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Wilken Wößner, M.Sc.

Research Associate
department: Machines, Equipment and Process Automation
office hours: to be agreed
room: 132, Geb. 50.36
phone: +49 1523 9502631
Wilken WoessnerXqs0∂kit edu

76131 Karlsruhe
Kaiserstraße 12


Wilken Wößner, M.Sc.

Area of Research:

  • Electric machine manufacturing

 

Projects:

 

Test benches:

 

Curriculum Vitae:

since 10/2017 Research Associate at the Institute of Production Science (wbk) at Karlsruhe Institute of Technology (KIT)
10/2015 - 09/2017 Study of Mechanical Engineering (M.Sc.) at Karlsruhe Institute of Technology (KIT)
10/2011 - 09/2015 Study of Mechanical Engineering (B.Sc.) at Karlsruhe Institute of Technology (KIT)

 

Publications

[ 1 ] Wößner, W.; Stoll, J. .; Oliveira Flammer, M.; Wurster, P.; Peter, M. & Fleischer, J. (2018), "Intelligent Rotor Assembly Enabling Positive Balancing Concepts for High-Performance Permanent Magnet Rotors". 2018 8th International Electric Drives Production Conference (EDPC), eds. IEEE, pp. 207-212.
Abstract:
The increasing electrification of vehicles poses new challenges to the automotive industry. Especially in highperformance applications, the drive system is designed for high rotational speeds, best dynamic behaviour and optimal power-to-weight ratio. However, most rotor designs for drivetrain application are commonly designed for negative balancing. In that case, balancing discs are used to enable the subtraction of a small amount of mass, thus balancing the rotor. The excessive mass of the balancing discs must cover all production deviations and leads to massive balancing discs with a weight ratio of up to 10 % for the overall rotor system. In order to reduce the weight and the installation space for permanent magnet rotors, this article presents an approach that allows to avoid excessive masses by using a rotor components arrangement with minimized unbalance followed by a positive balancing process. In preliminary investigations, the initial rotor unbalance occurring in a state-of-the-art assembly process was therefore significantly reduced by using an optimized selective assembly. Based on researched state-of-the-art positive balancing concepts, new positive balancing concepts are systematically developed, tested and evaluated for applicability in high-performing motors. It shows that the required balancing quality in high-performance applications (usually
[ 2 ] Wirth, F.; Hausmann, L.; Halwas, M.; Hofmann, J.; Mayer, D.; Wößner, W. & Fleischer, J. (2019), "Optimierte Fertigung elektrischer Traktionsmotoren durch Technologien der Industrie 4.0". Future Mobility: automatisiert - vernetzt - elektrisch, eds. Technische Akademie Esslingen e.V., pp. 1-14.
Abstract:
Striktere Emissionsvorgaben der Europäischen Union sowie die Endlichkeit fossiler Energieträger werden in der kommenden Dekade zu einem steigenden Absatz elektrifizierter Antriebsstränge führen. Damit die wachsende Nachfrage nach leistungsfähigen Traktionsmotoren sowie die hohen Anforderungen bezüglich Stückzahl und Qualität erfüllt werden können, müssen die innovativen aber vielmals noch unreifen Fertigungsprozesse für den industriellen Einsatz befähigt werden. Die Integration neuartiger Technologien der Industrie 4.0 in die Produktionskette stellt einen vielversprechenden Ansatz zur Lösung dieser Probleme dar. Durch eine digitale Prozessabsicherung können Wickelverfahren vor deren hardwareseitiger Erprobung bewertet und optimiert sowie Inbetriebnahmezeiten verkürzt werden. Zudem gestattet der digitale Zwilling sowohl eine prädiktive Prozesssteuerung als auch die isolierte Betrachtung von Einflussgrößen und darauf basierende Ableitung von Regelungsstrategien. Methoden des maschinellen Lernens und intelligente Algorithmen ermöglichen die Bewertung bislang unbekannter, produktseitiger Merkmale, wie den Lagenaufbau von Leitern in den Nuten von Blechpaketen, sowie die Einhaltung enger Qualitätsvorgaben durch angepasste Montagestrategien.

[ 3 ] Hofmann, J.; Halwas, M.; Weinmann, H.; Wößner, W.; Schäfer, J.; Hausmann, L.; Wirth, F.; Storz, T. & Schild, L. (2019), "Transformationshub Elektromobilität in Baden-Württemberg" in Auf dem Weg zur Elektromobilität – Wettbewerbsfaktor Produktionstechnik , eds. Fleischer, J.; Lanza, G.; Schulze, V. & , ., Shaker, Berlin, pp. 1-29. ISBN/ISSN: 978-3-8440-6953-2
Abstract:
Die Automobilindustrie steckt in einem Transformationsprozess un-geahnten Ausmaßes und Ausgangs. Ob durch striktere europäische Abgasgrenzwerte, den Zwang lokaler Emissionsfreiheit oder den Druck des chinesischen Marktes beim Kampf um eine neue Vorherrschaftsrolle - die Gründe deutscher Automobilisten zur Elektrifizierung sind vielschichtig und die Folgen kaum abschätzbar. Die Frage, ob neue Antriebstechnologien in den Markt eingeführt wer-den, stellt sich mittlerweile kein Automobilhersteller mehr, stattdessen verbleibt die Frage nach dem „wie“. Mit der diesjährigen wbk Herbsttagung „Auf dem Weg zur Elektromobilität – Wettbewerbsfaktor Produktionstechnik“ wollen wir die vorhandenen Chancen im Bereich der Produktionstechnik für die Elektromobilität aufzeigen und einen Beitrag dazu leisten, dass diese auch genutzt werden. Hochkarätige Impulsvorträge aus Industrie und Forschung schaffen die Diskussionsbasis für einen Informationsaustausch zur Elektromobilität. Die wbk-Herbsttagung bietet dabei eine Plattform für den Dialog zwischen Politik, Anwendern, Produzenten, Anlagenbauern sowie dem wbk als Forschungspartner vor Ort.

[ 4 ] Wößner, W.; Peter, M.; Hofmann, J. & Fleischer, J. (2019), "Model-based assembly optimization for unbalance-minimized production automation of electric motors". Advances in Production Research, eds. Schmitt, R. & Schuh, G., pp. 551-562.
Abstract:
Existing electric motors of higher power are optimized for driving stationary systems and are therefore generally too heavy, too large and too expensive for use in vehicles. New production processes are needed to ensure the cost efficient production of light-weight electric drives. This article presents an approach to reduce the rotor mass of permanently excited synchronous motors (PSM) by using a model-based optimized assembly procedure for rotor components. It aims to create savings in weight and winnings in dynamics by omitting the use of balancing discs that are usually needed to store mass for a costly balancing process. Investigations on two separate rotor designs are carried out to analyse whether the required balancing grade can be reached through an optimized assembly of the rotor components. For the first rotor design, an analysis of the unbalance state of all main rotor components (shaft, rotor discs and magnets) was carried out in order to validate the prediction of the resulting unbalance of the complete rotor. Improvement measures regarding the description of measuring and assembly deviations are listed and put into practice for the preparation of new investigations with a rotor design that sets higher demands to the desired residual rotor unbalance.