Die Automobilbranche entwickelt sich ständig weiter. Neue Trends und Automodelle erfordern neue Produktionsmethoden; gleichzeitig wird die Nachhaltigkeit immer wichtiger. Infolgedessen gibt es eine wachsende Nachfrage nach Elektroautos. In China und Europa werden im Jahr 2020 rund 1,3 Millionen Elektroautos verkauft, satte 43 % mehr als im Jahr 2019.
Was bedeutet dies für den Einsatz von kryogener Ausstattung in der Automobilindustrie? In diesem Blog konzentrieren wir uns auf den Einsatz von Kühlwannen im Produktionsprozess von Automobilen. Wir erklären, wie diese beliebte kryogene Anwendung genutzt wird und warum Demaco in den letzten Jahren intensiv an der Entwicklung einer Kühlwanne mit neuem Design für Elektroautos gearbeitet hat.
Was ist eine Kühlwanne in der Automobilbranche?
Eine Kühlwanne in der Automobilindustrie ist ein vakuumisolierter Dewar, der mit einer kryogenen Flüssigkeit (fast immer Flüssigstickstoff) gefüllt ist, in welche die Automobilteile während des Produktionsprozesses eingetaucht werden. Die Kühlwannen sind in eine robotergestützte Fertigungsstraße eingebaut; der Eintauchvorgang ist also vollautomatisch.
Kühlwannen werden in der Automobilindustrie zur Durchführung der Kaltschrumpftechnik, auch Schrumpfsitz genannt, eingesetzt.
Schrumpfverbindung
Eine Schrumpfverbindung ist ein häufig verwendetes Verfahren bei der Montage von Automotoren. Bei einer Schrumpfpassung werden extrem kalte und heiße Temperaturen verwendet, um zwei Teile fest zusammenzuschieben und zu verankern.
Das äußere Teil wird erwärmt, wodurch es sich leicht ausdehnt. Das innen zu montierende Teil (ein Ring oder eine Welle) wird extrem abgekühlt, wodurch das Teil um einige Millimeter schrumpft. Diese Abkühlung kann durch vorübergehendes Eintauchen des Rings oder der Achse in eine Kühlwanne mit flüssigem Stickstoff erfolgen. Flüssigstickstoff hat einen Siedepunkt von etwa -196 °C und ist ein sehr effizientes Kühlmittel.
Wenn alle Teile nach dem Eintauchen wieder auf Raumtemperatur kommen, dehnen sich die zuvor gekühlten Teile wieder aus, während die erwärmten Teile um sie herum wieder schrumpfen. Durch diese raffinierte Methode ist es möglich, die Teile mit leichtem Druck ineinander zu schieben und sie so passgenau zusammenzufügen. Dadurch wird die Konstruktion erheblich verstärkt und Beschädigungen werden vermieden.
Eine Schrumpfpassung erfordert eine genaue Kontrolle der Bearbeitungstoleranzen an den Teilen und eine absolut präzise Kühlung und Erwärmung. Die Erwärmung erfolgt in der Regel mit einer Induktionsheizung; die Kühlwanne von Demaco bietet die ideale Lösung für die Kühlung der innenliegenden Komponenten.
Innovation bei kryogenen Anlagen
Nicht nur das Automobil selbst, sondern auch die kryogene Ausstattung, die bei der Herstellung von Automobilen verwendet wird, entwickelt sich weiter.
Noch vor etwa einem Jahrzehnt waren Verbrennungsmotoren mit Benzin- oder Dieselmotoren der Mainstream. Die meisten Automobilhersteller verwendeten diese Motoren, und fast alle diese Motoren wurden mit Hilfe von Schrumpfverbindungen hergestellt, die in einer Kühlwanne gefertigt wurden. Die Standard-Kühlwanne war mit Flüssigstickstoff gefüllt, der sicherstellte, dass Ringe und Wellen von Verbrennungsmotoren für eine erfolgreiche Passung effizient gekühlt wurden.
Während die traditionelle Kühlwanne immer noch verwendet wird, hat sich das Design der Schrumpfverbände verändert. Mit Ausnahme einiger großer Automobilhersteller verwenden die Hersteller von Verbrennungsmotoren heute keine Kühlwannen mit flüssigem Stickstoff mehr. Andere Methoden, wie z. B. die elektrische Kühlung, haben die kryogenen Anlagen abgelöst.
Dies führte jedoch nicht zum Ende der Demaco-Kühlwanne. Unter anderem aufgrund der immer weiter sinkenden Preise, der Steuerbegünstigung und der Umweltvorteile steigen der Verkauf und die Produktion von Elektroautos weltweit enorm an. Und mit diesem Wachstum und dieser Entwicklung kommt auch die Nachfrage nach neuer kryogener Ausstattung, wie z. B. einer Kühlwanne, insbesondere für Elektromotoren.
Mit einigen konstruktiven Modifikationen, die perfekt zu diesem „neuen“ Motortyp passen, bieten herkömmliche Flüssigstickstoff-Kühlwannen die Haltbarkeit, Erschwinglichkeit und Präzision, die für eine erfolgreiche Schrumpfung eines Elektromotors erforderlich ist.
Demacos Kühlwannen für Elektroautos
Unser Team von Kryo-Ingenieuren hat hart an einer Kühlwanne mit einem neuen Design gearbeitet, um auf die oben genannten Entwicklungen zu reagieren. Eine neue Kühlwanne innerhalb der Kryotechnik, die perfekt die Anforderungen eines Elektromotors erfüllt. Die Elemente, die in einem Elektromotor gekühlt werden müssen, unterscheiden sich nämlich etwas von denen in einem Verbrennungsmotor, so dass einige Modifikationen notwendig waren.
Derzeit bietet Demaco sowohl Kühlwannen für Verbrennungsmotoren als auch für Elektromotoren an. In Zusammenarbeit mit Maschinenlieferanten in der Automobilindustrie bieten wir ein komplettes ryogenes System an, das aus einer Kühlwanne, vakuumisolierten Transferleitungen und qualitätsverbessernden Produkten wie einem Phasentrenner besteht. Wir bringen auch eine thermische Heizung um den Rand unserer Kühlwannen an, um zu verhindern, dass die extreme Kälte aus der Wanne entweicht.
Unsere Kühlwannenprojekte bestehen aus kryogenem Engineering, Fertigung und Prüfung; die Einheit ist in unserem Geschäftsbereich Systems angesiedelt. Unser Systems-Team ist ungemein stolz auf die Kühlwannen, die wir bisher gebaut haben, und wir erwarten, dass die Nachfrage nach unserem neuen Design Hand in Hand mit der Nachhaltigkeit der Automobilindustrie wachsen wird.
Möchten Sie mehr wissen?
Demaco verfügt über mehr als 25 Jahre Erfahrung in der Konstruktion und Produktion von Kühlwannen. Haben Sie Fragen zu unseren Kryoanlagen oder anderen kryogenen Anwendungen und Systemen? Nehmen Sie Kontakt mit uns auf oder werfen Sie einen Blick auf unsere Produkte und Projekte für weitere Informationen.
