Aktuelles / Entwicklungen - Dynamische Dichtsysteme

16.12.2019
Neue Rotationsdichtungen für Elektroantriebe

Mit der HiSpin PDR RT und der HiSpin HS40 hat Trelleborg Sealing Solutions zwei E-Mobility Dichtungen für Luft- und Raumfahrtsysteme entwickelt, die den Anforderungen, die sich bei hohen Rotationsgeschwindigkeiten und Temperaturen in elektrischen Hubschraubergetrieben ergeben, gerecht werden. 

Elektrische Antriebseinheiten für E-Mobility-Anwendungen bringen nicht nur die Herausforderungen von hohen Rotationsgeschwindigkeiten mit sich, sondern müssen auch eine wirksame Schmierung des Getriebes gewährleisten und gleichzeitig den Motor trocken halten. Zwischen den beiden Komponenten wird eine zuverlässige Dichtung benötigt, die das Schmiermittel aus dem Motorraum fernhält.  Da Elektromotoren bei hohen Geschwindigkeiten am effizientesten arbeiten, unterscheiden sich die Dichtungsanforderungen stark von denen, die an einem Getriebeeingang an einem System mit Verbrennungsmotor sitzen. Eine weitere Herausforderung ist das fehlende Schmiermittel im System. Im elektrischen Antriebssystem ist meistens nur wenig davon vorhanden. Rotationsdichtungen werden nach Ruhephasen hohen Reibungskräften ausgesetzt, was zu Verschleiß, einer kürzeren Lebensdauer und Leistungsverlust führen kann. Trelleborg Sealing Solutions hat mit HiSpin PDR RT und HiSpin HS40 zwei Dichtungsdesigns entwickelt, die den Anforderungen bezüglich sehr hoher Geschwindigkeiten und Temperaturbereiche sowie variabler Schmiermittelversorgung gerecht werden. Ziel für die Entwicklung der neuen E-Mobility-Dichtungen war es, die Relativgeschwindigkeiten an der Welle auf mindestens 40 m/s zu erhöhen. Mit HiSpin HS40 hat Trelleborg dieses Ziel erreicht: Neben hydrodynamischen Designmerkmalen wird das Reibmoment reduziert. HiSpin PDR RT kann sogar Geschwindigkeiten bis zu 60 m/s aufnehmen und in trockenen, feuchten und geschmierten Umgebungen zum Einsatz kommen. Die Kombination aus bewährtem Material, innovativem Herstellungsverfahren und einer speziellen Lippengeometrie reduziert die Reibung im Vergleich zu herkömmlichen PTFE-Dichtungen um bis zu 75%. Dies führt zu einer Verringerung des Stromverbrauchs, der Wärmeerzeugung und des Verschleißes – sowohl bei der Dichtung selbst als auch bei der Gegenlauffläche. Der HiSpin PDR RT besteht aus zwei Teilen: Einem präzisionsgefertigten Metallgehäuse und einem mechanisch eingepassten Turcon PTFE-Dichtelement. Die Dichtung verfügt über eine maßgeschneiderte Lippe mit verbesserten Eigenschaften für eine höhere Leistung. Sie wurde so konzipiert, dass sie sich ideal an die Welle anlegt. Außer ihrer Funktionsfähigkeit bei Geschwindigkeiten von > 60 m/s hält die Dichtung auch starken Temperaturschwankungen stand. Sie ist druck- und chemikalienresistent und dank ihrer geringen Reibungswerte ist Trockenlauf möglich. Die geringen und konstanten Reibungswerte sorgen dafür, dass die Dichtung besonders für den Einsatz in Spitzenantriebssystemen geeignet ist, bei denen das verfügbare Drehmoment häufig limitiert ist. Mit einer bidirektionalen hydrodynamischen Dichtlippe hat HiSpin HS40 auch bei hohen Geschwindigkeiten nur ein geringes Reibungsmoment. Die Geometrie der Gummilippe und das flexible Design sind das Ergebnis umfangreicher FEA-Studien. Sie ermöglichen einen optimalen Kontakt der Lippe zur Welle, wodurch eine maximale statische und dynamische Dichtleistung erzielt wird. Die Dichtung stellt man mithilfe bewährter hauseigener XLT-Fluorelastomer (FKM)-Materialmischungen her, die hohen Geschwindigkeiten und großen Temperaturschwankungen standhalten. Sie ist mit zunehmend aggressiven synthetischen Automatikgetriebeölen (ATF) kompatibel und wird mittels eines bewährten Massenfertigungsprozesses hergestellt.

