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Hybrid-motoren: als Entwicklungs-partner mit an Bord

Bei der Produktion von Antriebswellen für Hybridmotoren zeigt die Felss-Gruppe ihre Kompetenz in einem der wichtigsten Zukunftsthemen im Automobilbau.

Neue Technologien bringen neue Herausforderungen für die Konstrukteure mit sich. Antriebswellen für Hybridmotoren sind dafür ein schönes Beispiel. Ihre gesamte Geometrie ist zumeist sehr komplex. Wie lässt sich ein solches Bauteil hochgenau und in großen Stückzahlen produzieren? Die Umform- und Rohrspezialisten der Felss-Gruppe entwickeln passende Lösungen nicht nur im Bereich der Produktionsplanung. In Versuchen und enger Absprache mit dem Kunden wird die Konstruktion des Bauteils selbst immer weiter optimiert.

Wie muss eine Antriebswelle für Hybridmotoren aussehen, damit besonders effiziente Prozesse bei ihrer Herstellung möglich sind? Diese Frage stand am Anfang der Prozessentwicklung und Bemusterung des neuen Bauteils bei Felss Rotaform Deutschland, einer der Komponentenfertiger innerhalb der Felss-Gruppe. Nach den ursprünglichen Konstruktionsplänen eines Kunden sollte eine Steckverzahnung auf einen massiven Stangenrohling aufgepresst werden. Mit Blick auf die Prozesssicherheit und Effizienz des Verfahrens waren die Umformspezialisten allerdings skeptisch, wie Erhard Sepp, Vertriebsleiter bei Felss Rotaform, bestätigt: „Die Verzahnung sollte über die gesamte Oberfläche des massiven Bauteils reichen. So etwas hatten wir zuvor noch nicht versucht. Die Maßhaltigkeit hätte sich bei dieser Größe nur schwer sicherstellen lassen“, erklärt Sepp.

Gesamtverantwortung bei Felss Rotaform

In der Folge entwickelten Felss Rotaform- und Felss-Konstrukteure gemeinsam mit den Ingenieuren des Kunden eine veränderte Antriebswelle, die sich aus einem Rohr herstellen lässt und wesentlich effizientere und materialsparende Produktionsverfahren ermöglicht. An ihrer Außenseite befindet sich keine Steckverzahnung mehr, sondern eine Lamellenoberfläche für die Kraftübertragung. Zusammen mit einer kleinen Außenverzahnung wird diese Geometrie während verschiedener Rundknet- und Axialformprozesse aufgebracht.

Weitere Produktionsschritte wie Drehen, Härten und Schleifen sind im Gesamtablauf integriert. „Die spanenden Verfahren werden bei einem Felss Rotaform-Partner durchgeführt. Wir sind aber für die gesamte Produktion verantwortlich und garantieren die hochgenaue und effiziente Herstellung der Hybridwelle“, so Eckhard Morlock, technischer Felss Rotaform-Geschäftsführer. Insgesamt dauerte die Entwicklungsphase der „neuen“ Hybridwelle bei Felss Rotaform und Felss nur rund fünf Monate. Bei ähnlichen Bauteilen dauert er oft doppelt so lange.

Gewicht des Bauteils verringert

Die Herstellung der Welle aus Rohr im Rundknetverfahren ist nicht nur hochgenau und schnell. Zugleich verringert sich das Gewicht des Bauteils entscheidend – gerade bei Elektrofahrzeugen ein wichtiger Faktor. Mit jedem Kilo weniger steigt die Reichweite der Fahrzeuge mit ihren verhältnismäßig schweren Akkumulatoren an.

Die Felss Rotaform-Verantwortlichen räumen dem neu entwickelten Produktionsverfahren – das Rundkneten, Axialformen und spanende Bearbeitungsverfahren intelligent verkettet – auch deshalb große Chancen für die Zukunft ein. „Wir stellen zum Beispiel gerade in sehr kleinen Stückzahlen eine andere Antriebswelle für das neue Elektrofahrzeug eines deutschen Automobilunternehmens her – ein Anstieg der Produktionszahlen bei ansteigendem Erfolg der Hybridtechnologie im Automobilbau natürlich nicht ausgeschlossen“, bestätigt Morlock diese Einschätzung.

Felss als Konstruktionspartner

Gerade wenn es um komplexe Bauteile geht, versteht sich der Maschinenbauer Felss als ein Entwicklungspartner, der im besten Fall schon bei der Konstruktion und Auslegung der Bauteile „mit im Boot“ sitzt. Felss-Geschäftsführer Winfried Richter kann diese Philosophie anhand von Hybridantriebswellen begründen: „Das Bauteil ist nicht nur komplex geformt. Es muss natürlich auch die Drehmomente des Motors aushalten und über eine dementsprechende Wandstärke verfügen. Viele Konstrukteure kämen bei ihrer Zeichnung nie auf die Idee, dass eine solche Form aus nur einem Rohr heraus entstehen kann. Wahrscheinlich würden viele sogar versuchen, den Innenraum hohl zu bohren – eine unnötige Materialverschwendung. Wir gehen mit unseren Kunden von Anfang an einen anderen Weg.“