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antriebstechnik 1-2/2015

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DICHTUNGSTECHNIK I

DICHTUNGSTECHNIK I SPECIAL Dichtungen: Herausforderung für den Antriebstechniker Prof. Dr.-Ing. habil. Werner Haas Dichtungen sind ein hochkomplexes Thema. Es gibt sie in zahllosen Varianten und ihre Dichtigkeit hängt von ebenso vielen Aspekten ab. Prof. Dr. Werner Haas vom Institut für Maschinenelemente der Universität Stuttgart erklärt warum es jedoch gerade heute für Antriebsexperten wichtiger denn je ist, sich mit der Welt der Dichtungen auseinanderzusetzen. Prof. Dr.-Ing. habil. Werner Haas, Institut für Maschinenelemente, Universität Stuttgart Dichtungen kann man nicht kaufen; Dichtungen werden konstruiert! Vielleicht sollte man besser von „Dichtstellen“ sprechen. Deshalb benötigt jeder Antriebstechniker gehobenes dichtungstechnisches Fachwissen, selbst wenn er auch nur entfernt mit Dichtstellen zu tun hat. Kaufen kann der Antriebstechniker das Dichtelement – den Dichtring, das Flachdichtelement, das Flüssigdichtmittel. Aber damit allein kann er noch nicht abdichten. Es fehlen der Flansch, die Welle, die Stange, die Zylinderwand, die Führungsbahn, der Gehäusesitz etc. pp. Diese Dichtungsgegenflächen sind genauso wichtig wie das Dichtelement selbst und müssen zum gewählten Dichtelement passen. Ihre makro- und mikroskopische Oberflächengestalt sind entscheidend für: gut oder schlecht dicht; zuverlässig oder unzuverlässig; niedrige oder hohe Verlustleistung; lange oder kurze Lebensdauer. Dichtungsgegenflächen werden von den Firmen der Antriebstechnik meist selbst gefertigt. Damit ist das Dilemma schon zu erahnen. Hinzu kommt der abzudichtende Stoff. Das kann sowohl Wasser und Schmutz von außen als auch Produkt oder Schmierstoff von innen sein. Auch andere äußere Bedingungen wie salzhaltige Seeluft, Ozon oder Sonnenstrahlung dürfen nicht vernachlässigt werden. Hier muss der Antriebstechniker dem Dichtelement-Lieferanten die richtigen Randbedingungen nennen, damit dieser unter Berücksichtigung der Betriebstemperatur geeignete Dichtelement-Werkstoffe empfehlen kann. Der Antriebstechniker muss geeignete Werkstoffe an den Dichtungsgegenflächen einsetzen. Denn was nützt z. B. das perfekteste Wellen-Dichtelement wenn die Wellenoberfläche zu stark korrodiert oder verschleißt? Für die weitere Einbauumgebung – die weiträumigere konstruktive Integration der Dichtstelle in das technische System – ist sowieso der Antriebstechniker zuständig. Auch sie hat entscheidenden Einfluss darauf, wie gut oder wie schlecht ein Dichtelement, eine Dichtstelle, ihre Aufgabe erfüllen kann. Läuft die Welle rund? Können Gehäusesitz und Wellenoberfläche ausreichend genau bearbeitet werden? Kommt ausreichend Öl an die Dichtstelle und wird dort ständig ausgetauscht? Welcher Druck und welche Temperatur entstehen direkt am Dichtelement? Kann das Dichtelement sicher beschädigungsfrei montiert werden? Abschirmung gegen inneren und äußeren Schmutz? Aufgaben über Aufgaben für den Antriebstechniker! Selbst die „einfache“ Abdichtung einer statischen Gehäusefuge, z. B. eines Leichtbau-Getriebegehäuses, stellt extreme Anforderungen an ihre Einbauumgebung. Die Flansche dürfen sich infolge von Betriebsund Montagekräften nur sehr wenig verformen. Damit sind Flanschdicke, Übergang Gehäusewand/Flansch, Verrippung, Schraubenzahl, Schraubenlage, Krafteinleitung und -verteilung, Anzugsmoment, Anzugsreihenfolge usw. vom Antriebstechniker genauestens auszulegen und zu gestalten. Was ist nun daran aktuell? Das war doch schon immer so – oder? Richtig! Aber das Niveau der Anforderungen ist gewaltig gestiegen und damit auch die Herausforderungen für den Antriebstechniker. Downsizing, Energieeffizienz, Leichtbau, Miniaturisierung, Leistungssteigerung, moderne Schmierstoffe, Null-Leckage-Mentalität, Umwelt-Gesetzgebung, Produktivitätssteigerung, Kosten, und, und, und. Zudem ist die Zahl der graduell unterschiedlichen angebotenen Dichtelement-Ausführungen in den letzten Jahren enorm gewachsen. Hier ein einigermaßen gut geeignetes Dichtelement – von bestgeeignetem soll erst gar nicht die Rede sein – auszuwählen, erfordert Engagement und ganz erhebliche dichtungstechnische Kenntnisse. Diese werden in der Ingenieursausbildung meist nur völlig unzureichend vermittelt. Die Dichtung, die Dichtstelle, ist ein sensibles Hightech-Bauteil. Sie sitzt immer an den kritischsten Stellen einer Konstruktion – deren Trennfugen nämlich. Selbst geringste Fehler bis runter in den Mikrometerbereich bestraft sie gnadenlos mit sofortiger Leckage oder kurzer Lebensdauer. Nur richtig ausgewählt, ausgelegt, konstruiert, gelagert, montiert, betrieben, günstig ins Umfeld integriert und mit geeignet gefertigter Gegenfläche erfüllt sie ihre Aufgabe lange und zuverlässig im Verborgenen. Genau! Das sind hohe Ansprüche. Deshalb ist fundiertes dichtungstechnisches Wissen, graduell unterschiedlich natürlich, für jeden in dieser Kette essenziell. Vom Entwickler und Konstrukteur über den Einkäufer und Fertiger bis hin zum Monteur und letztlich dem Betreiber. www.ima.uni-stuttgart.de 58 antriebstechnik 1-2/2015

