Abgeschlossene Projekte

Einfluss weichgeschliffener Gegenlaufflächen auf das Dichtverhalten von Radial-Wellendichtungen

Für den Fertigungsprozess Schleifen im Einstich gehärteter Wellen liegen durch die jahrelange Anwendung wichtige Erfahrungswerte vor. Diese Erfahrungswerte sind nicht 1:1 auf den Fertigungsprozess bei weichgeschliffenen Gegenlaufflächen übertragbar. Bei weichgeschliffenen Gegenlaufflächen treten häufig Fehlstellen auf, die zu unvorhersehbaren Abdichtproblemen bis hin zum Komplettausfall der Dichtung führen können.  Mehr...



Verschleißmodell zur Simulation von Dichtelementen aus Polytetrafluorethylen (PTFE) unter Berücksichtigung aller relevanten Einflussfaktoren

Verschleiß ist die Hauptausfallursache bei Manschettendichtringen aus Polytetrafluorethylen (PTFE). Er entsteht aufgrund einer Relativbewegung zwischen dem Manschettendichtring und der Gegenlauffläche. Durch diesen Materialverlust verändert sich die Geometrie im Kontaktbereich. Ab einem bestimmten Verschleißgrad versagt der Manschettendichtring und es kommt zur Leckage.  Mehr ....



Anpassungsfaktoren zur Auslegung von Flüssigdichtstellen

Für die Auslegung von flüssig abgedichteten Flächendichtstellen fehlen bislang Berechnungsvorschriften. Besonders für die Entwicklung von Kleinserien und Einzelanfertigungen werden für einen schnellen, kostengünstigen Konstruktionsprozess Möglichkeiten der numerischen Auslegung benötigt, die auch als Rechtfertigungsgrundlage für konstruktive Entscheidungen dienen.  Mehr ....

 


Verhalten von Schmierfetten im engen Dichtspalt berührender Dichtsysteme – Beispiel: Radial-Wellendichtung

Eine zuverlässige, berührende Abdichtung von Schmierfetten bereitet nach wie vor große Probleme. Eine leckagefreie Abdichtung sowie das zuverlässige Abschirmen von Verunreinigungen von außen sind jedoch zum Erreichen hoher Produktqualitäten erforderlich. Aus an der Forschungsstelle durchgeführten Forschungsarbeiten zur Abdichtung von Schmierfetten sind die Leistungsgrenzen fettabdichtender Systeme bekannt. Aus diesen Arbeiten ist ferner umfassendes Wissen über den Einfluss des Dichtungsumfelds und der Systemkomponenten auf das Betriebsverhalten dieser Systeme vorhanden. Die mangelnde Kenntnis über die bei der Abdichtung von Fetten im Dichtspalt relevanten Mechanismen verhindert jedoch die Auslegung verlustarmer und betriebssicherer fettabdichtender Systeme.  Mehr ....



Strukturanalyse II

Zur Abdichtung von Wellendurchtrittsstellen werden Radial-Wellendichtungen benötigt. Ein zu diesem Zweck häufig eingesetztes Dichtelement stellt der Radial-Wellendichtring (RWDR) dar. Dieser ist Bestandteil eines tribologischen Systems, bestehend aus dem RWDR, dem abzudichtenden Fluid und der Dichtungsgegenlauffläche. Die Komponenten dieses Systems stehen in komplexen Wechselwirkungen zueinander.   Mehr ....



Berechenbare Dichtgüte

Die dynamische Dichtfunktion einer Radial-Wellendichtung basiert auf einer Förderwirkung des Dichtrings. Im Betrieb gelangt Fluid aus dem abzudichtenden Raum in die Kontaktzone zwischen Dichtkante und Wellenoberfläche, so dass dieser Bereich ausreichend geschmiert ist. Trotzdem tritt, infolge einer entgegengesetzten Rückförderwirkung, an der Luftseite keine Leckage aus. Das System ist dicht und weist eine gewisse Dichtsicherheit auf. Die Höhe der Förderwirkung ist von den einzelnen Systemparametern und deren Zusammenwirken abhängig.  Mehr ....



Berührungsfreies Abdichten schnelllaufender Spindeln gegen feine Stäube

Die z.B. bei der Trockenbearbeitung entstehenden Metallstäube müssen von tribologischen Systemen wie Spindellagern ferngehalten werden. Ziel ist es, experimentell abgesicherte Gestaltungsrichtlinien für die Rückhaltung von Stäuben aller Art zu schaffen und diese effektiv in die betriebliche Praxis zu transferieren.   Mehr ....



