Temperaturberechnung Erweitertes Berechnungstool für die Kontakttemperatur bei Radial-Wellendichtung

Erweitertes Berechnungstool für die Kontakttemperatur bei Radial-Wellendichtungen

2023, 158 Seiten

Vorhaben Nr. 619
Abschlussbericht

Kurzfassung:
Ausfälle von Elastomer-Radial-Wellendichtungen sind häufig auf die Überhitzung des Kontaktbereichs zwischen Radial-Wellendichtring (RWDR) und Welle zurück zu führen. Hohe Temperaturen im Kontaktbereich entstehen meist durch erhöhte Reibleistung und/ oder durch eine schlechte Wärmeabfuhr aus dem Kontaktbereich.

Im Rahmen dieses Projekts wurden unterschiedliche Einflussfaktoren auf die Wärmeentstehung und die Wärmeabfuhr untersucht. Untersucht wurde dazu der Einfluss von Dichtringen mit Zusatzelementen, wie Schutzlippen und Vliesen, der Einfluss von unterschiedlichen Ölen, sowie wasserbasierten Fluiden, der Einfluss von Wellenbeschichtungen, der Einfluss der Wellengestaltung und der Einfluss der konstruktiven Gestaltung des Dichtungsumfelds. Zu allen zuvor genannten Themen wurden Versuche auf Reibmomentprüfständen durchgeführt.
Zusätzlich zu den Prüfstandsversuchen wurden für die Wellengestaltung und die konstruktive Gestaltung des Dichtungsumfelds Simulationen durchgeführt. Die Übereinstimmung zwischen der Simulation und den Versuchen ist gut.
Anhand der Versuchs- und Simulationsergebnisse wurden die wichtigsten Einflüsse auf die Temperatur im Kontaktbereich ermittelt. Diese Einflüsse wurden in ein Berechnungstool für die Kontakttemperatur integriert. Dadurch konnte ein praxistaugliches Berechnungstool für die Kontakttemperatur entwickelt werden, welches die häufigsten Einsatzbedingungen von Radialwellendichtungen berücksichtigt.

Das Berechnungstool wurde um eine Datenbank mit allen im Projekt untersuchten Schmierstoffen ergänzt. Zusätzlich wurde das Berechnungstool um Anwender- und Warnhinweise ergänzt, um die Konstruktive Gestaltung des Dichtungs-Umfelds im Berechnungstool sinnvoll berücksichtigen zu können.
Zusätzlich wurde ein Katalog mit Optimierungsmaßnahmen erstellt. Damit werden Handwerkszeuge geschaffen, um die Überhitzung von Radial-Wellendichtungen zu vermeiden.
Das Ziel des Forschungsvorhabens ist erreicht worden.