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antriebstechnik 4/2017

antriebstechnik 4/2017

KOMPONENTEN UND SOFTWARE

KOMPONENTEN UND SOFTWARE Unter schwierigen Betriebsbedingungen Mechanische Laufwerkdichtungen für den Schutz hochpräziser Baugruppen Federal-Mogul Powertrain, ein Geschäftsbereich der Federal-Mogul Holdings Corporation, entwickelt und produziert mechanische Laufwerkdichtungen, die speziell für die hohen Belastungen und anspruchsvollen Einsatzbedingungen im Bergbau, dem Baugewerbe und der Landwirtschaft ausgelegt sind. Sie schützen die Präzisionsbauteile in Maschinen vor rauen Umgebungseinflüssen und verhindern das Eindringen von Schmutz. Lesen Sie mehr. W ährend bei Lippendichtungen eine Elastomerlippe gegen die Welle läuft, werden bei mechanischen Laufwerkdichtungen zwei besonders widerstandsfähige Metallringe verwendet. Diese Metall-auf- Metall-Abdichtung bietet eine hohe Verschleißbeständigkeit und schützt auch unter schwierigen Betriebsbedingungen vor dem Eintritt abrasiver Medien. Dadurch eignen sich die Laufwerkdichtungen für den Einsatz in einer Vielzahl von Anwendungen, Stefan Zech ist Communications Manager bei Federal-Mogul Powertrain in Wiesbaden einschließlich Off-Highway-Muldenkippern, Baumaschinen, Tunnelvortriebsmaschinen, Steinbrechern und in der Landwirtschaft. Die Technologie dahinter Eine Laufwerkdichtung besteht aus zwei metallischen Ringen, einem statischen und einem rotierenden. Diese werden jeweils von einem Elastomer-Ring gestützt, der die Gleitringe zusammenpresst. Durch eine kontrollierte Kraft werden die Elastomer- Ringe in ihrem jeweiligen Gehäuse an einer definierten Stelle gehalten. Da die komplette Relativbewegung zwischen den beiden Gleitflächen stattfindet, müssen die Elastomer-Ringe lediglich als statische Sekundärdichtung fungieren, die keinem Verschleiß unterliegt. Die Elastizität der Elastomer-Elemente garantiert ein robustes Design, das es ermöglicht, Druckschwankungen, Axial- und Radialbewegungen sowie Formveränderungen durch den allmählichen Verschleiß der Gleitflächen auszugleichen. „Im Vergleich zur dünnen Gummikante einer Lippendichtung sind die Oberflächen der Laufwerkdichtungen sehr hart und bieten eine größere Kontaktfläche”, erklärt Gian Maria Olivetti, Chief Technology Officer, Federal-Mogul Powertrain. „Diese beiden Faktoren verbessern die Verschleißfestigkeit und Robustheit der Dich-

