Werner Haas

Zusammenfassung

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. Dazu wurden verschiedene Stangenoberflächen experimentell untersucht. Die Versuche wurden exemplarisch mit einem PU-Nutring und einer PTFE-Stufendichtung durchgeführt. Der Schwerpunkt der Untersuchungen wurde auf den Verschleiß an der Hydraulikstangendichtung gesetzt. Es hat sich gezeigt, dass der Verschleiß an PU- und PTFE-Dichtungen von unterschiedlichen Bereichen der Oberflächenrauheit verursacht wird. Der Verschleiß an PU-Dichtungen findet im unteren Bereich der Oberflächenrauheit statt, wogegen bei PTFE-Dichtungen der Spitzenbereich ausschlaggebend ist. Als Kennwerte zur Verschleißvorhersage wurden für die PU-Dichtungen die Mittlere Taltiefe (MTT) und der genormte 2D-Rauheitsparameter Rvk entwickelt bzw. identifiziert. Bei PTFE-Dichtungen ist es das Mittlere Hügelvolumen (MHV). Zusätzlich wurde ein FE-Modell erstellt, mit dem anhand von Oberflächenmessungen abgeschätzt werden kann, ob eine Hydraulikstange eher mehr oder weniger Verschleiß an der Dichtung verursacht. Bei der Leckage hat sich gezeigt, dass Oberflächen mit Strukturen quer zur Bewegungsrichtung tendenziell am Günstigsten sind. Insbesondere ist die Leckage bei geschliffenen Stangen erheblich geringer als bei Keramikstangen. Das trifft sowohl für PU- als auch für PTFE-Dichtungen zu. Ein Einfluss der Stangenoberfläche auf das Reibverhalten konnte in den Versuchen nicht festgestellt werden.

Zusammenfassung

Research covering the development of non-contacting sealing systems that effectively and efficiently seal lubricating grease has produced very little in the way of generally applicable design rules, resulting in designers having to develop their own systems, according to their specific requirements. Published in two instalments, this article shows that research, which is being done in Germany at the Institute of Machine Components, University of Stuttgart, is attempting to remedy this situation. The first part, which appears here, highlights the lack of design rules and looks at the structure of sealing gaps, the flow of grease in these gaps and the influence gap direction has on the sealing effect.

Zusammenfassung

Die Grundlage zu diesem Büchlein entstand als zwölfteilige Artikelserie in der Zeitschrift Dicht!. Der Inhalt basiert auf der mittlerweile über 35-jährigen Erfahrung des Autors mit Dichtungen aller Art. Die Basis bilden eine Vielzahl von bearbeiteten Forschungsprojekten, unzählige Industrieberatungen und vielfältige Informationen aus der International Sealing Conference. Diese findet seit 2002 in 2-jährigem Rhythmus an der Universität Stuttgart statt. Sie ist mittlerweile die bedeutendste Dichtungstagung weltweit. Ziel der Darstellungen ist ein grundlegendes Verständnis für die Zusammenhänge im vielfältigen technischen System Dichtung zu wecken. Deshalb werden auch nicht einzelne Dichtelemente besprochen, sondern stets das tribologische System Dichtung betrachtet. Dieses besteht aus dem Dichtelement selbst, dessen Gegenfläche, dem abzudichtenden Stoff und der äußeren Umgebung. Hinzu kommen die Betriebsbedingungen und die konstruktive Integration der Dichtung in das technische Gesamtsystem. Alle Punkte und besonders ihr Zusammenwirken sind wichtig für eine gute Funktion der Dichtung – nicht nur das Dichtelement! Nur wenige grundlegende physikalische Zusammenhänge muss man kennen um die vielfältigen Dichtungen und ihre Wirkung beurteilen zu können. Die Vielfalt entsteht durch geschickte konstruktive und werkstoffmechanische Umsetzung der wenigen grundlegenden physikalischen Zusammenhänge. Der Inhalt dieses Büchleins soll jedermann helfen ein Gespür dafür zu entwickeln. Deshalb sind die Ausführungen vorzugsweise anschaulich und nicht mit letzter Konsequenz mathematisch und physikalisch exakt gehalten. Das Buch hat 89 Seiten mit 67 Abbildungen.

Zusammenfassung

Die Oberflächentopografie der Dichtungsgegenlauffläche hat einen wesentlichen Einfluss auf die Fluidförderung im Dichtsystem Radial-Wellendichtung. Daher ist die funktionsgerechte Beschreibung dieser besonders wichtig. Die Charakterisierung erfolgt anhand von 3D-Kennwerten der DIN EN ISO 25178. The topography of shaft counterfaces has a significant influence on the pumping rate of radial lip seals. Therefore, it is important to describe its functional properties as good as possible. The characterization based on 3D parameters of the ISO 25178.