Volle Kraft voraus: Mehr Leistung für E-Bike Antriebe mit Hochleistungspolymer-Zahnrädern aus PEEK

Die Nachfrage nach elektrischen Zweirädern hat in den letzten Jahren weltweit erheblich zugenommen. Nach Angaben des Weltwirtschaftsforums stieg sie in den USA bis 2020 um 145 %, als Folge des wachsenden Interesses an ökologischer Nachhaltigkeit und der Notwendigkeit, CO2-Emissionen zu reduzieren. Mit den Fortschritten in der Batterietechnologie sind elektrische Zweiräder zu einem praktischen und effizienten Transportmittel geworden, das einer breiteren Bevölkerungsschicht mehr Flexibilität bei der Fortbewegung bietet, insbesondere in staugeplagten Städten. Darüber hinaus haben Regierungen weltweit Anreize und Subventionen für die Nutzung von Elektrofahrzeugen, einschließlich Zweirädern, geschaffen, die das Wachstum des Marktes weiter beflügeln.

DAS PENDLERLEBEN REVOLUTIONIEREN: E2-WHEELER IM RAMPENLICHT

Diese Markttrends haben die Entwicklung einer Reihe von E-Mobilitätsplattformen wie E-Scooter, E-Motorräder und E-Bikes vorangetrieben.

LEICHTER, LEISER, LEISTUNGSFÄHIGER

Betrachtet man das größte E-2-Rad-Segment, die E-Bikes, so gibt es mehrere Aspekte für E-Bike-Ingenieure, vor allem im Hinblick auf den Antrieb. Zu den entscheidenden Faktoren gehören

• Ausgewogenheit zwischen Leistung und Effizienz des Elektromotors gegenüber Gewicht und Kosten des Antriebssystems
• Optimierung der Kraftübertragung und des Ansprechverhaltens des Motors, um ein ruhiges und natürliches Fahrgefühl zu erzeugen
• Sicherheit und Zuverlässigkeit des Antriebs, um die Belastbarkeit und die Erfüllung der Sicherheitsnormen dauerhaft zu gewährleisten
• Integrierbarkeit des E-Antriebs in verschiedenste Fahrraddesigns, so dass die Kompatibilität mit einer breiten Palette von Modellen am Markt gegeben ist
• Wirtschaftliche Kosten der Komponenten als Gesamtnutzen

Joseph Elmquist, Global Strategic Technology Manager bei Victrex, kommentiert die steigende Nachfrage nach E-Antrieben wie folgt: " E-Bike-Antriebsspezialisten und -integratoren haben Polymerzahnräder schnell in großvolumige, niedrigpreisige Produktreihen aufgenommen, was den Herstellern beträchtliche Kosteneinsparungen einbrachte, während der Verbraucher aufgrund des verringerten Gewichts, des niedrigeren Geräuschniveaus und der steigenden Flexibilität dieser Polymere im Vergleich zu Metallen ein angenehmeres Fahrerlebnis genießt. Die zunehmende Nachfrage nach höherer Leistung, wie z. B. Performance-E-Bikes (schneller) und Cargo-E-Bikes (höhere Belastung), hat jedoch auch den Bedarf an einer noch besseren Haltbarkeit der Zahnräder unter Beibehaltung des Fahrkomforts entstehen lassen.

Eine Möglichkeit ist der Einsatz hochwertiger Metallzahnräder. Das Problem mit den hochwertigeren Metallzahnrädern ist jedoch, dass sie zwar die Belastung bewältigen können, sich für den Verbraucher aber weniger ausgefeilt anfühlen und den OEM mehr kosten. Daher bieten Hochleistungspolymere wie PEEK eine praktikable Lösung, um entscheidende Markttrends anzusprechen."

Für Konstrukteure von E-Antrieben bieten VICTREX HPG™ Zahnradlösungen eine Reihe von typischen Vorteilen:

• NVH Optimierung bei gleichzeitiger Leistungssteigerung.
• Verkleinerter Formfaktor der Antriebseinheit mit höherer Temperatur- und Verschleißfestigkeit.
• Verbesserte Fahreigenschaften durch sanfteren Gangbetrieb bei unverändert hoher Robustheit der Antriebseinheit
• Möglichkeit zur Senkung der Gesamteinsatzkosten.

Mehr Infos zu PEEK E-Bike-Zahnrädern finden Sie hier

Doug Thompson, Global Strategic Marketing Manager für E-Mobility, betont das Engagement von Victrex für den E-Antriebsmarkt: "In den letzten Jahren hat Victrex mit Elektroantriebsherstellern zusammengearbeitet, die sich auf Nischensegmente wie Adventure- und Mountainbiking konzentriert haben, wo es auf ein besonders leichtes und ausgefeiltes Fahrerlebnis ankommt. Wir sehen nun, dass diese Anforderungen über E-Bike-Enthusiasten hinaus auf Mainstream-Segmente wie Berufspendler und Familien ausgeweitet wurden."

VOM PRODUKT ZUM LEISTUNGSZENTRUM:
DIE NUTZUNG VON KOMPETENZEN FÜR EINE VERBESSERTE WERTSCHÖPFUNG

Victrex steht seit vielen Jahren an der Spitze der Entwicklung von Hochleistungs-Polymerzahnrädern, um unseren Kunden einen Wettbewerbsvorsprung zu verschaffen und ihre Marktreife zu beschleunigen. Wir sehen, dass Hersteller von E-Antrieben auf der ganzen Welt unser globales Netzwerk und seine Möglichkeiten schätzen, um ihre Entwicklungen vom ersten Entwurf bis zur Serienreife zu unterstützen.

