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Abstreifer für Werkzeugmaschinenführungen
(2005) Janßen, Martin; Haas, Werner (Prof. Dr.-Ing. habil.)
Abstreifer für Werkzeugmaschinen-Führungen haben die Aufgabe Fremdstoffe daran zu hindern, in den Führungsbereich einzudringen sowie den Schmierstoff der Führung im System zu halten. Fast ohne Ausnahme wird die Lebensdauer einer Linearführung durch Kontamination oder Mangelschmierung begrenzt. In dieser Arbeit wird eine Profilform vorgestellt, welche diese Aufgaben bei Quer- bzw. Stirnabstreifern sehr gut erfüllt. Das wesentliche Merkmal dieser Profilform sind zwei kurze massive Dichtlippen mit großen Pressungsgradienten, die dem jeweiligen abzudichtenden Medium zugewandt sind. Eine gute Abstreifwirkung ist nur mit hohen Pressungsgradienten und einer ausreichenden Vorspannkraft zu erreichen. Wichtiger als die Werkstoffwahl ist die Fertigungsgenauigkeit des Profils. Hilfsmaßnahmen wie Sperrluft, Flüssigkeitsspülungen und Mehrfachanordnungen machen nur wenig Sinn. Gute Dichtergebnisse sind nur mit einem einzelnen funktionierenden Abstreiferprofil zu erreichen. Die innerhalb dieser Arbeit entwickelten Abstreiferstirnplatten haben allesamt eine wesentlich größere Wirksamkeit gegen Schmierstoffleckage und dem Eintrag von festen Fremdstoffen gezeigt als alle untersuchten handelsüblichen Abstreifer. Grundlage der Entwicklung war wieder das oben genannte Abstreiferprofil. Handelsübliche Abstreiferstirnplatten haben nur geringe Vorspannwege und damit kleine Reib- und Normalkräfte. Die für die Dichtwirkungen bekannten schädlichen Merkmale finden sich alle wieder, wie beispielsweise Keilspalte, Formaustriebe oder mangelnde Positionierung. Bei den Verschmutzungsuntersuchungen konnte gezeigt werden, wie wenig solch filigrane Dichtlippen einem massiven Verschmutzungseintrag entgegenzusetzen haben. Ein zuverlässiger Schutz vor festen Fremdstoffen ist nicht ohne den Preis erhöhter Reibkräfte zu haben. Für die geometrische Gestaltung eines Längsabstreifers gelten andere Regeln als für einen Querabstreifer. Schmierstoffleckage und Partikeleintrag konnten mit den verschiedensten Geometrien und Normalkräften verhindert werden. Die geometrische Gestaltung eines Längsabstreifers ist somit im Vergleich zur Geometrie eines Querabstreifers wesentlich unkritischer und kann hinsichtlich der Reibkräfte optimiert werden. Die als Querabstreifer bestens funktionierenden Profile lassen sich nicht als Längsabstreifer einsetzen. Die Gestaltungsregeln für Radialwellendichtringe können hier übernommen werden. Wichtige Entwicklungskriterien hierfür waren die Herstellbarkeit und eine Dichtkante, die durchgängig die abzustreifende Gegenfläche berührt.