Neue Getriebedichtringe für deutliche Reibmomentreduzierung

Die neu entwickelten Levitas-Getriebedichtungen von Freudenberg schwimmen im Betrieb auf einem hydrodynamischen Ölfilm und sollen so bis zu 70 Prozent weniger Reibmoment erzeugen. Bild: Freudenberg

Bis zu einem Viertel des Reibmoments von Automatikgetrieben geht auf die Dichtringe zurück. Deshalb hat der Dichtungshersteller Freudenberg mit den sogenannten Levitas-Dichtungen für automatisierte Getriebe eine neue Dichtungstechnologie entwickelt, deren Reibmoment deutlich geringer ausfällt.

Egal, ob es sich um ein Automatikgetriebe, ein Doppelkupplungsgetriebe oder ein stufenloses Getriebe handelt: Für den Gesamtwirkungsgrad eines Fahrzeugantriebs spielt das Getriebe eine wesentliche Rolle. Umso wichtiger ist es,dass die Schaltbox möglichst effizient läuft. Interessant dabei: Experten zufolge geht rund ein Viertel der gesamten mechanischen Verlustenergie in einem Automatikgetriebe von den Dichtungen aus. Sie halten den Öldruck im Getriebe auf dem Sollniveau und ermöglichen so perfekte Schaltvorgänge. Dafür ist es wichtig, dass die Leckage – also die Ölmenge, die an der Dichtung vorbeiströmt – sehr gering ausfällt.
Hikaru Tadano aus der Vorentwicklung von Freudenberg Sealing Technologies sagt dazu: „Geringe Leckage und minimale Reibung gleichzeitig zu ermöglichen, das ist heutzutage der wichtigste Zielkonflikt bei der Entwicklung neuer Dichtungen." Bislang wird er gelöst, indem die Dichtringe ein T-förmiges Profil aufweisen. Die verringerte Kontaktfläche zwischen einer sich drehenden Welle und der stehenden Dichtung reduziert die auftretende Reibung bereits deutlich. „Die Lösung hat sich bewährt“, erklärt Tadano. „Allerdings ist eine weitere Reibungsreduzierung über noch kleinere Kontaktflächen nicht mehr möglich.“

Schwimmende Dichtung
Deshalb verfolgt Freudenberg nun mit den sogenannten Levitas-Getriebedichtungen einen ganz neuen Ansatz. Diese Dichtung schwimmt im Betrieb auf einem hydrodynamischen Ölfilm, den sie selbst erzeugt. Dazu sind auf der Seite der Ringdichtung über den gesamten Umfang kleine Taschen eingebracht. Beginnt sich die Welle zu drehen, entstehen durch den dynamischen Druck in den Taschen Axialkräfte, die zum Aufbau des Ölfilms führen. Zwischen der Welle und dem Dichtring besteht kein physischer Kontakt mehr, sodass ausschließlich eine Flüssigkeitsreibung entsteht. Im Endeffekt führt dies zu einem um bis zu 70 Prozent verringerten Reibmoment . Da die Taschen in beiden Richtungen ausgeprägt sind, tritt der Effekt unabhängig von der Drehrichtung der Welle auf. Dem Dichtungshersteller zufolge senkt der Einsatz dieser neuen Getriebedichtungen in einem Automatikgetriebe den CO2-Ausstoß des Fahrzeugs um 0,8 g/km.
Die Großserienproduktion der Levitas-Getriebedichtungen startet laut Freudenberg im Jahr 2017. Im Verbund von Levitas- mit den reibungsfreien Levitex-Dichtungen für Verbrennungsmotoren will der Dichtungshersteller zudem zeigen, dass in konventionellen Antrieben Potenzial für eine weitere CO2-Reduzierung steckt. Die Levitex-Dichtungen für Motoren arbeiten nach einem ähnlichen Prinzip, allerdings kommt statt Öl dabei die Umgebungsluft als ‚Schmiermittel‘ zum Einsatz. Das Reibmoment sinkt dadurch nahezu auf Null. Die Produktion der Levitex-Motordichtungen für einen europäischen Kunden läuft ebenfalls im Jahr 2017 an.
ts