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Berührungsfreies Abdichten schnelllaufender Spindeln gegen feine Stäube: Abschlussbericht FWF Vorhaben AiF 12632N

, and . Forschungsvereinigung Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik e.V. FWF, Frankfurt am Main, (2003)229.

Abstract

Sperrluftdichtsysteme sind geeignet, Spindeln nicht nur bei Flüssigkeitsbespritzung sondern auch bei Staubbeaufschlagung berührungsfrei sicher abzudichten. Ohne Sperrluft ist, im Gegensatz zur Flüssigkeitsabdichtung, keine sichere Funktion erreichbar. Elemente, die aus der Flüssigkeitsabdichtung als wirkungsvoll bekannt sind, erwiesen sich auch bei der Staubbeaufschlagung als effektiv oder zumindest nicht als schädlich. Sperrluftdichtsysteme können damit für Flüssigkeits- und Staubabdichtung gleich gestaltet werden. Der Gestaltung des Eingangsbereiches kommt große Bedeutung zu. Entscheidend für die Dichtwirkung sind im Gegensatz zur Flüssigkeitsabdichtung Spaltumlenkungen um möglichst 90°. Eine einzige Umlenkung kann für die Dichtwirkung ausreichend sein. Ohne Umlenkung ist keine gute Dichtheit erreichbar. Während Sperrluft Flüssigkeit direkt zurück hält, wird ein Sperrluftstrom bei der Staubabdichtung dazu benötigt, eingedrungene und abgebremste Partikel wieder aus dem Spalt herauszufördern. Ohne diesen Fördereffekt setzt sich der Spalt mit Partikeln zu, es entsteht Reibung und es kann zum Fressen kommen. Der Einfluss der Drehzahl ist bei der Staubabdichtung wesentlich geringer als bei der Flüssigkeitsabdichtung. Es ist lediglich eine geringe Erhöhung des Sperrluftstromes nötig, um das Wandern von Partikeln zur Lagerseite durch Luftverwirbelungen im Spalt zu unterbinden. Positiv wirkt die Drehzahl bei Stirnflächenspalten. Eindringende Partikel werden durch die Zentrifugalkraft wieder herausgefördert. Die detaillierten Ergebnisse sind zu einfach handhabbaren Konstruktions- und Betriebsregeln aufbereitet. Eine rechnerische Auslegung bezüglich der Dichtheit von Sperrluftdichtsystemen zur Staubabdichtung ist mit einfachen, allgemein gültigen Formeln nicht möglich. Für eine sichere Bestimmung der notwendigen Sperrluftparameter ist eine experimentelle Überprüfung notwendig.

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