Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Simulationswerkzeug zur Abschätzung des Betriebsverhaltens von Radialwellen-dichtringen

In dem Forschungsvorhaben RWDR-Dynamik III wird ein komplexes Simulationswerkzeug für Radialwellendichtringe entwickelt werden, welches es ermöglicht das Dichtsystem unter dem Einfluss verschiedener Betriebsbedingungen hinsichtlich Verlustleistung und Robustheit einfach abzuschätzen. Als Basis dient der integrierte Berechnungsansatz aus RWDR-Dynamik II, welcher für eine Elastomer-Schmierstoff-Paarung validiert ist und gute Simulationsergebnisse zeigt. Der in FVA 574 III zu entwickelnde Methodenträger zeichnet sich durch einen großen Anwendungsbereich, lizenzfreie Nutzung sowie durch eine einfache Bedienbarkeit aus. Das Simulationswerkzeug wird modular aufgebaut werden, sodass die FVA-Mitgliedsfirmen und andere Forschungsstellen die Möglichkeit haben, Erweiterungen selbstständig einzubinden. Die KMU können mit Hilfe des Simulationswerkzeugs eigene Dichtsystembewertungen und –optimierungen durchführen und dies als Kommunikationsbasis mit den Herstellern von Radialwellendichtringen nutzen. Durch die intuitive Bedienbarkeit über eine grafische Benutzeroberfläche und mit Hilfe der ausführlichen Dokumentation können sich Anwender schnell und selbstständig einarbeiten. Die Forschungsergebnisse sollen durch Veröffentlichungen in Fachzeitschriften und bei Tagungen transferiert werden.

Ergebniszusammenfassung:

Im Rahmen des Projektes wurden erste Schritte zum Übertrag des RWDR Berechnungsansatzes der Vorgängerprojekte in lizenzfreie Software gemacht. Auf Grund von Einschränkungen dieser Software im Bereich der Kontaktberechnung konnte der Übertrag noch nicht abgeschlossen werden. Es wurden aber schon Strategien entwickelt, um die Kontaktberechnung zusammen mit den Entwicklern der Software in naher Zukunft gemäß den Anforderungen für den Kontakt RWDR-Welle zu verbessern. Außerdem wurde das gesamte "Framework" (GUI, Simulationsstrategien, Modellaufbau, Auswertung, Verknüpfung) für das lizenzfreie Modell entworfen, so dass es nach der Erweiterung des Kontaktalgorithmus sofort einsatzbereit ist.

Zudem wurden mehrere praxisrelevante Kombinationen aus Elastomer und Schmierstoff untersucht. Aus den Ergebnissen wurden alle nötigen Simulationseingangsdaten generiert, so dass eine Simulation dieser Kombinationen aktuell in lizenzpflichtiger Software und in Zukunft auch mit dem lizenzfreien Modell möglich ist. Hieraus ergeben sich für die Unternehmen (und auch Forschungseinrichtungen) vielfältige Anwendungsmöglichkeiten in der simulativen Untersuchung von Radialwellendichtringen und ihrem Systemverhalten. Einige der Kenngrößen können sogar für einfache händische Berechnungen von Reibmoment und Kontakttemperatur verwendet werden, so dass selbst KMU die Ergebnisse schon anwenden können.

Neben dem Übertrag der Modelle wurden diese auch um ein Thermisches Netzwerk erweitert, so dass nun auch Untersuchungen der transienten Temperaturentwicklung im Dichtsystem und dessen Umgebung möglich sind. Solche Berechnung sind für die Hersteller von mit RWDR abgedichteten Maschinen von Interesse.