Trelleborg Sealing Solutions, HiSpin PDR RT.
Trelleborg Sealing Solutions, HiSpin PDR RT.
16.12.2019
Kontaktloses Dichtsystem minimiert Reibung

Die dynamische Dichtung EvoLift®  von Kaco trägt aktuellen Anforderungen an minimierte Reibung Rechnung und bietet Potenzial für weitere Aufgabenstellungen.

Die zunehmenden Anforderungen an die Reduzierung der CO2 -Gesamtemissionen verlangen nach Lösungen, die die Reibung im Motor und im Antriebsstrang weiter verringern. Typischerweise wird hier die Abdichtung durch berührende Wellendichtungen übernommen. Grundsätzlich sind diese Dichtsysteme als Gummi- oder PTFE-Design über mehrere Generationen hinweg bereits sehr gut reibungsoptimiert. Allerdings kann es bei sehr hohen thermischen Beanspruchungen vereinzelt zu Ölkohlebildung kommen. Gerade durch die steigende Elektrifizierung werden zunehmend Hochdrehzahllösungen gefragt, was bei den daraus resultierenden höheren Umfanggeschwindigkeiten  teilweise neue Herausforderungen in Bezug auf die Temperaturentwicklung mit sich bringt. Unabhängig vom Drehzahlniveau gibt es außerdem zusätzliche Anforderungen im Hinblick auf Schmutzresistenz sowohl bei automotiven wie auch bei industriellen Anwendungen. Die EvoLift®  basiert auf einer Technologie, bei der die beiden Gleitflächen im Betrieb von einem Luftpolster anstelle eines Ölfilms voneinander getrennt sind. Dies reduziert die Reibung auf ein technisch mögliches Minimum und bringt weitere Vorteile bezüglich möglicher Drehzahlniveaus und der Schmutzresistenz des Gesamtsystems mit sich. Darüber hinaus ist die EvoLift®  unabhängig von den vorherrschenden Schmierverhältnissen bis hin zum Trockenlauf einsetzbar und eignet sich für unterschiedlichste flüssige sowie gasförmige Medien. Die Abhebedrehzahl und Druckbeständigkeit werden an die jeweilige Kundenapplikation angepasst. Hierfür wird die EvoLift®  auf einem Reibungs- und Hochgeschwindigkeitsprüfstand, der bis zu 75.000 min-1  erreicht, entsprechend erprobt. Aus dem ermittelten Reibmomentenverlauf ist ersichtlich, dass bei Erreichen der Abhebedrehzahl die EvoLift®  auf einem dynamischen Luftpolster läuft, welches nur noch geringste Reibung hat. Die Versuchsreihen des kontaktlosen dynamischen Dichtungssystems zeigen, dass sich dieser Reibmomentenverlauf unabhängig von Schmierzustand und Druckbedingungen auf dem gezeigten niedrigen Niveau einstellt. Die Einsatzmöglichkeiten sind zahlreich. Zum einen können damit niedrigste Reibungsverluste erreicht werden, um den größtmöglichen Beitrag der Dichtungstechnik zur CO2 -Reduzierung zu leisten. Zum anderen bietet sich diese Technologie an, wenn wechselnde oder gar unbekannte Schmierungszustände vorherrschen. Dies gilt besonders bei hohen Drehzahlen, bei denen berührende Dichtungen an ihre technischen Grenzen kommen. Das Wirkprinzip auf Basis des dynamischen Luftpolsters bringt außerdem den Vorteil mit sich, dass dieses Dichtsystem überdurchschnittlich gut schmutzresistent ist. Im Rahmen der Entwicklung dieser Technologie hat sich gezeigt, dass sich das System auch bei gezielter Verschmutzung selbstständig reinigt, wodurch die statische Dichtfunktion ebenfalls dauerhaft gewährleistet ist.

KACO GmbH & Co. KG, EvoLift®.
KACO GmbH & Co. KG, EvoLift®.
26.11.2019
Neue modulare Cartridge-Dichtungen

Die neuen Einzel- und Doppel-Cartridge-Dichtungen 1810 und 2810 der A.W. Chesterton Company basieren auf der neuen modularen AXIUSTM -Gleitringdichtungsplattform, die es dem Anwender durch Änderung der Dichtflächen und von anderen Merkmalen, aufbauend auf einer Standard-Basisdichtung, erlaubt, die Dichtung schnell und wirtschaftlich an geänderte Betriebsbedingungen anzupassen.

