Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Entwicklung eines Lebensdauermodells für Laufwerkdichtungen und Ableitung eines Anwenderleitfadens

Im Antriebsstrang mobiler Arbeitsmaschinen kommen an den dynamischen Dichtstellen, die einer starken äußeren Schmutzbelastung unterliegen, Laufwerkdichtungen (LWD) zum Einsatz. Bei der Auswahl einer für den spezifischen Anwendungsfall geeigneten LWD werden aktuell nur die abzudichtende Druckdifferenz und die Umfangsgeschwindigkeit herangezogen, sodass ihre tatsächliche Beanspruchung im Einsatz einer mobilen Arbeitsmaschine unberücksichtigt bleibt. Als Folge kommt es immer wieder zu unerwarteten Dichtungsausfällen. Das Ziel des Forschungsprojektes ist es deshalb, ein empirisches Lebensdauermodell für LWD mit begleitendem Anwenderleitfaden bereitzustellen, das eine quantitative Bewertung der Eignung und der Zuverlässigkeit einer LWD unter den spezifischen Beanspruchungen im Einsatz einer mobilen Arbeitsmaschine ermöglicht.

Die Entwicklung des Lebensdauermodells basiert auf der Quantifizierung des Einflusses als signifikant identifizierter Beanspruchungsgrößen auf die drei wesentlichen Schadensmechanismen einer LWD (Adhäsions-, Abrasionsverschleiß und Alterung der O-Ringe) durch Prüfstandsversuche und ergänzende Simulationen. Zur Befähigung von Anwendern, das Lebensdauermodell in Abhängigkeit der verfügbaren Datengrundlage einzusetzen, werden Methoden zur einfachen Bestimmung der Eingangsparameter für die Lebensdauerberechnung zusammen mit konkreten Handlungsanweisungen in einem Leitfaden bereitgestellt.

Die Veröffentlichung der Ergebnisse erlaubt erstmals die Lebensdauerberechnung aller für die Maschinenzuverlässigkeit als risikoreich einzuschätzender Maschinenelemente, was Maschinen- und Dichtungsherstellern, die Möglichkeit bietet, die Maschinenzuverlässigkeit langfristig zu steigern und so ihre internationale Wettbewerbsfähigkeit zu stärken. Durch eine geringere Anzahl an Dichtungsausfällen profitieren ebenfalls die Maschinenbetreiber, darunter viele KMU, von niedrigeren Reparaturkosten und von der Kostenersparnis durch weniger ungeplante Maschinenstillstände.