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Umweltfreundlichere Fertigung mit Toleranzringen
23 Juli 2021
Verbessern Sie Ihre Klimabilanz und machen Sie einen großen Unterschied mithilfe einer kleinen Komponente. RENCOL® Toleranzringe werden entwickelt, um die steigenden Ansprüche an eine umweltverträglichere Fertigung zu unterstützen und deren Kosten zu reduzieren. Erfahren Sie, wie diese federnden Ringe von Saint-Gobain den Montageprozess Ihrer Elektromotoren verbessern können.
Ökologische Herausforderungen bei der Herstellung von Elektromotoren
Der Ausstoß von Treibhausgasen rückt zurecht mehr und mehr in unseren Fokus. Wir bei Saint-Gobain haben uns das Ziel gesetzt, bis 2050 klimaneutral zu sein. Und wir legen Wert auf Produkte, die unseren Kunden helfen, ihre Klimabilanz zu verbessen. Die Herstellung von Elektromotoren steht im besonderen Fokus bei der Umsetzung umweltfreundlicher Prozesse. Es gibt zahlreiche Gründe, die für eine umweltbewusste Fertigung sprechen:
- Gesetzgebung
- PR und Unternehmens-Image
- Nachhaltige und effiziente Produktion
Emissionen zu reduzieren ist nicht nur eine Frage des Umweltschutzes; es ist auch entscheidend für die Außenwirkung eines Unternehmens. Durch das gestiegene Medieninteresse an Elektrofahrzeugen wird eine nachhaltige Konstruktion von Elektromotoren wichtiger denn je. Verbraucher und die Öffentlichkeit interessieren sich zunehmend für Energieverbrauchswerte und die Klimabilanz von Elektrofahrzeugen.
Indem Sie auf Ihre umweltbewussten Herstellprozesse aufmerksam machen, können Sie die Außenwirkung auf Automobilhersteller und Verbraucher positiv gestalten. Heute reicht es nicht aus, sich ausschließlich als Anbieter von Elektromotoren zu positionieren; es ist entscheidend, glaubhaft machen zu können, in diesem umweltbewussten Technologie-Umfeld ein Vorbild hinsichtlich Nachhaltigkeit zu sein.
Kosten für die Herstellung von Elektromotoren
Umweltschonende Produktionsprozesse benötigen weniger Energie und senken die Gesamtkosten. Wenn Sie eine umwelt-relevante Technologie, wie z. B. den Stator-Verbau, nutzen, könnte es sein, dass Sie in Ihrem Fertigungsprozess unnötige Ressourcen ver(sch)wenden.
Gängige Verfahren wie z. B. das Verkleben oder thermische Aufschrumpfen von Komponenten verursachen höhere Emissionen und benötigen mehr Ressourcen als der Einsatz von Toleranzringen. Im direkten Vergleich können Sie mit RENCOL® Toleranzringen umweltschonender produzieren und gleichzeitig Kosten sparen.
Wie RENCOL® Toleranzringe Emissionen senken
RENCOL® Toleranzringe sind innovative Bauteile, um die Positionierung und den festen Halt von Statoren in Elektromotoren zu verbessern. Ein Toleranzring sitzt üblicherweise zwischen zwei zylindrischen Körpern wie z. B. einem Gehäuse und einer Welle. Die wellenförmigen Verprägungen ermöglichen eine sichere Verbindung zwischen den Bauteilen, so auch für das Fixieren von Statoren.
Mit der Verwendung von RENCOL® Toleranzringen können Sie Verfahren wie thermisches Aufschrumpfen oder Verkleben ersetzen. Das Ergebnis ist eine bessere Klimabilanz, eine höhere Wiederverwertbarkeit und ein zuverlässigerer Halt der Komponenten. Jeder dieser Faktoren ist wichtig auf Ihrem Weg zu einer nachhaltigen und schlanken Fertigung.
Beide der oben genannten Techniken zum Befestigen und Positionieren benötigen eine entsprechende Fertigungsfläche. Falls Sie aktuell Verfahren wie thermisches Aufschrumpfen oder Verkleben nutzen, wissen Sie um die Kosten und den Platzbedarf für die Erhitzung der Komponenten bzw. das Aushärten von Klebern.