Eine Cartridge-Gleitringdichtung bietet hohen Komfort beim Einbau. Dank der zahlreichen Auswahloptionen können Anwender diese  Dichtung auf die jeweiligen Anforderungen anpassen. Mit mehr als 40 Jahren Erfahrung mit dieser Technologie konnte Chesterton bei der AxiusTM  Plattform die wichtigsten Komponenten standardisieren und den Fertigungsprozess in höchstem Maß automatisieren. Die neuen Dichtungen enthalten die vielen Extras der patentierten Technik. So sind sie, z.B. dank des RFID-Chips, die ersten Cartridge-Gleitringdichtungen der Welt, die für das IoT (Internet of Things) vorbereitet sind.

CHESTERTON International GmbH, 1810/2810.
CHESTERTON International GmbH, 1810/2810.
21.11.2019
Reibungsreduzierung in der Dichtung

Für die optimale Funktion von Radialwellendichtringen haben Ingenieure von Freudenberg Sealing Technologies (FST) und Freudenberg Technology Innovation (FTI) eine neue Beschichtung entwickelt, die mit dem Elastomer der Dichtung eine flexible Verbindung eingeht und die Benetzung mit synthetischen Schmierstoffen deutlich verbessert.

Radialwellendichtringe zur Abdichtung drehender Wellen lassen sich dank verschiedener Materialien und Formen in ganz unterschiedlichen Bereichen der Industrie einsetzen. Allen gemeinsam ist die Forderung nach möglichst geringer Reibung, geringem Verschleiß und zuverlässiger Dichtwirkung. Eine optimale Schmierung des gesamten tribologischen Systems hängt ab von der dauerhaften Benetzung der Dichtlippe. Dies ist , besonders bei schlecht benetzenden Schmierstoffen auf Basis von Polyglykol, die in der Antriebstechnik (z.B. in Schneckengetrieben) zum Einsatz kommen, eine Herausforderung. Eine zu geringe Benetzung erhöht den Verschleiß der Dichtlippe und kann durch den Kontakt zur Welle auch zu einem verstärkten Welleneinlauf führen, der letztendlich einen Austausch der Maschinenteile nötig macht. Um in Getrieben und Pumpen mit synthetischen Schmierstoffen eine optimalere Schmierung zu erreichen, hat Freudenberg Sealing Technologies (FST) die neue Beschichtung 75 FKM 585 plus entwickelt. Dabei ist es gelungen, die Dichtlippe so zu beschichten, dass sich polare Öle deutlich besser verteilen. Die Mechanik der Schicht ist so modifiziert, dass sie mit dem elastischen Material des Elastomers eine flexible Verbindung über eine lange Lebensdauer eingeht – auch unter dynamischer Belastung. Zudem ist die Beschichtung dort aufgetragen, wo kein Verschleiß entsteht. Die aktuelle Entwicklung wurde speziell für Kunden ausgelegt, die den Standard-Simmerring 75 FKM 585 bereits in Antrieben nutzen, für die der Einsatz von Polyglykol-Ölen von den Herstellern vorgeschrieben ist. Die Beschichtung des Elastomers erfolgt mithilfe einer plasmaunterstützten chemischen Gasphasenabscheidung (PE-CVD). Bei diesem Prozess gehen die Elemente im Prozessgas eine chemische Verbindung mit der Oberfläche des Grundkörpers ein. Das entscheidende Kriterium für die Optimierung des Benetzungsverhaltens ist die gezielte Änderung der Wechselwirkung zwischen der Beschichtung und dem synthetischen Schmierstoff. Die Messungen zeigen, dass sich durch spezielle Bestandteile in der neuen Oberflächenbeschichtung  wie Kohlenstoff, Sauerstoff und Silizium in einem bestimmten Stoffmengenverhältnis eine optimalere Benetzung im Vergleich zum Standardwerkstoff 75 FKM 585 erreichen lässt. Die Schichtdicke von 75 FKM 585 plus liegt bei einigen Hundert Nanometern und erfüllt mit ihren Eigenschaften die Standards der Hersteller von Industriegetrieben in Bezug auf die Anforderungen an Öle/Elastomere. Obwohl die Beschichtung für einen besonders niedrigen Verschleiß bei hohen Umdrehungen ausgelegt ist, hat sich gezeigt, dass der Reibkoeffizient im Vergleich zum Standardwerkstoff sogar bei niedrigen Drehzahlen - wie z.B. im Bereich der Losbrechkräfte und der Mischreibung - deutlich geringer ausfällt. Die neu entwickelte Technologie ist nicht nur auf Anwendungen mit FKM beschränkt, sondern auch auf andere Werkstoffe übertragbar. Erste Tests an NBR und EPDM zeigen ebenfalls positive Ergebnisse bei der Optimierung der Wechselwirkung zwischen Beschichtung und schlecht benetzenden Ölen.