• Design und Analyse - Über 40 Jahre Erfahrung im Design von hochpräzisen PEEK-Zahnrädern
• Prototyping - Verkürzung der Validierungszeit durch integrierte Prototypenherstellung
• Prüfung - Prüfeinrichtungen für Zahnräder vor Ort
• Tooling - Werkzeugbau vor Ort zur Beschleunigung der Produktentwicklung
• Qualitätssysteme und Inspektion - Höchste Qualitätsstandards mit ISO 9001:2015 Registrierung, GADSL Liste 02/2017; IATF 16949
• Produktion - Produktion von Präzisionspolymerzahnrädern in hohen Stückzahlen im Spritzgussverfahren vor Ort

DAS VOLLE POTENZIAL FREISETZEN:
FRÜHZEITIGE ZUSAMMENARBEIT FÜR MAXIMALEN SYSTEMVORTEIL

Ralf Weidig, Victrex Global Programme Manager für Zahnräder, unterstreicht die Vorteile einer frühen Zusammenarbeit in Kundenprojekten: " Die Vorteile von VICTREX HPG™ PEEK Polymer-Zahnrädern lassen sich am besten durch eine frühzeitige Projektzusammenarbeit nutzen. Zu Beginn einer Produktneuentwicklung ist das Potenzial zur Reduzierung von Systemkomplexität, Gewicht und Kosten bei gleichzeitiger Verbesserung von Effizienz und NVH am größten. Wir haben an zahlreichen Projekten mitgearbeitet, bei denen die Systemvorteile für den Kunden wesentlich größer hätten ausfallen können, wenn wir früher einbezogen worden wären. Das Know-how, das wir anbieten können, bezieht sich sowohl auf das Zahnraddesign als auch auf die Produkttechnologie. Dadurch sind wir in der Lage, das Zahnraddesign für eine optimale Leistung des E-Antriebssystems zu verbessern. Daher bieten wir eine Komplettlösung aus Entwurf, Prototyp und Fertigung auf globaler Ebene an - wir nennen das " Gear Innovation from Every Angle".

ERFOLG IN ZEITEN VON HERAUSFORDERUNGEN:
LIEFERSICHERHEIT UND EINE ENTSCHIEDENE NACHHALTIGKEITSPOSITION

In einem globalen und dynamischen Markt sind wir uns der Notwendigkeit der Liefersicherheit für unsere Kunden bewusst und können unsere Kunden im Bereich der Elektromobilität mit einem bewährten Angebot unterstützen:

Wir sind uns der Bedeutung der Nachhaltigkeit vollauf bewusst. Sie ist ein zentraler Bestandteil unserer Victrex-Strategie. Unser Bekenntnis zu Nachhaltigkeit spiegelt sich in unserem unternehmensweiten ESG-Programm und in unseren Referenzen wider:

Informieren Sie sich über unsere vollständig recycelbaren VICTREX™ PEEK Polymere, unsere Nachhaltigkeitsagenda und unseren dualen Ansatz für nachhaltige Mobilität.

Setzen Sie sich mit uns in Verbindung, damit wir Ihre Anforderungen an die E-Antriebseinheiten besprechen können und aufzeigen, wie wir Ihre Entwicklung unterstützen können.

Über die Autoren

Doug Thompson ist Global Strategic Marketing Manager für das Automobilgeschäft von Victrex und ist seit Januar 2022 im Unternehmen. Er verfügt über mehr als 30 Jahre Erfahrung in der chemischen Industrie mit Schwerpunkt auf den Bereichen Automobil, Luft- und Raumfahrt und der industriellen Fertigung. Er hat für eine Reihe von internationalen Unternehmen gearbeitet, darunter Huntsman, Cabot und Synthomer. Doug hat ein Post Graduate Diploma in Marketing vom Chartered Institute of Marketing und einen Master-Abschluss in Marketing Management von der Nottingham Trent University. (LinkedIn Profile) 

Joseph Elmquist kam 2013 zu Kleiss Gears als leitender Konstrukteur und technischer Leiter für die Entwicklung neuer Produkte für thermoplastische und thermoplastische Verbundwerkstoff-Zahnräder. Nach der Übernahme von Kleiss durch Victrex im Jahr 2015 war er weiter für die technische Entwicklung von thermoplastischen Antriebsstranggetrieben zuständig, was zur erfolgreichen Markteinführung der ersten VICTREX PEEK-Zahnräder für die Kraftübertragung im automobilen Antriebsstrang im Jahr 2017 führte. Joseph hat einen Bachelor in technischer Mechanik und einen Master in Maschinenbau mit Schwerpunkt auf nichtlinearen dynamischen mechanischen Systemen der University of Wisconsin-Madison. (LinkedIn profile)

Susanne Sauer ist seit 2012 bei Victrex tätig. Sie verfügt über mehr als 30 Jahre Erfahrung im Bereich Marketing und Kommunikation in multinationalen Unternehmen der Polymerindustrie. Bei Victrex ist sie Marketing Communications Manager für das Automobilgeschäft von Victrex. (LinkedIn profile)

Ralf Weidig kam 1995 zu Victrex und ist verantwortlich für das gesamte Zahnradprogramm des Unternehmens mit Schwerpunkt auf der Automobilbranche. Er schloss sein Maschinenbaustudium an der Technischen Universität Stuttgart mit Schwerpunkt Kunststofftechnik ab und war anschließend bei ZF als Teamleiter für nichtmetallische Werkstoffe tätig. Bei Victrex bekleidete er mehrere technische und kaufmännische Funktionen, unter anderem den Aufbau des Geschäftsbereichs Composites . Seit 2014 leitet er die Entwicklung des globalen Zahnradgeschäfts des Unternehmens, einschließlich der Übernahme des US-Zahnradherstellers Kleiss im Jahr 2015. (LinkedIn profile)