Fehlerfreie und effiziente Fertigung von E-Antrieben bei Grob
Nasenlänge voraus
Grob gehört zu den Vorreitern der Elektromobilität: Die Fertigungstechnik und Prozessexpertise des bayrischen Familienunternehmens sind bei über zwei Dritteln aller Anbieter von E-Autos im Einsatz. Diese Marktführerrolle hat sich Grob nicht nur durch Mut und Voraussicht verdient, sondern auch durch hohe Qualitätsansprüche. Mit seinem umfassenden Portfolio von Qualitätslösungen hilft Zeiss Grob dabei, diese Ansprüche zu verwirklichen und die Produktivität spürbar zu erhöhen.
Bild: Carl Zeiss Industrielle MesstechnikDie Elektrifizierung ist ein zentraler ökonomischer und ökologischer Erfolgsfaktor - gerade im Mobilitätssektor. Oft heißt es, Deutschland habe sich bei der Elektromobilität international abhängen lassen.
Bild: Carl Zeiss Industrielle Messtechnik
Stator: Herausforderung bei Fertigung & QS
In einem E-Motor dreht sich ein drehbarer Elektromagnet (Rotor) im Magnetfeld eines unbeweglichen Dauermagneten (Stator). Alles andere als simpel ist dagegen die Herstellung dieser Komponenten, gerade des Stators - auch wenn dieser 'nur' aus einem Blechstahl-Gehäuse, dem Blechpaket, und Induktionsspulen aus beschichtetem Kupfer besteht. Auch bei so einem simpel aufgebauten Bauteil bestehen heute jedoch hohe Leistungsanforderungen. Daher setzen Automobilhersteller bei ihren Statoren zunehmend auf Hairpin-Technologie, also Steckspulen, statt auf Wickeldraht-Spulen. Hairpin-Spulen haben zahlreiche Vorteile, darunter eine höhere Leistung des Motors bei zugleich weniger Gewicht. Sie lassen sich auch leichter und effizienter in Serie herstellen, ein wichtiger Aspekt angesichts der steigenden Nachfrage nach E-Autos.
"So vorteilhaft Hairpins als fertiges Produkt sind, so anspruchsvoll ist ihre Herstellung, gerade was das Biegen und Schweißen angeht", erklärt Georg Knoll. Der Schweißfachingenieur beaufsichtigt heute die Schweißprozesse bei Grob und leitet das Werkstatt-Prüflabor. "Deshalb müssen wir von Wareneingang bis zum fertig montierten Bauteil ständig prüfen: Wie ist das Biegeverhalten des Drahts, passt die Geometrie, sitzt die Isolationsschicht aus Papier zwischen Hairpins und Blechpaket, passen die Schweißstellen?" Denn unentdeckte Mängel können zu Leistungsverlust oder Funktionsunfähigkeit, schlimmstenfalls sogar zu fatalen Beschädigungen des ganzen Antriebs führen.
Bild: Carl Zeiss Industrielle MesstechnikQualitätslösungen für den kompletten Fertigungsprozess
"Unser Anspruch ist, dass wir unseren Kunden einen Top-Fertigungsprozess liefern, und an oberster Stelle steht für uns dabei kompromisslose Qualität", sagt Martin Negele. "Daher achten wir beim Produktionsprozess auch auf Qualitätssicherungslösungen, die jeden einzelnen Schritt sinnvoll absichern. Dadurch liefern wir unseren Kunden die Gewissheit über eine konsistent hohe Güte immer mit."
Ein entscheidender Fokus liegt dabei auf dem Kupferdraht, aus dem die Hairpins gebogen werden. Bei Wareneingang erfolgt zunächst ein Zugversuch, dann wird mithilfe einer metallografisch geschliffenen Probe ein Querschnitt des Drahts unter dem Mikroskop analysiert. Die visuelle Prüfung gibt Aufschluss über Homogenität und Auffälligkeiten an der Oberfläche, vor allem über den Zustand der Isolationsbeschichtungen sowie Aspekte wie die Dicke und Größe der Lackschicht, Maßhaltigkeit und Abweichungen gegenüber dem CAD-Modell. "Es ist essenziell für den Fertigungsprozess, dass wir sehen, wie sich der aufgerollte Draht verhält, wenn wir ihn abrollen, um ihn weiterzuverarbeiten, aber auch in Hinsicht auf das Rückbiegeverhalten", so Negele. "Nur mit diesen Erkenntnissen können wir gleichbleibend gute Ergebnisse garantieren."
