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Aufgabenstellung:

Im Kontext der Elektromotorenfertigung für schienengebunden Fahrzeuge haben sich diverse Motorkonzepte etabliert, welche vorwiegend auf massiveren Flachleitern beruhen. Deren Handhabung und Einbringung stellt auf Grund ihrer großen Biegesteifigkeit, gepaart mit der erforderlichen Formgebung, eine große Herausforderung dar. Auf Grund vergleichsweise geringen Stückzahlen sind gegenwärtig einige Prozessschritte manuelle gelöst. Deren Automatisierung stellt eine große Herausforderung innerhalb der Transformation der Mobilität im 21. Jahrhundert dar.

Ziel dieser studentischen Arbeit ist es, simulativ zu untersuchen, wie eine geeignete Stempel- oder Klingengeometrie aussehen muss, um möglichst kraftfrei, aber gleichzeitig auch präzise und sauber, kalandriertes Isolationspapier zu perforieren und zu schneiden. Dabei sollen vorwiegend Prozesskräfte und -momente ermittelt und geometrische Empfehlung für den Werkzeugbau ausgesprochen werden.

Die Arbeit beinhaltet folgende Schwerpunkte:

• Einarbeitung in die Statorfertigung für Schienenfahrzeuge
  • Eigenheiten der Wicklungsmontage
  • Prozess der Wickelkopfformung
• Simulative Abbildung des Status Quo im Formgebungsprozess
  • Stator
  • Isolationspapier
  • Krafteinbringung durch Formgebungswerkzeug
  • Krafteinbringung durch Perforationsklingen
• Analyse der Einflüsse
• Identifikation von Potentialen
  • Ableitung von Prozessänderungen
  • Simulative Validierung
• Simulative Gesamtabbildung des verbesserten Prozesses

 

Persönliche Voraussetzungen:

• Interesse an Fertigungsprozessen im Bereich Elektromaschinen
• Grundlegende Kenntnisse der Funktionsweise und des Aufbaus eines E-Motors
• Konstruktives Geschick (CAD)
• Erfahrungen mit Simulation
• Eigenständige Arbeitsweise
• Deutsch und Englisch in Wort und Schrift

Der Beginn kann ab sofort erfolgen. Eine grundlegende Vorarbeit ist vorhanden.

Weitere Informationen und Details sind beim genannten Mitarbeiter erhältlich. Eine Bearbeitung ist ab sofort möglich. Bewerbungen senden Sie bitte mit Notenauszug und Lebenslauf per E-Mail oder über das Anfrageformular. Wir werden zeitnah rückmelden.

 

Aufgabenstellung:

Im Kontext der Elektromotorenfertigung für schienengebunden Fahrzeuge haben sich diverse Motorkonzepte etabliert, welche vorwiegend auf massiveren Flachleitern beruhen. Deren Handhabung und Einbringung stellt auf Grund ihrer großen Biegesteifigkeit, gepaart mit der erforderlichen Formgebung, eine große Herausforderung dar. Auf Grund vergleichsweise geringen Stückzahlen sind gegenwärtig einige Prozessschritte manuelle gelöst. Deren Automatisierung stellt eine große Herausforderung innerhalb der Transformation der Mobilität im 21. Jahrhundert dar.

Ziel dieser studentischen Arbeit ist es, strukturiert der Frage nachzugehen, inwieweit Falz- und Schneidkräfte Einfluss auf die Qualität der Nutgrundauskleidung haben. Neben der eingesetzten Prozesskraft sollen auch über die Geometrien der Werkzeuge weitere Erkenntnisse erlangt werden. Übergeordnetes Ziel ist, eine endlose Nutauskleidung herzustellen, welche eine innovative Spulenmontage ermöglicht.

