PUB - Elastohydrodynamic Simulation of Pneumatic Sealing Friction Considering 3D Surface Topography

 

Das Reibungsverhalten von Dichtungen bestimmt das Funktionsverhalten in vielen Anwendungen. Translatorische pneumatische Dichtungen werden häufig in pneumatischen Schaltelementen eingesetzt. Allerdings sind die genauen funktionalen Zusammenhänge zwischen dem Reibungsverhalten und den charakteristischen Eigenschaften der verwendeten Komponenten und Werkstoffe sind jedoch noch unbekannt. Das Reibungsverhalten variiert mit den vielen verschiedenen Betriebsbedingungen in der Praxis, so dass große Versuchsreihen durchgeführt werden müssten, um die Dynamik der Dichtung genau zu beschreiben. Empirische Untersuchungen sind jedoch zeitaufwendig und teuer. Aus diesem Grund wurde ein elastohydrodynamisches Schmierungssimulationsmodell (EHL) Modell für die Berechnung von translatorischen Pneumatikdichtungen modifiziert und um die entsprechenden Material- und Bauteileigenschaften erweitert.

 

Inhalt

Autoren: Bauer, Niklas; Baumann, Matthias; Feldmeth, Simon; Bauer; Frank; Schmitz, Katharina

In diesem Beitrag wird ein Modell der elastohydrodynamischen Schmierung (EHL) für pneumatische Schieberventile. Für eine genaue Abschätzung der transienten Reibung dieses tribologischen Dichtungssystems wird die Oberflächentopographie der zylindrischen Dichtungsgegenflächen der Ventilgehäuse mit einem optischen Oberflächenmessgerät gemessen und analysiert.
Basierend auf den Daten der Oberflächentopographie werden die tribologischen Eigenschaften und Strömungsfaktoren des Systems abgeleitet. Es hat sich gezeigt, dass die Berücksichtigung der Oberflächentopographie einen signifikanten Einfluss auf die Simulationsergebnisse des EHL-Modells hat und die berechnete Reibungskraft um bis zu 20 %.