Freudenberg Sealing Technologies GmbH & Co. KG, 75 FKM 585 plus.
Freudenberg Sealing Technologies GmbH & Co. KG, 75 FKM 585 plus.
30.10.2019
Neues Dichtungskonzept für Stoßdämpfer

Ein neues Konstruktionskonzept von Freudenberg Sealing Technologies vereinfacht den Aufbau der Dichtung zwischen Gehäuse und Kolbenstange im Inneren des Dämpfers. Zudem reduziert die keilförmige Dichtung die entstehende Reibung und trägt so zu geringerem Verschleiß bei.

Heute sind hydraulische Stoßdämpfer üblich, bei denen sich ein Kolben in einem mit Öl gefüllten Gehäuse bewegt. Abhängig von der Konstruktion der Dämpfer unterscheidet man zwischen der einfacheren Zweirohr- und der aufwändigeren Einrohrtechnik. Für letztere sprechen eine höhere Dämpfleistung, eine bessere Ableitung der thermischen Energie sowie genauere Abstimmungsmöglichkeiten. Sie kommen insbesondere bei Premiumfahrzeugen, Sportwagen sowie SUVs, aber auch in Schneemobilen oder Motorrädern zum Einsatz. Bei Einrohrstoßdämpfern hat sich für die obere Abdichtung der Kolbenstange gegenüber dem Stoßdämpfergehäuse seit den 1970er-Jahren ein zweiteiliges System etabliert: Dabei hält ein mit dem Gehäuse verbundener Ring aus dem Werkstoff Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (NBR) die dynamische Dichtung aus Fluorkautschuk (FKM) in ihrem Sitz. Drei Dichtlippen dichten zur Kolbenstange hin ab. Die erforderliche Lippenpressung realisiert der Haltering, indem er auf die Außenflanke der Dichtung drückt und sie dabei staucht. Mit der Keildichtung wurde nun ein alternatives Dichtungskonzept für Einrohrstoßdämpfer entwickelt. Die keilförmige Konstruktion führt zu einem erheblich vereinfachten Aufbau der Dichtung, da sie den zusätzlichen Haltering des konventionellen zweiteiligen Systems überflüssig macht. Das erleichtert die Bauteillogistik und die Montage in der Stoßdämpferfertigung, denn es müssen weniger Bauteile vorgehalten, zusammengefügt und -gepresst werden. Zudem reduziert eine exakter verteilte Flächenpressung der Dichtlippen die Reibung zwischen Dichtung und Kolbenstange um bis zu 5%. Wie Rückmeldungen von Kundentests zeigen, spricht der Stoßdämpfer mit dem neuen Dichtungssystem auf Anregungen wie Stöße sehr feinfühlig an, was dem Handling des Fahrzeugs zugutekommt. Bei den anderen Eigenschaften liegt das Keilkonzept mindestens auf dem Niveau der konventionellen Dichtung, teilweise sogar darüber. So konnten die Ingenieure den zulässigen Temperaturbereich des Dichtungssystems um weitere 2 bis 4 °C nach unten verschieben. Als Werkstoff der Dichtung verwendet man nach wie vor FKM. Das charakteristische und optisch auffällige Merkmal der Keildichtung ist die konische Kontur der Oberseite, mit der sich das Bauteil am Stoßdämpfergehäuse abstützt und die im Querschnitt zur namensgebenden keilartigen Form führt. Die eigentliche technische Entwicklung verbirgt sich in der Funktionsweise, mit der sie die Dichtwirkung gegenüber der Kolbenstange erreicht: Beim neuen Konzept baut der Öldruck im Inneren des Stoßdämpfers die Pressung der Dichtlippen auf. Der hohe hydraulische Druck – er reicht von rund 30 bar im Ruhezustand bis zu mehr als 150 bar bei dynamischer Beanspruchung – führt zu einer elastischen Verformung der Dichtung, die wiederum eine Auslängung der Dichtlippen bewirkt. Diese pressen sich gegen die Kolbenstange und dichten sie ab. Die für diesen Effekt erforderliche Kraftverteilung innerhalb der Dichtung erzielt man durch eine speziell angepasste Gestaltung der Dichtungsunterseite. Das entscheidende Kriterium ist dabei, in welcher Reihenfolge und bei welcher Kraft sich die drei Dichtlippen verformen: Zuerst muss die untere Dichtlippe die Ölfilmdicke kontrollieren, um Leckagen zu vermeiden und die Lebensdauer der Einheit zu maximieren. Die beiden anderen Dichtlippen folgen bei höherem Druck und tragen dazu bei, die Reibung der Einheit zu reduzieren und gleichzeitig die Dichtwirkung zu erhalten. Bei einem Druck im Dämpfer von mehr als 50 bar ist die maximale Dichtwirkung erreicht und die Pressung der drei Dichtlippen ungefähr gleich groß. Sowohl bei der Entwicklung des Dichtungskonzepts als auch der Auswahl unterschiedlicher Dichtungswerkstoffe sowie bei der anwendungsspezifischen Applikation der Dichtung nutzt Freudenberg Sealing Technologies einen neuartigen virtuellen Entwicklungsprozess, bei dem moderne Finite-Elemente-Simulationsmethoden eng mit anderen Berechnungsverfahren verzahnt sind. Neue Dichtungen können so schnell und effizient entwickelt werden, ohne Prototypenbauteile erstellen zu müssen. Sind die Simulationen erfolgreich abgeschlossen, bauen die Ingenieure Testmuster für Prüfstandsuntersuchungen auf, um die Berechnungsergebnisse zu verifizieren. Das neue Keildichtungssystem von Freudenberg Sealing Technologies ist nun bei einem namhaften Automobilhersteller in Serie. Parallel entwickelt das Unternehmen auch das herkömmliche zweiteilige Dichtungskonzept sukzessive weiter. Im Fokus stehen dabei vor allem neue Polymerwerkstoffe, die den Betriebstemperaturbereich der Dichtung weiter ausdehnen.

