Bremssysteme legt Dätwyler Wert auf umfassende Fachkompetenz in der Compoundierung von Werkstoffen die speziell auf die Kundenwünsche und -bedürfnisse abgestimmt sind. Dabei stellen die elektrohydraulischen Bremssysteme besondere Anforderungen an Abriebbeständigkeit, Sauberkeitsklasse und Präzision der Dichtungslösungen in der Herstellung. Die Elastomerkomponenten in modernen Bremsregelsystemen müssen vergleichsweise hochfrequenten, dynamisch-mechanischen Belastungen unter hohem Druck widerstehen und dabei die Sicherheit über ein Fahrzeugleben garantieren können. Hier kommen vor allem EPDM und zum Teil auch Silikonwerkstoffe zur Anwendung. Durch die geeignete Wahl der Mischungsbestandteile und der sensiblen Analyse der resultierenden Eigenschaftsbilder mit modernen Prüfmethoden entstehen langlebige Elastomermaterialien, maßgeschneidert für die geforderte Anwendung. Mit Hilfe der analysierten Materialdaten können aussagekräftige Modelle entwickelt werden, die eine Optimierung der Genauigkeit von Finite Element Analysen (FEA) zulassen. Hier zeigt sich der Vorteil der direkten Verzahnung von Materialentwicklung und Simulation bei Dätwyler, um die Kundenwünsche in kurzer Zeit zu erfüllen und den Entwicklungsprozess zu beschleunigen. Diese Expertise wird ergänzt durch die Entwicklung geeigneter Prozess- und Automatisierungstechnologien, die bei derartigen Bauteilen besonders hohen Ansprüchen und Qualitätsanforderungen genügen müssen.

Materialentwicklung und Simulation direkt verzahnt

Die Finite Element Analyse (FEA) ist ein wichtiger Bestandteil für ein fundamentales Verständnis komplexer Produkte. Mögliche Engineering-Problemstellen können so vor der Prototypen-Phase erkannt und vermieden werden. Diese Kompetenzen in der Entwicklung und Fertigung von Einzelkomponenten bilden die Voraussetzung für zukunftsfähige Gesamtlösungen. Besonders relevant sind hier die erhöhten Kundenanforderungen bei Qualität und technischer Sauberkeit in Bezug auf Restschmutz. Dätwyler adressiert diese Bedürfnisse mit seinem Produktionskonzept „Lean and Clean“. Dieses ermöglicht die Produktion hochwertiger Automobilkomponenten in einer Produktionsumgebung entsprechend dem Standard VDA 19.2 (SaS 0 – 3), der höchste Sauberkeitsanforderungen garantiert.

Vakuum vs. Elektrohydraulik – Entscheidende Vorteile

Mit der zunehmenden Relevanz von Fahrzeugen mit Hybrid- und Elektromotoren sind Partner gefragt, die Automobilhersteller bei diesem Wandel begleiten können. Auch in Wirtschaft und Gesellschaft wird die Elektromobilität weiter zunehmend an Bedeutung gewinnen. Somit sind Entwicklungen, wie das elektrohydraulische Bremssystem, maßgebende Innovationen, welche die Zukunft der Automobilindustrie mitgestalten. mc

https://sealing.datwyler.com

Details zum Angebot zu Bremssystemen des Anbieters
http://hier.pro/1PL1w

Kontakt:

Dätwyler Sealing Solutions International AG

Militärstrasse 7

6467 Schattdorf/CH

sealingsolutions@datwyler.com

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