EMAMiD

 

Entwicklung einer Methode zur Auslegung von reibungsreduzierenden Mikrostrukturen auf dynamischen Elastomerdichtungen mit verschleißarmen Beschichtungen

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Motivation

Zur Abdichtung von Wellendurchtrittsstellen in Maschinengehäusen müssen sowohl die dynamische Dichtheit im Betrieb als auch die statische Dichtheit bei Wellenstillstand gewährleistet werden. Diese Anforderungen werden von Radialwellendichtringen (RWDR) erfüllt, die daher millionenfach in technischen Systemen zum Einsatz kommen. Mit steigenden Wellendrehzahlen und höheren Umfangsgeschwindigkeiten verursachen RWDR jedoch signifikante Reibungsverluste, die zu einer Verringerung des Wirkungsgrades führen und das Elastomer hohen thermischen Belastungen aussetzen. Darüber hinaus stellen die aktuellen Entwicklungen im Bereich E-Mobility mit Hochdrehzahl-Antriebsstrang-Konzepten die Dichtungstechnik vor zunehmende Herausforderungen bei der Gewährleistung einer sicheren Abdichtung. Eine Reduzierung der Reibungsverluste eröffnet daher die Möglichkeiten, die derzeitigen Leistungsgrenzen zu erweitern und die Effizienz in bestehenden Anwendungen zu steigern.

 

Forschungsziele

Das Ziel des Forschungsvorhabens war es, die Reibungsverluste dynamischer Elastomerdichtungen am Beispiel eines Radialwellendichtringes zu reduzieren. Hierzu wurde die Funktionalisierung der Dichtlippe mittels hydrodynamisch wirksamer Mikrostrukturierung und verschleißarmer plasmapolymerer Beschichtung untersucht.

  • Erbringung des Nachweises zur Reibungsreduzierung mittels Oberflächenfunktionalisierung an elastomeren Probenkörpern
  • Untersuchung des Struktur- und Verschleißverhaltens der Mikrostrukturierung und der plasmapolymeren Beschichtung
  • Simulative Auslegung und Optimierung der mikrostrukturierten Dichtungsgleitfläche mittels numerischer Strömungssimulationen
  • Untersuchung des Reibungs- und Leckageverhaltens an funktionalisierten Referenzdichtungen
  • Entwicklung einer Vorgehensweise zur effizienten Entwicklung mikrostrukturierter dynamischer Elastomerdichtungen mit verschleißarmer Beschichtung

Lesen sie mehr im Abschlussbericht

 

Forschungs- und Projektpartner

  • Fraunhofer Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung (IFAM)
  • AQcomputare GmbH
  • Automotive Nordwest e.V.
  • Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung
  • Bruss Sealing Systems GmbH
  • Fluor Technik System GmbH
  • Induflex Coating Systems GmbH
  • KAUTASIT – Gummitechnik GmbH
  • Prelon Dichtsystem GmbH
  • Pulsar Photonics GmbH

 
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Gefördert durch

Das Forschungsprojekt (IGF-Vorhaben-Nr. 19194 N) wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) durch das Bun-desministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bun-destages gefördert. Die zuständige AiF-Forschungsvereinigung ist die Deutsche Kautschuk-Gesellschaft e.V..

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Projektträger

Deutsche Kautschuk Gesellschaft e.V

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