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O+P Fluidtechnik 4/2021

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O+P Fluidtechnik 4/2021

03 Prüfstand für

03 Prüfstand für Gleitlager in Hydraulikpumpen PRODUKTE UND ANWENDUNGEN Über entsprechend angeordnete Verbindungsnuten oder Verbindungsbohrungen wird für die Versorgung des Gleitlagers druckseitig ein Teilstrom aus dem Medium-Förderstrom abgezweigt und in den Schmierspalt gedrückt. Die so im Lager verfügbare Schmierstoffmenge wird vor allem durch die Größe des Nutquerschnitts determiniert. Dabei soll die Menge einerseits minimal sein, um den Wirkungsgrad des Aggregates möglichst hoch zu halten. Andererseits muss die Schmiermittelmenge mindestens so groß bemessen sein, dass eine zuverlässige Versorgung des Lagers gewährleistet ist. So wird sichergestellt, dass die entstehende Reibleistung angemessen kontrolliert wird und das System sich nicht überhitzt, selbst im Betrieb mit niedriger Drehzahl und hoher Anfahrlast, beides für die Tribologie in Gleitlagern eher ungünstige Bedingungen. HERAUSFORDERUNG: SCHMIERNUTEN Aus fertigungstechnischer Sicht und aus Sicht der Qualitätssicherung stellen Nuten in der Gleitfläche grundsätzlich Herausforderungen dar: Beim Umformen, also Prägen des Nutquerschnitts, bildet der vom Gleitwerkstoff bzw. vom Schichtsystem rissfrei ertragbare Querschnitt eine geometrische Grenze. Insbesondere bei höherfesten oder spröden Werkstoffen sowohl aus der Familie der Bronzen als auch der Kunststoffe sind die Nutquerschnitte limitiert. Eine infolge des Prägens mit eindringendem Prägewerkzeug entstehende Materialverdrängung in die Gleitfläche und in die Stirn- oder Seitenflächen des Gleitlagers hinein ist unvermeidbar. Zum einen kann dadurch der ohnehin enge Schmierspalt im Gleitlager gestört werden, zum anderen kann die Deformation der Stirnfläche eventuell eine neben dem Lager montierte Dichtung beschädigen oder weitere Störungen im Betrieb zur Folge haben. Passende Umformwerkzeuge sind für eine Minimierung der Deformationen und damit zur Beherrschung dieser Verfahrensbesonderheit nötig. Beim spanenden Herstellen der Schmiernuten besteht das Risiko, dass insbesondere die empfindliche Gleitschicht vom Bearbeitungswerkzeug sowie von entstehenden Spänen beschädigt wird. Nur ein Qualitätssicherungssystem mit Produkt- und Prozessüberwachung kann die Produktion von Fehlteilen in zumeist mit hohen Taktzahlen laufenden Fertigungseinrichtungen absichern und so im späteren Betrieb der Aggregate Störungen durch fehlerbehaftete Gleitlager ausschließen. PERFORMANCESTEIGERUNG BEI GLEITLAGER- WERKSTOFFEN Metallische Gleitlagerwerkstoffe sind allgemein für ihr hohes Tragfähigkeitsniveau, eine hohe Wärmeleitfähigkeit sowie Robustheit gegenüber Fremdpartikeln im Lagerspalt bekannt. In Aggregaten der Hydraulik sind Gleitlager aus Aluminium- und Bronzelegierungen als Monometall- sowie als Schicht-Verbundgleitlager erfolgreich im Einsatz. Alle Gleitlager aus diesen Werkstoffen benötigen zur Vermeidung eines „Fressens“ mit der i.d.R. aus Stahl bestehenden Welle in jedem Betriebspunkt eine ausreichende Schmierung. Kritische Betriebszustände mit Mangelschmierung und Mischreibung können schnell zu Schädigungen der Lager und damit zu Aggregatsausfällen führen. Die Leistungsdichte von Systemkomponenten in der Hydraulik konnte mit metallischen Gleitwerkstoffen somit nicht weiter gesteigert werden. Auch waren die zunehmend geforderte Regelgenauigkeit sowie das sanfte Anfahren aus dem Stillstand des Aggregates nicht oder nur begrenzt darstellbar. Mit der Entwicklung leistungsfähiger Kunststoffe als eine Schichtkomponente oder aber als Gleitschicht wurde die Basis für die weiter gesteigerte tribologische Performance von Gleitlagern für hydraulische Systeme gelegt. Gleitlager mit einem in 22 O+P Fluidtechnik 2021/04 www.oup-fluidtechnik.de

