Die 5-Achs-Maschinenreihe ‘HF’ war von Heller ursprünglich für mittlere Losgrößen konzipiert. Automobil-Zulieferer Stöferle beweist nun, dass HF-Maschinen der 2. Generation, integriert in eine Fertigungslinie, das Potenzial für den 3-Schicht-Großserienbetrieb haben.

In die beiden Bearbeitungszentren hat Stöferle für Großbauteile mit Passungen zwischen h6 und h7 bei Durchmessern zwischen 240 und 320 mm für Mild-Hybrid-Modelle investiert

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Flexible Fertigungssysteme

Werkzeugmaschinen für die spanende Fertigung

5-Achs-Bearbeitungszentren

Bearbeitungszentren

Fahrzeugbau

Elektromobilität

Mobilität

Fahrzeugbau-Zulieferer

5-Achs-Simultanbearbeitung

Spanende Verfahren

Fertigungsautomation

Dreischichtig am Maximum

Flexible und zugleich hochproduktive Lösungen für das Schleifen für Elektromobilität und Co. – dies zeigt die Emag Gruppe auf der GrindingHub in Stuttgart.

EDNA ist ein modulares Software-Ökosystem aus miteinander verbundenen Software- und Maschinenkomponenten für die Etablierung von Industrie-4.0-Lösungen

Rundschleifen

Schleifen

Verzahnen

Industrie 4.0 für die spanende Fertigung

Industrie 4.0

Schleifmaschinen

Profilschleifen

Messe GrindingHub

werkstatt-betrieb.de

...und vieles mehr

Ab Anfang Februar 2021 startet das Unternehmen Klingelnberg mit einer eigenen WebSeminar-Reihe rund um das Thema „Elektromobilität„.

Dr. Hartmuth Müller (links) und Dr. Christof Gorgels (freuen sich auf eine rege Teilnahme der Klingelnberg WebSeminar-Reihe zur Elektromobilität

Klingelnberg: Themenwochen zur Elektromobilität

Mit einer Weiterentwicklung der Produkttechnologie im Bereich der großvolumigen Leichtmetallwerkstücke sieht sich die Schwäbische Werkzeugmaschinen GmbH (SW)  für die Entwicklungen in der Elektromobilität bereits heute bestens gerüstet. 

Horizontales Bearbeitungszentrum, 4- und 5-Achs-Bearbeitung, Strukturbauteile, E-Mobilität 

Spezialist für großvolumige Leichtmetallbearbeitung 

Um Probleme zu lösen, bedarf es der richtigen Werkzeuge und dem entsprechenden Know-how. Das eine ist ohne das andere wertlos. Daher wird es auf dem Emag-Stand auf der EMO in Hannover beides zu sehen geben: Neueste Werkzeugmaschinen und Automationslösungen, die ihre Weltpremiere auf der EMO feiern werden. 

Elektromobilität im Fokus 

Emag auf der EMO 2019  

E-Mobility ist das zentrale Automotive-Thema. In rasantem Tempo treiben nahezu alle Hersteller ihre Entwicklungen voran, um möglichst bald in die Großserienproduktion von E-Automobilen einzusteigen. Unterstützung erhalten sie von Werkzeugherstellern wie Ceratizit, die mit viel Know-how spezielle Werkzeuge für die Elektromotorenproduktion entwickeln. Auf der Innovationsplattform des Ceratizit-Messestandes auf der EMO präsentierten die Werkzeugspezialisten zwei komplette Neuentwicklungen, die sich für die wirtschaftliche und prozesssichere Serienbearbeitung der anspruchsvollen Statorbohrung empfehlen. 

Werkzeuge für die Elektromotorenproduktion 

Präzisionswerkzeuge

Ceratizit: Know-how für die Elektromobilität 

Wenn Deutschland seine selbst gesetzten Klimaziele erreichen will, muss sich vieles ändern. Sicher ist: die geforderte Klimaneutralität wird einhergehen müssen mit einem drastischen Rückgang des CO<sub>2</sub>-Ausstoßes. Auch der Individualverkehr muss dazu seinen Beitrag leisten.

Welcher Antrieb macht das Rennen? Das ist noch keineswegs sicher

Elektromotoren

Antriebe

Automotive

Technischer Agnostizimus für die neue (Auto-)Mobilität

Wenn Deutschland seine selbst gesetzten Klimaziele erreichen will, muss sich vieles ändern. Sicher ist: die geforderte Klimaneutralität wird einhergehen müssen mit einem drastischen Rückgang des CO2-Ausstoßes. Auch der Individualverkehr muss dazu seinen Beitrag leisten.

