Das Projekt "COORETEC-Turbo 2020, 3.2.10 Kühlungsmanagement; Titel: Neuartige Dichtungen für Gasturbinen" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Thermische Strömungsmaschinen.Bei der Entwicklung leistungsfähigerer Gasturbinen ist insbesondere der Bereich der Abdichtung zwischen Rotorscheiben und Stator (rim seal) von Bedeutung und seit Jahren Gegenstand intensiver Forschungsaktivitäten. Um Anstreifen und Beschädigungen während transienter Betriebszustände zu verhindern, müssen aktuell noch zu große Spaltweiten eingehalten werden, was zu hohen Verlusten führt. Ziel des Projektes ist es, geeignete Dichtungskonzepte für diesen Einsatzbereich zu entwickeln. Die besonderen Anforderungen sind dabei vergleichsweise große Durchmesser von bis zu 1500 mm, sowie die Anforderung einer dynamischen Anpassung an sich verändernde radiale und axiale Spaltweiten. Um die Dichtungsgeometrien unter möglichst realistischen Bedingungen untersuchen zu können, muss hierfür ein neuer Prüfstand aufgebaut werden. Neben einer hohen Modularität der die Untersuchung verschiedener axialer und radialer Dichtungskonzepte erlaubt, liegt der Fokus darauf, die axialen und radialen Auslenkungen des Rotors relativ zum Stator möglichst präzise mittels einer Traverse der Gehäuseteile darstellen zu können. Die projektierten Betriebsparameter wie Rotordrehzahl (280 m/s) und Differenzdruck (bis 3,5 bar) bewegen sich in realistischer Größe, lediglich der Rotordurchmesser wird leicht skaliert (580 mm). Insbesondere die Lagerung des Rotors ist kritisch. Konstruktion und Aufbau eines Prüfstandes zur Untersuchung von dynamischen Dichtungen. Begleitend werden numerische Studien angefertigt.
Das Projekt "Teilprojekt: Plasmabeschichtung von Elektroblechen^Teilprojekt: Werkzeugkonzept^Teilprojekt: Kondukiv-warmhärtende Schnellhärtung zur Herstellung von Stator- und Rotorpaketen^Produktionstechnologie für die serienflexible Herstellung von Stator- und Rotorpaketen von E-Antrieben (ProStaR)^Teilprojekt: Elektroblechbeschichtung und Klebprozess^Teilprojekt: Werkzeugintegriertes Klebekonzept, Teilprojekt: Pressen- und Steuerungskonzept" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Schuler Pressen GmbH.Das Gesamtziel des Vorhabens stellt die Erarbeitung einer wirtschaftlichen und effizienten Produktionstechnologie für Stator- und Rotorpakete dar, die die gesamte Prozesskette von der Elektrobandherstellung über das Aufbringen von Isolations- und Klebstoffschichten und das Stanzen bis hin zum Klebpaketieren umfasst. Das Ziel des Teilvorhabens von Schulers ist die Konzeptionierung von Pressen, die die Anforderungen des Klebpaketierprozesses hinsichtlich Arbeitsraum und thermischer Entkopplung berücksichtigt. Ebenfalls ist es erklärtes Ziel die Steuerung für das neu entwickelte Verfahren zu entwickeln und in die Maschinensteuerung zu integrieren. Die Arbeiten beginnen mit der Festlegung des Anforderungsprofiles des Prozesses. Die Schuler Pressen GmbH dient in den ersten Arbeitspaketen als Informationsgeber, was die Restriktionen bezüglich der Presse darstellen. Im weiteren Projektverlauf wird die existierende Presse konstruktiv auf die Anforderungen des entwickelten Prozesses angepasst, z.B. durch Erweiterung des Einbauraumes, thermische Entkopplung und Programmierung sowie der Bau einer Steuerung des Prozesses.