Die Arbeit beinhaltet folgende Schwerpunkte:

• Einarbeitung in den Statorfertigung für Schienenfahrzeuge
  • Fertigungsprozess Stator
  • Zusammenspiel des statorseitigen Isolationssystems
  • Zweck und Funktion der Nutgrundisolation
• Konzeptentwürfe für Teillösungen
  • Untersuchungen verschiedener Falzparameter und -geometrien
  • Untersuchung verschiedener Schnittparameter und – geometrien
  • Aufnahme von Kraft/Wege-Kurven mittels Prüfmaschinen
• Überführung der Erkenntnisse in ein geeignetes Werkzeug
  • Untersuchung der Prozesseignung von gängigen Isolationspapieren
  • Validierung der eigenen Entwicklungen
• Implementierung in den Versuchsaufbau
  • Funktionsnachweis
  • Automatisierungsnachweis

Persönliche Voraussetzungen:

• Interesse an Fertigungsprozessen im Bereich Elektromaschinen
• Grundlegende Kenntnisse der Funktionsweise und des Aufbaus eines E-Motors
• Konstruktives Geschick (CAD)
• Handwerkliches Geschick
• Interesse an der Arbeit mit Maschinen und Analgen
• Deutsch und Englisch in Wort und Schrift

Der Beginn kann ab sofort erfolgen. Eine grundlegende Vorarbeit ist vorhanden.

Weitere Informationen und Details sind beim genannten Mitarbeiter erhältlich. Eine Bearbeitung ist ab sofort möglich. Bewerbungen senden Sie bitte mit Notenauszug und Lebenslauf per E-Mail oder über das Anfrageformular. Wir werden zeitnah rückmelden.

 

Hintergrund
Die Fertigung elektrischer Antriebe, wie etwa Hairpin-, Continuous-Hairpin- oder Axialflussmaschinen, erfordert eine präzise Kontrolle von Material und Prozess. Ein zentraler Schritt ist das Richten von Flachdraht, das bislang auf festen Parametern und Erfahrungswissen basiert. Dabei werden Schwankungen im Material nur unzureichend berücksichtigt. Das Ziel besteht darin, diesen Prozess mithilfe moderner Sensorik, Messtechnik und innovativer Regelungsansätze weiterzuentwickeln, um die Produktionsqualität effizient zu steigern.

 

Mögliche Aufgabenstellungen
Studentische Arbeiten können zu einem der folgenden Themen erarbeitet werden:

• Integration und Validierung eines Wirbelstromprüfsystems zur Analyse von Eigenspannungen beim Richten von Flachdraht.
• Integration eines induktiven Abstandssensors zur Schichtdickenmessung
• Erweiterung der prototypischen Versuchsanlage um Sicherheitstechnik
• Modellierung und Simulation des Richtprozesses
• SPS-Programmierung einer Schwenkbiege-Anlage zum 2D-Biegen von Flachdraht

Die detaillierten Inhalte und Aufgabenstellungen werden in einem persönlichen Gespräch besprochen.

 

Anforderungsprofil

• Interesse an der Produktion elektrischer Traktionsantriebe
• Je nach Themengebiet sind Grundkenntnisse in Konstruktion, Messtechnik, Programmierung, Datenanalyse (KI/ML) oder Regelungstechnik erforderlich.
• Freude an praktischer Arbeit (Versuchsreihen, Messtechnik, Anlagenaufbau)
• Analytisches, strukturiertes und selbstständiges Arbeiten
• Teamfähigkeit und Kommunikationsstärke
• Gute Deutsch- und Englischkenntnisse in Wort und Schrift

 

Bewerbung
Bitte senden Sie Ihre Bewerbung mit

• Lebenslauf
• Aktuellem Notenspiegel
• Angabe der bevorzugten Aufgabenstellung

per E-Mail an anja.preitschaft@faps.fau.de

Wichtig: Bewerbungen ohne konkrete Nennung eines Themenbereichs können leider nicht bearbeitet werden.

