Hohe Leistung in kleinem Bauraum

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OSWALD Elektromotoren GmbH

FAULHABER Antriebssysteme

AXA Entwicklungs- und Maschinenbau GmbH

GMN Paul Müller GmbH & Co. KG

Optimierte, kundenspezifische Motoren

„Auf welche Werte wir optimieren, hängt natürlich von der individuellen Situation des Kunden ab“, präzisiert der Technikleiter. „Mal steht die Leistungsdichte im Vordergrund, mal die Präzision oder die maximale Drehzahl. Und das typischerweise im Rahmen einer Mehrgrößenoptimierung, bei der zusätzlich ein ideales Verhältnis von Torque per Ampere an den oft angefahrenen Betriebspunkten und eine möglichst hohe Spannungsgüte gefordert sind. Außerdem sind von uns entwickelte Antriebe standardmäßig rastmomentoptimiert.“

Ermittelt wird der Kundenbedarf entlang eines ausführlichen Fragenkatalogs. Neben naheliegenden Faktoren wie Einbaumaßen und Leistungswerten umfasst dieser noch viele weitere Punkte: beispielsweise, welche Anbauteile gegebenenfalls später integriert werden sollen und wie sich Umgebungsbedingungen wie Temperatur, Chemikalien und Schmutz verhalten. Zusätzlich bestimmt der Auftraggeber die wichtigsten Optimierungsparameter. Auf dieser Basis starten die Konstrukteure ein mehrstufiges Rechenverfahren.

Rechenverfahren werden kombiniert

„Mit einem Variantenrechner, in dem viel eigenes Know-how steckt, erzeugen wir bis zu 800 Geometrievarianten. Aus ihnen filtern wir Schritt für Schritt die geeignetste heraus“, erzählt Schnüttgen. „Zuerst ermitteln wir über schnelle analytische Rechenmethoden eine Handvoll an Motorversionen, die nah an den gewünschten Optima liegen und sich somit besonders anbieten.“ Diese können anschließend genauer analysiert werden, um den besten Kandidaten zu bestimmen. Zuvor halten die Konstrukteure aber Rücksprache mit dem Kunden. Denn mit ersten Motorvorschlägen auf dem Tisch können sich beide Seiten deutlich konkreter über den Wunschantrieb unterhalten. Manchmal gewichtet der Auftraggeber die Optimierungsfaktoren danach anders oder er ergänzt seine Anforderungsliste. Solche Änderungen kann GMN zu diesem Zeitpunkt noch vergleichsweise rasch einfließen lassen.

Ist der Kunde mit der Vorauswahl zufrieden, folgen deutlich arbeitsintensivere Schritte. Mit aufwendigen FEM-Berechnungen ermitteln die Konstrukteure die bestmögliche Geometrie für den Anwendungszweck. Basis hierfür sind mehrere Softwareanwendungen, die GMN zu einer Eigenlösung weiterentwickelt hat. Mit ihrer Hilfe lassen sich Ergebnisse verknüpfen und prägnante Ansichten visualisieren, um dem Kunden Details der Motoren zu erläutern. Nachdem dieser sich für ein Modell entschieden hat, prüfen die Konstrukteure den Antrieb auf Herz und Nieren und arbeiten so lange daran, bis jede Kleinigkeit stimmt. Anschließend wird der Prototyp von GMN gefertigt und erprobt, bevor er seine Reise zum Kunden antritt.

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