Das Projekt "Produktionstechnologie für die serienflexible Herstellung von Stator- und Rotorpaketen von E-Antrieben (ProStaR)^Teilprojekt: Werkzeugintegriertes Klebekonzept, Teilprojekt: Kondukiv-warmhärtende Schnellhärtung zur Herstellung von Stator- und Rotorpaketen" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Kassel, Institut für Produktionstechnik und Logistik, Fachgebiet Trennende und Fügende Fertigungsverfahren.Das Gesamtziel des Vorhabens stellt die Erarbeitung einer wirtschaftlichen und effizienten Produktionstechnologie für Stator- und Rotorpakete dar, die die gesamte Prozesskette von der Elektrobandherstellung über das Aufbringen von Isolations- und Klebstoffschichten und das Stanzen bis hin zum Klebpaketieren umfasst. Ziel des Teilprojekts ist es, einen konduktiv-warmhärtenden Klebprozess für Stator- und Rotorbleche zu erarbeiten und die entsprechenden Parameter anhand der Untersuchung mechanischer und elektrischer Eigenschaften zu evaluieren. Der Klebprozess soll so ausgelegt werden, dass ein auf dem Elektroblech tackfrei vorapplizierter Klebstoff durch eine Wärmequelle in der Taktzeit des Stanzprozesses ausgehärtet wird. Der Fokus bei der Erarbeitung der neuen Technologie liegt darauf, eine möglichst kurze Aushärtungszeit zu realisieren, um eine Integration des Klebprozesses in den Stanzprozess zu ermöglichen. Um das Ziel zu realisieren, müssen geeignete Klebstoffe ausgewählt, ggf. modifiziert und je nach ausgewähltem Klebstoff die Applikationstechnik angepasst werden. Der Fügeprozess wird hinsichtlich erzielbarer Festigkeiten bei kurzen Aushärtezeiten sowie hinsichtlich der Alterungsbeständigkeit charakterisiert. Im Weiteren wird die erarbeitete Klebtechnologie auf die Fertigung von Rotor- und Statorpaketen übertragen und deren mechanisch-technologischen Eigenschaften analysiert sowie Rotor- und Statorpakete für die Fertigung von Testmotoren bereitgestellt.
Das Projekt "Teilprojekt: Kondukiv-warmhärtende Schnellhärtung zur Herstellung von Stator- und Rotorpaketen^Produktionstechnologie für die serienflexible Herstellung von Stator- und Rotorpaketen von E-Antrieben (ProStaR)^Teilprojekt: Werkzeugintegriertes Klebekonzept, Teilprojekt: Elektroblechbeschichtung und Klebprozess" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung.Das Ziel des Gesamtprojekts besteht darin, die Herstellkosten von Elektromotoren für die E-Mobilität zu senken und den Wirkungsgrad zu steigern. Dafür soll ein neuartiges Klebpaketierverfahren zur Herstellung von Stator- und Rotorpaketen erarbeitet werden, das sich durch eine im Stanzwerkzeug integrierte Einzelblechverklebung im Pressentakt auszeichnet. Ziel des IFAM ist die Untersuchung und Erforschung geeigneter Materialien und Fertigungstechniken für innovative Elektrobleche und deren Klebpaketierung. Hierfür werden einerseits neuartige plasmapolymere Beschichtungen für Elektrobleche und deren Prozesstechnik untersucht, andererseits Klebstoffsysteme, Applikations- und Härtungstechniken analysiert und erprobt, die den angestrebten innovativen Stanzklebpaketierprozess erst ermöglichen. Schließlich arbeitet das IFAM bei der Umsetzung der Techniken und dem Aufbau von Testelektromotoren mit.
Das Projekt "Teilprojekt: Plasmabeschichtung von Elektroblechen^Teilprojekt: Werkzeugkonzept^Teilprojekt: Pressen- und Steuerungskonzept^Produktionstechnologie für die serienflexible Herstellung von Stator- und Rotorpaketen von E-Antrieben (ProStaR)^Teilprojekt: Elektroblechbeschichtung und Klebprozess^Teilprojekt: Kondukiv-warmhärtende Schnellhärtung zur Herstellung von Stator- und Rotorpaketen^Teilprojekt: Werkzeugintegriertes Klebekonzept, Teilprojekt: Auslegung, Herstellung und Prüfung von E-Motoren" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Volkswagen AG.Das Gesamtziel des Vorhabens stellt die Erarbeitung einer wirtschaftlichen und effizienten Produktionstechnologie für Stator- und Rotorpakete dar, die die gesamte Prozesskette von der Elektrobandherstellung über das Aufbringen von Isolations- und Klebstoffschichten und das Stanzen bis hin zum Klebpaketieren umfasst. Für Volkswagen stellt sich die Herausforderung, ein serienflexibles Fertigungskonzept für Statoren und Rotoren zu entwickeln, das gleichermaßen eine wirtschaftliche und energieeffiziente Fertigung und die Verbesserung der Elektromotoreigenschaften (Wirkungsgrad, Drehmoment) berücksichtigt. Dazu gehört die Optimierung der Rotor- und Statorgeometrie, die Untersuchung von Einflüssen der Produktionsprozesse von Rotoren und Statoren auf die Eigenschaften des E-Motors sowie die Ermittlung von produktseitigen Anforderungen an die Produktionsprozesse. Im Projekt übernimmt Volkswagen gemeinsam mit dem tff der Universität Kassel die Aufgabe der Gesamtkoordination. Inhaltliche Schwerpunkte für Volkswagen sind die Definition der Produkt- und Prozesseigenschaften, der Aufbau und die Validierung von Demonstratoren und die Untersuchungen des Einflusses der Produktionsprozesse von Rotoren und Statoren auf die Eigenschaften des E-Motors. Darüber hinaus werden zur Erreichung dieser Schwerpunkte Fertigungs- und Prototypenanlagen sowie Werkzeuge auf- und umgebaut. Die Arbeitsinhalte sind in 11 Arbeitspakete gegliedert, welche gemeinsam mit den Projektpartnern bearbeitet werden.