Im nächsten Schritt wird der Draht zu Hairpins gebogen und das Ergebnis in einem Multi-Sensor-Koordinatenmessgerät taktil und optisch geprüft, um Maßhaltigkeit und Homogenität auch im Montage-bereiten Zustand zu gewährleisten. Sind die Hairpins im Blechpaket gefügt, folgen weitere Prüfschritte: Die geschweißten Enden der Hairpins werden mit einem Computertomographen geprüft. "Poren ab einer gewissen Größe oder Zahl müssen wir erkennen können, um unsere Prozesse entsprechend anzupassen", sagt Georg Knoll. Der montierte und geschweißte Stator wird anschließend nochmal taktil und optisch geprüft, um passende Abmessungen sicherzustellen und andere Fehler auszuschließen.
Bild: Carl Zeiss Industrielle Messtechnik30 Prozent höhere Produktivität dank Zeiss
Ein Blick in den Messraum offenbart eine klare Markenpräferenz bei der Qualitätssicherungs-Technik: Ein Gerät von Zeiss steht neben dem nächsten. Als Koordinatenmessgeräte setzt Grob auf Zeiss Prismo - eines der präzisesten seiner Art. Die Zeiss ScanBox fungiert als automatisierte optische 3D-Messmaschine - sie ermöglicht zugleich hohe Prozesssicherheit und einen hohen Durchsatz. Und auch beim Mikroskopieren setzt Grob auf bewährte Technik mit dem Zeiss Axio Imager, einem offenen Mikroskopsystem für automatisierte Materialforschung. "Wir setzen bis auf wenige Ausnahmen konsequent auf Lösungen von Zeiss", erklärt Martin Negele. "Und das hat mehrere Gründe: Erstens bietet kaum ein anderer Anbieter seinen Industriekunden ein so hohes Niveau an Service und Anwendungsverständnis. Das überzeugt uns in der Einkaufsphase einfach immer wieder. Und: Kein anderer Anbieter bietet ein so umfassendes Portfolio, mit dem wir einen ganzen Prozess wie die Fertigung eines Stators abdecken können."
Dass fast alle Geräte im Messraum von Zeiss stammen, ist dabei kein Selbstzweck, sondern hat handfeste Vorteile, betont Martin Negele: "Das einheitliche Ökosystem erspart uns Schulungsaufwand und erleichtert unseren Mitarbeitern die Bedienung. Und es macht die Planung der Auslastung flexibler und effizienter. Dadurch hat sich unsere Produktivität um 30 Prozent erhöht." Georg Knoll ergänzt: "Und wenn unsere Kunden unsere hochwertige Ausstattung von Zeiss sehen, kommt es gar nicht erst zu Diskussionen über Qualitätsansprüche oder Messwerte. Die wissen, das ist Stand der Technik, die meisten haben schließlich selbst Geräte von Zeiss bei sich."
In Sachen Qualität eine Nasenlänge voraus
Durch die langjährige Partnerschaft hat sich zwischen Grob und Zeiss längst ein Vertrauensverhältnis aufgebaut, das über ein reines Anbieter-Abnehmer-Verhältnis hinausgeht. So ist Grob auch Pilotkunde für neue Qualitätstechnologien von Zeiss, bevor diese offiziell auf den Markt kommen, und hilft mit seinem Feedback bei deren Entwicklung mit. "Dadurch haben wir Zugang nicht nur zum aktuellen Stand der Technik bei Qualitätssicherungslösungen, sondern gestalten diese mit", sagt Martin Negele. "Das passt zu unserem Anspruch, dass wir unseren Kunden, die schon auf einem außerordentlich hohen Niveau agieren, in Sachen Qualität nochmal immer eine Nasenlänge voraus sein wollen. Das ist gerade bei neuen und aufstrebenden Technologien wie E-Motoren oder Batterien besonders wichtig - für die Vorreiter gibt es viel zu gewinnen, aber nur, wenn sie Qualität liefern. Mit Zeiss als Partner haben wir die Gewissheit, immer an der Spitze mithalten zu können."
Grob gehört zu den Vorreitern der Elektromobilität: Die Fertigungstechnik und Prozessexpertise des bayrischen Familienunternehmens sind bei über zwei Dritteln aller Anbieter von E-Autos im Einsatz. Diese Marktführerrolle hat sich Grob nicht nur durch Mut und Voraussicht verdient, sondern auch durch hohe Qualitätsansprüche. Mit seinem umfassenden Portfolio von Qualitätslösungen hilft Zeiss Grob dabei, diese Ansprüche zu verwirklichen und die Produktivität spürbar zu erhöhen.
Bild: Carl Zeiss Industrielle MesstechnikDie Elektrifizierung ist ein zentraler ökonomischer und ökologischer Erfolgsfaktor - gerade im Mobilitätssektor. Oft heißt es, Deutschland habe sich bei der Elektromobilität international abhängen lassen.Bild: Carl Zeiss Industrielle Messtechnik
Carl Zeiss Industrielle Messtechnik
Dieser Artikel erschien in inVISION 2 (April) 2025 - 15.04.25.Für weitere Artikel besuchen Sie www.invision-news.de
