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Praxistaugliche Prüfmethodik für Reibungs- und Verschleißuntersuchungen am tribologischen Ersatzsystem von RWDR

FVA 578 II, IGF-Nr. 19379 N

Abbildung 1: CAD-Explosionsansicht des RFT-Prüftopfes inklusiver der Probenkörper

Im Rahmen des FVA-Vorhabens 578-II „Praxistaugliches Triboersatzsystem“ wurde das sogenannte Ringflächen-Tribometer (RFT) auf Basis experimenteller und simulativer Ergebnisse weiterentwickelt und optimiert, sodass jetzt ein tribologisches Ersatzsystem für RWDR zur Verfügung steht. Zu diesem Zweck wurden experimentelle Untersuchungen auf dem RFT und an RWDR-Prüfständen durchgeführt und die Ergebnisse zum Reibungs- und Verschleißverhalten der beiden Dichtsysteme miteinander verglichen. Es wurden hierbei Langzeituntersuchungen bei konstanter Drehzahl und Versuche mit Drehzahlvariationen durchgeführt. Auf Basis der Untersuchungsergebnisse wurden Abweichungen zwischen den beiden Dichtsystemen herausgearbeitet und erste Ansätze zur Optimierung abgeleitet.

Ergänzend zu den experimentellen Untersuchungen wurde ein integriertes RFT-Simulationsmodell in ABAQUS entwickelt. Hierbei bedeutet integriert, dass die Parameter sich wechselseitig beeinflussen. Mit diesem Simulationswerkzeug ist es möglich Größen wie Reibmoment, Verschleiß und Kontakttemperatur über der Laufzeit simulativ auszuwerten und mit Ergebnissen des RWDR-Simulationsmodells aus dem FVA-Vorhaben 574II – RWDR Dynamik zu vergleichen. Aus diesem Vergleich wurden Abweichungen zwischen den beiden Systemen abgeleitet und Optimierungsmaßnahmen für das RFT entwickelt. Diese Optimierungsmaßnahmen wurden mittels des RFT-Simulationsmodells zunächst auf ihre Eignung hin analysiert, anschließend konstruktiv am Prüfstand umgesetzt und experimentell validiert. Maßgeblich hat sich hierbei gezeigt, dass eine Änderung des Winkels des Wellenkegels auf dem RFT von 30° auf 21° eine deutliche Annäherung an Ergebnisse eines Dichtsystems mit RWDR bringt.

Mit dem Ersatzsystem steht eine Versuchseinrichtung zur Verfügung, auf der mit einfach herzustellenden Probenkörpern erste Versuche zum Reibungs- und Verschleißverhalten von Elastomeren gemacht werden können. Weiterhin können mit dem RFT schnell und kostengünstig Versuche zur Schmierstoffverträglichkeit und zum Einfluss des verwendeten Schmierstoffs auf das Reibungs- und Verschleißverhalten durchgeführt werden.

Das IGF-Vorhaben IGF-Nr. 19379 N der Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V. (FVA) wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.