Thermisches Aufschrumpfen erfordert das Erhitzen der äußeren und das Kühlen der inneren Komponente. Kleber benötigen Zeit zum Aushärten. Die zusätzliche Zeit und der Platzbedarf für diese Prozesse kann die Effizienz Ihrer Elektromotor-Montage beeinträchtigen.
Toleranzringe werden bei Umgebungstemperatur montiert. Allein dadurch kann signifikant Platz eingespart werden, der ansonsten fürs Abkühlen oder Aushärten benötigt würde; Platz, der sinnvoller für zusätzliche Fertigung oder anderweitig genutzt werden kann.
Besser nachzuarbeiten und zu recyceln
Ein Toleranzring kann ohne Erhitzen oder Zerschneiden entfernt werden. Kein anderes Produkt oder Kleber wird für eine Fixierung benötigt. Die Verwendung eines Toleranzrings in einer Baugruppe erlaubt es, bei Bedarf, einzelne Komponenten zu lösen / zu entfernen, sodass diese wiederverwendet werden können, um so eine nachhaltigere und kostensparende Produktion zu ermöglichen. Auch ermöglicht diese Befestigungsart eine einfache Rückführung der Komponenten in den Wertstoffkreislauf am Ende der Nutzungsdauer.
Das nachhaltigere Konzept von Toleranzringen vermeidet nicht effiziente Arbeitsschritte wie Erhitzen und Aushärten und ermöglicht es, auf solche Prozesse zu verzichten. Als rein metallische Bauteile sind sie zudem einfach zu recyceln. Durch innovative Konzepte werden so nachhaltigere Lösungen geschaffen, die Emissionen und Kosten über die Lebensdauer der Produkte einsparen.
Besserer Halt der Komponenten
Diese Ringe sind nicht nur günstiger und einfacher zu montieren – sie bieten auch Vorteile für den Nutzer. Die federnden Eigenschaften eines Rings sorgen für einen sicheren, dauerhaft festen Sitz, unterstützen den Leichtbau und erzeugen so ein effizientes Produkt.
Montagearten für Statoren im Vergleich
Wie schlägt sich ein Toleranzring, als umweltfreundlichere Montageart für Statoren, im Vergleich zu gängigen Alternativen?
Wir betrachten die Möglichkeiten und Grenzen für beide Alternativ-Verfahren – thermisches Aufschrumpfen und Verkleben – und vergleichen dies mit der Funktionalität von RENCOL® Toleranzringen und Aluclad Produkten.
Thermisches Aufschrumpfen
Das thermische Aufschrumpfen macht sich die Tatsache zunutze, dass sich fast alle Festkörper bei Erwärmung ausdehnen. Wird ein Gehäuse erhitzt, kann ein Stator, der vorher knapp nicht „passte“, einfach gefügt werden und sitzt dann fest im Gehäuse, wenn dieses wieder abkühlt. Dies ist ein gängiges Verfahren, das jedoch gewisse Nachteile aufweist, wie z. B. einen hohen Energiebedarf, gewisse Sicherheitsvorkehrungen beim Recyceln und Einschränkungen bei der Materialauswahl. Aufgrund neuer, komplexerer Gehäusegeometrien kann es beim Erhitzen und Abkühlen zur Deformation von Komponenten kommen, die dazu führen, dass einerseits die Motorleistung beeinflusst wird oder andererseits unbrauchbare Einheiten entstehen, die Ausschuss und hohe Kosten verursachen.
Aufheizen und Abkühlen der Gehäuse erfordern einen erheblichen Einsatz von Energie und Produktionsfläche. All dies muss bei der Betrachtung der gesamten Produktionskosten berücksichtigt werden. Falls eine einzelne Komponente nachgearbeitet oder ersetzt werden soll, muss das Gehäuse aufgetrennt werden, um die durch den Aufschrumpfprozess erzeugte Vorspannung zu lösen. Dieser Vorgang kann die Arbeitssicherheit beeinträchtigen und Schäden oder Verletzungen verursachen. Auch bei normalem Gebrauch kann sich die aufgeschrumpfte Komponente erwärmen und so den Festsitz verringern. Deshalb ist eine sorgfältige Planung vonnöten, um die üblichen Anforderungen für Elektromotoren hinsichtlich Temperatur und Verschleiß zu erfüllen, was die Materialauswahl stark einschränkt.
