Das Projekt "Teilvorhaben: Taktzeitreduzierte Fertigung der Isolierung und Fixierung von Wicklungen in Rotoren mittels Duroplasten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RF Plast GmbH durchgeführt. Gesamtziel des Vorhabens ist es, intelligent vernetzte und adaptive Produktionseinrichtungen zu entwickeln und in den Herstellungsprozess einzubinden, um eine entscheidende Reduzierung der Herstellkosten und Prozesszeiten bei gleichzeitiger Qualitätssteigerung in der Herstellung von elektrischen Antrieben zu erreichen. Die Firma RF Plast zielt dabei auf taktzeitreduzierte Fertigungstechnologien zur Isolation und Fixierung von Wicklungen in Rotoren ab. Dazu sollen neuartige Epoxidurformmassen eingesetzt werden, die eine hohe mechanische Festigkeit und Temperaturbeständigkeit aufweisen. Ferner soll ein industrietaugliches Simulationstool für Duroplastwerkstoffe erarbeitet werden. Zu Beginn des Projektes (AP 1) werden mit den Kooperationspartnern die Anforderungen an die E-Traktionsantriebe erarbeitet und festgelegt. Im Rahmen des 2. Arbeitspaketes findet ein Austausch der Kooperationspartner zu den einzelnen Prozessen statt, um eine Vernetzung der kompletten Wertschöpfungskette zu erreichen. Die Fixierung und Isolation der Wicklungen wird in AP 6 bearbeitet. Hierzu werden Rezepturansätze erstellt und im Labor analysiert. Ferner wird die Simulation von Duroplastbauteilen und den zugehörigen Prozessen erstellt. Versuchsreihen zur Verarbeitung der neuen Materialien werden zum Ende des Arbeitspaketes durchgeführt, sodass zum Abschluss ein Prozess zur Fertigung von Demonstratoren vorliegt. Im AP 7 werden dann Demonstratoren der neuartigen Elektromotoren gefertigt und untersucht.
Das Projekt "Teilvorhaben: Biegetechnologie für elektrische Antriebe hoher Leistungsdichte" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Otto Bihler Maschinenfabrik GmbH & Co. KG durchgeführt. Das Ziel des Verbundvorhabens ist es, intelligent vernetzte und adaptive Produktionseinrichtungen zu erarbeiten und in den Herstellungsprozess einzubinden, um eine entscheidende Reduzierung der Herstellkosten und Prozesszeiten bei gleichzeitiger Qualitätssteigerung in der Herstellung von elektrischen Antrieben zu erreichen. Die Firma Bihler befasst sich dabei mit dem Biegeprozess zur Herstellung der Wicklungselemente. Bei der Erarbeitung dieser Fertigungstechnologie stehen die Regelung sowie die Automatisierung und Vernetzung des Prozesses im Vordergrund, um die Qualität der gefertigten Biegeteile zu erhöhen und die Herstellkosten zu senken. Ein wichtiger Aspekt ist dabei auch die Flexibilität des Prozesses und die Ermöglichung der Verarbeitung von Drähten rechteckiger Querschnittsformen. Im ersten Schritt werden in Kooperation mit den Projektpartnern die Anforderungen an die E-Traktionsantriebe sowie die daraus resultierenden Anforderungen an die jeweils zu untersuchenden Fertigungsprozesse erarbeitet. Anschließend sind die Einflüsse der Prozessparameter auf die Eigenschaften des E-Traktionsantriebes zu ermitteln und Parameterstudien zu den Prozessparametern der Biegung durchzuführen, um das Konzept des Prozesses erstellen zu können. Dieses ist auch unter Berücksichtigung der Automatisierung und Vernetzung mit den weiteren Prozessen in der Wertschöpfungskette zu erarbeiten. Ein Schwerpunkt der Arbeiten ist die Integration des Mess- und Regelungssystems. Schließlich soll eine Versuchsanlage aufgebaut werden, mit der die Wicklungselemente für den Demonstrator des E-Antriebes, der im Verbund hergestellt werden soll, gefertigt und zur Verfügung gestellt werden können. Begleitend zu den Arbeiten sind Versuchsreihen und Funktionstests durchzuführen.