SERVICE I IMPRESSUM Im nächsten Heft: 3/2015 GETRIEBE UND GETRIEBEMOTOREN Winkelgetriebe mit hoher Leistungsdichte Konstrukteure in der Antriebstechnik stehen häufig vor der Herausforderung hohe Drehmomente bei geringer Bauraumlänge abzubilden. Eine mögliche Lösung: die Kombination des Motors mit einem Winkelgetriebe. Für diese Fälle wurde eine die robuste und dynamische Winkelgetriebe-Baureihe mit hohem Wirkungsgrad entwickelt. KUPPLUNGEN UND BREMSEN Kupplungen aus Edelstahl für spezielle Umgebungsbedingungen Es gibt viele Branchen und Anwendungen, in denen erhöhte Anforderungen an Anlagen und deren Komponenten gestellt werden. Für diese Fälle bietet ein Hersteller ein breites Kupplungs-Portfolio. Der Schlüssel zum Erfolg: „Edle Verbindungen“. ELEKTROMOTOREN Wirkungsgrade von Elektromotoren im Vergleich Bei vielen Betriebsingenieuren herrscht derzeit Unklarheit darüber, wie der Wirkungsgrad ihrer Motoren zu messen ist, und einige Hersteller tragen eher noch zur Verwirrung bei. Das Problem begann schon vor sieben Jahren, wobei die Lösung aber ganz einfach ist. SPECIAL: MDA – MOTION, DRIVES AND AUTOMATION Inserentenverzeichnis Heft 1-2/2015 AMA Weiterbildung, Hannover57 ate, Leutkirch21 BRECO Antriebstechnik, Porta Westfalica 11,31 CANTONI MOTOR, Cieszyn (Polen)15 Deutsche Messe, Hannover7 easyFairs Deutschland, München29 Getriebebau NORD, Bargteheide3 Heinrichs, Dommershausen20 Hilger und Kern, Mannheim21 IDG-Dichtungstechnik, Kirchheim53 Igus, Köln 38 Koyo Deutschland, Hamburg39 Mädler, Stuttgart 37 Mayr, Mauerstetten9 Platestahl Umformtechnik, Lüdenscheid10 Rauschert, Pressig39 SKF Group, Gothenburg (Schweden)5 Uhing, Mielkendorf35 WCI WIPA Chemicals International, Issum15 WITTENSTEIN alpha, Igersheim2. US LINEARTECHNIK Flexible Führungssysteme eröffnen neue Möglichkeiten Entwicklungsingenieuren, die sich mit der Konstruktion von Systemen für den Einsatz im Vakuum oder in Umgebungen mit extremen Temperaturbedingungen befassen, wird ein neues Standardführungssystem für lineare und umlaufende Bewegungen revolutionäre Verbesserungen angeboten. Wir werfen einen ersten Blick auf die wichtige Leitmesse “MDA” im April in Hannover. Erfahren Sie mehr über die Neuheiten und Technologietrends in mechanischer, hydraulischer und pneumatischer Antriebstechnik. Heft 3/2015 Erscheinungstermin: 04. 03. 2015 Anzeigenschluss: 13. 02. 2015 erscheint 2015 im 54. Jahrgang, ISSN 0722-8546 Redaktion Chefredakteur: Dipl.-Ing. (FH) Dirk Schaar, E-Mail: d.schaar@vfmz.de (verantwortlich für den redaktionellen Inhalt) Redaktion: Peter Becker B. A., E-Mail: p.becker@vfmz.de Alexandra Pisek M.A., E-Mail: a.pisek@vfmz.de Dipl.-Ing. (FH) Nicole Steinicke, E-Mail: n.steinicke@vfmz.de Redaktionsassistenz: Eva Helmstetter, Tel.: 06131/992- 371, E-Mail: e.helmstetter@vfmz.de, Gisela Kettenbach, Monika Schäfer, Ulla Winter, (Redaktionsadresse siehe Verlag) Grafik und Layout Anette Fröder, Doris Buchenau, Conny Grothe, Melanie Lerch, Sonja Schirmer, Mario Wüst Chef vom Dienst Dipl.-Ing. (FH) Winfried Bauer Anzeigen Oliver Jennen, Tel. 06131/992-262, E-Mail: o.jennen@vfmz.de Annemarie Benthin, Anzeigenverwaltung Tel. 06131/992-250, E-Mail: a.benthin@vfmz.de Anzeigenpreisliste Nr. 51: gültig ab 1. Oktober 2014 www.vereinigte-fachverlage.info Leserservice vertriebsunion meynen GmbH & Co. KG, Große Hub 10, 65344 Eltville, Tel.: 06123/9238-266 Bitte teilen Sie uns Anschriften- und sonstige Änderungen Ihrer Bezugsdaten schriftlich mit (Fax: 06123/9238-267, E-Mail: vfv@vertriebsunion.de). Preise und Lieferbedingungen: Einzelheftpreis: € 15,50 (zzgl. Versandkosten) Jahresabonnement: Inland: € 153,- (inkl. 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