Die Ziele des Vorhabens OptiWiRE, mit den Verbundpartnern ElringKlinger AG und dem Lehrstuhl FAPS, sind eine Verbesserung der Prozesskette bei der Herstellung von Elektromotoren, in Bezug auf der in der Automobilbranche sehr hohen Anforderungen an Taktzeit, Qualität und Flexibilität der Fertigung. Ein wesentliches Ziel, zu dem dieses Projekt beitragen soll, ist die Übergang von der Prototypen-Fertigung zur Vorserienproduktion. Weiter zielt das Vorhaben auf eine Effizienzsteigerung der Elektromotoren ab um eine höhere Lebensdauer der Motoren zu erreichen und um auch den Energieverbrauch von E-Fahrzeugen und die damit verbundene Reichweite zu erhöhen. Hinsichtlich der Leistungsfähigkeit kritische Fertigungsprozessschritten wurden bereits in Voruntersuchungen identifiziert. Dabei konnten wesentliche Optimierungspotentiale bei der Wicklungsherstellung am Stator und bei der Magnetmontage im Rotor festgestellt werden. Für diese beiden Prozessschritte sollen im Rahmen des Projektes Verbesserungen hinsichtlich des Produktes E-Maschine und der Produktion durch die Adaption neuer Verfahren erzielt werden.

Innerhalb des Gesamtvorhabens OptiWiRE wird im Teilvorhaben “füllgradoptimierte, automatisierte Statormontage von verteilten Einzugswicklungen” vom Lehrstuhl FAPS der FAU die Prozesskette der Statorproduktion ausgehend vom Statorblechpaket bis zur Kontaktierung der Stern- und Phasenverbinder betrachtet. Auf Grund von höheren Automatisierungspotentialen soll im Bereich der Stator-Fertigung das Einziehwickelverfahren für den industriellen Einsatz mit dem Ziel weiterentwickelt werden, flexibel auf Varianten- und Stückzahländerungen reagieren zu können. Ein wesentlicher Ansatz ist es dabei, den Draht definierter abzulegen, um den Kupferfüllgrad im Stator zu erhöhen sowie die Taktzeit des Prozesses zu verringern. Dies soll durch die flexible Automatisierung der dem Wickeln vor- und nachgelagerten Prozesse realisiert werden. So sollen insbesondere bei der Handhabung und Prozessführung von losen Leiterenden und Drahtbündeln deutliche Verbesserungen erreicht werden, um höchste Qualität und kürzeste Taktzeiten bei steigenden Produktionsmengen realisieren zu können.

Im Teilvorhaben “Prozessentwicklung beim Rotorbau – Fixierung der Magnete” untersucht die ElringKlinger AG die Optimierung der Rotorbaugruppe des im Projekt verwendeten Elektromotors. Das Verkleben der Magnete stellt den Stand der Technik im Bereich der Magnetmontage dar. Dies hat den Umgang mit Chemikalien, langen Prozesszeiten und aufwendigen Temperiervorgängen zur Folge. Durch die stoffschlüssige Verbindung von Magnet, Klebstoff und Rotorpaket lassen sich diese Komponenten nach der Lebensdauer des Motors im Recyclingprozess kaum noch voneinander trennen. Beim Versuch die Seltenen-Erde-Magnete aus dem Rotorpaket zu lösen zerbrechen diese. Eine sortenreine Trennung von Magneten und Blechmaterial ist ebenfalls durch die stoffschlüssige Verbindung des Klebstoffes erschwert. Rückstände des Klebstoffes bleiben an den Bauteilen haften. Diesen Herausforderungen stellt sich die ElringKlinger AG durch Entwicklungen von innovativen Magnetfixierungsstrategien.

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