Assessment of contact pressure and sliding velocity on the Tribological Performance of TPU Seal Materials for the Establishment of a Rating System

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

Autoren

Abstract

Thermoplastische Polyurethane (TPU) haben sich aufgrund ihrer guten Verarbeitbarkeit in Kombination mit verbesserter mechanischer Stabilität in den letzten Jahren immer mehr als Ersatz für technische Elastomere in einem breiten Anwendungsspektrum etabliert. Besonders in der Dichtungsindustrie bewähren sie sich wegen ihrer herausragenden Ölbeständigkeit und den guten tribologischen Eigenschaften. Das Laufverhalten und die daraus resultierende Lebensdauer von Dichtungen werden in großem Maße vom tribologischen Eigenschaftsspektrum des verwendeten Materials beeinflusst, was die Notwendigkeit einer geeigneten Charakterisierung und Bewertung von Dichtungsmaterialien unterstreicht. Dazu soll im Rahmen der vorliegenden Masterarbeit eine umfassende tribologische Evaluierung von TPU-Dichtungsmaterialien mit dem Ziel der Entwicklung einer Benchmark-Testmethodik auf Modellniveau durchgeführt werden. Die Untersuchungen werden auf einem Rotationstribometer mit einer Ring-Scheibe-Testkonfiguration basierend auf der Norm ASTM D3702 (ASTM International Standard D 3702-94,1999) durchgeführt. Das zugrundeliegende Modellprüfsystem, bestehend aus der zu charakterisierenden Polymerscheibe, die unter einer bestimmten Flächenpressung auf einem Stahlring als Gegenkörper rotiert, wird im Rahmen der Arbeit an elastomere Dichtungsmaterialien angepasst, aufbauend auf den Inhalten früherer Forschungsprojekte. Des Weiteren wird eine Testmethodik entwickelt, die gezielt den Einfluss von Flächenpressung (p) und Gleitgeschwindigkeit (v), den sogenannten PV-Parametern, als limitierende Faktoren bei der tribologischen Performance der Materialien unter-sucht. Generell werden dazu die Reaktionen der Materialien auf Veränderungen der PV-Parametern mit Laststufen- und Drehzahlstufentests gezielt untersucht. Neben dem tribologischen Eigenschaftsprofil werden noch optische Untersuchungen der Laufflächen und thermomechanische Festkörpereigenschaften zur Bewertung hinzugezogen. Eine signifikante Abhängigkeit des tribologischen Laufverhaltens von den PV-Parametern kann gezeigt werden, was als Ansatz verwendet wird um eine PV-Einsatzgrenze bzw. Schadensgrenze für die untersuchten Dichtungsmaterialien zu definieren.

Details

Titel in ÜbersetzungAnalyse des Einflusses von Flächenpressung und Gleitgeschwindigkeit auf das tribologische Laufverhalten von TPU-Dichtungsmaterialien zur Ableitung einer umfassenden Benchmark-Testmethodik
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDipl.-Ing.
Gradverleihende Hochschule
Betreuer/-in / Berater/-in
Datum der Bewilligung1 Juli 2011
StatusVeröffentlicht - 2011