Drahtwälzlager Innovative Wickeltechnologie für das ultimative E-Auto

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Mit Stator-Wickelmaschinen von Schaeffler Elmotec Statomat werden E-Motoren für E-Autos der Luxusklasse gefertigt. Die innovative Wickeltechnologie erlaubt es, die Kupferspulen des Stators extrem dicht zu wickeln – für maximale Leistung und Effizienz. Zum präzisen Wickeln der Kupferdrähte kommen individuelle Drehverbindungen von Franke zum Einsatz.

In der Spitzenklasse elektrisch angetriebener Autos sind auch die Ansprüche an den Motor maximal: Gefordert wird das Beste vom Besten hinsichtlich Leistung, Effizienz und Zuverlässigkeit. Wer einen sechsstelligen Betrag für ein E-Auto bezahlt, möchte sehr schnell und dynamisch fahren können und mit einer Ladung sehr weit kommen.

Wie baut man einen Motor, der nicht viel größer als ein Getränkekasten ist und über 600 PS liefert – für ein Auto mit über 1.000 PS Systemleistung? Schaeffler Elmotec Statomat trägt wesentlich dazu bei, diese Aufgabe zu lösen. Das deutsche Unternehmen mit Sitz in Karben bei Frankfurt am Main, seit 2019 unter dem Dach der Schaeffler-Gruppe, ist weltweit führend bei Wickelmaschinen für Statoren – nicht nur für den Automotive-Markt sondern auch für Industrie, Haustechnik und Hausgeräte.

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Führend bei der Flachdraht-Wellenwicklung

In seinen Wickelmaschinen für Super-E-Auto-Motoren nutzt Schaeffler Elmotec Statomat die Technik der Flachdraht-Wellenwicklung. Der Maschinenbauer ist ein Pionier und Innovationstreiber bei dieser Technologie. Verglichen mit dem herkömmlichen Hairpin-Verfahren ist die Anzahl der Schweißpunkte bei der Flachdraht-Wellenwicklung enorm reduziert, denn der Draht wird hier zu einer kontinuierlich gewickelten Matte verarbeitet. Daraus resultieren mehr Motor-Leistung wegen der kompakten Wicklungen sowie geringere elektrische Verluste wegen der reduzierten Schweißpunkte. Zudem sind so gefertigte E-Motoren zuverlässiger, denn die Schweißpunkte gehören zu den häufigsten Ausfallquellen.

Individuelle Drehverbindungen mit Drahtwälzlagern

Um die Statoren zu wickeln, müssen die flachen Kupferdrähte synchron zueinander in mehreren Achsen geführt werden. Es versteht sich von selbst, dass die Drähte dabei nicht beschädigt werden dürfen. Für diese Aufgabe nutzt Schaeffler Elmotec Statomat in einer Wickelmaschine zwölf Drehverbindungen von Franke – in neun verschiedenen Ausführungen. In den Drehverbindungen sitzen die von Franke bekannten Drahtwälzlager. Die zwölf Drehverbindungen liegen in einer Flucht und werden linear zueinander verfahren. „Weil wir die Drehverbindungen als komplette Komponenten von Franke erhalten, vermeiden wir Summenfehler bei den Toleranzen“, erläutert Dominik Knopp, Projektleiter bei Schaeffler Elmotec Statomat. Franke hilft so mit, die engen Toleranz-Vorgaben einzuhalten.

Wälzlager

Vorteile von Drahtwälzlagern in Schwerlastbereich übertragen

Die Drahtwälzlager-Technologie von Franke erlaubt es, das Wälzlager und die umschließende Konstruktion sehr frei zu gestalten und zum Beispiel die Lager-Durchmesser individuell zu bestimmen. „Wir Konstrukteure hatten so einen großen Spielraum, die Anlage genau nach unseren Entwicklungszielen auszulegen“, lobt Konstrukteur Kai-Uwe Pahl. Ein weiterer Vorteil der Franke-Drahtwälzlager ist deren Kompaktheit und große Mittenfreiheit. „Mit den Franke-Drehverbindungen war es möglich, genügend Raum zum Wickeln zu gewährleisten, ohne dadurch die Dimensionen der gesamten Maschine zu sprengen. Wichtig ist hier auch der Gewichtsaspekt: Durch den Werkstoff Aluminium bei den Lagergehäusen reduzieren wir die bewegte Masse, was wiederum der Präzision zugutekommt“, führt Kai-Uwe Pahl aus.

Regelmäßige offene Abstimmungen

Um die Drehverbindungen optimal an die Anforderungen anzupassen und neuen Erkenntnissen im Entwicklungsprozess Rechnung zu tragen, war eine enge Abstimmung zwischen Schaeffler Elmotec Statomat und Franke notwendig. „Wir haben uns regelmäßig zum Stand der Dinge besprochen und alle relevanten Akteure waren dabei“, sagt die kaufmännische Franke-Beraterin Heike Faustmann. Dabei sei sehr offen und transparent über alle Aufgaben und Herausforderungen gesprochen worden. Die offene Kommunikation habe geholfen, gegenseitiges Vertrauen und Verständnis aufzubauen.

Schnelle und flexible Reaktionen

Franke-Kundenbetreuer und erster Kundenkontakt Michael Bärstecher weist darauf hin, dass bei diesem anspruchsvollen Projekt das volle Leistungsvermögen von Franke gefordert war. Umso zufriedener sind die am Projekt beteiligten Mitarbeiter und Mitarbeiterinnen, die Aufgabe erfolgreich zur Zufriedenheit des Kunden gemeistert zu haben. Dominik Knopp von Schaeffler Elmotec Statomat bestätigt: „Wir haben für alle Themen direkte Ansprechpartner bei Franke. Auf unsere Wünsche und Fragen haben wir immer schnell fundierte Antworten bekommen. Auch bei kurzfristigen Änderungen im Projektverlauf war Franke ein verständnisvoller Partner und hat schnell und flexibel darauf reagiert.“

Lineartechnik

Wie Linearführungen zur Flachglasbearbeitung beitragen

* Christoph Robisch ist freier Fachjournalist.

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