Effiziente Komplettbearbeitung anspruchsvoller Komponenten für E-Antriebe

Mit einer integrierten Produktionslösung ermöglicht die DVS TECHNOLOGY GROUP die flexible, effiziente und besonders wirtschaftliche Fertigung von Getriebewellen für E-Fahrzeuge. Dafür haben die Bearbeitungsspezialisten und DVS-Tochterunternehmen WMZ Werkzeugmaschinenfabrik Ziegenhain, Buderus Schleiftechnik und Präwema Antriebstechnik ihre Kompetenzen gebündelt. Das Ergebnis: Getriebewellen von höchster Qualität, die um bis zu 40 Prozent günstiger sind als bei konventionellen Herstellungsverfahren.

Damit die Getriebe von E-Fahrzeugen bei allen Fahrbedingungen das gewünschte hohe Drehmoment entfalten können, ist eine sehr große Übersetzung notwendig, die hohe Drehzahlen bedingt. Um bei allen Geschwindigkeiten ausreichend Elastizität zur Verfügung zu haben und der Fahrer somit ohne Schaltunterbrechungen beschleunigen kann, muss der E-Antrieb bis zu 15.000 Umdrehungen in der Minute leisten – also rund das Dreifache eines typischen Verbrennungsmotors. Für die Antriebswelle bedeutet dies eine hohe Beanspruchung. Wir als Hersteller stehen daher vor neuen Herausforderungen, etwa durch deutlich geringere Form- und Lagetoleranzen sowie eine präzisere Fertigung.

Geringere Form- und Lagetoleranzen dienen ebenfalls dazu, Vibrationen von bewegten Komponenten zu vermeiden und so die Geräuschkulisse des Antriebssystems zu minimieren. Denn da der E-Motor nahezu lautlos arbeitet, fallen alle Geräuschemissionen deutlich stärker ins Gewicht als bei einem Benzin- oder Dieselmotor.

Eine weitere Herausforderung: der geringe Bauraum. Dieser wird in E-Fahrzeugen zurzeit noch von den Akkus benötigt. Die sogenannte E-Achse aus Elektromotor, Getriebe und Leistungselektronik muss daher besonders kompakt konstruiert sein. Für die Antriebswelle bedeutet dies, dass etwa bei der Verzahnungsherstellung nur ein äußerst geringer Werkzeugauslauf zur Verfügung steht.

Integrierte Produktionslösung für E-Wellen

Als Antwort auf diese sehr hohen Anforderungen haben wir als DVS TECHNOLOGY GROUP eine zukunftsweisende integrierte Produktionslösung für die Komplettbearbeitung von Monoblock-E-Wellen vom Roh- bis zum Fertigteil entwickelt. Diese ermöglicht eine höchst wirtschaftliche Fertigung dieser anspruchsvollen Antriebskomponenten.

Hierzu bündeln Pittler, Buderus Schleiftechnik sowie Präwema Antriebstechnik synergetisch ihre jeweiligen Spezialkompetenzen.

Weichbearbeitung durch Pittler

Am Anfang dieser Fertigungskette steht mit der Pttler V300 eine innovative multitechnologische Fertigungslösung, die vollautomatisch Dreh-, Fräs- und Bohroperationen sowie das Verzahnen im hochproduktiven Wälzschälverfahren vereint. Dadurch ist die vollständige Weichbearbeitung der Hohlwellen in nur zwei Aufspannungen auf einer Maschine möglich. Dies reduziert Rüst-, Transport- sowie Liegezeiten – und damit die Gesamtbearbeitungszeit. Darüber hinaus bedeutet die Bearbeitung auf nur einer Maschine niedrigere Investitionskosten sowie eine geringere Time-to-Production.

Die Pittler V300 ist ideal für hohe Stückzahlen. In ihrer Standardvariante ist diese Komplettbearbeitungslösung für eine Jahresproduktion von etwa 50.000 bis 100.000 Stück ausgelegt. „Bei höheren Stückzahlen können die Operationen auf zwei Maschinen aufgeteilt werden. Dann kommt das innovative Mittenantriebskonzept unserer Pittler Maschinen zum Zuge“, erklärt Dr. Udo Tüllmann, Geschäftsführer bei WMZ. Das Ergebnis: eine höchste Fertigungsgüte, bei der Umspannfehler kaum messbar sind. In äußerst geringer Taktzeit entsteht so auf der Pittler V300 in der Serienproduktion aus einem einfachen Sägeabschnitt eine mit über 150 komplexen Merkmalen kosten- und prozesseffizient gefertigte Hohlwelle. „Die sich anschließende Hartfeinbearbeitung kann dadurch mit optimal vorbearbeiteten Werkstücken erfolgen“, betont Dr. Udo Tüllmann.

Schleifen durch Buderus Schleiftechnik

Nach der Härtung der Welle folgt der erste Schritt der Hartfeinbearbeitung. Die hohe Kompetenz der Buderus Schleiftechnik bildet dabei die Grundlage, geringste Form- und Lagetoleranzen zu realisieren und damit die hohe Oberflächenqualität zu erreichen, welche von der Welle erwartet wird. Das Unternehmen bietet für die E-Welle mehrere höchst innovative Lösungen an, die je nach gewünschter Stückzahl und Spektrum der zu bearbeitenden Wellen eine wirtschaftlich und qualitativ optimale Produktion ermöglichen. Schwingungsdämpfende Maschinenbetten aus Granit gewährleisten dabei ein Höchstmaß dynamischer und thermischer Maschinenstabilität und sorgen für eine konstante Reproduzierbarkeit der gewünschten Fertigungsqualitäten.

Verzahnungshonen durch Präwema Antriebstechnik

Letztes Glied der DVS-Prozesskette auf dem Weg zur einbaufertigen Hohlwelle ist das Verzahnungshonen. Die DVS-Tochter Präwema hat in den vergangenen Jahren eine Technologie weiterentwickelt, die geringere Reibungsverluste beim Abwälzen der Verzahnung ermöglicht. Dieses „Powerhonen“ ist heute in weiten Teilen der internationalen Fahrzeugindustrie ein Standard. „Gehonte Verzahnungsflächen sind ein entscheidender Faktor für die Reduzierung der Geräuschentwicklung sowie den reduzierten Energieverbrauch von Elektrofahrzeugen“, unterstreicht Jörg Schieke, Geschäftsführer bei Präwema.

Wirtschaftlichkeit bei höchster Präzision

Durch die exakte Abstimmung aller Prozessschritte, ermöglicht die von der DVS TECHNOLOGY GROUP entwickelte integrierte Fertigungslösung die Produktion von hochwertigen Rotorwellen, die alle Ansprüche erfüllen, die Elektrofahrzeuge an ein Getriebe stellen. Die DVS Gruppe ermöglicht mit diesem Verfahren zudem eine höchst effiziente Fertigung bei gleichzeitig erheblicher Reduzierung der Stückkosten. Teilweise liegen die Kosten um bis zu 40 Prozent unter denen einer konventionellen Fertigung.

Möchten Sie mehr über Rotorwellen für Elektromotoren oder über die Unternehmen der DVS Group erfahren? Oder möchten Sie direkt mit uns Kontakt aufnehmen? Wir stehen gerne zu Ihrer Verfügung.