Qualität und Montageprozesse im Fokus Toleranzmanagement zur maßlichen Absicherung elektromechanischer Systeme und Gewährleistung der Prozessfähigkeit

Abstract:
Prototypen, Nacharbeit und Angsttoleranzen sind Kostentreiber bei der Herstellung elektromechanischer Baugruppen, die Groß- und Kleinserien unnötig teuer machen und die Wertschöpfung komplexer Produkte reduzieren. Elektromechanische Systeme sind durch hohe funktionale Ansprüche gekennzeichnet, wie z.B. das Radial- bzw. Axialspiel zwischen Stator und Rotor oder die Packungsdichte von Batterypacks. Diese qualitativen Kriterien werden sehr stark von Bauteilgeometrie, physikalischen Randbedingungen (Kräfte, Reibung, etc.), Zusammenbau in Montagevorgängen und Streuungen der Einzelteile beeinflusst. Hinzu kommen im Bereich der Elektromobilität mit seinem großen Innovationspotential hohe Ansprüche an die neu zu entwickelnden Herstellungsanlagen. Häufig stehen heute noch bei der Anlagenentwicklung die eigentlichen Prozesse im Vordergrund, nicht aber die Prozessfähigkeit der darauf herzustellenden Produkte [1]. Der methodische Ansatz des Toleranzmanagements bietet hier Unterstützung in der Entscheidungsfindung. Beschrieben wird hierbei eine Vorgehensweise, wie qualitative Aspekte elektromechanischer Systeme unter Berücksichtigung der Einflüsse aus den Montageanlagen frühzeitig analysiert und optimiert werden können. Ziel der methodischen Vorgehensweise ist es, sämtliche Randbedingungen hinsichtlich Montage und Qualität im frühen Stadium der Produktentstehung zu definieren, über den gesamten Prozess zu verwalten und allen Prozessbeteiligten zur Verfügung zu stellen. Eine Bewertung dieser Randbedingungen erfolgt über die statistische Toleranzsimulation. Die verwendeten mathematischen Algorithmen ermöglichen eine Aussage darüber, welche maßliche Qualität (Streubreite) in den mechanischen Systemen zu erwarten ist. Des Weiteren werden die Verursacher dieser Streuungen ermittelt, und dadurch das gezielte Optimieren von Geometrie und Montageprozess (Anlagen) ermöglicht.