KOMPONENTEN UND SOFTWARE 01 Während bei Lippendichtungen eine Elastomerlippe gegen die Welle läuft, werden bei mechanischen Laufwerkdichtungen zwei widerstandsfähige Metallringe verwendet 02 Die HSL-Dichtung ist eine Weiterentwicklung und Sonderform der Trapezringdichtung, die sich bereits seit einigen Jahren im Markt bewährt 03 Eine Laufwerkdichtung besteht aus zwei metallischen Ringen, einem statischen und einem rotierenden. Diese werden von einem Elastomer-Ring gestützt, der die Gleitringe zusammenpresst 04 Die Elastizität der Elastomer-Elemente garantiert ein robustes Design, das es ermöglicht, u. a. Druckschwankungen und Formveränderungen durch den allmählichen Verschleiß der Gleitflächen auszugleichen tung und führen so zu erhöhter Lebensdauer und Zuverlässigkeit unter schwierigen Betriebsbedingungen.“ Für die Entwicklung der Laufwerkdichtungstechnologie bedarf es der Bündelung verschiedener Disziplinen, die ein Verständnis von Tribologie, Elastomeren und anwendungsspezifischen Faktoren hinsichtlich Druck, Verformung und Verschmutzung voraussetzen. Im Laufe des Einsatzes verändert sich aufgrund von Abnutzung mit der Zeit die Topographie der Dichtungen. Bei diesem Tribomutationsprozess beeinflusst Mischreibung den Verschleiß der Oberflächen. Um über die Lebensdauer der Dichtung eine gleichmäßige Leistung sicherzustellen, sind konsistente Materialeigenschaften erforderlich. Federal-Mogul Powertrain hat verschiedene Materialien speziell für die Gleitringe entwickelt, um die erforderliche Beständigkeit gegen Verschleiß, Festfressen und Korrosion zu gewährleisten. Dazu gehören perlitische, nodulare und ledeburitische Gusswerkstoffe. Mit unterschiedlichen Graphitarten tragen sie zu einer guten Wärmeübertragung, konsistenten Laufeigenschaften und optimierter Verschleißfestigkeit bei. Die HSL-Laufwerkdichtung Das jüngste Laufwerkdichtungskonzept von Federal-Mogul Powertrain ist die HSL-Dichtung, eine Weiterentwicklung und Sonder- form der Trapezringdichtung. Die HSL- Dichtung verwendet ein patentiertes Design für den Elastomerteil der Dichtung mit einer integrierten Schutzlippe gegen Verschmutzung sowie einer robusten Verdrehsicherung. Durch diese Bauform können Leckagen deutlich reduziert werden. Zudem kann die HSL-Dichtung den hohen Drücken besser standhalten, die bei eingetrocknetem Schlamm entstehen. Die bessere Abschirmung führt darüber hinaus zu einer längeren Lebensdauer des Gesamtsystems. „Im Vergleich zu Kfz-Dichtungen sind große Laufwerkdichtungen ein Nischenprodukt. Die Bestellmengen liegen teilweise bei nur zehn Einheiten oder sogar weniger. Allerdings kommen sie in Bereichen zum Einsatz, in denen die Ausfallzeiten für eine Reparatur kostspielig sind”, erläutert Andreas Dengler, Manager Application Engineering and Product Development, Federal-Mogul Powertrain. „Unsere Laufwerkdichtungen sind aufgrund ihrer äußerst hohen Zuverlässigkeit und Langlebigkeit gerade in der Landwirtschaft, im Bergbau und in der Bauindustrie sehr gefragt.” Entwicklung und Fertigung Federal-Mogul entwickelt und fertigt Laufwerkdichtungen seit mehr als 60 Jahren. Um die Kunden optimal unterstützen und die jeweils individuell beste Lösung bieten zu können – ob bei der Anpassung eines bestehenden Produkts oder der Entwicklung eines neuartigen Designs –, sind die Produktentwicklung und Anwendungstechnik des Unternehmens in einer Einheit gebündelt. Auf Basis seiner langjährigen Erfahrung hat Federal-Mogul Powertrain ein robustes Analysewerkzeug für die Konstruktion von Laufwerkdichtungen entwickelt. Dieses ermöglicht es, per Simulation neue Dichtungsgeometrien zu evaluieren oder Lösungen für bestehende Probleme bei Kundenapplikationen zu finden. Die virtuelle Auslegung wird anschließend durch eine Reihe von Labor- und Prüfstandversuchen validiert. Diese schließen Parameter wie Vorspannung, Federeigenschaften, Temperatur und Verschleiß ein. Spezielle Anforderungstests wie Langzeit- und Schlammbox-Tests ergänzen die Validierung. Seine Laufwerkdichtungen mit einem Durchmesser von 51 bis 1 425 mm fertigt der Hersteller unter dem renommierten Markennamen Goetze am Standort Friedberg. Das Werk ist die einzige Produktionsstätte weltweit, die Laufwerkdichtungen mit Größen von über 1 000 mm in Serie produziert. Erst im Jahr 2013 hat das Unternehmen seine Fertigungskapazitäten für Laufwerkdichtungen um 60 % erhöht, um die steigende Nachfrage erfüllen zu können. Fotos: Aufmacher: Fotolia www.federalmogul.com antriebstechnik 4/2017 67

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