Statoren - Herzstück innovativ geschützt

In modernen Automobilen, aber auch in modernen Verbrennungsmotoren, sind elektrische Antriebsmotoren von entscheidender Bedeutung für Leistungsfähigkeit und Effizienz des Fahrzeugs. Hier lassen sich Kraftstoff- und CO2-Einsparungen realisieren. Besonders die elektrischen Maschinen, wie Generatoren und Elektromotoren, enthalten Bauteile, die stark beansprucht werden. Das Herzstück dieser Maschinen bildet dabei der Stator in Verbindung mit einem Rotor. Zusammen tragen sie zur Umwandlung elektrischer Energie in mechanische Energie bzw. umgekehrt bei. Doch die im Motorraum verbauten Komponenten mit außenliegenden Statoren sind starken mechanischen und elektrischen Belastungen ausgesetzt, was die Gefahr von Korrosion und Abnutzung mit sich bringt. Umso wichtiger ist ein effektiver Korrosionsschutz, der die Lebensdauer und Funktionsfähigkeit der Bauteile sichert.

Stator und Rotor – ein eingespieltes Team

Der Stator ist der stationäre Teil eines Elektromotors oder Generators. Er bildet den äußeren Teil der Maschine und besteht aus einem Eisenkern, der mit Wicklungen von Draht versehen ist. Die Hauptaufgabe des Stators besteht darin, ein Magnetfeld zu erzeugen, das mit dem im Inneren des Stators positionierten Rotors in Wechselwirkung tritt. Der Rotor ist in der Regel mit einem Magneten oder einer Spule versehen. Durch das Zusammenspiel der beiden Teile entsteht eine Wechselwirkung zwischen dem Magnetfeld des Stators und dem des Rotors, wodurch eine Umwandlung der Energie hervorgerufen wird: entweder eine Umwandlung von elektrischer Energie in mechanische Energie (bei Motoren) oder von mechanischer Energie in elektrische Energie (bei Generatoren).

In der Automobilindustrie werden Statoren hauptsächlich in Elektromotoren und Generatoren eingesetzt. Sie finden Anwendung in verschiedenen Bereichen:

Elektrofahrzeuge (EVs): Elektromotoren, die in Elektrofahrzeugen verwendet werden, bestehen aus Stator- und Rotorbauteilen. Der Stator ist hier ein zentraler Bestandteil des Antriebsstrangs.
Hybride Fahrzeuge: In Hybridfahrzeugen kommt der Stator in den Elektromotoren zum Einsatz, die zusammen mit dem Verbrennungsmotor für die Antriebsleistung sorgen.
Generatoren: Statoren finden sich auch in Lichtmaschinen, die in Fahrzeugen zur Stromerzeugung und -versorgung eingesetzt werden.

Eins haben alle drei Anwendungsbereiche gemein: ein Stator muss hier extremen Bedingungen wie hohen Temperaturen, Vibrationen und Feuchtigkeit standhalten und benötigen aus diesem Grund einen geeigneten Korrosionsschutz.

Neue Wege, bewährtes System

Eine besonders effektive Methode, um Statoren vor Korrosion zu schützen, ist die Zinklamellenbeschichtung. Sie ist ein bewährtes und weit verbreitetes Verfahren in der Automobilindustrie und überzeugt durch eine sehr hohe Schutzleistung bei geringen Schichtdicken von nur 8–20 μm. Hier hat DÖRKEN es geschafft, eine innovative Lösung und Applikationstechnik zu entwickeln, um den Zinklamellen-Basecoat DELTA-PROTEKT^® KL100 (Innen- und Außenflächen des Stators) sowie den Topcoat DELTA-PROTEKT^® VH301 GZ (nur Außenflächen) zu applizieren und so den Stator vor Korrosion zu schützen. Der Basecoat – also der Basislack – besteht dabei aus lamellenartigen, in eine Bindematrix eingebetteten Zinklegierungspartikeln, die durch Vernetzung auf dem Bauteil den Korrosionsschutz erzeugen. Der zusätzliche Topcoat auf den Außenflächen verleiht der Beschichtung multifunktionale Eigenschaften wie z. B. höhere Medienbeständigkeit und mechanische Stabilität. Im Allgemeinen vernetzen die Schichten eines Zinklamellensystems bei geringen Temperaturen von max. 240 °C. Der Vorteil des applizierten Korrosionssystems: Es bietet eine aktive kathodische Schutzwirkung, d. h. wird die Beschichtung verletzt, opfert sich beim Kontakt mit Wasser und Sauerstoff das unedle Zink im Basecoat zugunsten des edleren Stahluntergrundes.

Fazit

In Automobilen eingesetzte Statoren benötigen aufgrund der zahlreichen Belastungen und ihrer hohen Relevanz einen wirksamen Korrosionsschutz. Zinklamellensysteme erweisen sich aufgrund ihrer zahlreichen Vorteile als hochleistungsfähiger Allround-Schutz und können dank eines innovativen Beschichtungsverfahren jetzt auch auf komplexen Bauteilen wie dem Stator eingesetzt werden.