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Ein ersteigbarer elektrischer Antrieb für Busse und LKWas

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Allzweckmodul für kleine Autos zu den Bussen

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Die Zukunft gehört Elektromotoren, und Handelsträger sind keine Ausnahme. Bis jetzt jedoch haben viele Versuche, Elektromotoren für Handelsträger zu entwickeln in dem Prototypstadium festgeklemmt oder sind extrem teuer: Normalerweise elektrische Modelle kosteten zwischen zwei und dreimal soviel wie ihre herkömmlichen Äquivalente. Der Grund für dieses ist der Mangel an verwendbaren Technologien für Reihenproduktion. Dieses ist, wohin ESKAM hereinkommt. Kurz für elektrisches, ersteigbares Wellen-Modul, wird das Projekt durch das deutsche BundesErziehungsministerium und die Forschung (BMBF) gefördert.

Insgesamt elf Partner, einschließlich das Fraunhofer Institut für Werkzeugmaschinen und Formungs-Technologie IWU in Chemnitz, entwickeln ein Wellenmodul für Handelsträger und bestehen einem Motor, einem Getriebe und aus einer Energienelektronik. Alles passt ordentlich und kompakt in ein geteiltes Gehäuse, das in den jeweiligen Träger unter Verwendung eines speziellen Rahmenaufbaus gepasst wird, der auch von den Projektwissenschaftlern entwickelt wird.

Das Wellenmodul stellt zahlreiche Vorteile dar. Z.B. hat es eine Leistungsdichte und eine sehr hohe Drehkraft. Für Fahrer bedeutet dieses sehr schnelle Beschleunigung. Während die Geschwindigkeit der meisten Elektromotoren ungefähr 10.000 bis 15.000 U/min ist, erzielt der ESKAM Motor Geschwindigkeiten von 20.000 U/min. Vor „als wir auf dem Projekt drei Jahren begannen, waren wir die einzigen, die solche großen Geschwindigkeiten erhalten konnten,“ zurückrufen Dr. Hans Bräunlich, Projektleiter an IWU. „Mittlerweile, haben andere ähnlich große Geschwindigkeiten versucht. Aber unser Vorsprung, wenn er Entwicklungserfahrung ansammelte, hat uns einen technologischen Rand gegeben, den wir beabsichtigen, weiter zu verlängern.“

Kosteneffektive Herstellung durch Reihenproduktionstechnologien

Jedoch betrifft der Hauptvorteil einen anderen Aspekt völlig: Sowie das Entwerfen des Wellenmoduls, entwickelten die Projektforscher und -entwickler gleichzeitig die erforderlichen Reihenproduktionstechnologien. IWU hatte die Hauptrolle in dieser Arbeit, sowie seiend das technologische Blei für das Gesamtprojekt. „Dank das erfinderische Konzept, dort ist große Flexibilität, wenn sie die Module herstellen - für kleine Quantitäten und große Reihen gleich,“ sagt Bräunlich. Holt Reihe Produktion ökonomische Vorteile, mit Verkleinerungen in den Produktionskosten von bis 20 Prozent, entsprechend Bräunlich.

Lassen Sie uns das Getriebe nehmen, das Teil des Wellenmoduls als Beispiel darstellt. Es besteht Wellen und aus gezahnten Rädern. Normalerweise sind Wellen wie diese von den teuren Zylindern oder mittels der Tiefloch Bohrung hergestellt. In beiden Fällen ist das überschüssige Material unbenutzt. Durch Kontrast haben Forscher an IWU die neuen, kurzen Prozessketten zusammen mit Methoden gewählt, die größere materielle Leistungsfähigkeit erlauben. Eine solche Methode ist Drehbeschleunigungstrangpresßling, der durch IWU entwickelt wurde. Obgleich sie auch einen Block des Materials benutzt, hier ist der freie Raum kürzer als die fertige Welle.

„Zu helfen, den Prozess sichtbar zu machen, denken Sie an Tonwaren,“ erklärt Bräunlich. „Das Material wird während des formenprozesses - verdrängt und betätigt außerhalb in einer Längsrichtung. Dieses erlaubt uns, das praktisch ganzes Material, reduziert materielle Kosten durch ungefähr 30 Prozent und verringert das Gesamtgewicht der Bestandteile zu benutzen.“ Bis jetzt hat es nur ad hoc zuerstansätze für diese Methode gegeben. Jetzt haben die Wissenschaftler die Technologie für Reihenproduktion passen lassen. Die gezahnten Räder werden auch unter Verwendung eines anderen Prozesses hergestellt. Anstatt, sie vom Material zu prägen hergestellt, werden sie jetzt unter Verwendung eines speziellen bildenprozesses, der Zahnradrollen genannt wird, das auch an IWU entwickelt wurde. Diese Methode produziert keine Metallspäne, und effektiv ist kein Material verloren.

Allzweckmodul, von den kleinen Autos zu den Bussen

Die Flexibilität des Wellenmoduls wird nicht auf Losumfang auch nicht begrenzt, aber verlängert auch auf Geometrie. „Weil das Modul ersteigbar ist, können wir es in alles von den kleinen Packwagen benutzen und städtische Träger zu den Bussen und zu den LKWas,“ sagt Bräunlich. Mit einem Radnabenmotor würde das nicht möglich sein. Während Radnabenmotoren definitive Vorteile haben - wie ein breiteres Lenkungswinkel und ein größeres Reaktionsvermögen - sie sind nicht für Handelsträger verwendbar, da sie kaum mehr als 2.000 U/min liefern. Da jedes Rad auch seine eigene Energienelektronik erfordert, sind Kosten höher. „Beide entwickelten Versionen haben ihr eigenes freies raison d'être und sollten für eine geplante Trägerart spezifisch gewählt werden,“ sagt Bräunlich.

Die Einzelmodule, die von den verschiedenen Partnern entwickelt werden, sind fertig und bereit zu gehen, wie die Produktionstechniken. Im Folgenden Stadium fügt das Konsortium jetzt die Einzelteile zusammen, um ein Demonstrationsmodell zu bilden. Nach diesem möchten sie das Wellenmodul in ein reales Auto für die Prüfung Ende 2015 passen.