Inverse Wellendichtsysteme

In der Praxis eingesetzte dynamische Wellendichtsysteme weisen fast immer eine an die "weiche" Polymerdichtung angeformte Dichtkante auf. Die Welle ist im Kontaktbereich üblicherweise glatt. Mit dem systematisch entwicklten modularen inversen Versuchsdichtsystem ist es gelungen, die Funktion einer invertierten Dichtungsanordnung zwischen relativ bewegten Maschinenteilen nachzuweisen.  Mehr ....



Längsabstreifer in Linearführungen von WZM

Es stellt sich das Problem, funktionsfähige Dichtelemente und Dichtsysteme für Linearführungen in Werkzeugmaschinen zu entwickeln. Diese Dichtsysteme müssen bei geringer Reibung und ohne Stick-Slip den Schmierstoffverlust aus der Führung weitestgehend unterbinden und das Eindringen von Fremdstoffen (Kühlschmierstoff und Schmutz) verhindern.   Mehr ....



Merkmale zur Beschreibung der Oberflächentopographie von Wellenlaufflächen für Radial-Wellendichtringe

Moderne Produktionsverfahren erzeugen unterschiedliche Oberflächen, die die Funktion des Dichtrings beeinflussen. Durch systematische Untersuchungen der Oberflächentopographie in der Dichtzone werden Rauheitsparameter bestimmt, die eine Korrelation zwischen dem Reibungs-, Verschleiß-, und Dichtverhalten herstellen.  Mehr ....



Luftströme in berührungsfreien Wellendichtungen (BFWD)

Für die besonderen Bedingungen im allgemeinen Maschinen-, Anlagen- und Fahrzeugbau gibt es beim derzeitigen Stand der Technik keine konkreten Gestaltungsrichtlinien für berührungsfreie Wellendichtungen an "drucklos" bespritzten, ganz-, teilweise- oder schwallartig überfluteten Wellendurchtrittsstellen. Entsprechend vielgestaltig sind die Probleme und entsprechend aufwendig und teuer die Maßnahmen um die BFWD irgendwie leckagearm zu bekommen.  Mehr ....



Wellenoberflächenstrukturen bei Radialdichtungen

Einfluß moderner Fertigungsverfahren und der so erzeugten Makro- und Mikrostrukturen der Wellenoberfläche auf die Funktion von Radialdichtungen. Beschreibung der Wellenoberfläche mit dichtungstechnisch funktionsgerechten 3D-Oberflächenparametern. Charakterisierung fertigungs- und dichtungstechnisch günstiger Wellenoberflächen.   Mehr ....



Auslegung des Oberflächenkontaktes flüssigabgedichteter statischer Dichtstellen in Abhängigkeit von der Wechselwirkung zwischen Flansch- und Dichtungstopographie

Flächendichtungen sind wesentliche Bestandteile in allen Bereichen des Maschinenbaus. In der Dichtungstechnik zählen die Flächendichtungen zum Bereich der statischen Berührungsdichtungen. In zunehmenden Maße werden hier Flüssigdichtmittel eingesetzt. Gerade in der Großserienfertigung und im Leichtbau ist die universelle Anwendbarkeit für beliebige Geometrien und das automatisierbare Auftragen des Dichtmittels von großem Vorteil.  Mehr ....



Einfluss der Wellenlaufflächen-Topographie auf das Dichtsystem Radialwellendichtung

Radial-Wellendichtungen sind sehr häufig eingesetzte Dichtsysteme, die in den unterschiedlichsten Anwendungen zu finden sind. So vielfältig wie die Einsatzbereiche sind auch die Randbedingungen und Einflussparameter, die sich auf die Funktion des Dichtsystems auswirken. Hauptkomponenten des Systems sind der Radial-Wellendichtring aus Elastomerwerkstoff, die Wellenoberfläche und das abzudichtende Fluid. Aufgrund der Komplexität sind zurzeit keine zuverlässigen Vorhersagen über das Systemverhalten möglich. Bei bekannten Kombinationen kann auf Erfahrungswerte zurückgegriffen werden, die bei Dichtungsherstellern und manchen Anwendern vorhanden sind. Sollen allerdings neue Kombinationen aus Dichtring, Wellenoberfläche und Schmierstoff eingesetzt werden, sind umfassende Prüfstandsuntersuchungen unumgänglich.  Mehr ....



Betriebsgerecht gestaltete Hydraulik-Dichtungen

Die im Rahmen dieses Forschungsvorhabens durchgeführten Langzeitversuche an Hydraulikstangendichtungen haben ergeben, dass Veränderungen an der Dichtkante im Bereich von Hundertstelmillimetern das Dichtverhalten beeinflussen. Die am Prüfstand und mittels FEM durchgeführten Untersuchungen führten zu Gestaltungsvorschlägen, die eine hohe Dichtsicherheit bei geringem Verschleiß erwarten lassen.  Mehr ....



