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Rotor Cooling – Kühlung von Motorspindelwellen

Rotor Cooling – Kühlung von Motorspindelwellen

© Kleme
Kühlung durch Lamellenstruktur
Leitung:  Heiner Klemme
E-Mail:  klemme@ifw.uni-hannover.de
Jahr:  2017
Datum:  30-01-20
Förderung:  Industrie
Laufzeit:  08/2017-06/2020

Elektrische Verluste des Motors, Reibverluste der Lager und auch Wärme aus dem Bearbeitungsprozess selbst, führen zur Erwärmung von Motorspindeln. Die Kühlung von Spindeln erfolgt i.d.R. über durch das Spindelgehäuse strömende Flüssigkeiten. Dieses Kühlkonzept reduziert die Gehäusetemperatur effektiv, hat jedoch kaum nennenswerten Einfluss auf die Temperatur der Spindelwelle. Insbesondere die Erwärmung der Welle ist jedoch kritisch, da diese überproportional zum Gehäuse erfolgt. Daraus resultiert eine Zunahme der Temperaturdifferenz zwischen Innen- und Außenringen der Lager. Konstruktionsbedingt führt dies wiederum zu einer ungewünschten Änderung der Lagervorspannung während des Bearbeitungsprozesses. Ein mögliches Resultat sind Oberflächenfehler auf dem Werkstück. Das IFW entwickelt hierzu ein neuartiges Kühlkonzept, welches auf dem konvektiven Wärmeübergang zwischen rotierenden und statischen lamellenförmigen Wärmetauschern basiert. Die Wellenwärme wird dabei über kleine Luftspalte vom rotierenden auf das statische System übertragen. Final wird die Wärme durch die im Spindelgehäuse ohnehin vorhandenen Kühlkanäle dissipiert.