Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Ursachen und Gegenmaßnahmen für Leckage im instationären Betrieb

Im Rahmen dieses Projektes soll die Leckage von Radialwellendichtringen (RWDR) mit Schutzlippe bei hochdynamischen, reversierenden oder Start-Stopp Bewegungen untersucht werden. Im Vorgängervorhaben wurden der Leckageauftritt bereits mit einer nicht entlüfteten Schutzlippe in Verbindung gebracht und erste Abhilfemaßnahmen erarbeitet. Die weitere Eingrenzung der für die Leckage kritischen Betriebsbedingungen und eine detaillierte Analyse der Leckageursachen - sowohl experimentell als auch simulativ – sowie die Ableitung von Abhilfemaßnahmen sind Ziel des Folgeprojektes.

Es sollen Druckmessungen im Zwischenraum zwischen Haupt- und Schutzlippe bei verschiedenen dynamischen Wellenbewegungen, Amplituden und Variation der Befettung durchgeführt werden. Ergänzt werden diese Untersuchungen durch Förderwertmessungen unter Variation der Drehdynamik der Welle. Ein empirisches Modell für den Unterdruckaufbau wird basierend auf den Messergebnissen entwickelt. Der Einfluss des Unterdrucks auf die Kontaktpressung im Dichtkontakt wird mit Hilfe des FE Modells aus FVA 784 I bewertet. Anschließend wird die tangentiale Folgefähigkeit der Hauptlippe in den FE Modellen mit Hilfe eines dynamischen FE Modells in Abaqus unter Berücksichtigung viskoelastischer Effekte untersucht. Die simulativen Untersuchungen bieten Ansatzpunkte zur Entwicklung und zur Prüfung von Abhilfemaßnahmen.

Als Ergebnis stehen mit Projektabschluss eine genauere Eingrenzung kritischer Betriebsbedingungen, eine Beschreibung der Versagensursachen der Dichtung bei instationären Wellenbewegungen und weitere Abhilfemaßnahmen – besonders für Anwendungen, in denen eine entlüftete Schutzlippe nicht einsetzbar ist – zur Verfügung.

Besonders die Anwender der Dichtungen profitieren von einem zuverlässigeren Produkt und Anwendungshinweisen zur Vermeidung von Leckage unter kritischen instationären Bedingungen. Kostspielige Produktausfälle, die besonders für KMU existenzbedrohend sein können, werden somit deutlich reduziert.