Re-design of a polymer oil wiper for reciprocating compressors

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

Abstract

Die vorliegende Arbeit behandelt das Potential einer Produktverbesserung eines Ölabstreifrings, eines wichtigen Bauteils in Hubkolbenverdichtern. Seine Funktion ist die Vermeidung von Ölverlust aus dem Kurbelkasten und einer Verschmutzung des zu verdichtenden Gases. Desweiteren erlaubt das Design des Ringes einen Ausgleich von auftretendem Verschleiß, um die Lebensdauer zu verlängern. Das Projekt wurde initialisiert durch Berichte von Anwendungsproblemen vor allem im Einsatz in Kompressoren der PET-Blasform Industrie. Diese Kompressoren sind charakterisiert durch hohe Drehzahlen und kleine Bauräume zwischen Kurbelkasten und Zylinder. Ein weiterer Grund für die Neukonstruktion des Produkts sind die hohen Herstellkosten. Der erste Teil der Arbeit bestand aus der Untersuchung der Produktanforderungen. Um eine gezielte Verbesserung des Produktes durchzuführen, war es nötig die Leistungsfähigkeit des bestehenden Produktes zu evaluieren. Dazu wurde ein anwendungsnahes Testszenario erstellt. Es ermöglicht die Ölverlustmessung während des Einsatzes in einem Hubkolbenverdichter. Das derzeitige Produkt besteht aus einem Kunststoffring mit vier Teilen, einer Metallfeder am Umfang, sowie einer axialen Metallfeder. Ein Teil der Produktoptimierung bestand aus dem Ersatz der metallischen Axialfeder durch eine Kunststofffeder, um die hohen Herstellkosten zu reduzieren und Schäden an der Kolbenstangenoberfläche zu verhindern. Das mechanische Verhalten dieses Konzeptes wurde genau charakterisiert. Es wurde festgestellt, dass das Konzept mit dem ausgewählten Material sowie der gewählten Konstruktion machbar ist. Dennoch ist weitere Entwicklungsarbeit notwendig, um das Konzept einer Kunststofffeder zur Marktreife zu bringen. Die Form des bestehenden Produktes bietet Potential um die Produktionskosten zu senken und die Ölabstreifleistung zu verbessern. Mehrere Konzepte zur Verbesserung dieser Probleme werden vorgestellt. Diese verfolgten mehrere Ansätze wie die Reduzierung der Teileanzahl (bis zu einteiligem Ring), die Erhöhung der Anzahl von Ölabstreifkanten oder verschiedene Verschleißausgleichsmechanismen. Um das beste Konzept zu eruieren sind weitere Messungen zur Ölabstreifleistung notwendig.

Details

Titel in ÜbersetzungNeuentwicklung eines polymeren Ölabstreifringes für Hubkolbenverdichter
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDipl.-Ing.
Betreuer/-in / Berater/-in
Datum der Bewilligung30 Juni 2017
StatusVeröffentlicht - 2017