Konzeption eines Kunststoff-Metall-Hybridgehäuses für einen ressourcenschonenden Elektromotor

Um den Ressourcenverbrauch und die Auswirkungen auf die Klimaerwärmung zu verringern, werden verstärkt Elektrofahrzeuge verwendet. Hier können zukünftig Kunststoff-Metall-Hybrid Gehäuse in Elektromotoren zum Einsatz kommen. In heutigen Serienanwendungen stellt man das Gehäuse aus Aluminium im Druckgussverfahren her. In dieser Arbeit wird erforscht, wie stark sich das Gewicht eines Gehäuses und das Global Warming Potential der Materialien durch die Hybridtechnik verringern lässt. Dazu wird eine erste Konzeption eines Hybridgehäuses erstellt. Durch Nutzung des Spritzgussverfahrens wird darauf geachtet, dass eine Eignung für eine günstige Großserienproduktion vorliegt. Es findet eine systematische Werkstoffauswahl statt, um für diese Anwendung einen Werkstoff mit optimalen Eigenschaften herauszufiltern. Davon ausgehend werden verschiedene Konzepte erstellt und durch mechanische Simulationen und Toleranzkettenabschätzungen validiert. In der finalen Auswertung vergleicht man den Stand der Technik mit dem erarbeiteten prototypischen Hybrdigehäuse, und es werden erreichte Verbesserungen und noch offenen Potentiale betrachtet.

The amount of raw material needed and the influence on global warming of an electric traction motor’s housing can be greatly reduced by using plastic-metal-hybrids. In today’s high-volume automotive production, housings are mainly made of aluminum using the die casting process. This thesis will research how the global warming potential of materials used and their weight can be reduced by using hybrid technology. Resulting will be a conceptual prototype of a hybrid housing. By considering injection molding as a manufacturing method during the design, it will later be possible to manufacture the housing in high-volume production. First, a material selection will filter the best-suited plastic material for this application. Afterwards, different conceptual designs will be elaborated, which will be tested in a mechanical simulation and then further validated using a tolerance chain analysis. In the final evaluation, the conceptual prototype will be compared to the state of the art made out of aluminum, and thus improvements and further potentials can be quantified.