Ganzheitliche MIND-Härtesysteme von eldec garantieren bei der Verarbeitung von Zahnrädern oder Rotorwellen ein absolut einheitliches Härtebild.

Ganzheitliche MIND-Härtesysteme von eldec garantieren bei der Verarbeitung von Zahnrädern oder Rotorwellen ein absolut einheitliches Härtebild. - Bild: EMAG

Die Herstellung von zentralen Komponenten des Elektromotors rückt zunehmend in den Fokus von Produktionsplanern im Automobilbau. Der Grund: Wenn die Stückzahlen der Motoren ansteigen, müssen auch ihre zentralen Komponenten immer schneller, präziser und prozesssicherer entstehen. Bei vielen Anwendungsfällen werden die Induktionsspezialisten von EMAG eldec direkt mit eingebunden. Warum wird ihre Technologie immer wichtiger?

Induktionstechnologie für den Automobilbau

Beispiel Fügen einer Rotorwelle: Das äußere Blechpaket dieses zentralen Bauteils im Elektromotor wird zunächst auf eine spezifische Temperatur erwärmt. In der Folge weitet es sich und lässt sich mit geringer Kraft auf die Welle fügen. Beim Erkalten zieht es sich wieder zusammen und bildet mit der Welle eine kraftschlüssige, feste Verbindung. Auch für Werkstücke, auf die hohe Drehmomente und dynamische Belastungen wirken, ist diese Anwendung gut geeignet.

Eine ausführliche Beschreibung des Fügeverfahrens mit Infos zu möglichen Einsatzbereichen gibt es übrigens hier auf der EMAG Webseite.

Wie wichtig ist die Konfiguration?

Allerdings muss die eingesetzte Technologie grundsätzlich sehr individuell abstimmt werden. „Speziell die Erwärmung des Rotors wird dabei zur Herausforderung, denn das Bauteil darf in keiner Weise beschädigt werden oder sich Anlassfarben bilden. Auf eine präzise Temperatur kommt es also an. In vielen Fällen ist deshalb die Induktionstechnologie die erste Wahl, weil sich mit ihr die Erwärmung sehr genau steuern lässt“, erklärt Stefan Tzschupke von der EMAG-Tochter eldec mit Sitz in Dornstetten bei Freudenstadt.

Die süddeutschen Experten kennen die angesprochene Technologie sehr genau: Seit mehr als 30 Jahren entwickeln sie hochwertige und robuste Generatoren als Energiequellen für das Induktionserwärmen – wie umfangreich die Anwendungsmöglichkeiten dieser Technologie tatsächlich sind, zeigt eldec mit zahlreichen Beispielen auf seiner Webseite.

Im Fall der Rotorwelle kommt dabei zum Beispiel der eldec Generator ECO LINE mit einer Generatorleistung von 70 kW zum Einsatz. Das Gerät wird weitgehend individuell konfiguriert. Anschließend ist auch das auftretende elektromagnetische Feld in seiner Frequenz, Leistung und Feldcharakterisierung individuell an das Werkstück angepasst. Es entsteht eine Erwärmung von 180 bis 220 Grad Celcius. Darüber hinaus profitieren Anwender grundsätzlich von einem enormen Prozesstempo.  

Induktives Härten im Produktionsfluss

Dass die Bedeutung der Induktion im Automobilbau allgemein zunimmt, zeigt sich auch beim Härten. Traditionell kommen hier sehr zeit- und energieintensive Verfahren zum Einsatz. So werden etwa beim Einsatzhärten die Bauteile stundenlang in einem Ofen erhitzt – anders beim Einsatz von Induktionstechnologie:

Hier kann das Härten von Zahnrädern oder Rotorwellen zu einem integralen Bestandteil von Produktionslinien werden (Stand-alone-Lösungen sind natürlich auch möglich). Hierfür entwickeln die Spezialisten von eldec die sogenannten MIND-Härtemaschinen mit den Hauptkomponenten Grundmaschine, Energiequelle, Induktor, Kühlmittelsystem und Automation. Die induktive Aufheizung erfolgt ausschließlich im gewünschten Härtebereich und dauert je nach Bauteil zwischen Zehntel-Sekunden und wenigen Sekunden.

„Entscheidend ist dabei, dass wir die MIND-Maschine je nach Werkstückabmessung und gewünschtem Härtebild modular konstruieren“, sagt Andreas Endmann, Bereichsleiter Technologievertrieb Härtesysteme.

Wie schnell das induktive Härten tatsächlich abläuft, zeigt eindrücklich dieser Film!

Zahlreiche induktive Anwendungen in der Elektroauto-Produktion

Es gibt zahlreiche weitere Anwendungsmöglichkeiten der Induktionstechnologie in der Elektroauto-Produktion – vom Erwärmen eines Motorgehäuses zum Fügen des Stators bis zum induktiven Vorwärmen zum Schweißen von unterschiedlichen Bauteilen.

„Wir beobachten im Moment, dass die Anfragen aus dem Bereich der Elektroauto-Produktion deutlich zunehmen“, betont Tzschupke abschließend. „Der Erfolg basiert dabei auf den Grundeigenschaften unserer Technologie: Sie ist energieeffizient, präzise und prozesssicher. Für den anspruchsvollen Elektromotorenbau sind das entscheidende Kriterien.“

Synchrone Drehstrom-Motoren im Fokus

Das Grundprinzip eines Elektromotors ist schnell erklärt: In seinem Inneren befindet sich der bewegliche Rotor und der unbewegliche Stator. Beide Komponenten weisen (bei Stromfluss) unterschiedliche Magnetfelder auf. Die dabei auftretenden magnetischen Abstoßungskräfte sorgen für die Bewegung des Rotors und somit auch für die Bewegung des Motors. Aktuell kommen im Auto zumeist sogenannte synchrone Drehstrom-Motoren zum Einsatz, bei denen die Frequenzen des drehenden Rotors und des Magnetfeldes identisch sind.

Mehr dazu lesen Sie hier!