Kleben
Statoren zu verkleben ist ein weiteres gängiges Verfahren - allerdings ebenfalls mit Einschränkungen. Bei diesem Verfahren kommen leistungsstarke Epoxidharzkleber zum Einsatz, um Stator und Gehäuse zu verbinden. Dabei wird das Epoxidharz auf eine oder beide Kontaktflächen aufgetragen und der Stator vorsichtig montiert. Ein Erwärmen des Gehäuses kann den Aushärte-Prozess beschleunigen – die Einheit muss dann aber abkühlen, bevor sie weiterverarbeitet werden kann.
Das Verkleben ist zeitintensiver und schwieriger zu handhaben als die Montage mittels Toleranzringen oder thermischen Aufschrumpfens. Es ist ein aufwändiges Verfahren, das keine Fehler verzeiht und nicht leicht zu recyceln ist. Schritte zum Erwärmen und Abkühlen der Bauteile erfordern ähnlich viel Platz und Ressourcen wie beim thermischen Aufschrumpf-Prozess und führen dazu, dass ein Verkleben von Statoren einen hohen Platzbedarf und eine schlechte Klimabilanz aufweist.
Toleranzringe
Wählen Sie eine umweltfreundlichere Befestigungs-Methode für Statoren, um Ihren Energieverbrauch und Platzbedarf zu verbessern sowie eine reparable und recycelbare Lösung zu erhalten. Diese Ringe werden bei Umgebungstemperatur verbaut, sodass Sie thermische Prozesse in diesem Fertigungsschritt vermeiden.
Sie sind außerordentlich gut für das Verbinden von Bauteilen aus unterschiedlichen Werkstoffen geeignet, da sie über große Temperatur- und Toleranzbereiche hinweg einen zuverlässigeren Festsitz erzeugen als verklebte oder aufgeschrumpfte Komponenten. Ein Toleranzring kann auch wieder einfach entfernt werden, ohne das Gehäuse oder den Stator zu beschädigen, sodass bei Bedarf diese Bauteile getauscht und wiederverwendet werden können. Das Wiederverwenden eines RENCOL® Toleranzrings wird zwar nicht empfohlen, jedoch ist dieser einfach zu recyceln. Zudem sorgt die Wiederverwendbarkeit des teureren Stators für eine deutliche Verringerung des Ausschusses in der Fertigung von Elektromotoren. Dies ist nicht nur eine umweltfreundliche Lösung, sondern darüber hinaus eine zuverlässigere Befestigungsart.
Dank RENCOL® Toleranzringen kommen Sie Ihren gesteckten Zielen hinsichtlich Recycling, Klimabilanz und einer guten Fixierung näher. Egal - ob Sie gesetzliche Vorgaben erfüllen müssen oder eine grünere Außenwirkung Ihres Unternehmens erzielen wollen – der Wechsel zu Toleranzringen ist eine gute Wahl, um Energieverbrauch und Ausschuss zu reduzieren.
Aluclad
Sie haben Herausforderungen hinsichtlich Wärmeübertragung innerhalb des Elektromotors? Dann wählen Sie Aluclad Toleranzringe. Dieses RENCOL® Produkt basiert auf der gleichen, umweltfreundlicheren Technologie wie RENCOL® Toleranzringe, verwendet jedoch einen Bimetall-Aufbau.
Die Verwendung einer weichen, thermisch besser leitenden Metallschicht auf dem bewährten Stahl als Trägermaterial, ermöglicht es mittels Aluclad Toleranzringen, im Vergleich zu üblichen Toleranzringen eine vierfach höhere Wärmeübertragung zu erzielen. Außerdem wird eine höhere Haltekraft in hoch-Temperatur-Anwendungen erreicht.
Sprechen Sie mit unserem Team bei Saint-Gobain
Entwickeln Sie neue Technologien und testen Sie Grenzen aus mit RENCOL® Toleranzringen und einer auf Nachhaltigkeit angelegten Fertigung. Adressieren Sie Ihre technischen Herausforderungen an unsere Teams bei Saint-Gobain und diskutieren Sie mit uns über neueste Entwicklungen für Elektromotoren. Nutzen Sie dazu unser Online-Formular oder schreiben uns eine E-Mail an: makingabigdifference@saint-gobain.com. Verbessern Sie Ihre Klimabilanz und verhalten Sie sich umweltbewusster – für eine positive Außenwirkung sowie reduzierten Produktionskosten.