POINTIERT METALL-KUNSTSTOFF-VERBUNDGLEITLAGER ERSETZEN METALLGLEITLAGER NIEDRIGE REIBWERTE BEI HOHER VERSCHLEISSFESTIGKEIT GEFORDERT LASTÜBERNEHMENDE GLEITFLÄCHE SOLL MAXIMIERT WERDEN SCHMIERNUTEN IN DEN GLEITFLÄCHEN NOTWENDIG Performance von wesentlicher Bedeutung. In der Zusammenarbeit zwischen Aggregathersteller und Gleitlagerhersteller und der Zusammenführung aller Kompetenzen und Ressourcen liegen Chancen und Möglichkeiten das optimale Gleitlager zur Erreichung maximaler Kundenzufriedenheit zu entwickeln. Bilder: KS Gleitlager GmbH www.rheinmetall-automotive.com MANGELSCHMIERUNG UND MISCHREIBUNG SIND SCHÄDLICH FÜR DIE LAGER eine poröse Bronzeschicht imprägnierten Festschmierstoffgemisch auf der Basis von PTFE (Polytetrafluoräthylen), wie die Gleitlager mit dem Markennamen Permaglide, weisen eine niedrige Gleitreibung, exzellente Notlaufsicherheit sowie eine hervorragende Anlaufcharakteristik aus dem Stillstand heraus auf. Der Stick-Slip-Effekt ist vernachlässigbar gering. Sie ermöglichen damit in Verstellpumpen eine feinfühlige Volumenstromregelung. Der spezielle Schichtaufbau aus porös aufgesinterter Bronze auf einem Träger aus Stahl gewährleistet eine optimale Reibwärmeableitung aus dem Gleitlager in das Pumpengehäuse. Damit sind kritische Betriebszustände mit hohen Mischreibungszuständen wie zum Beispiel eine niedrige Ölviskosität oder eine Drehzahlbanderweiterung mit niedrigeren Drehzahlen von diesen Gleitwerkstoffen auch über lange Zeiträume sicher zu gewährleisten. Mit ihrer für sehr viele Anwendungsfälle ausreichenden Leistungsfähigkeit kommen sie in zahlreichen Applikationen zum Einsatz und haben sich bereits über lange Zeit bewährt. Für spezielle Applikationen in denen die PTFE-basierten Gleitlager an ihre Leistungsgrenzen stoßen, stehen Hochleistungs- Verbund-Gleitlager mit thermoplastischer Gleitschicht wie zum Beispiel PEEK (Poly-Ether-Ether-Keton) zur Verfügung. Bei diesem Lagertyp ist eine mit Füllstoffen verstärkte Laufschicht über eine Sinterbronze-Verbindungsschicht auf dem Lagerrücken aus Stahl appliziert. Es entstehen Gleitlager mit gesteigerter Tragfähigkeit, Verschleißfestigkeit, Kavitation- und Erosionsresistenz sowie chemischer Beständigkeit. Sie gehen mit der Ausgewogenheit aller Performancekriterien deutlich über die für metallische Gleitlager und auch über die für Metall- PTFE-Verbundgleitlager hinaus. Gleitlager aus diesem Schichtverbund sind direkt einsatzfertig oder lassen sich nach dem Einpressen in die Lageraufnahme am Innendurchmesser spanend nachbearbeiten. Damit gelingt die Einstellung enger Schmierspalte sowie enger Form- und Lagetoleranzen in Baugruppen kompakter Hochleistungspumpen. Mit derart geringem Spiel betriebene Gleitlager müssen im Betrieb sicher mit Schmierstoff versorgt werden. Nur so ist die extreme Lagerperfomance mit hoher Robustheit gegen das sogenannte „Fressen“ möglich. PRÜFSTANDVERSUCHE SIND MASSGEBLICH Um leistungsfähige Gleitlager für hydraulische Systemkomponenten zu entwickeln und systematisch zu optimieren ist eine innovative Entwicklungsressource mit Technikum und Prüffeld erforderlich. Details der Produktgeometrie und der Gleitwerkstoffe müssen hinsichtlich ihrer Auswirkungen auf die relevanten Kennwerte des Lagers und damit auf das gesamte Aggregat mittels intelligenter Lagerprüfstände abgeprüft werden. Der Erkenntnisgewinn aus Prüfstandversuchen an Gleitlagern und Serieninformationen aus dem Betrieb der Aggregate mit Gleitlagern ist für die kontinuierliche Entwicklung immer leistungsfähigerer Lagerlösungen für Hydraulikkomponenten mit stetig gesteigerter Proportional-Vorsteuerventile • Typen VR 030 / 032 als flexibles Baukastensystem • Druckminderventil • Konstanter Arbeitsdruck im Regelbereich • Regeldruck 20 bar bis 30 bar • Tankdruck 30 bar / 210 bar • Befestigung über Flansch oder Zentralgewinde • Schutzart je nach Stecker bis IP69K • Nenndurchfluss bis > 3 l/min • Geringe Hysterese und kurze Stellzeiten www.magnet-schultz.com www.oup-fluidtechnik.de O+P Fluidtechnik 2021/04 23 Anzeige_2020_VORLAGE_03_03_2021.indd 7 03.03.2021 09:23:24

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