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antriebstechnik 4/2015

antriebstechnik 4/2015

KOMPONENTEN UND SOFTWARE

KOMPONENTEN UND SOFTWARE Dichtlösungen in der Antriebstechnik Untersuchungsmöglichkeiten für die Anforderungen zukünftiger Dichtsysteme Hochgeschwindigkeits-Universalprüfstand Jan Gölz, Frank Bauer, Werner Haas Zur drucklosen Abdichtung von Wellen werden vorwiegend Elastomer- Radialwellendichtringe eingesetzt. Durch ihren aktiven Rückfördermechanismus funktionieren sie zuverlässig [1], [2]. Dem Einsatz sind jedoch durch thermische und chemische Schädigung Grenzen gesetzt. Dann müssen alternative Dichtsysteme, wie z. B. PTFE-Dichtungen eingesetzt werden. Dipl.-Ing. Jan Gölz ist Akademischer Mitarbeiter am Institut für Maschinenelemente (IMA) der Universität Stuttgart Dr.-Ing. Frank Bauer ist Leiter Wellendichtungen am Institut für Maschinenelemente (IMA) der Universität Stuttgart Prof. Dr.-Ing. habil. Werner Haas ist Leiter des Instituts für Maschinenelemente (IMA) der Universität Stuttgart Die Anforderungen an moderne und auch zukünftige Dichtsysteme steigen stetig. So werden u. a. höhere Drehzahlen, Temperaturen und Drücke gefordert. Darum wurde der Hochgeschwindigkeits-Universalprüfstand am Institut für Maschinenelemente (IMA) der Universität Stuttgart konzipiert und aufgebaut. Er ermöglicht Prüfläufe bei Drehzahlen bis zu 24 000 min -1 , Ölsumpftemperaturen von -30 °C bis 180 °C und Drücken bis 50 bar. Solch hohe Drehzahldifferenzen können zum Beispiel in Doppelkupplungsgetrieben bei gegenseitig rotierenden Wellen auftreten. Die Prüfkammer sitzt reibungsfrei drehbar in einem aerostatischen Lager und stützt sich auf einem Kraftsensor ab. Aus der im Betrieb gemessenen Kraft wird das Reibmoment des Dichtsystems ermittelt. Das Versuchsöl wird in einem offenen Kreislauf extern beheizt. Dadurch sind keine Anschlussleitungen für Heizelemente nötig, die das Reibmoment beeinflussen. Öldämpfe werden direkt an Zu- und Rücklauf abgesaugt, weshalb keine Kapselung nötig ist. Damit ist die Dichtstelle frei zugänglich und die Temperatur an der Luftseite des Dichtspalts mittels Thermografiekamera messbar. Die Prüfkammer Prüfwellen werden über ein Hohlschaftkegel-System (HSK) mit der Motorspindel verbunden. Diese Schnittstelle für Werkzeugmaschinen ermöglicht Positioniergenauigkeiten im Mikrometerbereich. Ein 138 antriebstechnik 4/2015

KOMPONENTEN UND SOFTWARE 01 Aufbau Tieftemperatur Temperatursensor erfasst die Temperatur direkt im Ölsumpf. Bei Tieftemperaturversuchen kommt eine Prüfkammer mit Kühlkanälen zum Einsatz. Da die meisten Öle bei -30 °C schwer pumpbar sind, ist eine externe Kühlung des Versuchsöls unmöglich. Stattdessen befindet es sich in der M55 MH1 (216 x 108)_Layout 1 11.03.15 13:40 Seite 1 Prüfkammer und wird über die Kammerwand gekühlt. Im Kühlkreislauf zirkuliert nun spezielles Temperieröl. Bild 01 zeigt die Prüfkammer während eines Tieftemperaturversuchs. Die Kühlschläuche für Zu- und Rücklauf des Temperieröls werden mittels Kupplungen an der Prüfkammer befestigt. Es besteht die Möglichkeit Versuche mit aktiver Kühlung durchzuführen oder die Kühlschläuche vor Versuchsstart abzukuppeln. Dann ist keine aktive Kühlung möglich, das Reibmoment kann jedoch ohne Beeinflussung exakt gemessen werden. Bei Versuchen mit aktiver Kühlung sind aufgrund der MANOY ® Wellendichtring Bauart 296 Betriebsdruck: max. 130 MPa MANOY ® Wellendichtring Bauart 286 Betriebsdruck: max. 20 MPa Halle 20, Stand A36 M55 MH1 IDG-Dichtungstechnik GmbH 73230 Kirchheim u. Teck Fon +49 (0)7021 9833-0 info@idg-gmbh.com www.idg-gmbh.com

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