Freudenberg Sealing Technologie GmbH & CO. KG, Keildichtung.
Freudenberg Sealing Technologie GmbH & CO. KG, Keildichtung.
02.08.2019
Gleitringdichtungen für elektrische Antriebe

Die speziell für die Rotorinnenkühlung entwickelten Gleitringdichtungen von KACO sind axial wirkende Systeme für hohe Umfangsgeschwindigkeiten bis zu 37 m/s, Druckbeaufschlagungen bis zu 0,4 MPa und für zulässige Umgebungstemperaturen von -40 bis 140 °C geeignet.

Ausgelegt für geringen Bauraum zeichnen sich diese Dichtsysteme durch ihre axiale Beweglichkeit von ±1 mm aus, wodurch Wärmedehnungen der Rotorwelle sowie Bauteil- und Montagetoleranzen sicher ausgeglichen werden können. Die Gleitringdichtungen für elektrische Antriebe sind robust, langlebig und effektiv. Dafür sorgen bewährte, teilweise spezifisch entwickelte und optimierte Werkstoffe wie Siliziumkarbid, Hochleistungselastomere und Edelstahl. Die modulare Baureihe „EMRS“ (Electric Motor Rotor Shaft Seal) mit den Innendurchmessern von 16 bis 28 mm ist der neue Standard im KACO-Produktportfolio in Bezug auf Bauraum, Performance und Kundenanforderungen. Die Gleitringdichtungen für elektrische Antriebe werden bei KACO auf eigens dafür entwickelten Prüfständen getestet. Die Prüfparameter und Messmethoden wurden mit zahlreichen Kunden gezielt abgestimmt. Höchste Priorität hat dabei die Zuverlässigkeit im gesamten Einsatzspektrum.

KACO GmbH & Co. KG, Gleitringdichtungen.
KACO GmbH & Co. KG, Gleitringdichtungen.
30.07.2019
Neue Multifunktionsdichtung für Traktoren

In enger Zusammenarbeit mit einem Landmaschinenhersteller entwickelte Freudenberg Sealing Technologies die Kassettendichtung S4 und damit den Nachfolger der bewährten S3 ­ – ein Praxisbericht.

