SMC für leichten Elektromotor

Für die Weiterentwicklung des leichten und effektiven Elektromotors aus dem Projekt „Prolemo“ werden nun die besonderen Eigenschaften des Werkstoffs Kebablend / MW 53.2000 PPS von Barlog genutzt, obwohl das Unternehmen selbst nicht am Projekt beteiligt war. Derzeit befindet sich der neue E-Motor im Langzeittest, unter anderem in der Spritzeinheit einer Arburg Spritzgießmaschine. Der Maschinenbauer war selbst Projektpartner.

Dieser weichmagnetische und Magnetfeld-leitende Werkstoff soll nun den Rotor künftig weiter verbessern. Denn dank Kunststoff ist der E-Motor etwa 20% leichter, ohne an Leistung einzubüßen.  Der Leichtbauvorteil liegt hier nicht im Gesamtgewicht der Antriebseinheit, sondern in der Leistung:

„Je schwerer die Motor-Komponenten sind, desto höher ist auch ihr Trägheitsmoment; leichtere Motoren müssen also weniger Energie in die Überwindung ihrer eigenen Massenträgheit stecken. So erreichen sie ihre Spitzenleistung schneller – ideal zum Beispiel für Servomotoren.“
(Robert Konnerth, Barlog)

Die Gewichtseinsparung wurde durch eine der zentralen Innovationen des ProLemo-E-Motors erreicht: An Stelle eines einzigen kompakten Rotors finden sich hier acht segmentierte Rotorscheiben, für die die Entwickler auf eine leichte, spritzgießgerechte 2K-Konstruktion mit einer speziell angepassten Außenkontur und einem Kern aus einem glasfaserverstärkten und wärmebeständigen Kunststoff zur Anbindung an die Rotorwelle setzten. Diese Konstruktion löst den klassischen Aufbau aus schweren Blechpaketen ab.

Zur Fertigung des äußeres Rings des Rotors, der kraftschlüssig mit dem Inneren verbunden ist und über Nuten für das nachträgliche Einstecken von Permanentmagneten versehen ist, testen seine Erfinder nun den weichmagnetischen PPS-Compound (SMC, softmagnetic compounds) zur Magnetflussführung, denn:

• er bestitzt gute Produktionseigenschaften im Spritzgussverfahren;
• seine magnetische Permeabilität und Sättigungsflussdichte lassen sich individuell einstellen;
• eine gut Zähigkeit und gleichzeitig hohe Festigkeit lassen auch eine nachträgliche mechanische Bearbeitung der Spritzgussbauteile zu;
• im Spritzgussverfahren ist die Gestaltungsfreiheit zum Beispiel für feine Nuten zur spielfreien Aufnahme weiterer Komponenten gegeben.

Bild oben: ProLemo-Rotor (Quelle: Arburg)

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Quelle und weitere Infos: Plasticker, Maschinenmarkt, KIT