1 In Bezug auf den Individualverkehr beherrschen technologische und gesellschaftspolitische Aspekte die Diskussion um die Mobilität der Zukunft © Adobe Stock

Smart Factory

Energieeffizienz

Smart Services

Wirtschaft

Innovationen und neue Technologie

Softwareentwicklung Automotive

Softwareentwicklung

Technischer Agnostizimus für die neue (Auto-)Mobilität tut Not

Mit dem als Power Skiving bezeichneten Wälzschälverfahren können Hersteller von Elektrofahrzeugen Bearbeitungszeiten deutlich reduzieren und ihre Produktivität steigern.

Da immer mehr Automobilhersteller in den Markt für Elektrofahrzeuge einsteigen, steigen auch die Anwendungsfälle für mehrstufige Getriebeübersetzungen.

Fräsen

Elektrofahrzeug-Hersteller nutzen Power-Skiving-Verfahren

Liebherr-Verzahntechnik ist auch für Verzahnaufgaben im Umfeld der Elektromobilität ein präferierter Technologiepartner.

Wälz- und Profilschleifmaschine der LCS-Baureihe von Liebherr-Verzahntechnik in Aktion

Verzahnmaschinen

Werkstückspanntechnik, spanend

Spanntechnik

Verzahnwerkzeuge

Gemeinsam mit den Kunden zum Erfolg

Die Liebherr-Verzahntechnik GmbH hat sich mit der elektrischen Antriebstechnologie auseinandergesetzt und verschiedene Technologielösungen für E-Getriebe weiterentwickelt und optimiert.

Messe EMO

Gemeinsam zum Erfolg

Elektrofahrzeugen könnte in den 2030er-Jahren die Wachablösung gegenüber Verbrennern gelingen. Für die vielen rotationssymmetrischen Antriebskomponenten, etwa Rotorwellen, bietet Emag passgenaue Produktionslösungen zur automatisierten Komplettbearbeitung.

Mit zwölf Haupt- und diversen Neben-Operationen zur komplett bearbeiteten Rotorwelle. Die Automatisierung und Verkettung der einzelnen Maschinen und Stationen erfolgt mit Robotern, Portalsystemen und dem Emag-eigenen ‘TrackMotion’-System

Drehzentren

Drehmaschinen

Turnkey-Maschinen, Prozessgestaltung

Vertikal-Drehmaschinen (Pick-up)

Die E-Mobilität nimmt Fahrt auf

Ein voll belegtes Messegelände, konkretes Investitionsinteresse bei den Fachbesuchern  und eine positive Grundstimmung prägten die erfolgreiche AMB 2022. Ein besonderes Augenmerk lag auf den Themen Automatisierung, Nachhaltigkeit und Digitalisierung.

Volle Gänge, angeregte Gespräche und eine grundoptimistische Stimmung prägten die AMB 2022. Die Messe konnte damit einen erfolgreichen Re-Start nach coronabedingter Pause hinlegen

Damm, Helmut

Pfeiffer, Frank

Ricchiuti, Martin

Die Branche bestärkt sich selbst

Die AMB 2022 hinterließ eine Stimmung optimistischer Beharrlichkeit. Auch bei der Innovationstätigkeit gibt es keine Ermüdungstendenz.

Messe AMB

Nachhaltigkeit

Umweltmanagement

Unermüdliches Evolutionieren

Die automatische Stand-Alone-Laserbeschriftungsstation ›AutoMarkX‹ soll manuelle und zeitintensive Markierungsarbeiten ersetzen.

Profilschleifmaschinen

Automatisierte Prozesse

Produktionsanlagen und Prozesstechnologie von MAG und der FFG-Gruppe unterstützen Hersteller und Zulieferer bei der Transformation des Fahrzeugantriebs.

Die Herausforderung bei der Produktionsplanung für den Fahrzeugmarkt war noch nie schwieriger aufgrund der unklaren Parameter aus Markt und Politik. 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 Verbrennungsmotoren (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 Volumen des elektrischen Antriebs recht langsam an. In diesem Szenario werden üblicherweise die Risiken und die Fertigung 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 finden? 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.