Das Projekt "Teilvorhaben: Ursache-Wirkungs-Zusammenhänge" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität der Bundeswehr München, Institut für Verkehrswesen und Raumplanung (IVR), Professur für Verkehrstechnik durchgeführt. Im Gesamtvorhaben ist geplant durch innovativen Wicklungsformen von E-Motoren gezielt Engpässe in der Fertigungskette von zukünftigen E-Traktionsantrieben zu beseitigen, und damit eine hochautomatisierte und robuste Produktion bei gleichzeitig beherrschbaren Materialkosten zu erreichen. Im Sinne der Ziele von Industrie 4.0 soll ein ganzheitliches, intelligentes, vernetztes Fertigungskonzept entlang der gesamten Wertschöpfungskette erstellt werden. Im Teilvorhaben der UniBwM werden hierzu die Ursache-Wirkungs-Zusammenhänge bei der untersuchten E-Maschinen-Topologie betrachtet. Dabei werden einerseits die Stromverdrängung in massiven Stableitern untersucht und andererseits die Auswirkungen von Material- und Fertigungstoleranzen auf das E-Maschinen-Verhalten betrachtet. Die UniBwM ist federführend im AP 'Ursache-Wirkungs-Zusammenhänge'. Die Stromverdrängung in massiven Stableitern wird sowohl analytisch als auch numerisch erforscht. Des Weiteren wird insbesondere die Auswirkung von Toleranzen (Material und Fertigung) auf das Verhalten der E-Maschine untersucht. Die Vermessung des Produktdemonstrators geschieht ebenfalls federführend an der UniBwM. In den weiteren APs unterstützt die UniBwM die Projektpartner mit der Erfahrung zu elektrischen Traktionsantrieben und mit konkreten Berechnungen des E-Maschinen-Verhaltens zu den entsprechenden Themen (Anforderungsdefinition; Biegetechnologie; Montagetechnologie; Kontaktierungstechnologie; Fixierung und Isolation; Erstellung des Produktdemonstrators).
Das Projekt "Teilvorhaben: Automatisierte Fertigungstechnologien zum Biegen, Montieren und Schalten von innovativen Formspulenwicklungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, Department Maschinenbau, Lehrstuhl für Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik (FAPS) durchgeführt. In Zukunft müssen Wertschöpfungsketten für elektrische Traktionsantriebe sehr schnell auf sich verändernde Marktsituationen reagieren. Dabei müssen sie in kürzester Zeit verschiedene Varianten bei deutlich steigenden Stückzahlen in hoher Qualität flexibel abbilden können, um im internationalen Wettbewerb bestehen zu können. Die derzeit in der Rotor- und Statorfertigung eingesetzten Verfahren sind grundsätzlich technologisch limitiert, vor allem in Bezug auf eine hochautomatisierte und gleichzeitig prozesssichere Produktion von innovativen Elektromotoren. Die im Konsortium beteiligten Industrie- und Forschungspartner decken die gesamte Wertschöpfungskette ab, um im Rahmen des Fördervorhabens Methoden und Technologien zur Produktion von zukünftigen E-Maschinen-Generationen zu erarbeiten. Zu diesem Zweck adressiert das Projekt PRO-E-Traktion eine systemische, anlagen- und technologieübergreifende Vernetzung innovativer Prozesstechnologien entlang der Wertschöpfungskette für moderne Elektromotoren (E-Traktionsantriebe). Durch intelligent vernetzte Produktionseinrichtungen sollen Prozesszeiten und Herstellkosten reduziert und die Qualität bei der Herstellung elektrischer Antriebe gesteigert werden. Die Erkenntnisse aus dem Förderprojekt können branchenübergreifend für die Fertigung von Elektromotoren angewendet werden. Der Lehrstuhl FAPS beleuchtet im Rahmen des Teilvorhabens Automatisierte Fertigungstechnologien zum Biegen, Montieren und Schalten von innovativen Formspulenwicklungen die wesentlichen Fertigungsschritte im Rahmen der Statorherstellung. Hierbei ist es das Ziel neuartige Prozesstechnologien zum Biegen, Montieren und Kontaktieren bei der Herstellung von Wicklungen aus Flachdraht zum Serieneinsatz zu befähigen sowie alternative Konzepte von Formspulenwicklungen und Technologien zu deren Herstellung zu entwickeln.
Das Projekt "Teilvorhaben: Entwicklung einer robusten Laser-Kontaktierungstechnologie für die Wicklungskontaktierung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von TRUMPF Laser- und Systemtechnik GmbH durchgeführt. Im Gesamtvorhaben ist geplant durch innovativen Wicklungsformen von E-Motoren gezielt Engpässe in der Fertigungskette von zukünftigen E-Traktionsantrieben zu beseitigen, und damit eine hochautomatisierte und robuste Produktion bei gleichzeitig beherrschbaren Materialkosten zu erreichen. Dabei bildet die Entwicklung der Kontaktierungstechnologie einen Schwerpunkt und soll innerhalb dieses Teilprojektes detailliert untersucht werden. Kernziele des Teilvorhabens ist die Entwicklung eines taktzeitreduzierten und prozesssicheren Laserprozess für das Verbinden der im Rahmen des Gesamtvorhabens entwickelten neuen Wicklungs- und Motordesigns. Im Zentrum der Entwicklung steht dabei der Prozess, der über verschiedene erfolgsversprechende Ansätze, wie dem Einsatz hochbrillanter infraroter wie auch grüner Laserstrahlung, verfolgt werden soll. Zur Erreichung der Ziele werden: - Parameterstudien an den unterschiedlichen Drahtformen durchgeführt, unter Variation der Wellenlänge und Laserbetriebsart, - die Prozessparameter und deren Abhängigkeit analysiert und Wirkzusammen-hänge abgeleitet, - die Ergebnisse mit alternativen hinsichtlich Qualität und Produktivität verglichen, - im Verbund mit den weiteren Projektpartnern die Gesamtanlage konzipiert und die Randbedingungen für eine erfolgreiche Verkettung untersucht.
