Kasseler Forscher entwickeln mit VW neue Herstellungsverfahren für Elektromotoren

Versuche im Labor: Sascha Mechtold, wissenschaftliche Hilfskraft (links), und Diplom-Ingenieur Holger Thiede tragen einen Klebstoff gleichmäßig auf eine Metallplatte auf. Wenn die milchige Flüssigkeit aushärtet, wird sie transparent. Foto: Dilling

Kassel. Elektromobilen soll die Zukunft gehören. Doch wenn neue Modelle auf dem Massenmarkt bestehen wollen, müssen sie leistungsfähiger und preisgünstiger, ihre Serienproduktion schneller und flexibler werden.

Das gilt vor allem für das Kernstück künftiger Elektroautos, die Antriebe. Forscher der Universität Kassel arbeiten an einem neuartigen Klebverfahren, das die Produktion der Motoren beschleunigen könnte. In dem vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit 4,1 Millionen Euro geförderten und bis Herbst 2015 laufenden Projekt arbeiten unter der Federführung des Volkswagenwerks Baunatal sieben Partner aus Forschung und Industrie an der Optimierung der Serienfertigung von Auto-Elektromotoren.

Mitarbeiter des Fachgebiets Trennende und Fügende Fertigungsverfahren der Uni Kassel beschäftigen sich dabei mit dem Herzstück des Elektromotors: Der besteht aus einem feststehenden Teil (dem Stator) und einem bewegten Teil (dem Rotor). Beide Komponenten werden aus mehreren Hundert, jeweils weniger als einen halben Millimeter dünnen Elektroblechen gestanzt und zu sogenannten Paketen gestapelt.

Je dichter, desto stärker

Je dichter der Stapel gepackt wird, desto leistungsfähiger ist der Motor. Die bisherigen Produktionsmethoden dafür haben jedoch Nachteile: Beim Stanzpaketieren werden die Bleche mechanisch verklammert. Das schränkt aber die geometrische Formgebung der Bleche ein. „Das Design ist jedoch wichtig für Wirkungsgrad und maßgeschneiderte Einsatzzwecke“, sagt Holger Thiede, Projektleiter und Diplom-Ingenieur an dem von Professor Dr. Ing. Stefan Böhm geleiteten Fachgebiet.

Beim sogenannten Backlack-Verfahren werden die Bleche verklebt und dann im Ofen „verbacken“. Diese Methode eignet sich wegen der langen Aushärtezeit des Klebers von zwei Stunden schlecht für die Massenproduktion. Die Kasseler Forscher wollen den Prozess des Aushärtens deutlich, in den Bereich von wenigen Minuten, beschleunigen.

Dazu experimentieren sie mit bis zu 20 verschiedenen Klebstoffen und versuchen, diese durch Beimischung von Zusatzstoffen zu optimieren. Ein wichtiger Faktor bei den Versuchen ist die Temperatur, die während des Kleb- und Stanzvorgangs das Aushärten beschleunigen soll. „Unsere Vorversuche im Labor waren vielversprechend. Jetzt sind wir auf die ersten Ergebnisse in realen Stanzwerkzeugen gespannt“, sagt Thiede.

Am Ende Praxistest bei VW

Die Partner der Kasseler Uni entwickeln parallel dazu neue Stanzwerkzeuge, Pressen und Isolierverfahren. Außerdem sollen die sogenannten Elektrobänder, aus denen die Rotor- und Statorstapel gestanzt werden, verbessert werden. Am Ende des Projekts wird das neue Produktionsverfahren im Volkswagenwerk auf seine Praxistauglichkeit getestet.

Von Peter Dilling

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