Laut einer Analyse des VDMA trägt bei einem Elektrofahrzeug die Fertigung des Antriebsstrangs in etwa zwei Drittel weniger zur Wertschöpfung bei, als bei einem Fahrzeug mit Verbrennungsmotor. Durch den Trend, den Elektromotor und den Inverter 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 Passungsdurchmesser an der Außenseite des Lagerschilds auf das Getriebegehäuse aufgesteckt und verschraubt. Bei dieser Konzeption muss 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 Luftspalts 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 min<sup>-1</sup>. 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 für eine optimale Laufruhe des Antriebsstrangs.

Langjährige Erfahrung mit Elektromotoren

Innerhalb der FFG Gruppe kann MAG als der Systemlieferant von kleinen Fertigungszellen bis zu kompletten Turnkey-Systemen für hohe Produktionsvolumen mit seinem Know-how in Planung und Abwicklung auf Kundenwunsch die Generalunternehmerschaft übernehmen. Dabei deckt die Technologiebandbreite der FFG Gruppe das zu zerspanende Bauteilspektrum der Elektromobilität nahezu vollständig ab.

Ob neue oder rekonstruierte Maschinen – der Eislinger Maschinenbauer verfügt über langjährige Erfahrung. So fertigt MAG beispielsweise seit über 25 Jahren eigene Motorspindeln (Bild 3) und Rundtische her, in welche Elektromotoren – analog zum Antrieb des Elektrofahrzeugs – eingebaut werden. Mit dieser Erfahrung aus Fertigung, Montage und Prüftechnik sowie dem breiten Know-how des Partnerunternehmens über Isolation, Wickeltechnik und Imprägnierung für Stator und Rotor werden Planungen für eine Turnkey-Anlage und deren Abwicklung mit einem professionellen Projektmanagement umgesetzt. Ein Fahrzeugantrieb wird im Betrieb zwar dynamisch geringer beansprucht als der Direktantrieb von Werkzeugmaschinen und auch die Laufzeiten (Einschaltdauer) sind geringer, aber für die Beherrschung der sensiblen Seite des Elektroantriebs (Laufgeräusche im Getriebe) muss für die Fertigung das Wissen aus der Montage mit einfließen (Gehäuseaufweitung bei reibschlüssigem Einbau des Stators).

Für die Bearbeitung der sensiblen dünnwandigen Bauteile (Bild 4) wird vorzugsweise eine Direktspannung in der Vorrichtung (Alternative Adapterplatte) und eine Mehrfach-Aufspannung (Vor- und Fertigbearbeitung) empfohlen. Bei der Schruppbearbeitung ist grundsätzlich in Richtung der Werkstückauflage zu bearbeiten. Der großflächige Spanabtrag am Innendurchmesser des Statorgehäuses setzt Spannungen frei, welche sich auf die Geometrie auswirken. Daher wird ein erneutes Spannen vor der Fertigbearbeitung erforderlich. Optimal wäre auch eine Feinbearbeitung des Innendurchmessers (Butterfly-Werkzeug) ohne Gleitleisten zur Vermeidung von Brandflecken.

Von Specht bis Hessapp für Elektroantrieb gerüstet

Das Angebot der ein- und zweispindligen CNC-Hochleistungsmaschinen der Baureihe ‘Specht’ bietet für jedes kubische Bauteil des Elektroantriebs, des Energiespeichers und des Fahrwerks die exakt passende Maschine. Im Vergleich zu den klassischen Kugel-Rollspindel-Achsantrieben kann mit Lineartrieben die Produktivität zwischen 8 bis 12% (jeweils bauteilabhängig) verbessert werden. Die Maschinen sind für die Nassbearbeitung und für die Trockenbearbeitung mit Minimalmengen-Schmierung konzipiert (auch nachrüstbar). Mit einer 5-Achs-CNC-Maschine sind auch die Voraussetzungen für die Prozess- und Werkstückflexibilität geschaffen. Beim Einsatz von Adapterplatten (Bild 5) können auch sehr unterschiedliche Bauteile in einer Maschine ohne Umrüsten (Losgröße 1) gespannt und bearbeitet werden – ein nicht zu unterschätzender Vorteil in der Phase der Markteinführung der Elektrofahrzeuge (Typenvielfalt und moderate Stückzahlen). Für die Prozess-Inbetriebnahme werden Digitale Prozess-Zwillinge verwendet. Diese stehen nachfolgend dem Betreiber für eigene Inbetriebnahmen zur Verfügung (Bild 6).

