Anwendungen von Flüssigstickstoff

Ein Direktantriebsmotor eines Aufzuges wird mit Stickstoff von seiner Welle geschrumpft.
Ein Direktantriebsmotor eines Aufzuges wird mit Stickstoff von seiner Welle geschrumpft.

Flüssiger Stickstoff kommt heute in den verschiedensten Bereichen zum Einsatz. Ob in der Arztpraxis zum Entfernen von Warzen, in der Industrie zum Schrumpfen von Wellen oder in der Forschung zur Erzeugung konstant niedriger Temperaturen.

Eine mit Stickstoff geschrumpfte Welle erwärmt sich im Zentrum eines Schwungrades.
Eine mit Stickstoff geschrumpfte Welle erwärmt sich im Zentrum eines Schwungrades.
Achszapfen
Flüssig-Stickstoff Befüllung
Stickstoff geschrumpfte Wellen erwärmen sich langsam

Schrumpfung von Wellen

Hierfür wird Flüssigstickstoff verwendet, da durch die Kälte von -196° C die größtmögliche Schrumpfung des Materials erzeugt wird.
Durch das Eintauchen der Welle in Flüssigstickstoff zieht sich die Welle zusammen und ermöglich dadurch ein einfaches Einsetzen in das Zahnrad. Die Raumtemperatur erwärmt die Welle auf Normaltemperatur. Durch die dadurch erzeugte Ausdehnung, presst sich die Welle in die Bohrung des Zahnrades.
Die Schrumpfung der unterschiedlichen Materialien sowie den Stickstoffverbrauch entnehmen Sie bitte den beigefügten Tabellen.
Wir bitten alle Sicherheitsmaßnahmen zu beachten!

Selbstverständlich können wir für Sie diese Arbeiten, vor Ort, übernehmen.

Eine Welle wird im Stickstoffbad geschrumpft
Die Stickstoff geschrumpfte Welle erwärmt sich im Zahnrad.

Im Flugzeugbau werden Lager mit Flüssigstickstoff eingesetzt, damit vermeidet man, evtl. Risse die durch einpressen entstehen könnten. Die Risse können dazu führen das z. B. das Fahrwerk bei der Landung bricht, was natürlich fatale Folgen hätte.

Hier sieht man ein Kugellager für das Fahrwerk:

Flüssigstickstoff im Flugzeugbau
Flüssigstickstoff im Flugzeugbau
Flüssigstickstoff im Flugzeugbau

Schrumpfungstärken verschiedener Werkstoffe in flüssigem Stickstoff ( – 196° C)

Das Diagramm zegt die Schrumpfungsstärken verschiedener Werkstoffe in flüssigem Stickstoff ( – 196° C) in Abhängigkeit des Wellendurchmessers.

 

Kurve
Werkstoff

1

Grauguß, Temperguß

2

Hitzebeständiger Stahl X 10 CrAl13

3

Kohlenstoffstahl,kaltzäher Stahl, unlegiert TT St35,TTSt 45,10 MnAl 4

4

Warmfester Stahl 10CrMo9, 10CrSiMo V7

5

Hitzebeständiger Stahl 8SiTi4

6

Kaltzäher Stahl X12 CrNi189

7

Kupfer, Bronze ( ca. 80 % Cn )

8

Messing

9

Aluminium, Dur-Aluminium

Schrumpfzeit von Stahl in flüssigem Stickstoff ( – 196° )

Das Diagramm zeigt die Schrumpfzeit von Stahl in flüssigem Stickstoff ( – 196° ) in Abhängigkeit des Wellendurchmessers

Richtwerte für den Bedarf an flüssig Stickstoff

Menge in kg
Werkstoff
Flüssig Stickstoff in kg
Flüssig Stickstoff in Liter
1 Stahl 0,55 0,680
1 Aluminium 0,80 0,989
1 Kupfer 0,45 0,557