Lehrstuhl für Maschinenelemente und Getriebetechnik (MEGT)

Dynamisches Verhalten von Wellendichtringen

Die Erforschung des dynamischen Verhaltens von Radialwellendichtringen, ist eine Aufgabe, mit der sich der Lehrstuhl für Maschinenelemente und Getriebetechnik mitterweile seit mehreren Jahrzenten beschäftigt. Durch den intensiven Umgang mit der Materie sind im Laufe der Zeit einige bemerkenswerte Prüfstände zur Bestimmung des dynamischen Verhalten der RWDRs entwickelt und umgesetzt worden. 

Im Rahmen von abgeschlossenen und laufenden Forschungsarbeiten wurden auch Simulationsmethoden und -modelle zur Abbildung des viskoelastischen Elastomerverhaltens unter dynamischer Wellenauslenkung geschaffen.

Im Folgenden soll der Grenzleistungsprüfstand kurz vorgestellt werden.

Grenzleistungsprüfstand:

Die Prüfeinrichtung  wird zur Ermittlung der Grenzleistung von Radialwellendichtringen unter statischer, wie auch dynamischer Wellenverlagerung eingesetzt. Die Dichtringlauffläche kann dabei sowohl in axialer, wie auch radialer Richtung ausgelenkt werden. Der Prüfstand ermöglicht damit eine Untersuchung des Dichtrings unter sehr vielseitiger Beanspruchung.

Die Prüfeinrichtung besteht aus einer Antriebsspindel, die über einen Riementrieb angetrieben wird. Zwei hydraulische Aktoren, die in axialer und radialer Richtung an die Welle angreifen, lenken diese aus. Das Prüfgehäuse zur Aufnahme des RWDR kann über Schrittmotor angetriebene Lineareinheiten sowohl radial, axial, als auch mit einem Winkelversatz zur Prüfwelle ausgerichtet werden.

Der Dichtring kann sowohl mit Sprühöl, als auch über einen Ölsumpf geschmiert werden. Dabei wird konstant temperiertes Öl mit einem einstellbaren Ölstand in das Prüfgehäuse gefördert.

Aufgrund der Möglichkeit zur dynamischen Belastung eines Dichtrings unabhängig von der eingestellten Drehzahl, dient dieser Prüfstand sehr gut zur Ermittlung der Leistungsgrenzen der untersuchten Dichtung.

Technische Daten:

Wellendrehzahl:0 ... ±12.000 min-1
Frequenzbereich der radialen und axialen Wellenschwingung:0 ... 300 Hz
Amplitude radial:0 ... max. ±0,5 mm
Amplitude axial:0 ... max. ±0,25 mm
Öltemperatur:60 ... 150 °C
Dichtringaufnahmen:bis zu 150 mm

Literatur:

  • Thullen, C.; Sauer, B.: Ein neues Prüfkonzept zu betriebsnahen Bauteilprüfungen von Radialwellendichtringen, Zeitschrift "Tribologie und Schmierungstechnik", Heft 6/2005, S. 21-25.
  • Thullen, C.: Entwicklung und Validierung einer Universalprüfeinrichtung zur Untersuchung von Radialwellendichtringen unter mehrachsiger dynamischer Belastung. Kaiserslautern, Technische Universität, Dissertation, 2008.

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