Dimensionierung von hochtourigen Magnetlagern am Beispiel einer Magnetlagerspindel für 140.000 U/min

Am Beispiel der Auslegung einer Magnetlager-spindel für 140.000 U/min sollen die Besonder-heiten bei der Dimensionierung hochtouriger Antriebe dargestellt werden. So ist es unerlässlich, dass neben der Festig-keitsauslegung auch besonderes Augenmerk auf die Rotordynamik gelegt wird. Dies bedingt, dass bezüglich des Wellenaufbaus der Spagat zwischen dem Platzbedarf der einzelnen auf der Welle befindlichen Komponenten und dem zum unterkritischen Betrieb zwingend nötige, biege-steife Aufbau umgesetzt wird. Es wird gezeigt durch welche Maßnahmen dies realisiert werden kann und wie die für den Be-trieb zwingend benötigten Komponenten wie Messsystem, Motor- und Lagerkomponenten sehr kompakt aufgebaut werden können. Hierzu musste zum Teil auf bisher für Magnetlager eher unkonventionelle Werkstoffe und Aufbauten zurückgegriffen werden. Ein weiteres Problem stellt die möglichst ver-koppelungsfreie Anbindung des Prüflings an die Magnetlagerspindel dar. Ebenfalls nicht unwesentlich sind die im Betrieb auftretenden Verluste durch Luftreibung und Ummagnetisierung. Diese Verluste werden vom Antriebsmotor gedeckt und müssen durch eine geeignete Kühlung abgeführt werden. Hierfür wurde auf eine kostengünstige Wasser-kühlung zurückgegriffen, welche eigentlich für die PC Kühlung vorgesehen ist. Die vorhandene Realisierung und die Leistungsfähigkeit dieser PC - Flüssigkühler wird in diesen Beitrag kurz erläutert.