| Titel | Plasmapolymeric coatings improve radial shaft sealing on application |
| Autor | Dominik Paulkowski, Klaus Vissing |
| Infos zum Autor | Autorenanschrift: Dr. Dominik Paulkowski, Dr.-Ing. Klaus Vissing Fraunhofer IFAM, Wiener Str. 12, 28359 Bremen |
| Inhalt | Zusammenfassung Aufgrund vielversprechender Ergebnisse zur Verbesserung der Reibung auf Elastomerplatten in der Vergangenheit [1-3] wurden plasmapolymere Beschichtungen auf Radialwellendichtringe aufgebracht, um die Reduzierung der Reibung in der Anwendung zu untersuchen. Die betrachteten beschichteten und unbeschichteten Dichtungen aus Fluorkautschuk (FKM) wurden sowohl mit einer Variation der Geschwindigkeit als auch der Schmierstoffe getestet. Das Drehmoment der Radialwellendichtringe wurde mithilfe eines rotierenden Antriebs an einem Universal Material Tester (UMT3) untersucht. Ein Stahlzylinder mit 35 mm Durchmesser diente als Antriebswelle. Die tribologischen Tests wurden unter Umgebungsbedingungen in einem Geschwindigkeitsbereich von 0,1 bis 3000U/min durchgeführt. Die aufgrund der Reibung auftretende Temperatur wurde unterhalb des rotierenden Antriebs aufgezeichnet. Es stellte sich heraus, dass das Reibmoment von FKM Radialwellendichtringen durch die plasmapolymere Beschichtung im geschmierten sowie trockenen Zustand reduziert werden konnte. Die Verbesserung betrug bei Benutzung von vollformuliertem Serienöl mit entsprechendem Additivpaket 13 % von 0,116 auf 0,101 Nm sowie unter Verwendung von reinem Grundöl 24 % von 0,111 auf 0,084 Nm. Bei der Variation der Geschwindigkeit konnte das Drehmoment um 35 bis 55 % verbessert werden. Bei der Betrachtung von ACM wurde das Drehmoment statistisch um 19% von 0,111 auf 0,090Nm reduziert. Unter Vermeidung von Schmierstoffen wurde eine Reibungsreduzierung durch die plasmapolymere Beschichtung von ungefähr 33 % zu Beginn der trockenen Prüfung ermittelt. Die unbeschichtete Probe versagt nach 2 s. Die plasmapolymer beschichtete Probe zeigte auch nach 1 h mit 2000 U/min keinen Ausfall. Das Drehmoment erreichte 0,109 Nm. Dies entspricht einer geschmierten Dichtung nur bei Vermeidung eines Schmieröls. Die Ergebnisse demonstrieren die Notlaufeigenschaften im trockenen Zustand. Abstract Regarding very promising results on tribological improvement of flat elastomer plates in the past [1-3] plasmapolymeric coatings were applied on radial shaft sealings to investigate in the reduction of friction on application. The studied coated and uncoated fluoric rubber (FKM) sealings were tested with a variation of velocity as well as lubricants. The torsional moment of the radial shaft sealings was investigated using an Universal Material Tester (UMT3) system with rotary drive. A steel cylinder of 35 mm diameter was mounted as axle drive shaft. The tribological tests were performed under ambient conditions with a range of velocity from 0.1 to 3000 rpm. The occurring temperature due to friction was recorded below the rotary drive. It was found that the moment of friction force of FKM radial shaft sealings could be reduced in lubricated as well as dry contact. The improvement using commercial gear oil with full additivation was a reduction by 13 % from 0.116 to 0.101 Nm and using pure base oil a reduction by 24 % from 0.111 to 0.084 Nm. Varying the velocity the moment of friction force was improved by 35 up to 55 %. Regarding ACM the moment of friction force could be reduced statistically by 19 % from 0.111 to 0.090 Nm at lubricated contact using plasmapolymeric coatings. Avoiding lubrication a friction reduction at the beginning of the dry testing was determined by approximately 33 % using plasmapolymeric coatings. The uncoated sample collapsed after 2 s. The plasmapolymeric coated sample revealed no failure after 1 h at 2000 rpm. The moment of friction force achieved 0.109 Nm. That is equal to a lubricated sealing but avoiding oil lubrication. The results at dry contact demonstrated emergency running properties. |
| Datum | 2013 |
