Aluminium Forming Center für Wasserstofftanks

Hersteller von wasserstoffbetriebenen Fahrzeugen haben klare Anforderungen an die Wasserstofftanks: absolute Sicherheit, maximales Füllvolumen und höchste Flexibilität in der Gestaltung der Tankform. Alle drei Anforderungen erfüllen Wasserstofftanks, die mit der AFC Einziehmaschine der Leifeld Metal Spinning GmbH produziert werden.

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Die neue Werkzeugmaschine LEIFELD AFC erfüllt die Anforderungen der Hersteller von wasserstoffbetriebenen Fahrzeugen: absolute Sicherheit, maximales Füllvolumen und höchste Flexibilität in der Gestaltung der Tankform (Bildnachweis: Leifeld Metal Spinning GmbH)

Die AFC Einziehmaschine formt die Enden der Aluminiumbehälter zur Speicherung von Wasserstoff durch ein spezielles Einziehverfahren. AFC steht für Aluminium Forming Center. Da die Wasserstoffbehälter durch die hohen Betriebsdrücke in ihrer Anwendung atmen, wird beim Umformprozess der gesamte Halsbereich im Wandstärkenverlauf auf Dauerfestigkeit optimiert. Neben der klassischen Einziehmaschine bietet der Maschinenbauer aus Ahlen auch eine Kombinationsmaschine an, die die Umformtechnologien Einziehen und Drückwalzen vereint, um sowohl den gesamten Druckbehälter als auch die Hälse zu formen.

Zur Vorwärmung des Materials können Kunden zwischen zwei Ausstattungsvarianten wählen, Gasbrenner oder Induktionsanlage. Nach Erwärmung der Rohrenden wird das Material eingezogen. Der Vorgang wird durch eine kontrollierte Be- und Entladung sowie einer automatisierten Programmierung abgerundet. „Mit unserer Einziehmaschine LEIFELD AFC setzen wir neue Maßstäbe in der Umformtechnologie für Wasserstofftanks“, sagt Oliver Reimann, Vorstandsvorsitzender der Leifeld Metal Spinning GmbH.

Sicherheit dank intakter Oberfläche

Oliver Reimann, CEO der LEIFELD Metal Spinning GmbH (Bildnachweis: Leifeld Metal Spinning GmbH)

Wasserstofftanks stehen unter immensem Druck. Kratzer oder andere Defekte der Oberfläche wären fatal. Um das Material nicht zu beschädigen, hat sich das F&E-Team unter der Leitung von Benedikt Nillies, technischer Direktor bei Leifeld, einiges ausgedacht. Zum Beispiel die Erwärmung der Rohrenden in der Maschine: „Normalerweise werden die Rohrenden durch einen Gasofen oder eine Induktionsanlage außerhalb der Maschine erwärmt“, so Benedikt Nillies. Bei der anschließenden Beschickung kühlt das Bauteil allerdings ab. „Dies wollen wir verhindern“, so Nillies weiter. „Bei der AFC-Maschine werden die Rohrenden wahlweise durch eine integrierte Heizeinrichtung mit Gasbrenner oder elektrische Induktion auf Bearbeitungstemperatur gleichmäßig erwärmt. Dabei können wir die Temperaturen mehr oder weniger exakt auf das gewünschte Temperaturniveau einstellen.“

Um die Oberfläche intakt zu halten, bietet Leifeld unterschiedliche Drückrollen an – von der einfachen Einziehrolle bis hin zu aktiv angetriebenen Formrollen. Die Rollen, die Leifeld selbst entwickelt und fertigt, rotieren bereits bei Kontakt mit dem Bauteil, sodass Defekte in der Oberfläche gar nicht erst entstehen können. Die Abstützeinrichtung wurde extra so konstruiert, dass sie auch bei sehr dünnen Wandstärken die Umformkräfte aufnehmen kann. Der Behälter wird formstabil und positionsgenau gehalten, sodass enge Toleranzen und Oberflächengenauigkeiten auch bei hohen Umformkräften und Umformgeschwindigkeiten erzielt werden. Die Abstützeinrichtung ist für Teile mit bis zu 6 m Länge einsetzbar.

Selbst gestufte Behälter können für den Einsatz in PKWs gefertigt werden

Der Gestaltung der Aluminiumbehälter sind keine Grenzen gesetzt. Durch die Umformtechnologien Drückwalzen und Einziehen sind selbst gestufte Dimensionen realisierbar. „Die heutigen Wasserstofftanks sind zum Teil in bestehende Fahrzeugarchitekturen zu integrieren, sodass nur ein begrenzter Bauraum im Fahrzeug zur Verfügung steht. Ein Behälter könnte beispielweise so gestuft werden, dass er einen möglichst engen Bauraum einnimmt und dabei das maximal Füllvolumen aufweist“, so Benedikt Nillies.

Einsatz von Wasserstofftanks zukünftig für weitere Branchen interessant

Wasserstofftanks werden heutzutage vorrangig in PKW, LKW und Bussen eingesetzt. Benedikt Nillies sieht aber auch die Einsatzmöglichkeit für Schienenfahrzeuge und den Antrieb von Flugzeugen mit auf LEIFELD Maschinen gefertigten Wasserstofftanks als realisierbar an.

Die Leifeld Metal Spinning GmbH verfügt über ein eigenes Anwendungs- und Testzentrum in Deutschland und Japan sowie bedeutende interne Forschungs- und Entwicklungskapazitäten, die die kontinuierliche Entwicklung neuer Technologien vorantreiben. Das LEIFELD Team präsentiert seine Lösungen vom 28. Februar bis 1. März 2024 auf der H2 & FC Expo in Tokyo. Diese renommierte internationale Fachmesse bietet eine optimale Plattform, um die neue Einziehmaschine LEIFELD AFC einem breiten Publikum vorzustellen und den Austausch mit Experten zu vertiefen.

Kontakt

www.leifeldms.com