Das Projekt "Teilprojekt: Robotergestützte Fertigungsprozesse zur Statorbewicklung^Hochflexible Produktionssysteme für effizienzgesteigerte E-Traktionsantriebe (HePE)^Teilprojekt: Automatisiertes Laserfügen von Kupferwerkstoffen^Teilprojekt: Isoliersystem und segmentierte Formstäbe^Teilprojekt: Thermoplastisolation bei Elektromotoren für Fahrzeugantriebe^Teilprojekt: Thermoplast- oder Duroplastisolation bei Elektromotoren für Fahrzeugantriebe, Teilprojekt: Wickel- und Statormontagetechnik" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Otto Rist GmbH & Co. KG Konstruktion + Maschinenbau.Die Otto Rist GmbH & Co.KG verfolgt mit diesem Forschungsvorhaben das Teilziel, durch innovative Fertigungsmethoden den Füllgrad von Statornuten von aktuell max. ca. 47Prozent auf 60Prozent zu erhöhen. Da die aktuell bekannten Fertigungsverfahren wie Einzieh- und Nadelwickeltechnik keine weiteren Optimierungspotentiale hinsichtlich der Steigerung des Füllgrades mehr aufzeigen. Alternativ zu dem genannten Montageverfahren wird das Bewickeln von Einzelzahntechnik bzw. Polkette auf der Basis von einem handelsüblichen Deltaroboter untersucht. Die Idee ist auf der Basis eines Standardroboters kostengünstig ein hochflexibles Wickelgerät dem Anwender zur Verfügung zu stellen, entgegen den aufwendigen Entwicklungen von Spezialwickelmaschinen. Zum Aufbau der Vorrichtungen und Werkzeuge sind folgende umfangreiche Tätigkeiten notwendig: Mechanische Konstruktion - Softwareentwicklung - Elektrische Hardwareplanung - Mechanische Teilefertigung - Montage und Installation -Inbetriebnahme und Durchführung der Versuche.
Das Projekt "Teilprojekt: Wickel- und Statormontagetechnik^Teilprojekt: Robotergestützte Fertigungsprozesse zur Statorbewicklung^Teilprojekt: Automatisiertes Laserfügen von Kupferwerkstoffen^Hochflexible Produktionssysteme für effizienzgesteigerte E-Traktionsantriebe (HePE)^Teilprojekt: Isoliersystem und segmentierte Formstäbe^Teilprojekt: Wickeldrähte für E-Antriebe^Teilprojekt: Thermoplastisolation bei Elektromotoren für Fahrzeugantriebe^Teilprojekt: Thermoplast- oder Duroplastisolation bei Elektromotoren für Fahrzeugantriebe, Teilprojekt: Neue Produktionsverfahren für E-Motoren" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Bayerische Motorenwerke AG.Gesamtziel des Vorhabens ist die Erforschung und Erprobung innovativer und ganzheitlicher Methoden zur automatischen Produktion von effizienzgesteigerten E-Motoren. Die BMW Peugeot Citroën Electrification GmbH verfolgt das Ziel, durch innovative Fertigungsmethoden den Wirkungsgrad von Elektromotoren für Fahrzeugantriebe zu steigern und den Bauraum sowie das Gewicht zu reduzieren. Mit auf einer Demonstratoranlage produzierten E-Motoren soll die Fähigkeit und Robustheit der Prozesse sowie die daraus erwartete Qualitätssteigerung nachgewiesen werden. Weiteres wesentliches Ziel ist die Reduzierung der Produktionskosten durch einen hohen Automatisierungsgrad der Statorenherstellung. Die Verbesserungen unterstützen insgesamt die Bemühungen, Nutzen und Attraktivität der Elektromobilität beim Kunden zu steigern. Anhand einer Referenzantriebsmaschine erfolgt im ersten Schritt eine Anforderungsdefinition. Es werden neue Isoliersysteme mit dem Ziel einer belastungsorientierten Auslegung entwickelt und geprüft. Weiterhin werden Grundlagenuntersuchungen zu fertigungsgerechten, leistungssteigernder und kostenoptimierten Prozessen zur Statorbewicklung durchgeführt. Das vollautomatische Fügen von Kupferverbindungen mittels Laserschweißen wird erforscht. Sämtliche zuvor entwickelten Fertigungstechnologien werden für den Bau von Demonstratoren zum Projektabschluss genutzt. Alle Arbeiten erfolgen in enger Zusammenarbeit mit den Partnern des Forschungsvorhabens.