Die Technologie der Wellenbearbeitung vom Stangenmaterial oder aus dem Schmiedeteil bis zum einbaufertigen Bauteil mit Laufverzahnung oder mit einer Spline-Profilierung deckt die FFG Gruppe ebenfalls mit eigenen Produkten für die Zerspanung mit definierter sowie undefinierter Schneide und zugehöriger Automation ab. Für Turnkey-Anlagen werden die thermischen und/oder chemischen Prozesse als auch das Honen von Partnerunternehmen zugekauft.

Die Komplett-Weichbearbeitung von Wellen mit Laufverzahnung in einer Fertigungszelle (Bild 7), bestehend aus der Wälzfräsmaschine ‘Modul H 250 C’ und der Wellen-Drehmaschine ‘Hessapp WDM 250’, ist ein Beispiel für die Integration mehrerer Operationen. Ein Highlight ist die Ausstattung der Wälzfräsmaschine mit einer Einheit zum hauptzeitparallelen Anfasen und Entgraten der Verzahnung mit schneidenden Werkzeugen. Durch die Kombination von Bearbeitungen in einer Fertigungszelle entfallen Schnittstellen und mit der Technologieintegration von Wälzfräsen und Anfasen/Entgraten im parallelen Betrieb reduzieren sich Operationsfolgen und Nebenzeiten. Beides trägt nicht nur zu geringeren Produktionskosten bei, sondern auch zur Erhöhung der Bauteilqualität.

Auch additive und Laser-Technologien integriert

Die Hartbearbeitung der Wellen können mit horizontalen (Boehringer) und vertikalen (Hessapp, SMS) Drehmaschinen erfolgen. Unabhängig davon können auf den Maschinen Drehprozesse für die Feinstbearbeitung, z. B. das drallfreie Drehen mit Breitschlichtscheibe (Laufflächen von Wellendichtungen), ausgeführt werden. Die Integration von additiven Technologien wie Laser- oder Induktionshärten, Walzen oder Schleifen bietet sich an. Für die klassischen Schleifprozesse stehen in der FFG Gruppe mit Produkten von Meccanodora, Morara und Tacchella Außen- sowie Innenrund- und Profilschleifmaschinen in vertikaler oder horizontaler Ausführung zur Verfügung.

Letztlich stellen die Produktionsanlagen für Komponenten des elektrischen Antriebsstrangs keinen Quantensprung im Vergleich zu modernen agilen Fertigungssystemen dar. Neu hingegen ist die Art der Planung und Umsetzung unter Nutzung der verfügbaren Digitalisierungsmethoden für das spezifische Technologiewissen. Der disruptive Prozess muss von beiden Seiten gemeistert werden: Der Fahrzeughersteller muss akzeptieren, dass eine weitere Kernkomponente möglicherweise vom Zulieferer kommt und der Anlagenhersteller muss das Verschwinden vieler Motoren- und Getriebebauteile verkraften und sich vermehrt auf die Kunden aus der Zuliefererbranche einstellen.

MAG IAS GmbH Standort Eislingen 

https://www.ffg-ea.com

Bild 1: Agiles Fertigungssystem für Zylinder-Kurbelgehäuse (Turnkey)

Bild 3: MAG als Systempartner für den Antriebsstrang der Elektromobilität verfügt über mehr als 25 Jahren Manufaktur-Erfahrung mit integrierten Hochleistungs-Elektromotoren

Bild 4: Bearbeitung eines Statorgehäuses auf dem Bearbeitungszentrum ‘Specht 600 A/B’ in drei Prozessschritten mit Emulsion und HSK-100-Werkzeugschnittstelle

Bild 6: Virtuelle Prozess-Inbetriebnahme mit dem Digitalen Zwilling: Simulation im Arbeitsraum mit Bauteil, Vorrichtung und Werkzeugen

Bild 7: Fertigungszelle für die Weichbearbeitung einer Welle mit Laufverzahnung bestehend aus einer Vertikaldrehmaschine ‘Hessapp WDM 250’ und einer Wälzfräsmaschine mit integrierter Entgratstation ‘Modul 250 C’

Autor: Dr. Manfred Berger, Executive Vice President Sales and Marketing der MAG IAS GmbH

Bild 5: Komplettbearbeitung eines Lenkgehäuses in einer Aufspannung mit Adapterplatte und Trockenbearbeitung mit Mindermengen-Schmierung (MMS)