Ziel

Ziel diese Projektes ist es, eine Prüfprozedur für ein am Institut für Modellierung und Berechnung entwickeltes Tribometer zur Bestimmung von Reibung und Verschleiß von Elastomeren mit einfachen Standardprüfkörpern zu entwickeln.

Ausgangssituation

Im Bereich der Dichtungstechnik treffen Öl und Elastomerwerkstoffe unweigerlich aufeinander. Daher ist es zwingend erforderlich, deren Zusammenwirken beurteilen zu können. Zurzeit gibt es lediglich statische Standardtests, durch die z.B. Quellen, Schrumpfen oder Veränderungen bei der Härte oder die Reißdehnung festgestellt werden können. Diese statischen Tests reichen jedoch nicht aus, um das reale Verhalten eines Öls im Zusammenhang mit einer Dichtung beurteilen zu können. Sie müssen durch dynamische Tests ergänzt werden. Da es bis heute kein genormtes Prüfverfahren in der Dichtungsanwendung gibt, um Reibung und Verschleiß zur Beurteilung von Ölen und Elastomeren auf der Basis von einfach gestalteten Werkstoffproben zu messen, erfolgen oft umfangreiche Tests auf Dichtungsprüfständen und anschließend in den Aggregaten. Diese Prüfstands-/Aggregatversuche sind bei der Freigabe einer Elastomer-/Ölpaarung in der Regel unerlässlich. In der Entwicklungsphase sind sie jedoch nicht nur zu aufwendig, sondern teilweise auch ungeeignet. Bis heute gibt es keinen dynamischen Standardtest auf der Basis einfacher Prüfkörper, mit dem das allgemeine Verhalten von Ölen im Dichtzonenbereich wiedergegeben werden kann. Diese Gesamtsituation ist unbefriedigend und hat an der TU Hamburg-Harburg zur Konstruktion eines Tribometers geführt, das das Verhalten von Radialwellendichtringen im Kontaktbereich zur Welle weitestgehend widerspiegelt.

Vorgehensweise

Beim Tribometer werden einfache Prüfkörper, die aus dem üblichen Plattenmaterial der statischen Tests erstellt werden können, verwendet. Die Anpresskraft kann vorgegeben werden und bleibt während des Versuches konstant. Das Öl ist temperiert und das im Dichtkontakt übertragene Reibmoment wird erfasst. Durch die Messungen am Tribometer kann, neben dem Reibmoment, auch der Verschleiß am Probekörper, an der Beschichtung sowie am Elastomer vergleichend beurteilt werden. Wenn Messungen am Tribometer nicht nur firmenintern genutzt werden sollen, sondern auch die Möglichkeit eröffnet werden soll, Öle und Elastomere unterschiedlicher Firmen zu vergleichen, müssen hierfür die nachfolgenden Punkte erfüllt sein:

• Grundsätzlicher Nachweis der Reproduzierbarkeit der Versuche bei definierten Prüfparametern, welche die Erfahrungen aus der Praxis widerspiegeln,
• Festlegung einer Kalibrierprozedur unter der Angabe der Prüfparameter, eines Referenz-Öls und eines Referenz-Elastomers sowie Darstellung der zu erwartenden Ergebnisse
• Standardisierung der Prüfmethode bzw. der Prüfparameter/Prüfprozedur.

Die Kalibrierprozedur wird zum Vergleich der Tribometer unterschiedlicher Firmen sowie der Qualität der Durchführung benötigt. Eine Standardisierung der Prüfmethode ist erforderlich, damit Versuchsergebnisse grundsätzlich miteinander verglichen werden können. Im Rahmen des Projektes soll nachgewiesen werden, dass eine Reproduzierbarkeit der Versuche gegeben ist, eine Kalibrierprozedur erarbeitet und die Standardisierung der Prüfmethode abgeleitet werden.