Freudenberg Sealing Technologies erhielt vor einigen Monaten von einem großen, weltweit tätigen Hersteller von mobilen Land-, Bau- und Forstmaschinen den Auftrag über die Lieferung der neuen Kassettendichtung S4. Sie soll in den Hinterachsen der neuesten Reihenkultur-Traktorplattformen des Herstellers montiert werden und bietet auch unter härtesten Bedingungen zuverlässigen Schutz vor Verschmutzung sowie Beständigkeit und Langlebigkeit. Die Dichtung ist ein Beispiel dafür, welch starken Einfluss die Zusammenarbeit mit Kunden auf die Entwicklung fortschrittlicher Technologielösungen haben kann. In diesem Fall ermöglichte die jahrzehntelange Partnerschaft zwischen Freudenberg und dem Hersteller eine offene Diskussion über Garantiethemen, eine Vereinbarung zur Fehlerdatenanalyse, eine Untersuchung von Produktalternativen und schließlich die Entwicklung und Konstruktion einer äußerst sicheren und leicht zu installierenden Multifunktionsdichtung. Die Entwicklung der Kassettendichtung S4 begann bereits vor einigen Jahren durch ein Team von Produktingenieuren und Vertriebsmanagern in Luserna, der italienischen Produktionsstätte von Freudenberg für Kassettendichtungen.  2011 hatte man festgestellt, dass es selbst beim Einsatz der Kassettendichtung S3 zu Gewährleistungsfällen kam. Landwirte, die z.B. auf Reisfeldern arbeiten, bei denen Wasser und Schlamm zum Alltag gehören, benötigten eine bessere Abdichtung der Achse, um Verunreinigungen und Ölleckagen in der Radnabe zu vermeiden. Die Lecks waren kostspielig, zeitaufwändig und sorgten für Unzufriedenheit bei den Kunden – in diesem Sinne waren sie sehr teuer. Die Ingenieure von Freudenberg untersuchten im Auftrag ihres Kunden Garantie- und Fehleranalysedaten und deckten zwei Problembereiche auf: Erstens benötigten die Mitarbeiter des Kunden bessere Unterstützung bei der korrekten Montage der Kassettendichtungen. Es handelt sich dabei um komplexe, verschachtelte Komponenten, die die Achsen mobiler Maschinen vor Schmutz, Wasser und Schlamm und im Gegenzug die Umwelt vor Ölverschmutzungen schützen. Eine ordnungsgemäße Montage ist unerlässlich, um Dichtungsausfälle und Verunreinigungen der Felder zu vermeiden. Entsprechende Schulungen im Werk des Kunden trugen dazu bei, die Montageproblematik zu beheben. Entscheidender war jedoch eine andere Erkenntnis: Die Doppellippenausführung der Kassettendichtung S3 bietet zwar in den meisten Anwendungen eine gute Abdichtung gegen das Eindringen von Schmutz in Traktorradnaben, ist jedoch Dauerbelastungen durch Schlamm und Wasser auf Dauer nicht gewachsen. Ein neues Design war notwendig, um die Dichtfunktion und den Verschmutzungsschutz der Kassettendichtung zu verbessern. Die Entwickler zogen eine Reihe von Kassettendichtungslösungen in Betracht, bevor sie sich auf ein komplexes Dreikomponentendesign einigten. Dabei sind alle funktionalen Teile – die Dichtlippen, die optimierte Dichtungslauffläche, die Schmutzdichtungen, die speziellen Gegenlaufflächen und die Innenschmierung – in einem geschlossenen Gehäuse geschützt. Die neue Kassettendichtung S4 soll damit eine sicherere Installation gewährleisten, den Einsatz zusätzlicher Dichtungskomponenten überflüssig machen und die Langlebigkeit der Komponenten verbessern. 2013 konnte man dem Kunden ein konkretes Beispiel für den Einsatz der Kassettendichtung S4 auf seinen neuen Reihenkultur-Traktorplattformen präsentieren. Beide Unternehmen einigten sich auf umfangreiche Feldtests der neuen Dichtung und eine gründliche Ursachenanalyse hinsichtlich der auftretenden Probleme der vorhandenen Kassettendichtung S3. Diese Feldtests erstreckten sich über zwei Jahre. Die Feldversuche bestätigten die internen Testergebnisse, dass die Kassettendichtung S4 in rauen landwirtschaftlichen Bedingungen viermal so lange hält wie die Vorgängerversion. 2016 präsentierte ein Team aus Ingenieuren und Vertriebsmanagern die neue Kassettendichtung S4 bei diversen Besuchen im Product Engineering Center des Kunden. Vertreter des Kunden evaluierten zwar gleichzeitig auch noch andere Achsdichtungslösungen, diese konnten jedoch die Langlebigkeit und Leistungsfähigkeit der Kassettendichtung S4 nicht erreichen. Die neue Dichtung bewies sich als Lösung, die auch den härtesten Belastungen standhielt, denen die Traktoren des Kunden ausgesetzt waren. Innerhalb der nächsten zwei Jahre wird die Produktion der Kassettendichtung S4 am amerikanischen Freudenberg-Standort in Northfield anlaufen. Bis dahin wurde die Produktion in Luserna deutlich hochgefahren, um die Bedarfe zu decken.

