Wellenoberflächenstrukturen aus der zeitgemäßen und zukünftigen Fertigung und deren Einfluss auf die

FKM 2004
Heft Nummer 279


Abschlussbericht
Kurzfassung:

Ziel des Forschungsvorhabens war, mittels alternativer Fertigungsverfahren hergestellte Wellenoberflächen hinsichtlich ihrer Eignung als Dichtringgegenlauffläche zu untersuchen und die Oberflächen zu charakterisieren. Untersucht wurden das Längsdrehen harter und weicher Oberflächen, das Einstechdrehen, das Tangentialdrehen, das Längsdrehen mit Wiper-Schneidengeometrie sowie der Einfluss von Werkzeugverschleiß und Schwingungen der Fertigungsmaschine. Ob die unterschiedlichen Wellenoberflächen geeignet sind, wurde zum einen durch den Förderwert der Welle beurteilt. Zum anderen wurde die Dichtheit im Praxisnahen Betrieb ermittelt. Die Topografie der Wellenoberflächen wurde dreidimensional vermessen und analysiert. Die ca. 200 für das Forschungsvorhaben am Fraunhofer IPT in Aachen gefertigten Wellenoberflächen sind alle dichtungstechnisch geeignet. Es gab keine erhöhten und somit kritischen Förderwerte. Die Dichtstellen blieben in den 240 bzw. 1000 Stunden Dichtheitsuntersuchungen mit Mineralöl dicht. Keine Dichtstelle leckte. Der Verschleiß der Stahl-Wellenoberflächen und der Dichtringe war gering. Die Wellenoberflächen weisen in Umfangsrichtung, verglichen mit der üblichen Messrichtung in Achsrichtung, nahezu ausnahmslos ein stark abweichendes Rauheitsprofil und sehr unterschiedliche. Rauheitsparameter auf. In Umfangsrichtung sind die gedrehten Oberflächen viel glatter. Eine mögliche Ursache für die häufig in der Praxis beklagte Undichtheit beim Einsatz gedrehter Wellenoberflächen ergibt sich aus der Untersuchung einer manuell aufgebrachten Mikrostruktur. Einer als dicht bzw. geeignet befundenen Hartgedrehten Wellenoberflächen wurde durch Einpolieren eine wenige Nanometer tiefe Kratzerstruktur unter :