22.10.2026 | News

Busbar-Durchführungen dauerhaft abdichten: Elastomer statt Epoxid

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Wo Kupferleiter Gehäusewände durchdringen, können in gängigen Vergusssystemen unter thermischer Belastung Mikrorisse entstehen. Freudenberg Sealing Technologies setzt deshalb auf Verbindungstechniken, die dieses Problem lösen.

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Chemisch gebundene Dichtungen für Hochvolt-Durchführungen im Elektrofahrzeug

Wo Busbars im Elektrofahrzeug durch Gehäusewände führen, bilden die heute verbreiteten Pottings aus Epoxid unter der wiederkehrenden Belastung Mikrorisse. Bei den zunehmend verbauten rechteckigen Stromschienen konzentriert sich die Belastung in den Ecken. Freudenberg Sealing Technologies verbindet stattdessen ein Elastomer chemisch mit dem Leiter. Die Anwendung auf rechteckige Querschnitte ist patentiert.

Wo Kupfer arbeitet, reißt der Verguss

Drei Kupfer-Stromschienen in einem Thermoplastbauteil, im Schnitt mit blauer Elastomerschicht.

Drei rechteckige Kupfer-Busbars in einem Thermoplastbauteil. Im Schnitt ist die blaue Elastomerschicht zu sehen: Sie ist chemisch an das Kupfer gebunden und dichtet zwischen Stromschiene und Kunststoff ab.

Busbars sind starre Stromschienen aus Kupfer oder Aluminium. Sie verbinden die Hochvoltkomponenten im Antriebsstrang, etwa Batterie, Junction Box, Inverter und Elektromotor. An jeder Gehäusedurchführung treffen dabei Metall und Kunststoff aufeinander, die sich bei Wärme sehr unterschiedlich ausdehnen. Bei rundem Querschnitt verteilt sich die Spannung gleichmäßig und lässt sich mit einem aufgesetzten Dichtelement beherrschen. Bei rechteckigen Querschnitten konzentriert sie sich in den Ecken. Hinzu kommt eine Kerbwirkung an den Kanten.

Pottings aus Epoxid reagieren auf diese ständig wiederkehrende Last mit Mikrorissen. Durch sie gelangen Öl oder Kältemittel in Bereiche, die trocken bleiben müssen. Da die Durchführung auch den spannungsführenden Leiter gegen das Gehäuse isoliert, können im schlimmsten Fall Kriechströme oder ein Kurzschluss die Folge sein. Reparieren lässt sich eine solche Stelle später kaum.

Eine Verbindung, die Bewegung mitmacht

Rechteckige Kupfer-Stromschiene mit blauer, chemisch angebundener Elastomerdichtung.

Die Elastomerdichtung ist chemisch an die rechteckige Stromschiene gebunden. Die Verbindung von Metall und Elastomer verhindert Leckagepfade entlang der Grenzfläche.

Freudenberg Sealing Technologies setzt auf eine chemische Anbindung des Elastomers an die Stromschiene. Beim Rigid Overmolding wird die Metalloberfläche mit einem Primer vorbehandelt und mit einer elastomeren Schicht versehen, bevor das Bauteil mit Thermoplast umspritzt wird. So entsteht eine stoffschlüssige Verbindung. Bei der Variante Overmolded Installed sitzt die gebundene Elastomerdichtung zuerst auf dem Busbar und wird erst danach ins Gehäuse eingebaut. Das gleicht Fertigungstoleranzen, Versatz und Vibrationen aus und erlaubt zusätzliche Dichtfunktionen.

Anders als Epoxid folgt die elastische Verbindung den Relativbewegungen zwischen Leiter und Gehäuse, ob sie aus der Wärmeausdehnung im Betrieb oder aus der Montage stammen. Bei rechteckigen Querschnitten sorgt eine angepasste Dichtkontur auch in den Ecken für gleichmäßige Anpressung. Je nach Anwendung nutzt das Unternehmen FKM, AEM, ACM, HNBR, NBR oder EPDM und deckt damit Temperaturen von –40 °C bis über 200 °C ab. Auch in der Fertigung bietet das Konzept Vorteile. Ein Verguss erfolgt häufig erst gegen Ende des Produktionsprozesses. Tritt dabei ein Fehler auf, kann die gesamte Baugruppe unbrauchbar werden. Die Elastomerdichtung lässt sich dagegen an unterschiedlichen Stellen in den Fertigungsprozess integrieren. Das kann Ausschuss reduzieren.

Getestet am fertigen Bauteil

Schnittdarstellung einer Stromschiene mit schwarzer Elastomerdichtung in einer Gehäusewand.

Gehäusedurchführung im Schnitt: Die an den Busbar gebundene Elastomerdichtung mit mehreren Dichtlippen dichtet mediendicht zum Gehäuse ab. Diese Dichtstelle wird am fertigen Bauteil geprüft. (Bild: Freudenberg Sealing Technologies)

Freudenberg Sealing Technologies hat dafür ein eigenes Prüfprogramm entwickelt, das neben Materialproben auch komplette Bauteile umfasst. Es orientiert sich an DIN EN 60068-2-2 für die Wärmealterung, DIN EN 60068-2-14 für den Temperaturwechsel und LV 214 für den kombinierten Thermoschock. Hinzu kommt die Lagerung in Öl oder Kältemittel. Besonders hohe Anforderungen stellt der Einsatz in CO₂-Klimakompressoren. Dort können CO₂-Moleküle in das Elastomer eindringen und sich bei schnellem Druckabfall schlagartig ausdehnen. Diese explosive Dekompression kann die Dichtung von innen beschädigen. Die Verbindung muss deshalb auch Prüfdrücken über 100 bar standhalten.

Entwickelt hat Freudenberg Sealing Technologies das Verfahren für Busbar-Durchführungen in ölgekühlten E-Motoren, Invertern und immersionsgekühlten Batterien. Inzwischen findet es auch Anwendung in Klimakompressoren, elektrischen Pumpen, Steckverbindungen und vielen weiteren elektrischen Applikationen. Mit steigenden Spannungen und kompakteren Bauräumen wachsen die Anforderungen an die zuverlässige Abdichtung. Deshalb sollte das Dichtungskonzept bereits bei der Entwicklung der Busbar-Durchführung berücksichtigt werden.

Mehr zu den Dichtungskonzepten für Busbars: Busbar-Dichtungen (https://www.fst.com/de/maerkte/automobil-lkw-bus/busbars/)

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