Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe Ein Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Projektverzeichnis - Details

Verbundprojekt: Substitution komplexer Dichtsysteme für mobile, servohydraulische Anwendungen durch eine Kompaktdichtung für biologisch schnell abbaubare Fluide - Teilvorhaben: Dichtungswerkstoffuntersuchungen und Modellierung sowie Dichtungsherstellung

Anschrift
Parker Hannifin GmbH & Co. KG
Am Metallwerk 9
33659 Bielefeld
Kontakt
Dr.-Ing. Manfred Achenbach
Tel: +49 7142 351-276
E-Mail: manfred_achenbach@parker.com
FKZ
22026700
Anfang
01.04.2002
Ende
31.03.2005
Ergebnisdarstellung
In der RW/TH Aachen / IFAS wurden zwei Prüfstände - ein Reibkraftprüfstand und ein Leckageprüfstand - konstruiert und aufgebaut, mit deren Hilfe alle für eine Dichtungsentwicklung relevanten Parameter (insbesondere Reibkraft und Druckverteilung zwischen Dichtung und Kolbenstange) untersucht wurden. In der Parker Hannifin GmbH wurde ein mathematisches Modell zur Beschreibung des Langzeitverhaltens von Stangendichtungen entwickelt, das in kommerziellen Software-Programmen implementiert wurde. Für derartige Berechnungs-Tools bietet das entwickelte Softwaremodul die Möglichkeit, alterungsrelevante Fragestellungen in die numerische Simulation des Dichtungsverhaltens einzubeziehen. Mit Hilfe des entwickelten Modells können die Eignung von Dichtungswerkstoffen beurteilt werden und Optimierungen von Kompaktdichtungen für biologisch schnell abbaubare Fluide vorgenommen werden. Auf Grundlage der durchgeführten Untersuchungen wurde in Zusammenarbeit der RW/TH Aachen und der Parker Hannifin GmbH ein Funktionsmuster einer Kompaktdichtung für biologisch schnell abbaubare Hydraulikflüssigkeiten entwickelt und es wurden experimentelle Untersuchungen durchgeführt. Die Ergebnisse dokumentieren ein sehr gutes Reibungs- und Leckageverhalten der Dichtung, wobei die Eigenschaften eines konventionellen Dichtsystems für Mineralöle teilweise übertroffen werden. Durch die im Verbundvorhaben erarbeiteten Grundlagen (Modellrechnungen) und durchgeführten Untersuchungen wird es möglich, komplexe Dichtsysteme für Mineralöle, die aus getrennter Hoch- und Niederdruckdichtung mit Tankrückführung bestehen, ohne Leistungsverlust durch ein einzelnes Kompaktdichtungselement für Bioöl zu ersetzen. Der Bauraum für Dichtungen wird dadurch reduziert und der Hydraulikschaltplan aufgrund der nicht mehr notwendigen Tankrückführung wesentlich vereinfacht.
Aufgabenbeschreibung
Im Rahmen des Projekts werden die spezifischen Vorteile der biologisch schnell abbaubaren Druckflüssigkeiten, wie z.B. die besseren Reibungseigenschaften im niedrigen Geschwindigkeitsbereich dazu genutzt, eine neue Stangendichtung für den Einsatz in diesen Druckflüssigkeiten zu entwickeln, die die gleichen technischen Eigenschaften wie ein aufwändiges und damit teures Dichtssystem für Mineralöl aufweist. Mit Hilfe von experimentellen und theoretischen Untersuchungen von marktgängigen Dichtsystemen sowie von neu entwickelten Prototypen werden Gestaltungsrichtlinien für eine reibungsminimierte Stangendichtung festgelegt. Hierzu sind ein Reibungs- und ein Leckageprüfstand zu entwickeln und zu bauen. Des weiteren sind FE-Modelle unter Berücksichtigung der Verhältnisse im Schmierstoff sowie des Werkstoffverhaltens zu bilden. Auf Grund der Substitution eines komplexen Dichtsystems durch eine einzelne Dichtung wird ein Wettbewerbsvorteil für Biofluide erzielt, da die mit Biofluiden verbundenen höheren Kosten durch die günstige Dichtung und die einfacheren Einbauräume kompensiert werden können.

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