| Titel | Auswirkung stochastischer Strukturen in Gegenlaufflächen auf die Funktion von Radialwellendichtringen |
| Autor | Mark Matus, Gerhard Poll |
| Infos zum Autor | Prof. Dr.-Ing. Gerhard Poll poll@imkt.uni-hannover.de Tel.: 0511 / 762 - 2416 Dipl.-Ing. Mark Philipp Matus matus@imkt.uni-hannover.de Tel.: 0511 / 762 - 19796 Leibniz Universität Hannover Institut für Maschinenkonstruktion und Tribologie Welfengarten 1A 30167 Hannover |
| Inhalt | Zusammenfassung Die hier dargestellten Ergebnisse sind Bestandteil des Forschungsvorhabens FVA 706 I [Mat17]. In diesem Forschungsvorhaben wurden die Erkenntnisse über kritische Fehlstellen in Gegenlaufflächen von Radialwellendichtringen aus dem Forschungsvorhaben FKM 281 [LvH10] aufgegriffen und erweitert. In als drallfrei identifizierte Gegenlaufflächen wurden sowohl Dellen- als auch Kratzerschäden mit definierter Geometrie und Ausrichtung eingebracht und in Leckageversuchen überprüft. Der Schwerpunkt dieses Forschungsvorhabens lag auf der Untersuchung kritischer Kratzerschäden. Dazu wurden mittels Laser eingebrachte Kratzer unterschiedlicher Tiefe, Orientierung und Anzahl auf Dichtheit überprüft. Es wurden sowohl Standard-RWDR ohne Rückförderhilfen als auch alternative Dichtungsbauformen auf ihr Schadenskompensationsvermögen hin getestet. Die Untersuchungen zeigen, dass sowohl die Tiefe, die Orientierung als auch die Anzahl von Kratzern innerhalb des Dichtkontakts einen erheblichen Einfluss auf die Dichtheit des Dichtsystems haben können. Der Einsatz alternativer Dichtungsbauformen stellte sich nur bedingt als zielführend heraus. So zeigten einige Bauformen mit zusätzlichen Rückförderstrukturen eine höhere Empfindlichkeit auf Kratzerschäden als der Standard-RWDR ohne Förderhilfen. Dennoch konnte als empfehlenswerte Alternative der Einfachdrall-RWDR ermittelt werden. Durch die Überlagerung (Superposition) von gemessener Rückförderrate auf ungeschädigten und Leckagerate auf schadhaften Gegenlaufflächen wurde die Förderrate der Kratzer abgeschätzt. Zur theoretischen Untersuchung der kratzerbedingten Leckage wurde eine CFD-Simulation der Fluidströmung durch den Kratzer im Dichtkontakt ausgeführt und mit den Messergebnissen verglichen. Abstract The presented results are part of the research project FVA 706 I [Mat17], which further investigates critical failures in radial shaft seal counterfaces on the sealing performance. First investigations were carried out in the research project FKM 281 [LvH10]. Different failure types in the counterface such as dents and scratches were taken into account. Based on results from FKM 281, the critical dent depth for plain lip seals was described more precisely. The focus of this research project was on investigating critical scratch failures. For this purpose laser scratches with a variation in depth, orientation and number were manufactured in the seal counterfaces. Different radial shaft seal types, such as plain lip seals or seals with unidirectional or bidirectional sealing aids, were tested on the scratches with regard to their capability to compensate failures and to prevent leakage. The results show that the parameters depth, orientation and number of the scratches can have a massive impact on the seal performance. The comparison of the different seal types showed that some types of seals with bidirectional seal aids are more sensitive to counterface failures than seals with a plain lip. However, tests with unidirectional seal aids showed better results in the failure compensation capability than plain lip seals. By superposing the reverse pumping rate measured on failure free counterfaces and the leakage rate due to the scratches, the net pump rate of the scratches was estimated. Beside the experimental investigations theoretical investigations using computational fluid dynamics (CFD) were carried out. Thus the fluid flow through the scratches was estimated and compared with the experimental results. |
| Datum | 2017 |
