Emissionsstandards: Graphitkomponenten helfen bei der Vermeidung von Tankleckagen

Neben Elektroautos werden auch bei Autos mit Verbrennungsmotor weiterhin viele Verbesserungen in Sachen Emissionsschutz umgesetzt. Eine wichtige Funktion erfüllen dabei Leckage-Pumpen. Sie dienen der frühzeitigen Erkennung von Undichtigkeiten im Treibstofftank und werden weltweit zunehmend zum Standard. Komplexe kleine Bauteile, bestehend aus einem Kunststoff-Graphit-Mix, leisten hierbei einen wichtigen Beitrag zur Langlebigkeit der Pumpen.

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Bei Undichtigkeiten in Treibstofftanks kann nicht nur Treibstoff selbst austreten, sondern auch umweltschädliche Treibstoff-Dämpfe. Solche ungewollten Verdunstungen aufgrund von Leckagen sind nach Expertenschätzungen weiterhin für bis zu 20% aller Kohlenwasserstoff-Emissionen durch Autos weltweit verantwortlich. Daher gilt es, Undichtigkeiten im Tank frühzeitig zu erkennen und beheben zu lassen. Geprüft wird die Dichtigkeit des Tanks vor allem durch Druckpumpen. Sie sind im Tank eingebaut und erzeugen in regelmäßigen Abständen für einen kurzen Moment einen Überdruck. Fällt dieser Druck ab, melden die Sensoren des Geräts eine Undichtigkeit.

Tankleckagepumpen sind ein effektives Mittel, um auch kleinste Undichtigkeiten von ab 0,5 Millimeter frühzeitig zu erkennen und somit Schäden für die Umwelt zu vermeiden. Sie setzen sich daher sukzessive weiter als Standard bei Autos mit konventionellem Antrieb durch.

Werner Müller, Leiter Mechanical Solutions bei der SGL Carbon. 

Nach dem verpflichtend vorgeschriebenen Einbau in Nordamerika sind die Tankleckage-Pumpen mit der Einführung der neuen Emissionsstandards China 6a-c seit diesem Jahr sukzessive auch in China verpflichtend.

Die SGL Carbon liefert hierzu seit Jahren maßgeschneiderte Komponenten aus einem speziellen Graphit-Kunststoff-Gemisch an einen international tätigen renommierten Automobilhersteller für deren Pumpensystem Diagnosemodul für Tankleckagen. Ursprünglich wurde das System bereits in den späten 1990er Jahren entwickelt, ist aber durch die immer strenger werdenden Emissionsstandards mehr denn je gefragt. Ein entsprechender mehrjähriger Rahmenvertrag sichert die Zusammenarbeit auch für die kommenden Jahre.

Zahlen & Fakten

Bis zu
20
20
Prozent aller Kohlenwasserstoff-Emissionen im Automobilsektor entstehen durch Tank-Leckagen.
Undichte Stellen ab
0,5
0,5
Millimeter lassen sie durch Tank-Leckagepumpen feststellen.
Nur
37
37
Millimeter groß ist die untenstehenden Pumpenkomponente aus Graphit.

Die nur wenige Zentimeter großen, besonders komplexen Duroplast-Graphitbauteile sind das Herzstück der sogenannten Flügelzellenpumpe. Die Pumpe heißt so, weil kleine bewegliche Flügel, sogenannte Trennschieber, im Rotor die Luft durch schnelle Rotation in immer kleiner werdenden Zellen komprimieren und damit Luftdruck erzeugen. Der Werkstoff der Flügel und Rotoren muss daher eine besonders hohe mechanische Festigkeit bei gleichzeitig sehr guten Gleiteigenschaften besitzen.

„Der Werkstoff auf graphitischer Basis ist für diese Pumpenkomponenten besonders geeignet, weil er genau diese Eigenschaften besitzt. Hinzu kommt, dass das Material chemisch resistent gegen Benzindämpfe ist und hervorragende Trockenlaufeigenschaften besitzt“, erklärt Werner Müller, Leiter des Produktsegments Mechanical Solutions bei der SGL Carbon, das die Autokomponenten aus Duroplast-Graphit herstellt. Dadurch ermöglichen Graphitkomponenten einen besonders zuverlässigen und langlebigen Betrieb der Pumpen. Ein weiterer Vorteil des Duroplast-Graphits ist das geringe Gewicht, das sich positiv auf die CO2-Bilanz auswirkt.

Hergestellt werden die kleinen aber besonders komplexen Bauteile für die Leckage-Pumpen am Standort der SGL Carbon in Bonn. Hier werden daneben auch viele weitere Graphitbauteile für die Automobilindustrie wie Lager und Dichtungen aus Spezialgraphit sowie Lösungen für andere Industrien wie die Wachstumsbranchen LED und Halbleiter gefertigt.

So funktionieren Tankleckage-Pumpen im Detail

Tankleckage-Pumpen bestehen in der Regel aus einer kleinen Luftpumpe, die im Inneren aus Graphitbauteilen besteht (ähnlich der Abbildung im Foto links) und die nach dem Flügelzellenprinzip an einem 12-Volt-Elektromotor und einem magnetbetriebenen Schaltventil mit Referenzöffnung angeschlossen sind. Irgendwann nach dem Ausschalten des Motors schaltet sich die Pumpe ein und bläst Luft durch eine Referenzöffnung, während das Steuergerät die Stromaufnahme des Motors misst. Wenn die aktuelle Messung nicht mindestens der Referenzmessung entspricht, wird das Steuergerät dies als kleines Leck im Tanksystem interpretieren und die entsprechenden Fehlercodes im Cockpit mit Kontrolllämpchen anzeigen. Ein Weg zur Werkstatt wird unumgänglich.

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Porträtfoto Adi Woizenko
Adi Woizenko
Kundenbetreuer Mechanical Solutions bei der SGL Carbon

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