Flexible Forschungs- und Fertigungsanlagen für Fusionsspulen benötigen robuste, präzise und sicher beherrschte Handhabung von Halbzeugen und Werkzeugen. In Doppelroboterzellen treten dabei zusätzliche Anforderungen an Kinematik, Kollisionsvermeidung, Toleranzmanagement und Prozesssicherheit auf. Ziel dieser Arbeit ist das Redesign einer kinematischen Clamp (Spann-/Klemmvorrichtung) sowie deren mechanische und steuerungstechnische Integration in ein Doppel-Roboter-System für eine Wickelanwendung im Fusionskontext. Der Fokus liegt auf einer kinematisch definierten, wiederholgenauen und prozessfähigen Einbindung (inkl. Schnittstellen, Sicherheits- und Validierungskonzept).

Aufgabenstellung

• Einarbeitung in die bestehende Doppelroboterzelle, Prozessanforderungen und Schnittstellen (Mechanik/Steuerung/Safety)
• Analyse des Ist-Zustands der kinematischen Clamp (Funktion, Wiederholgenauigkeit, Handhabung)
• Redesign der Clamp-Kinematik (z. B. definierte Lagerung, Montagekonzept)
• Auslegung der Kraft-/Momentpfade und Auswahl geeigneter Komponenten (Lager, Führungen, Klemmmechanik, Sensorik)
• Konstruktion und Fertigungsunterlagen (CAD, Zeichnungen, Stückliste), Prototypenaufbau
• Integration in das Doppel-Roboter-System (ROS1 Integration über OPCUA (Schnittstelle existiert!))
• Inbetriebnahme und Validierung (Wiederholgenauigkeit, Prozessstabilität, Kollisionssicherheit, Safety-Funktionen)
• Dokumentation der Ergebnisse und Übergabe an das Team

Anforderungen

• Gute Kenntnisse in Konstruktion/Mechatronik (CAD, Toleranzen, Lagerung, Kinematik)
• Grundkenntnisse in Robotik und Automatisierung, idealerweise Doppelroboteranwendungen
• Programmier-/Scriptingkenntnisse von Vorteil (z. B. Python/C++ für Auswertung/Tooling)
• Strukturierte, eigenständige Arbeitsweise und Teamfähigkeit
• Sehr gute Deutsch- und/oder Englischkenntnisse in Wort und Schrift (mind. B-Niveau)

Weitere Informationen und Details sind bei den genannten Mitarbeitern erhältlich. Eine Bearbeitung ist ab sofort möglich. Bewerbungen senden Sie bitte mit aktuellem Notenauszug, relevanten Zeugnissen, Sprach-Level-Nachweis (außnahme Muttersprache DE/EN) und Lebenslauf per E-Mail. Wir werden uns zeitnah rückmelden.

Flexible Fertigungsanlagen benötigen flexible und präzise Prozesse. Für das automatisierte Bewickeln nichtplanarer Supraleiter Spulen sind leichte, dynamische Werkzeuge mit reproduzierbarer Bahn- und Kraftführung entscheidend. Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung eines leichten robotischen Wickelwerkzeugs, dessen Bewegungs- bzw. Prozessgröße (z. B. Position, Geschwindigkeit oder Drahtspannung – abhängig vom Aufbau) über einen PID-Regler stabilisiert wird. Der Fokus liegt auf dem Design des Werkzeugs, einer robusten Regelungsimplementierung, der Integration in eine bestehende Roboterumgebung und der experimentellen Validierung am System.

Aufgabenstellung

• Einarbeitung in das Wickelverfahren und die Systemumgebung (Robotik/Tooling/Sensorik)
• Auswahl und Auslegung geeigneter Sensorik/Aktorik-Schnittstellen für die Regelung
• Modellierung der Regelstrecke und Definition der Regelgröße(n) und Führungs-/Störgrößen
• Implementierung eines PID-Reglers (inkl. Anti-Windup, Filterung, Safety-Limits)
• Parametrierung/Tuning (z. B. Schrittantwort, Frequenzgang, empirische Verfahren)
• Integration in die Robotersteuerung/Software-Stack und Aufbau einer Test- und Messumgebung
• Validierung anhand definierter Kriterien (Stabilität, Überschwingen, Genauigkeit, Robustheit) und Dokumentation
• As reference, please take a look at:
  M. Dam, T. Arndt; “Robotic winding of non-planar high-temperature superconducting coils”; 12.2025

