Wie Verbrennungsmotoren müssen auch die für die Elektromobilität konzipierten E-Motoren und Batterien sowie weitere E-Komponenten zu 100 % getestet werden. Allerdings werden hier die elektrischen Eigenschaften wie Überspannung, Stromstärken und die Kontaktierung getestet.
Um solche Tests in Produktionslinien zu integrieren und dabei die hohen Anforderungen der Automobilindustrie zu erfüllen, wird eigens dafür entwickeltes Equipment benötigt wie auch neue Ideen für die optimale Integration dieser Prüfungen in die Produktionsumgebung.
In diese Nische ist die MCW Systemtechnik GbR in Wiesenfelden bei Straubing gesprungen. Bereits bei der Gründung im Jahr 2017 starteten Matthias und Christoph Wolf direkt mit einem soliden Auftragspolster, da die ersten Projekte schon vorhanden waren: Ein Anlagenbauer für Prüftechnik suchte ein Partnerunternehmen, das in seinem Auftrag kleinere Anlagen und Sonderanlagen entwickelt und fertigt. Dieser Partner sollte überaus flexibel sein und Entwicklungs- und Produktionsaufgaben übernehmen, die ein Marktführer schlecht in seine Prozesse integrieren kann.
Kernkompetenz: Neue Ideen für die
Prüftechnik
Das war die Initialzündung für MCW Systemtechnik, zu deren Kernkompetenzen die Elektroplanung und die mechanische Konstruktion von Maschinen und (Test-)Anlagen sowie der Schaltschrankbau gehören. Ein Beispiel für deren Ideenreichtum ist der selbstentwickelte Multiplexer: ein Gerät, das den elektrischen Anschluss von Prüflingen wie etwa Traktionsbatterien an verschiedene Messgeräte automatisiert. Matthias Wolf: „Aktuell bauen wir einen Multiplexer, der Elektromotoren an drei Messgeräte anschließt und unter anderem Niederohm- und Widerstandsmessungen, eine Hochvoltprüfung und eine Kurzschlussprüfung vornimmt. Insgesamt werden zwölf Prüfungen in weniger als 60 Sekunden absolviert – und das ohne Relais und auch bei Hochvoltsystemen.“
Kompaktes Testsystem mit „schnellen“
Linearmodulen
Die automatisierte Prüfung kann auch bei Hochvoltsystemen mit bis zu 3000 V zum Einsatz kommen. Sie beschleunigt das End-of-Line-Testing und verringert zugleich den Verschleiß der teuren Testgeräte. Das Tempo, in dem jeder Prüfling das Verfahren durchläuft, ist abhängig von den Linearbewegungen, mit denen die Stecker kontaktiert und dekontaktiert werden. Bei der Suche nach dem geeigneten Linearsystem stießen die MCW-Konstrukteure schnell auf den Antriebstechnikbaukasten von Igus, der sich auch im direkten Vergleich mit einer Kugelumlaufführung als die optimale Lösung für diese Anwendung erwies.
Horizontal mit Steilgewindespindel, vertikal mit gegenläufiger Spindel
Für die (relativ lange) Horizontalbewegung wird ein Drylin SHT-Linearmodul genutzt, bei dem eine Gewindespindel aus Edelstahl mit Rundwellen aus Aluminium und Gewindemuttern sowie Lagerelementen aus einem Iglidur-Hochleistungspolymer kombiniert ist. Diese Werkstoffpaarungen gewährleisten ein ebenso präzises und reibungsarmes wie verschleißfestes und – ganz wichtig – schmierstofffreies lineares Verfahren. Um die gewünschte Schnelligkeit zu erreichen, kommt eine Spindel mit einem Steilgewinde zum Einsatz.
Die sehr kurze vertikale Hubbewegung des Einfahrens in den Stecker erfolgt ebenfalls mit einem Drylin SHT-Linearmodul, das hier aber mit zwei Schlitten sowie einer gegenläufigen Spindel ausgestattet ist.
Kompakte Lösung: zwei parallele
Testzyklen im 19-Zoll-Einschub
Die Drylin-Einheiten erweisen sich auch aufgrund ihrer kompakten Bauweise als vorteilhaft. Denn ein Multiplexer, so wünschen es die Anwender, soll möglichst in einen 19-Zoll-Einschub passen. Das begrenzt vor allem die Baubreite. Um dennoch eine kurze Zykluszeit zu erreichen und – noch wichtiger – die teuren angeschlossenen Messgeräte bestmöglich auszulasten, befinden sich in jedem Multiplexer zwei Umschalteinheiten, von denen die untere „über Kopf“ angebracht ist. Matthias Wolf: „So kann das eine System messen, während das andere jeweils dekontaktiert, und es entstehen keine Totzeiten.“ Auch die Steuerung ist in dem kompakten Einschubgehäuse untergebracht.
Unterstützung bei der Auslegung
Eine besondere Herausforderung für die drylin SHT-Linearmodule ist die sehr hohe Zykluszahl, die sich aus den kurzen Testzyklen der End-of-Line-Prüfung ergibt. „In einem Jahr nimmt ein Multiplexer rund 500.000 Kontaktierungen und Dekontaktierungen vor, so Wolf. „Entsprechend hoch sind die Anforderungen an die Lebensdauer der Linearmodule, die auch den nicht ganz geringen Kraftaufwand beim Kuppeln und Entkuppeln der Stecker aufnehmen müssen.“ Die Auslegung gemeinsam mit Igus zeigte aber, dass die Drylin SHT-Module für dieses Anwendungsprofil bestens geeignet sind, und das bewahrheitet sich nun in der Praxis.
Kontakt:
Igus GmbH
Spicher Str. 1a
51147 Köln
Tel. +49 2203 9649 0
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