Numerische Berechnung des mehrstufigen Rotationszugbiegeprozesses von Flachpaketstatoren für elektrische Maschinen

Abstract

Die vorliegende Publikation enthält eine Zusammenfassung bisher durchgeführter numerischer und experimenteller Untersuchungen zum Flachpaketbiegeverfahren, welches zur Herstellung von hocheffizienten Statoren für elektrische Maschinen verwendet wird. Die Untersuchungen entstanden in einer Kooperation zwischen dem Institut für Umformtechnik der Universität Stuttgart und der SEG Automotive Germany GmbH. Basierend auf den Ergebnissen vorheriger Arbeiten zur Modellierung des Flachpaketbiegeprozesses werden hier weiterentwickelte Optimierungsrechnungen gezeigt, die im realen Fertigungsbetrieb validiert und anschließend aufgrund der erheblichen Reduktion der bis dato erreichten Rundheitsabweichungen in der laufenden Produktion übernommen wurden. Die vier Variablen des hier vorgestellten mathematischen Optimierungsproblems sind die Vorspannkräfte, die in jeder der vier aufeinanderfolgenden Biegeoperationen eingestellt werden können. Das Zusammenführen von vier Residualkurven mit den korrespondierenden Ergebniswerten ergibt einen mathematisch berechneten Statorprofilschnitt, dessen Rundheitsabweichungen durch Variieren der vier Variablen minimiert wird. Das Einstellen der ermittelten Vorspannkraft pro Biegestation führte einerseits zu einer Bestätigung des Rechenmodells und andererseits zu einer Senkung der Rundheitsabweichungen von bis zu 25 %.