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radiale Spannungen in einem Rotor mit Permanentmagneten und einer Glasfaser-Kohlerfaserbandage bei 80.000 rpm tangentiale Spannungen

Auslegung von Bandagen

Die rosseta Technik GmbH verfügt über eine umfangreiche Praxis der FEM-Berechnung für unterschiedlichste Rotoranordnungen mit Permanentmagneten, so dass für verschiedenste Geometrien mit geringem Aufwand optimale Lösungen ermittelt werden können.
Im nebenstehenden Bild sehen Sie die Verteilung der radialen Spannungen in einem Rotor bei einer Drehzahl von 80.000 Umdrehungen pro min. Auf Grund der Symmetrie ist es für den vierpoligen Läufer ausreichend, die Berechnung für ein 45°-Segment durchzuführen. Deutlich zu erkennen sind die beiden Spannungsmaxima (hellblau) in der Bandage am Ende der brotleibförmigen Magnete und im Bereich des Kontaktes der Bandage mit der Stahlwelle in der Pollücke. Eine detaillierte FEM-Analyse ist notwendig, um eine Sicherheit gegen mechanische Schäden zu erreichen.

Im letzen Bild ganz unten sind die tangentialen Spannungen im gleichen Rotor dargestellt. Die höchsten Spannungen werden in der Kohlefaserbandage erreicht, die darunterliegende Glasfaserbandage wird tangential nicht so stark beansprucht. Sie fängt jedoch die hohen radialen Spannungen auf und schirmt damit die Kohlefaserbandage ab. Die tangentialen Spannungen im den Magneten und im Stahl dagegen sind sehr gering.

Die mechanischen Eigenschaften der verwendeten Faser-Verbundstoffe wurden selbst ausgemessen und mehrfach überprüft, da diese Angaben bisher nicht ausreichend genau bekannt waren.

Für in etwa zylindersymmerische Probleme wurde ein Schalenmodell entwickelt, das mit weniger Aufwand eine vollständige Auslegung der Bandagen ermöglicht. Die Ergebnisse des Modells wurden bereits mehrfach experimentell erprobt und bestätigt.

Lesen Sie nun mehr zur Montage der CFK-Bandagen.