Das Projekt "Teilvorhaben: Entwicklung integraler Montageanlagen zur Herstellung von Hairpin-Wicklungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ThyssenKrupp System Engineering GmbH, Division Assembly Systems durchgeführt. Im Gesamtvorhaben ist geplant durch innovativen Wicklungsformen von E-Motoren gezielt Engpässe in der Fertigungskette von zukünftigen E-Traktionsantrieben zu beseitigen, und damit eine hochautomatisierte und robuste Produktion bei gleichzeitig beherrschbaren Materialkosten zu erreichen. Damit wird eine entscheidende Reduzierung in den Herstellkosten und Prozesszeiten, bei gleichzeitiger Qualitätssteigerung in der Herstellung elektrischer Antriebe für mobile Anwendungen angestrebt. Das Teilprojekt 'Entwicklung integraler Montageanlagen zur Herstellung von Hairpin-Wicklungen' konzeptioniert, spezifiziert und demonstriert die Möglichkeiten zur Bestückung eines Stators für Elektromotoren mit Formstäben und deren Verschaltung zu Wicklungen. Die Auslegung der Anlagen und der Montagestationen ist ausgelegt für großserientaugliche Produktionen. Die Arbeitsschwerpunkte der ThyssenKrupp System Engineering liegen in der Auswahl, Entwicklung und Einsatz geeigneter - Analysemethoden für Untersuchungen zu Ursache-Wirkungs-Zusammenhängen und - anlagen- und technologieübergreifender Systemansätze zur Selbstoptimierung der Prozesse. Hieraus werden adaptive Automatisierungssysteme abgeleitet. Es werden Versuchswerkzeuge / Vorrichtungen zur großserientauglichen und beschädigungsfreien Montage-Formstäben entwickelt inkl. selbstoptimierender Anlagenarchitekturen. In diesem Rahmen wird ebenfalls die Projektierung betrachtet. Für die Anlagentopologien werden die Randbedingungen definiert und die Konzeptionierung vollautomatisierter und varianten- sowie prozessflexibler Technologiezellen sowie der automatisierten Verarbeitung vorangetrieben.
Das Projekt "Teilvorhaben: Erforschung großserienfähiger und adaptiver Produktionssysteme für innovative E-Traktionsantriebe" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bayerische Motorenwerke AG durchgeführt. Im Gesamtvorhaben ist geplant durch innovativen Wicklungsformen von E-Motoren gezielt Engpässe in der Fertigungskette von zukünftigen E-Traktionsantrieben zu beseitigen, und damit eine hochautomatisierte und robuste Produktion bei gleichzeitig beherrschbaren Materialkosten zu erreichen. Der Projektfokus von BMW liegt dabei auf der Erforschung und Weiterentwicklung von Formstabwicklungen und magnetlosen stromerregten Synchronrotoren im hohen Drehzahl-Bereich. Durch gezielte F&E intelligent vernetzter und damit adaptiver Produktionseinrichtungen wird eine entscheidende Reduzierung in den Prozesszeiten und Herstellkosten, bei gleichzeitiger Qualitätssteigerung in der Herstellung elektrischer Antriebe für mobile Anwendungen angestrebt. Das Projekt gliedert sich in sieben Arbeitspakete, die untereinander stark vernetzt sind und damit auch die reale Wertschöpfungskette abbilden. Ausgehend von der eingehenden Betrachtung der Kostenpotenziale in der Elektromotorenfertigung liegt der Fokus des Förderprojektes auf der Wicklungstechnologie für Statoren und Rotoren. Dabei orientieren sich die Arbeitspakete des Projektes an den für Formstab-Motoren erforderlichen Schlüsseltechnologien entlang der Wertschöpfungskette. Die BMW AG übernimmt die Gesamtverantwortung des Vorhabens. Auf fachlicher Seite fällt der BMW AG sowohl die Projektleitung, als auch die Definition des Gesamtkonzeptes und der Aufbau der elektrischen Maschinen zu. Die abschließende Validierung der Ergebnisse und damit der praktische Nachweis der erarbeiteten Nutzenpotentiale wird ebenfalls bei der BMW AG anhand der entwickelten Produkt- und Prozessdemonstratoren durchgeführt.
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