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Stangendichtungsprüfstand

Am Stangendichtungsprüfstand lassen sich Hydraulikstangendichtungen hinsichtlich Axialkraft, Kontaktgeometrie und dynamischem Schmierfilmaufbau untersuchen.

Prüfstand

Die Prüfeinrichtung besteht aus einer Druckkammer, in welcher ein Druck von bis zu 150 bar angelegt werden kann. Durch diese kann mittels eines Linearmotors translatorisch eine Stange bewegt werden. In Adapterdeckeln, welche die Kammer in axialer Richtung begrenzen, können unterschiedliche Hydraulikdichtungen montiert werden. Auch ein Dichtsystem bestehend aus Primär- und Sekundärdichtung kann aufgebaut werden. Mit diesem Prüfaufbau lässt sich die Axialkraft, welche durch alle montierten Dichtungen im dynamischen Betrieb bewirkt wird, ermitteln. Derzeit wird diese Axialkraft als Gesamtkraft außerhalb der Kammer vor dem Linearmotor gemessen. Da die Stange zeitgleich immer durch eine Dichtung in die Kammer und durch die andere Dichtung aus der Kammer heraus geschoben wird, lässt sich derzeit bei der Axialkraftmessung noch nicht zwischen Herein- und Herausfahren unterscheiden. Die Axialkraftmessung befindet sich jedoch in der Weiterentwicklung, so dass in der Zukunft eine Messung der Axialkraft auch zwischen den montierten Dichtungen möglich sein wird. Dann sollen sich beide Hubrichtungen einer einzelnen Dichtung separat betrachten lassen. In dem Aufbau zur Ermittlung der Axialkraft lässt sich weiterhin die Leckage bestimmen. Außerdem ist es möglich in diesem Aufbau die verwendete Teststange durch eine Teststange mit Glasstangenadapter zu ersetzen. Auf diesen kann eine Quarzglaswelle geschoben werden. Durch eine Nut, die sich im Glasstangenadapter befindet, kann mittels eines Endoskops der Dichtkontakt im dynamischen Betrieb betrachtet werden. Dabei ist eine Ermittlung der Kontaktlage und -breite möglich. (Abbildung 1) Weiterhin kann dem verwendeten Hydrauliköl ein Farbstoff beigemengt werden, welcher fluoresziert. Damit ist es, nach einer durchgeführten Kalibrierung dieses Systems, möglich den Schmierfilmaufbau im dynamischen Betrieb zu ermitteln. Ein eingekoppeltes Blitzlicht definierter Wellenlänge regt den im Öl gelösten Farbstoff an und bewirkt, dass dieser Licht einer bestimmten Wellenlänge emittiert. Die Intensität des emittierten Lichts dient als Maß für die vorliegende Schmierfilmdicke im Kontakt.

Einsatzmöglichkeiten

  • Messung von Axialkräften bei unterschiedlichen Dichtungs- Schmierstoffkombinationen
  • Ermittlung der Schmierfilmdicke im dynamischen Betrieb z.B. zur Untersuchung des Schmierungszustands einer Sekundärdichtung
  • Betrachtung von Verformungen und Bewegungen der Dichtung im Betrieb
  • Ziele

    • Parameterstudien
    • Validierung von Modellen
    • Untersuchung neuer Dichtungs-Schmierstoffkombinationen

Derzeitige Entwicklungen

  • Realisierung einer Axialkraftmessung in der Druckkammer
  • Entwicklung einer internen Kalibrierung der Schmierfilmdickenmessung

Technische Daten

ParameterWert
Dichtungsgrößedi = 50 mm (di,max = 80 mm)
Druck150 bar
Gleitgeschwindigkeit250 mm/s
Temperaturbereich+40 bis +580 °C
Verfahrweg80 mm
MessgrößenTemperatur, Druck, Axialkraft, Leckage, Kontaktgeometrie, Schmiefilmdicke
DichtungenHydraulikstangendichtungen unterschiedlicher Bauform (auch Systeme)
FluidePolyglykole, Polyalphaolefine, Mineralöle (alle je nach Farbstofflöslichkeit)

  Prüfstandsbeschreibung (Download und Druckansicht)