Freudenberg Sealing Technologies GmbH & Co. KG, Kassettendichtung S4.
Freudenberg Sealing Technologies GmbH & Co. KG, Kassettendichtung S4.
29.04.2019
Dichtungen für hohe Drehzahlen

Speziell für Hochdrehzahlanwendungen hat KACO Dichtungen mit bi-direktionaler Dichtwirkung, geringen Reibungsverlusten und einer langen Lebensdauer entwickelt.

Viele Dichtungslösungen für die Automobilindustrie werden aktuell in Verbrennungsmotoren, Nebenaggregaten sowie Kupplungen und Getrieben eingesetzt. Doch hier bricht eine neue Ära an, denn im Zeitalter der E-Mobilität werden sich aus Sicht eines Herstellers von dynamischen Dichtungen im Wesentlichen drei Faktoren verändern: höhere Umfanggeschwindigkeiten, höher-additivierte niedrigviskose Öle und der Drehrichtungswechsel am Getriebeeingang. Diese Anforderungen sind überall dort relevant, wo elektrische Traktionsmaschinen zum Einsatz kommen, wie z.B. bei Hybrid- und reinen Elektro-Fahrzeugen. Im Gegensatz zu den herkömmlichen Verbrennungsmotoren laufen Elektroantriebe bei ca. 15.000 bis 20.000 min-1 , wobei weitere Drehzahlsteigerungen zu erwarten sind. Die Highspeed-Dichtungen von KACO wurden auf den Prüfständen unter Einsatz von Realbedingungen erprobt. Hierbei lagen die Testergebnisse in Vorzugsrichtung bei weitem über den Anforderungen der Kunden und auch für eine bi-direktionale Anwendung konnte man alle bekannten Kundenanforderungen sowie die chinesische Norm QC/T 1022-2015 übertreffen. Getestet wurde mit hohem und niedrigem Ölstand, bei langsamer, schneller sowie normaler Geschwindigkeit und im Stillstand. Auch die Erprobungen über einen sehr langen Zeitraum ohne Vorzugsrichtung waren erfolgreich, denn diese zeigten bei den Produkten einen sehr geringen Verschleiß wie auch eine sehr geringe Reibung.

KACO GmbH + Co. KG, Hochdrehzahlanwendungen.
KACO GmbH + Co. KG, Hochdrehzahlanwendungen.
29.04.2019
Erweitertes App- und Online-Tool-Angebot

Speziell für Ingenieure im Bereich der Hydraulik hat Trelleborg Sealing Solutions sein webbasiertes Tool weiterentwickelt: Dank vier neuer Module können Ingenieure mit dem Hydraulic System Calculator jetzt komplette hydraulische Systeme entwerfen.