Anforderungen

• Gute Programmierkenntnisse (z. B. C++ und/oder Python)
• Gutes mechatronische Kenntnisse oder hohes Interesse
• Grundkenntnisse in Regelungstechnik (PID, Systemdynamik, Messrauschen)
• Erfahrung mit Robotik/Mechatronik, idealerweise mit Sensorik und Echtzeitnähe
• Motiviertes, eigenständiges Arbeiten und strukturierte Dokumentation
• Teamfähigkeit
• Sehr gute Deutsch- und/oder Englischkenntnisse in Wort und Schrift (mind. B-Niveau)

Weitere Informationen und Details sind bei den genannten Mitarbeitern erhältlich. Eine Bearbeitung ist ab sofort möglich. Bewerbungen senden Sie bitte mit aktuellem Notenauszug, relevanten Zeugnissen, Sprach-Level-Nachweis (außnahme Muttersprache DE/EN) und Lebenslauf per E-Mail. Wir werden uns zeitnah rückmelden.

Aufgabenstellung:

Im Kontext der Elektromotorenfertigung für schienengebundene Fahrzeuge haben sich diverse Motorkonzepte etabliert, welche vorwiegend auf massiveren Flachleitern beruhen. Deren Handhabung und Einbringung stellt auf Grund ihrer großen Biegesteifigkeit, gepaart mit der erforderlichen Formgebung, eine große Herausforderung dar. Auf Grund geringen Stückzahlen werden gegenwärtig elementare Prozessschritte manuell umgesetzt. Deren Automatisierung stellt eine große Herausforderung innerhalb der Transformation der Mobilität im 21. Jahrhundert dar.

Ziel dieser studentischen Arbeit ist es, im Rahmen einer strukturierten und methodischen Literaturrecherche den Themenkomplex Isolationspapiere grundlegend zu erschließen. Der Fokus der Arbeit soll auf dem Einsatzbereich Traktion, und hierbei vorwiegend auf Schienenfahrzeuge gelegt werden. Dabei sollen neben Anbietern, Materialeigenschaften, Herstellungsverfahren, Normen auch gegenwärtige Patente beleuchtet und zusammengetragen werden.

Die Arbeit beinhaltet folgende Schwerpunkte:

• Einarbeitung hinsichtlich Literaturrecherche
  • Recherchemöglichkeiten
  • Recherchemethoden
• Materialgrundlagen und Eigenschaften
  • Arten von Isolationspapier
  • Thermische und dielektrische Eigenschaften
  • Marktlage
• Anwendungsbereiche im E-Motor
  • Traktion vs. Industrie vs. Energie
  • Schiene vs. Straße
  • Nutgrundisolation vs. Weitere Komponenten
  • Beanspruchungsarten im Betrieb
• Normen und industrielle Standards
• Alterung und Zuverlässigkeit
  • Typische Degradationsmechanismen
  • Lebendsauer
  • Ausfallursachen
• Neue Entwicklungen und Trends im Bereich Isolationssystem
• Übersichtliche Aufbereitung der gesammelten Informationen

 

Persönliche Voraussetzungen:

• Interesse an Fertigungsprozessen im Bereich Elektromaschinen
• Grundlegende Kenntnisse der Funktionsweise und des Aufbaus eines E-Motors
• Strukturiertes und selbstständiges Arbeiten
• B.Sc oder vergleichbar – nicht als BA möglich
• Deutsch und Englisch in Wort und Schrift

Der Beginn kann ab sofort erfolgen. Eine grundlegende Vorarbeit ist vorhanden.

Weitere Informationen und Details sind beim genannten Mitarbeiter erhältlich. Eine Bearbeitung ist ab sofort möglich. Bewerbungen senden Sie bitte mit Notenauszug und Lebenslauf per E-Mail oder über das Anfrageformular. Wir werden zeitnah rückmelden.

