Fertigung von Statoren mit Hairpin-Technologie

Die baden-württembergische Landesregierung fördert das Forschungsvorhaben „Anlagenentwicklung für Fertigung von Statoren mit Hairpin-Technologie – AnStaHa“ mit rund 1,2 Millionen Euro (Pressemeldung). Das wbk und die Fraunhofer Projektgruppe Neue Antriebssysteme (NAS) in Karlsruhe entwickeln im Projekt Anlagen zur serien- und typenflexiblen Fertigung von Traktionsmotoren. Damit ermöglichen sie mittelständischen Unternehmen, zügig in innovative Technologien einzusteigen und zukunftsfähig zu bleiben.

Traktionsmotoren essentieller Bestandteil elektrischer Fahrzeuge

Im elektrischen Antriebsstrang bei Hybrid-, Brennstoffzellen- und Elektrofahrzeugen besitzt der Elektromotor zentrale Bedeutung. Dessen feststehender, magnetisch wirkender Teil, der Stator, erfordert einen besonders hohen Produktionsaufwand. Kernkomponente ist die Wicklung der Spule aus elektrischen Leitern, für die sich verschiedene Methoden etabliert haben. Die sogenannte Hairpin-Technologie, bei der die einzelnen Segmente wie Haarnadeln geformt sind, wird den Großserienanforderungen der Automobilindustrie besonders gut gerecht. „Hairpins ermöglichen es, einen Stator für einen Elektromotor in Taktzeiten wie bei einem Verbrennungsmotor herzustellen“, erklärt Professor Jürgen Fleischer, Leiter des Bereichs Maschinen, Anlagen und Prozessautomatisierung am wbk Institut für Produktionstechnik des KIT. „Im Unterschied zu der herkömmlich eingesetzten Einziehtechnik sind bei der Hairpin-Technologie allerdings keine manuellen Prozessschritte mehr erforderlich“, ergänzt Janna Hofmann vom wbk. „Daher ist diese Technologie besonders interessant für die Erstausrüster der Automobilindustrie.“ Allen derzeitigen Elektromotorkonzepten gemein ist allerdings, dass die notwendige Produktionstechnik für höhere Stückzahlen noch nicht ausgereift ist.

Hairpin-Technologie bietet großes Potenzial

Nach dem aktuellen Stand der Forschung besitzt die Hairpin-Technologie das größte Potenzial, um die Produktion von Elektromotoren für Autos in den kommenden Jahren serien- und typenflexibel zu gestalten. Die Karlsruher Forscher entwickeln im Projekt „AnStaHa“ ein fundiertes Prozesswissen und innovative Anlagen, die sich an den Bedürfnissen mittelständischer Zulieferer orientieren.

Entwicklung flexibler Fertigungsanlagen

Im Rahmen der ersten Phase von AnStaHa wurden seit Projektstart im vergangenen Herbst manuelle Vorrichtungen für das Formen von Isolationspapier, das Biegen von Hairpins sowie das Einführen dieser in Statoren entwickelt. Darüber hinaus werden derzeit die dem Biegen vorgelagerten Prozesse “Richten” und “Abisolieren” betrachtet.

Projekte

BaWü AnStaHa

Ansprechpartner

Felix Wirth

Standort