Bisher war die App für die Berechnung von hydraulischen Zylindern ausgelegt. Der neue Hydraulic System Calculator ist einfach zu bedienen und kann von unterwegs genutzt werden. Vorgänger der neuen Anwendung ist der Hydraulic Cylinder Calculator, der seit seiner Einführung vor fünf Jahren mehr als 80.000 Downloads verzeichnet. Mit dem Update ist der Hydraulic System Calculator nicht mehr rein auf die Berechnung von hydraulischen Zylindern ausgelegt. Vielmehr ermöglichen es vier neue Module den Ingenieuren nun, komplette hydraulische Systeme zu entwerfen. Durch die Eingabe der erforderlichen Abmessungen des Zylinders sowie von Parametern wie Druck und Öldurchfluss kann der Nutzer Flächen und Volumen im Zylinder, auftretende Rückzugkräfte, Geschwindigkeit, Zeit und Größenverhältnis berechnen. Darüber hinaus lassen sich Parameter zum Entwerfen von Motoren, Pumpen sowie kolben- und stangenseitigen Rohren ermitteln. Die webbasierte App ist so konzipiert, dass die Ergebnisse dynamisch aktualisiert werden, während der Nutzer die Werte eingibt. Alle Berechnungen können sowohl in metrischem als auch in Zollmaßen vorgenommen werden. Die Eingabe- und Ausgabewerte lassen sich nach der Berechnung in Untergruppen anzeigen. So können auch vor der Kalkulation spezifische Änderungen bei den Einheiten vorgenommen werden. Interaktive Bilder rund um den Zylinder bieten einen guten Einblick in die Bauteile, zudem können die bereitgestellten Daten auf ISO 3320, ISO 3321 und ISO 4393 überprüft werden. Die Ergebnisse lassen sich auch in die Zwischenablage kopieren und per E-Mail verschicken. Die App kann für iPhone oder Android heruntergeladen werden. Die Suche erfolgt in iTunes oder im Google Play Store unter „Trelleborg Hydraulic System Calculator“. Der Download ist auch unter www.tss.trelleborg.com/apps  möglich

05.04.2019
Effizienzsteigerung durch Reibungsminimierung

Der neue Wellendichtring ElRoSeal™ der ElringKlinger Kunststofftechnik GmbH (EKT) beherrscht schwierige Anwendungen mit hohen Drehzahlbereichen, z.B. im Maschinen- und Anlagenbau und bei Elektromotoren.

Ob Dreh-, Fräs- oder Schleifprozesse, die Anforderungen an die Werkzeugträger auf Bearbeitungsmaschinen liegen meist in sehr hohen Drehzahlbereiche und kritischen Systemdrücke, welche zuverlässig und sicher abgedichtet werden müssen.  Drehzahlen von bis zu 30.000 min-1  sind keine Seltenheit mehr. Die bestehenden Abdichtsysteme erzeugen in diesen Grenzbereichen eine sehr hohe Reibung, die u.a. durch die breiter werdende Auflage der Dichtung auf der Gegenlauffläche erzeugt wird. Das Resultat ist eine große Wärmeentwicklung, die letztendlich zum frühzeitigen Verschleiß und zum Ausfall der Dichtung führen kann. Die gleichen Bedingungen gelten für die vielfach eingesetzten Elektromotoren im Industriebereich. Auch dort gehört die Reibungsreduzierung zu einer der zentralen Herausforderungen. Basierend auf den Erfahrungen mit ultrahochdrehenden SPEEDFLON™ Radialwellendicht­ringen für Drehzahlen bis über 150.000 min-1  wurde die ElRoSeal™ entwickelt. Dieser Radialwellendichtring beherrscht die schwierigen Bedingungen und kann auf die Anforderungen des Kunden individuell angepasst werden. Extreme Herausforderungen entstehen bei den notwendigen Wellendurchmessern durch sehr hohe Umfangsgeschwindigkeiten in Kombination mit den Betriebsbedingungen. Des Weiteren soll die Dichtung hohen und tiefen Temperaturen, den verschiedensten Medien und auch möglichen Trockenlaufphasen standhalten. Konventionelle Elastomer- oder auch standardmäßig eingesetzte PTFE-Radialwellen­dichtringe stoßen hier schnell an ihre Grenzen. ElRoSeal™-Dichtungen wurden auf Hochdrehzahl-Prüfständen inhouse und auch in Kundenanwendungen erprobt und sorgen durch optimierte Dichtlippen und das wirksame Drallsystem für exzellentes Dichtverhalten in beiden Drehrichtungen. Durch den modularen Aufbau lassen sich unterschiedliche verschleißoptimierte Polytetraflon™-PTFE-Hochleistungs­werkstoffe verwenden, sodass die Dichtungen auch auf weichen Wellen eingesetzt werden können. Das optimierte Dichtsystem zeigt sehr geringe Verlustleistungen bei Umfangsgeschwindig­keiten bis ca. 35 m/s, wirkt schwingungsdämpfend, ohne Slip-stick-Effekt und kann bei Bedarf auch mühelos elektrisch ableitend eingestellt werden.

ElringKlinger Kunststofftechnik GmbH, ElRoSeal™.
ElringKlinger Kunststofftechnik GmbH, ElRoSeal™.
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