Verschleissoptimierte Gestaltung mit Hilfe der FEM

Kopplung des Verschleißverhaltens mit der Strukturmechanik von PTFE-Radialdichtungen in der FEM. Optimierung der Dichtungsgeometrie hinsichtlich Verschleiß und Anpressung zur Steigerung der Lebensdauer.  Mehr ....



Einsatzgrenzen moderner Flüssigdichtmittel bei Gehäusetrennstellen

Ziel des Vorhabens ist die Erstellung von Konstruktionsrichtlinien speziell für Flüssigdichtstellen. In erster Linie soll der Konstrukteur erfahren, wie die Dichtungsumgebung gestaltet werden muß, damit eine hohe Lebensdauer bezüglich Dichtheit und mechanischer Belastung der Gehäusetrennstelle erreicht wird.  Mehr ....



Hochdruck-Wellendichtring

Radiale Fluideinspeisung in rotierende Systeme ist in vielen Bereichen der Technik notwendig. Insbesondere dann, wenn keine Möglichkeit besteht stirnseitig Übergangsstellen an Wellen vorzusehen. Beispielhaft ist das Einspeisen von Dampf in Zylinder an Papiermaschinen, Temperierungsfluid in die Extruderschnecken von Kunststoffspritzgussmaschinen, Kühlschmierstoff unter Hochdruck in angetriebene Werkzeuge von Werkzeugmaschinen und Drucköl in Aktuatoren von Pkw-Automatgetrieben zu nennen.
Für die Abdichtung stehen verschiedene Varianten zur Verfügung.   Mehr ....



Hochdruck-Drehübertrager

Für die Abdichtung von Drehübertragern für hohen Hydraulikdruck (z.B. im Rundschalttisch oder in Baggern) werden Dichtringe verwendet, die in geschlossenen Nuten im Gehäuse eingeschnappt sind. Diese Dichtungen werden unter Berücksichtigung des gesamten Einbauumfelds der Maschine in diesem Projekt erstmalig in großer Breite untersucht.    Mehr ....



Fette mittels Radial-Wellendichtungen zuverlässig abdichten

Radial-Wellendichtringe werden in einer Vielzahl technischer Anwendungen zur Abdichtung von flüssigkeitsbeaufschlagten, rotierenden oder stehenden Wellen erfolgreich eingesetzt. Das Schmierstoffangebot ist hierbei groß, wodurch eine gute Wärmeabfuhr und eine ständige Erneuerung des Schmierstoffs in der Kontaktzone zwischen Radial-Wellendichtring (RWDR) und Dichtungslauffläche gegeben sind.   Mehr ....



Berührungsfreie Wellendichtungen mit Fettfüllung zur Schmutzabdichtung

Fettgefüllte berührungsfreie Wellendichtungen (FBFWD) werden häufig bei Wellendurchtrittsstellen mit starker Schmutzbeaufschlagung eingesetzt. Hierbei handelt es sich um Spaltdichtungen aller möglicher Geometrien, die mit Fett gefüllt sind. Übliche Namen in der Literatur oder bei Dichtungsherstellern für diesen Dichtungstyp sind auch fettgefüllte Schutz- oder Labyrinthdichtungen. Das Fett soll den Schmutz am Durchdringen der Dichtspalte hindern. Diese Dichtungsbauform ist zunächst nichts grundlegend Neues, doch die Anforderungen haben sich radikal verändert.  Mehr ....



Stangenoberflächeneinfluss auf Hydraulik-Dichtungen

Im Gegensatz zur Hydraulikstangendichtung ist zur optimalen Gestaltung der Stangenoberfläche in Hydraulikdichtsystemen nur sehr wenig bekannt. Die existierenden Oberflächenvorgaben beziehen sich weitestgehend auf die hartverchromte geschliffene „Standardstange“ und wurden über die letzten Jahrzehnte empirisch ermittelt. Bei der Verwendung alternativer Stangenoberflächen kommt es daher immer wieder zu hoher Leckage und exzessivem Verschleiß. Eine allgemeingültige Vorgabe, wie eine optimale Stangenoberfläche beschaffen ist, existiert nicht. Ziel dieses Forschungsprojekts war es daher, den Einfluss der Stangenoberfläche auf Reibung, Verschleiß und Leckage an Hydraulikdichtungen zu bestimmen.  Mehr ....



