DerMotorDie Welle ist hohl, bietet eine gute Wärmeableitung und trägt zu einem geringeren Gewicht bei.Motor.Früher waren Motorwellen meist massiv, doch aufgrund ihrer Verwendung konzentrierte sich die Spannung häufig auf die Wellenoberfläche, während die Spannung im Kern relativ gering war. Gemäß den Biege- und Torsionseigenschaften der Materialmechanik ist der innere Teil derMotorDie Welle wurde entsprechend ausgehöhlt, und es war nur ein geringer Außendurchmesser erforderlich, um den äußeren Teil zu vergrößern. Die Hohlwelle kann die gleiche Leistung und Funktion wie die Vollwelle erfüllen, ihr Gewicht kann jedoch deutlich reduziert werden. Gleichzeitig wird durch die Aushöhlung derMotorDurch die Hohlwelle kann Kühlöl in das Innere der Motorwelle eindringen, wodurch die Wärmeableitungsfläche vergrößert und die Effizienz der Wärmeableitung verbessert wird. Im Zuge des aktuellen Trends zum 800-V-Hochspannungsschnellladen gewinnen Hohlwellen als Motorwellen zunehmend an Bedeutung. Zu den gängigen Herstellungsverfahren für Hohlwellen zählen das Aushöhlen von Vollwellen, das Schweißen und das integrierte Umformen, wobei Schweißen und integriertes Umformen am weitesten verbreitet sind.
Die geschweißte Hohlwelle wird hauptsächlich durch Extrusionsformen hergestellt, um eine gestufte Innenbohrung zu erzeugen. Anschließend wird die Welle bearbeitet und in Form geschweißt. Durch das Extrusionsformen bleiben die Formänderungen der Innenbohrung, die den Anforderungen an Produktstruktur und Festigkeit entsprechen, weitestgehend erhalten. Die Wandstärke des Produkts kann in der Regel unter 5 mm liegen. Als Schweißverfahren kommen üblicherweise Stumpfreibschweißen oder Laserschweißen zum Einsatz. Beim Stumpfreibschweißen beträgt der Schweißnahtüberstand üblicherweise ca. 3 mm. Beim Laserschweißen liegt die Schweißtiefe in der Regel zwischen 3,5 und 4,5 mm, und die Schweißnahtfestigkeit beträgt garantiert über 80 % der Grundfestigkeit. Einige Hersteller erreichen durch strenge Prozesskontrollen sogar über 90 % der Grundfestigkeit. Nach dem Schweißen der Hohlwelle sind Ultraschall- oder Röntgenprüfungen der Mikrostruktur und Schweißnahtqualität im Schweißbereich erforderlich, um die Produktkonsistenz sicherzustellen.
Die integrierte Hohlwellenformung erfolgt hauptsächlich durch externes Schmieden des Rohlings, wodurch im Inneren der Welle direkt eine gestufte Innenbohrung entsteht. Derzeit werden vorwiegend Radial- und Rotationsschmieden eingesetzt, wobei die Anlagen überwiegend importiert werden. Radialschmieden ist typisch für Anlagen der Firma FELLS, Rotationsschmieden hingegen für Anlagen der Firma GFM. Beim Radialschmieden werden in der Regel vier oder mehr symmetrische Hämmer mit einer Frequenz von über 240 Schlägen pro Minute verwendet, um eine geringe Verformung des Rohlings und die direkte Formgebung des Hohlrohrrohlings zu erreichen. Beim Rotationsschmieden werden mehrere Hammerköpfe gleichmäßig in Umfangsrichtung des Rohlings angeordnet. Der Hammerkopf rotiert um die Achse und führt dabei ein radiales Hochfrequenzschmieden am Werkstück durch. Dadurch wird der Querschnitt des Rohlings reduziert und das Werkstück axial verlängert. Im Vergleich zu herkömmlichen Vollwellen steigen die Herstellungskosten integrierter Hohlwellen um etwa 20 %, das Gewicht der Motorwellen reduziert sich jedoch in der Regel um 30–35 %.
Veröffentlichungsdatum: 15. September 2023
