Steigern Sie die E-Bike-Performance mit leichten Kunststoffzahnrädern

Herausforderungen beim Zahnrad-Design in E-Bike-Antriebseinheiten überwinden

Heutige E-Bike-Fahrer fordern mehr Reichweite, Geschwindigkeit und Komfort – dies treibt die Antriebslieferanten dazu, ihre Antriebsstrangkonzepte neu zu denken. Während metallische Zahnräder außergewöhnliche Lebensdauer und Festigkeit bieten, erhöhen sie das Gewicht und verursachen häufig zusätzliche Geräusche und Kosten. Daher setzen Hersteller zunehmend auf Hochleistungs-Kunststoffalternativen, um gewichtsarme, geräuscharme und wirtschaftliche Antriebsstranglösungen zu realisieren.

Häufig eingesetzte Kunststoffe wie Polyamid 66 (PA66) und Polyoxymethylen (POM) erfüllen die hohen Anforderungen bezüglich Drehmoment und Temperatur, wie sie bei anspruchsvollen Getriebesystemen typischerweise auftreten, oft nicht ausreichend. Diese Werkstoffe neigen zu schnellem Verschleiß, was zu Leistungsverlusten und vorzeitigen Zahnradschäden führen kann. Polyetheretherketon (PEEK) weist eine höhere Lebensdauer auf, bringt jedoch erhebliche Kosten mit sich.

Um wirklich optimUm die Leistung von E-Bike-Antriebssträngen zu optimieren, benötigen Zulieferer Kunststoffmaterialien, die Temperaturbeständigkeit, mechanische Festigkeit, Ermüdungsresistenz und einfache Verarbeitbarkeit vereinen, ohne dabei die Kosteneffizienz zu beeinträchtigen.

Ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Leistung und Kosten

Envalior’s Stanyl® PA46 ist ein führendes Hochleistungspolyamid, das jährlich in über 100 Millionen Zahnrädern eingesetzt wird. Seine herausragenden Eigenschaften hinsichtlich Temperaturbeständigkeit, Ermüdungs- und Verschleißfestigkeit sowie hoher Fließfähigkeit machen es ideal für die Herstellung dünner, belastbarer Zahnräder, die kontinuierlichem Drehmoment und Belastung in kompakten Antriebseinheiten von E-Bikes standhalten.

Stanyl®  PA46 bietet:

• Bis zu 50 % höhere Drehmomentbeständigkeit im Vergleich zu PA66 und POM, abhängig von den Betriebsbedingungen
• Hervorragende Temperaturbeständigkeit und Zahnraddauerhaltbarkeit, vergleichbar oder besser als kohlefaserverstärkte PA66- und PPA-Alternativen
• Niedrigere Kosten im Vergleich zu PEEK
• Bis zu 25 % Reduktionspotenzial der Zahnradgröße gegenüber PA66, PPA, PPS und POM, ohne Einbußen der Zahnraddauerhaltbarkeit 
• Exzellente Verschleiß-, Ermüdungs- und Kriechbeständigkeit in trockenen sowie fettgeschmierten Umgebungen
• Potenzielle Verbesserung der NVH (Noise, Vibration, Harshness) für eine leisere Fahrt im Vergleich zu Metallzahnrädern
• Schnelle Zykluszeiten beim Spritzgießen und reduzierte Komplexität in der Fertigung
• Bewährte Leistung mit über 100 Millionen Zahnrädern aus Stanyl®  PA46 jährlich

Mit diesen Vorteilen können Hersteller sowohl Leistungs- als auch Kostenanforderungen erfüllen und durch weniger Designiterationen ihre Entwicklungszyklen und die Markteinführungszeit verkürzen.

Nachhaltigkeit durch biobasierte Zahnradmaterialien vorantreiben

Als Antwort auf den Wandel hin zu nachhaltigeren Verkehrslösungen bietet Envalior ebenfalls EcoPaXX® PA410, ein Hochleistungspolyamid auf biobasierter Basis mit geringer FeuchtigkeitsaufnahmePolyamid, das hervorragende Dauerhaltbarkeit, Festigkeit und hohe Maßstabilität bietet. EcoPaXX wird zu 70 % aus Rizinusöl hergestellt und unterstützt Getriebelieferanten dabei, ihren ökologischen Fußabdruck zu reduzieren, ohne Kompromisse bei der Qualität einzugehen.

Envalior hat sich verpflichtet, bis 2030 vollständig biobasierte oder recycelte Alternativen für sein Getriebematerial-Portfolio einzuführen – zur Unterstützung der Nachhaltigkeitsziele unserer Kunden und zur Ermöglichung sauberer Mobilitätslösungen im gesamten E-Bike-Sektor.

Weiterführende Literatur

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