Mikrostrukturanalyse von Dichtungslaufflächen

Radialwellendichtringe werden zur Abdichtung von Wellendurchtrittsstellen eingesetzt. Sie bilden mit dem abzudichtenden Fluid und der Dichtungsgegenlauffläche ein komplexes tribologisches System. Befinden sich förderaktive Strukturen (Drall) auf der Dichtungsgegenlauffläche kann dies das Dichtsystem massiv beeinflussen.
Die Mess- und Auswertemöglichkeiten von Drall insbesondere von Mikrodrall sind noch völlig unzureichend. Deshalb war es Ziel ein Auswerteverfahren, zur quantitativen Auswertung von Mikrodrall auf Dichtungsgegenlaufflächen, zu entwickeln.  Mehr ....



Oberflächentopographie in Umfangsrichtung

Das bisherige Standard-Fertigungsverfahren für Gegenlaufflächen von Radialwellendichtringen ist „ Schleifen im Einstich“. In der Praxis ist aber ein Trend auszumachen hin zu alternativen Fertigungsmethoden, wie z.B. Hartdrehen, Weichdrehen, Rollieren oder auch Tiefziehen.
Unterschiedliche Fertigungsverfahren erzeugen auch unterschiedliche Rauheiten und Topographien, also dreidimensionale Erhebungen und Täler.  Mehr ....



Abdichtung von Fliessfetten

In lebensdauergeschmierten Getrieben kommen häufig Fließfette zum Einsatz. Bezüglich der funktionsgerechten Gestaltung der Abdichtung von fließfettgeschmierten Systemen liegen zurzeit jedoch nur wenige unpräzise Erfahrungswerte vor. Infolgedessen treten häufig Ausfälle mit teilweise unerklärbaren Leckagen auf, die Schäden mit hohen Folgekosten verursachen. Ziel des Forschungsvorhabens ist die Erstellung eines Maßnahmenkatalogs zur funktionssicheren Auslegung von Fließfettabdichtungen sowie eines Modells, welches die Funktionsweise fließfettabdichtender Radial-Wellendichtungen erklärt.   Mehr ....



Fette mittels Radial-Wellendichtungen zuverlässig abdichten II

Schmierfette werden häufig mit Radialwellendichtungen abgedichtet die zur Abdichtung von
Ölen entwickelt wurden. Dies führt zu einer erheblichen Einschränkung der Leistungsgrenzen.
Vielversprechendes Potential in Hinblick auf die Leistungsgrenzen, bzw. Reibungsreduzierung
wird in Folge dessen nicht ausgeschöpft. Ursächlich hierfür ist mangelndes Wissen
über den Einfluss der Systemkomponenten auf das Betriebsverhalten.
Im Vorhaben wurde der Einfluss der Systemkomponenten des Dichtsystems Radialwellendichtung
auf dessen Betriebsverhalten systematisch untersucht.   Mehr ....



Additivverträglichkeit von Radialwellendichtringen

Durch die Verwendung eines leistungsfähigeren Schmierstoffs lassen sich oftmals die Eigenschaften von einem Gesamtprodukt steigern. Synthetische Schmierstoffe werden hierbei bevorzugt eingesetzt, weil diese leistungsfähiger sind als mineralische Schmierstoffe. Eine weitere gezielte Leistungssteigerung kann durch eine geeignete Additivierung der Fluide erreicht werden.
Es sind vermehrt Ausfälle an Dichtsystemen in welchen ein hoch additiviertes synthetisches Fluid vorkommt zu verzeichnen. Eine Aussage welche Additive gelöst in synthetischen Grundölen im dynamischen Betrieb mit Radial-Wellendichtringen aus unterschiedlichen Werkstoffen unverträglich sind, war bisher nicht möglich.   Mehr ....



Innovative Werkstoffe

Die Funktionsweise von Radial-Wellendichtungen (RWDR) mit gehärteten Stahlwellen, meist drallfrei im Einstich geschliffen, wurde in den letzten Jahrzehnten kontinuierlich erforscht. Diese Kombination hat sich millionenfach in unterschiedlichsten Anwendungen bewährt. Ergänzend zum Werkstoff Stahl werden aus verschiedensten Gründen immer häufiger innovative Werkstoffe und Beschichtungen eingesetzt.    Mehr ....



PTFE-Manschetten mit drehrichtungsunabhängigen Rückförderstrukturen

Der Radialwellendichtring aus Elastomer (RWDR) wird zur Abdichtung vieler Wellendurchtrittsstellen erfolgreich verwendet. Allerdings sind seinem Einsatz Grenzen gesetzt. Deshalb wurden Dichtringe aus Polytetrafluorethylen (PTFE) entwickelt. PTFE ist temperaturfest, trockenlauffähig und chemisch universell beständig. Da PTFE-Dichtringe nicht wie RWDR selbstständig einen Rückfördermechanismus entwickeln, werden mechanisch Spiralrillen eingebracht. Diese wirken jedoch nur in eine Drehrichtung und sind bei (Teil-) Überflutung undicht.  Mehr ....