 

Aufgabenstellung:

Im Kontext der Elektromotorenfertigung für schienengebundene Fahrzeuge haben sich diverse Motorkonzepte etabliert, welche vorwiegend auf massiveren Flachleitern beruhen. Deren Handhabung und Einbringung stellt auf Grund ihrer großen Biegesteifigkeit, gepaart mit der erforderlichen Formgebung, eine große Herausforderung dar. Auf Grund geringen Stückzahlen werden gegenwärtig elementare Prozessschritte manuell umgesetzt. Deren Automatisierung stellt eine große Herausforderung innerhalb der Transformation der Mobilität im 21. Jahrhundert dar.

Ziel dieser studentischen Arbeit ist es, in einen bestehenden Aufbau, welche kalandriertes Isolationspapier falzt und perforiert einen Schneideprozess zu integrieren, welcher ein präzises Ablängen des von der Rolle zugeführten Isolationspapiers inline ermöglicht. Neben der mechanischen Ausführung ist auch eine Einbindung in die steuerungstechnische Umgebung der Maschinen erforderlich. Abschließend wird ein Funktionsnachweis erforderlich.

Die Arbeit beinhaltet folgende Schwerpunkte:

• Einarbeitung in die Statorfertigung für Schienenfahrzeuge
  • Eigenheiten der Wicklungsmontage
  • Prozess der Wickelkopfformung
• Einarbeitung in den Themenkomplex Isolationssystem für schienengebunde Fahrzeuge
  • Primärisolation
  • Sekundärisolation
  • Bandagierung
• Entwicklung des Schneideprozesses
  • Klinge
  • Prozess
  • Steuerung/Regelung
• Aufbau und Funktionsnachweis
  • Aufbau
  • Mechanische Komplettierung
  • Elektrische Anbindung
• Ableitung von Prozessänderungen

 

Persönliche Voraussetzungen:

• Interesse an Fertigungsprozessen im Bereich Elektromaschinen
• Grundlegende Kenntnisse der Funktionsweise und des Aufbaus eines E-Motors
• Konstruktives Geschick (CAD)
• Handwerkliches Geschick
• Interesse an der Arbeit mit Maschinen und Anlagen
• Deutsch und Englisch in Wort und Schrift

Der Beginn kann ab sofort erfolgen. Eine grundlegende Vorarbeit ist vorhanden.

Weitere Informationen und Details sind beim genannten Mitarbeiter erhältlich. Eine Bearbeitung ist ab sofort möglich. Bewerbungen senden Sie bitte mit Notenauszug und Lebenslauf per E-Mail oder über das Anfrageformular. Wir werden zeitnah rückmelden.

 

Ausgangslage:

Mit der fortschreitenden Elektrifizierung der Fahrzeuge steigt auch die Nachfrage nach komfortablen, sicheren und in den Alltag integrierbaren Lademöglichkeiten. Kontaktlose Energieübertragungssysteme ermöglichen Szenarien wie „Road Charging“ und „Opportunity Charging“. Weitere Vorteile sind ein gesteigerter Ladekomfort für den Anwender sowie eine geringere Angriffsfläche für Vandalismus. Folglich ist für die nächsten Jahre eine gesteigerte Nachfrage nach induktiven Energieübertragungssystemen für Elektromobile zu erwarten. Allerdings stehen bislang keine Verfahren zur Verfügung, die eine wirtschaftliche Fertigung induktiver Energieübertragungssysteme in hoher Stückzahl ermöglichen.

