Thermische Simulation von Werkzeugmaschinen

Abstract

Kurzfassung Bei der Wärmeübertragung an Gestellbauteilen von Werkzeugmaschinen können neben der Wärmeleitung über die Festkörper auch Wärmestrahlung und Konvektion über die Gestellinnenräume einen signifikanten Teil der Wärme transportieren. Die Größe des Anteils hängt dabei neben der Wärmeleitfähigkeit des Gestellwerkstoffs und den Emissionseigenschaften der Innenflächen insbesondere von der Geometrie des Gestellbauteils und den treibenden Temperaturunterschieden ab. Im Artikel wird untersucht, inwieweit letztere Einflussgrößen den Anteil der einzelnen Wärmetransportmechanismen bestimmen. Es wird gezeigt wie die Konvektion im Rahmen der Temperaturfeldberechnung über Ersatzmodelle beschrieben werden kann und welche Modelle dafür zur Verfügung stehen. Des Weiteren erfolgt eine Fehlerdiskussion, die – basierend auf den zusammengestellten Informationen – eine Fehlerabschätzung und eine Entscheidungshilfe für die Auswahl der Beschreibungsart der Konvektion bietet.