SPECIAL Mobilität der
SPECIAL Mobilität der Zukunft Bild 1: Agiles Fertigungs - system für Zylinder-Kurbelgehäuse (Turn-Key). Bild: MAG IAS Prozesstechnologie von MAG und FFG hilft bei der Transformation des Fahrzeugantriebs CNC-Bearbeitung für die Elektromobilität Der Umstieg auf Elektromobilität stellt die Automotive-Branche vor große Herausforderungen. Produktionsanlagen und Prozesstechnologie von MAG und der FFG Gruppe unterstützen die Hersteller und Zulieferer bei der Transformation des Fahrzeugantriebs. Autor: Dr. Manfred Berger, Exec. Vice President Sales and Marketing, MAG IAS GmbH Bild 2: E-Antrieb von Bosch. Bild: Robert Bosch GmbH ■■■■■■ Aufgrund der unklaren Parameter aus Markt und Politik war die Herausforderung bei der Produktionsplanung für den Fahrzeugmarkt noch nie größer. Die Mehrzahl der Automobilhersteller wird sich nicht auf eine Technologie festlegen können und das Ende des Verbrennungsmotors ist noch lange nicht erreicht. Das Produktionsvolumen von Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor (singulär oder im Hybridantrieb eingebunden) ist in den kommenden Jahren noch so hoch, dass ein kompletter Ausstieg aus der Technologie für die meisten Hersteller unmöglich erscheint. Auf der anderen Seite steigen die Volumina des elektrischen Antriebs recht langsam an und in diesem Szenario werden die Risiken und die Fertigung üblicherweise bei den Zulieferern belassen. Es gibt auch Strategieüberlegungen, ob der elektrische Antrieb zukünftig noch eine Kernkompetenz des Fahrzeugherstellers bleiben wird. Kann man nicht bereits heute schon am Entwicklungsvorsprung von Tesla eine Antwort auf diese Fragestellung festmachen? Die erheblichen Entwicklungsaufwendungen der Fahrzeughersteller für attraktive Produktangebote in jedem Fahrzeugsegment beeinflussen die Zielsetzung bei der Produktionsplanung. Wiederverwendung oder Rekonfiguration sind vielfach die aktuellen Aufgabenstellungen. Mehr Honen statt Schleifen Laut einer Analyse des VDMA trägt die Fertigung des Antriebsstrangs bei einem Elektro-Fahrzeug in etwa zwei Drittel weniger zur Wertschöpfung bei als bei einem Fahrzeug mit Verbrennungsmotor. Durch den Trend, den Elektromotor und den Inverter 38 Juli/August 2021
Bild 3: MAG kann als Systempartner für den Antriebsstrang der Elektromobilität auf mehr als 25 Jahren Manufakturerfahrung mit integrierten Hochleistungs-Elektromotoren zurückblicken. Bild: MAG IAS sowie das Getriebe in ein gemeinsames Gehäuse einzubauen, liegen Konstruktionen vor, die im Vergleich zu einem Zylinder-Kurbelgehäuse (ca. 900 s Gesamtbearbeitung) mit > 1000 s Gesamtbearbeitung vergleichbare Anlagenkonzepte erfordern (Bild 1). Der klassische Elektroantrieb wie in Bild 2 dargestellt, besteht aus dem Statorgehäuse mit angegossenem vorderem Lagerschild, einem separaten Getriebegehäuse und einem ebenso separaten Invertergehäuse. Das Lagerschild wird über einen Passungs-Durchmesser an der Außenseite des Lagerschilds auf das Getriebegehäuse aufgesteckt und verschraubt. Bei dieser Konzeption müssen der Lagersitz und der Außendurchmesser in einer Aufspannung und von einer Seite bearbeitet werden, um die erforderlichen Toleranzen einhalten zu können. Idealerweise werden in dieser Aufspannung Lagerbohrung, Außendurchmesser und Statorblech-Aufnahme in Folge bearbeitet. Ziel ist die Erreichung eines möglichst kleinen Luftspaltes zwischen Stator und Rotor. Die Spaltbreite zwischen den Bauteilen entscheidet über den magnetischen Widerstand, die Höhe des induzierten Stroms (Asynchronmaschinen) und damit den Wirkungsgrad des Motors. Aus vielen Gründen, u. a. der Toleranzkette der Bauteile, beträgt der Luftspalt nur 0,5 bis 0,6 mm. Ein weiterer signifikanter Unterschied zu den klassischen Verbrennungsmotoren liegt in der Motordrehzahl von > 10 000 1/min. Beide Merkmale – gesteckte Antriebswelle und hohe Drehzahl – sind für das Geräuschverhalten des Antriebsstrangs verantwortlich. Neben der hohen Anforderung der Positionstoleranzen der Getriebelagerstellen kommen noch die Oberflächenqualitäten der Getrieberadverzahnung (Honen anstelle von Schleifen) hinzu, um eine optimale Laufruhe des Antriebsstranges zu erreichen. Juli/August 2021 39
