Abstract
Der RadialweIJendichtring (RWDR) ist ein häufig verwendetes Dichtelement zur drucklosen Abdichtung rotierender Wellen. In der Praxis treten, infolge von Lagerspiel oder elastischer Verformungen von Bauteilen unter Last, häufig der Rotation überlagerte Axialbewegungen der Welle auf. Bei diesen Betriebsbedingungen ist ein überdurchschnittlich häufiges Versagen des RWDR zu beobachten. Ziel des Vorhabens war, die Dicht- und möglichen Verschieißmechanismen bei überlagerten Axialbewegung der Welle zu untersuchen. Zur Klärung der Fragen wurden Funktionsuntersuchungen auf drei Einzelprüfständen und Langzeitversuche auf einem Dauerprüfstand durchgeführt. Es wurden RWDR aus Fluorkautschuk (FPM) d 80 mm ohne Drall verwendet.
Untersucht wurden hauptsächlich das Förderverhalten, das Reibverhalten, die Dichtheit und der Verschleiß der Ringe. Der Förderwert, der sich in vorausgegangenen Forschungsvorhaben als ein wichtiges Kriterium zur Beurteilung der Funktionsfähigkeit von RWDR erwiesen hat, wird bei den meisten Axialbewegungen nicht schlechter, sondern deutlich besser als bei reiner Rotation. Eine Verringerung tritt nur bei großen Hüben und einer, im Verhältnis zur Einfahrgeschindigkeit, sehr schnellen Ausfahrgeschwindigkeit der Welle auf. In Dauerversuchen trat unter diesen Bedingungen aber keine überdurchschnittliche Undichtheit auf. Die Reibung zwischen RWDR und Welle wird wenig beeinflußt. Das Reibmoment ist bei überlagerten Axialbewegungen oft etwas geringer als bei reiner Rotation. Die axial an der Dichtkante angreifende Kraft, die zu einem Verkippen des Dichtkörpers führt, ist bei rotieren- der Welle ist in den meisten Fällen nahezu null. Ohne axiale Kraftkomponente verkippt auch der Dichtkörper nicht, bzw. treten keine Verzerrungen im Dichtkantenbereich auf, die den Fördermechanismus beeinflussen. In den Dauerversuchen mit Axialbewegung war die Quote der dichten Ringe höher als in den zwei zum Vergleich durchgeführten Dauerversuchen ohne Axialbewegung. Auch das Überfahren von Laufspuren, die sich bei längerem Betrieb oft bilden, hatten keinen negativen Einfluß auf das Dicht- und Verschleißverhalten der Dichtringe. Erhebungen auf der Lauffläche, zum Beispiel Ablagerungen von Ölkohle, bewirkten hingegen beim axialen Überfahren der Dichtung hohe Leckraten. Auf Grund der Ergebnisse ist in den meisten Anwendungesfällen kein negativer Einfluß der Axialbewegung zu erwarten.
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