Das Projekt "Teilprojekt: Isoliersystem und segmentierte Formstäbe^Hochflexible Produktionssysteme für effizienzgesteigerte E-Traktionsantriebe (HePE)^Teilprojekt: Thermoplast- oder Duroplastisolation bei Elektromotoren für Fahrzeugantriebe, Teilprojekt: Robotergestützte Fertigungsprozesse zur Statorbewicklung" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, Department Maschinenbau, Lehrstuhl für Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik.Gesamtziel des Vorhabens ist die Erforschung und Erprobung innovativer und ganzheitlicher Methoden zur automatischen Produktion von effizienzgesteigerten E-Motoren. Für den Lehrstuhl FAPS der Universität Erlangen-Nürnberg besteht das Projektziel darin, ein roboterbasiertes Wickelverfahren für den industriellen Einsatz zu entwickeln, das in der Lage ist, den Stator einer elektrischen Traktionsmaschine flexibel, automatisiert, prozesssicher und kosteneffizient zu fertigen. Für die Fertigung von Statorwicklungen wird ein robotergestütztes Nadelwickelverfahren entwickelt. Dazu müssen zunächst die Anforderungen des herzustellenden Elektromotors spezifiziert und bei der Auslegung einer Roboterkinematik berücksichtigt werden. Dann können geeignete Werkzeuge zur Verlegung des Drahtes konzipiert, realisiert und an den Roboter angeflanscht werden. Wesentlicher Arbeitsinhalt ist auch die Programmierung der Verfahrbewegungen des Roboters. Darüber hinaus sollen Synergien des Wickelverfahrens zur Optimierung des Isoliersystems durch die definierte Ablage des Drahtmaterials aufgezeigt, die Möglichkeiten zur Steigerung des Nutfüllfaktors verifiziert und die Potenziale durch die definierte Bereitstellung der Drahtenden für lasergestützte Kontaktierungsverfahren erhoben werden. Auf Grundlage der Voruntersuchungen wird eine Demonstratorzelle realisiert, deren technische Leistungsfähigkeit anhand von definierten Demonstrator-Statoren überprüft wird.
Das Projekt "Teilprojekt: Konstruktive Auslegung und Werkzeugentwicklung für den Statorverguss durch Spritzgießen^Teilprojekt: 3D Wickeltechnik^Teilprojekt: GroAx-IVW^Großserientaugliches Herstellverfahren für neuartige elektrische Axialflussmotoren (GroAx)^Teilprojekt: Sensorlose Regelung Axialflußmotor^Teilprojekt: Herstellung eines hochpoligen Ringmagneten^Teilprojekt: Werkstoff- und Prozessuntersuchungen für den Statorverguss durch Spritzgießen, Teilprojekt: Industrialisierung der Tangentialwicklung" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Compact Dynamics GmbH.Compact Dynamics hat ein neuartiges Antriebssystem DYNAX®, bestehend aus einem Axialflussmotor mit integrierter Leistungselektronik, entwickelt. Besonderes Kennzeichen dieses Motortyps ist die Tangentialwicklung im Stator und damit der Entfall der Wickelköpfe. Zusammen mit der integrierten Elektronik ermöglicht dies eine extrem kompakte Bauweise bei gleichzeitig sehr hoher Energieeffizienz und einen Betrieb im Sicherheitskleinspannungsbereich unter 60V. Ferner ist DYNAX® nicht nur durch Anpassung der Wicklung sondern auch über die Zahl der verwendeten Statorsegmente in einfacher Weise skalierbar. Systemkomplexität und -kosten bei E-Fahrzeugen werden drastisch reduziert. DYNAX® Prototypen werden aktuell handgefertigt. Für eine wirtschaftliche Serienfertigung bedarf es allerdings Designoptimierungen und neu zu entwickelnde Automatisierungsverfahren. Im GroAx-Projekt werden hierzu in Kooperation mit verschiedenen Forschungsinstituten und Fertigungspartnern großserientaugliche Herstellverfahren entwickelt. Für Großserie entwickelt werden sollen folgende Produkte und Prozesse zur Herstellung und Fertigung: Tangentialwicklung, Statorkühler, Stator, Magnetring für Rotor, Rotorglocke, Sensorlose Motorregelung. Die zu entwickelnden Konzepte werden bis zu einem Qualifizierungssystem komplettiert. Die Fertigung und Produktion wird für eine Stückzahl von 50.000 simuliert um ausreichende Flexibilität und einen effizienten Betrieb zu ermöglichen.
Das Projekt "Großserientaugliches Herstellverfahren für neuartige elektrische Axialflussmotoren (GroAx), Teilprojekt: Werkstoff- und Prozessuntersuchungen für den Statorverguss durch Spritzgießen" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Technische Universität Chemnitz, Institut für Fördertechnik und Kunststoffe, Professur Kunststoffe.
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