31.10.2017 Empirische Modellierung der Drall-induzierten Fluidförderwirkung von Dichtungsgegenlaufflächen

Grenzen für einen tolerierbaren Drall auf der Dichtungsgegenlauffläche ermitteln

von Dr.-Ing. Frank Bauer (Institut für Maschinenelemente (IMA) - Universität Stuttgart), Professor Dr. Werner Haas (Institut für Maschinenelemente (IMA) - Universität Stuttgart), Dr.-Ing. Matthias Baumann (Institut für Maschinenelemente (IMA) - Universität Stuttgart)

Drall-behaftete Dichtungsgegenlaufflächen führen in der Industrie aufgrund ihrer Fluidförderwirkung regelmäßig zum Versagen von Radial-Wellendichtsystemen. Obwohl diese Thematik bereits seit den 50er Jahren im Fokus der Wissenschaft steht [1], konnte dieses Problem bis heute nicht vollständig gelöst werden. Entgegen der allgemeinen Erwartungen sind derzeit sogar wieder zunehmende Probleme zu verzeichnen. Häufig bedingt durch Änderungen im Fertigungsprozess von Dichtungsgegenlaufflächen, z.B. um Kosten einzusparen.

Über die Jahre wurden zwar diverse Drallmessverfahren [2, 3] entwickelt, ein eklatantes Problem besteht aber nach wie vor in der Fragestellung, wie deren Ergebnisse zu bewerten sind. Die einschlägigen nationalen und internationalen Normen und Richtlinien [4, 5, 6, 7] für Radial-Wellendichtungen geben hierfür keinerlei Anhaltspunkte. Auch in der Literatur existieren bislang keine fundierten Grenzwerte für einen tolerierbaren Drall. Dem Anwender von Drallmessverfahren bleibt es daher selbst überlassen, einzuschätzen was deren Ergebnisse letztlich aussagen. Aufgrund der wechselnden und mannigfaltigen Einflüsse, welche auf ein Radial-Wellendichtsystem einwirken, ist dies kein einfach zu lösendes Problem.

Deshalb wurde der Versuch unternommen, anhand eines umfassend bekannten Referenzdichtsystems, Grenzen für einen tolerierbaren Drall auf der Dichtungsgegenlauffläche abzuleiten. Grundlage hierfür bilden die Ergebnisse mehrerer Forschungsprojekte [8, 9, 10]. Erste wichtige Erkenntnisse zur Förderfähigkeit von drallbehafteten Dichtungsgegenlaufflächen sowie eine auf der optischen Topographiemessung basierende ganzheitliche Drallanalysemethode wurden bereits vor zwei Jahren präsentiert [11]. Dieser Beitrag schließt direkt an die vorgestellten Inhalte an.

Lösungspartner

Institut für Maschinenelemente (IMA) - Universität Stuttgart
Institut für Maschinenelemente (IMA) - Universität Stuttgart