Mögliche Aufgabenstellung

Verlegen, Kontaktieren und Isolieren sind die drei wichtigsten Schritte zur Herstellung eines induktiven Energieübertragungssystems. Die Verfahren sollen durch geeignete Maßnahmen für die industrielle Fertigung befähigt werden. Neben praktischen Versuchen ist auch der prototypische Aufbau von Demonstratoren vorgesehen. Mögliche Aufgabenstellungen können sein:

• Einarbeiten in die Technologien für die kontaktlose Energieübertragung
• Analyse von verschiedenen Systemaufbauten der Marktbegleiter
• Adaption bestehender Konzepte aus dem Elektromaschinenbau auf den neuen Anwendungskontext
• Entwicklung und Konzeption geeigneter Vorrichtungen und Aufbau von Demonstratorsystemen

Hinweise und Bewerbung:

• Bearbeitung der Aufgaben im studentischem Team
• Strukturierte und selbstständige Arbeitsweise
• Bewerbungen bitte per E-Mail mit Lebenslauf und aktueller Fächerübersicht an info@seamless-energy.com

Ansprechpartner:

Maximilian Kneidl
Maximilian Kneidl, M.Sc. info@seamless-energy.com

Mit der Expansion der Elektromobilität geht ein kontinuierlich steigender Bedarf an kritischen Rohstoffen einher. Neben der Batterie zählen hochintegrierte elektrische Antriebssysteme zu den zentralen Komponenten von Elektrofahrzeugen und enthalten wertvolle Materialien wie Kupfer und Seltenerdmetalle. Vor diesem Hintergrund gewinnt die Kreislaufwirtschaft eine strategische Bedeutung für die Wettbewerbsfähigkeit der europäischen Automobilindustrie.

Als Mitglied eines nationalen Leuchtturmprojekts beteiligt sich der FAPS an der Entwicklung automatisierter und digitalisierter Kreislaufwirtschaftslösungen für elektrische Achsantriebssysteme. Dabei sollen im Rahmen des Projekts erstmals herstellerübergreifende Lösungen für die automatisierte Demontage elektrischer Achsen entwickelt werden. Betrachtet werden komplette Antriebssysteme, bestehend aus Motor, Getriebe und Leistungselektronik, sowohl für Pkw- als auch für Lkw-Anwendungen. Auf diese Weise stärken die Projektergebnisse die Resilienz der Wertschöpfungskette für Antriebssysteme und verbessern gleichzeitig die Umweltbilanz der Elektromobilität.

In diesem Kontext baut der FAPS eine automatisierte Demontagezelle als Demonstrator auf.

Inhalte:

• Literaturrecherche zu möglichen Verfahren
• Durchführung und Dokumentation manueller Demontageversuche
• Ausarbeitung von Demontagekonzepten
• Konstruktion von Anlagenstationen und Werkzeugen
• Aufbau von Anlagenbestandteilen
• Beitrag zu Bauteilhandling und Automatisierungstechnik
• Demonstration der grundlegenden Eignung mithilfe von Versuchen
  (Versuchskonzeption, -durchführung und -auswertung)
• Bewertung der Prozessketten anhand ökonomischer und ökologischer Kriterien

Entsprechend der individuellen Interessen und Fähigkeiten sind unterschiedliche Schwerpunktsetzungen möglich  – z. B.:

• Konstruktion
• Anlagenaufbau (mechanisch / mechatronisch)
• Automatisierungstechnik & Robotik

Anforderungen und Informationen:

• Methodische und strukturierte Vorgehensweise
• Handwerkliches und konstruktives Geschick sind von Vorteil
• Spezifische Vorkenntnisse sind nicht erforderlich
• Interesse an industrienaher Forschung mit Fokus auf Nachhaltigkeit und Prozessentwicklung
• Forschung in einem Zukunftsthema mit hoher strategischer Bedeutung
• Sicheres Beherrschen von Deutsch und Englisch in Wort und Schrift ist erforderlich
• Weitere Informationen auf Anfrage

Der Beginn der Arbeit ist ab sofort möglich. Aussagekräftige Bewerbungen sind bitte per E-mail (thorsten.ihne@faps.fau.de) inkl. Lebenslauf und aktuellem Notenspiegel zu stellen. Von telefonischen Anfragen ist abzusehen. Generische, unvollständige oder KI-generierte Anfragen werden ignoriert.