Wie entstand und funktioniert der neue Premium Sine Seal?

Ein Wellendichtring hat den Bogen raus

Dichtungen sind oft das schwächste Glied in einem Getriebemotor. Viele Antriebe laufen heutzutage zunehmend durchgängig 24 Stunden am Tag und sechs Tage die Woche. Mit der Firma Freudenberg hat SEW-EURODRIVE daher ein völlig neues Dichtungssystem entwickelt. Dr. Markus Wöppermann und Eiko Filler beantworten die wichtigsten Fragen.

Eine langjährige und innovative Partnerschaft
Logo Fa. Freudenberg

Freudenberg Sealing Technologies GmbH & Co

Für Freudenberg Sealing Technologies GmbH & Co. KG steht Innovation und Kundennähe im Vordergrund - und ist damit der ideale Lieferant und Partner für SEW-EURODRIVE.

Interviewpartner
Entwicklung
Dr.-Ing. Markus Wöppermann

Dr.-Ing. Markus Wöppermann

Leiter des Technologiekreises Tribologie & Dichtsysteme, seit 7 Jahren bei SEW-EURODRIVE

Interviewpartner Produktmarktmanagement
Dipl.-Ing. Eiko Filler

Dipl.-Ing. (BA) Eiko Filler

Product Market Manager Gearmotors, seit 24 Jahren bei SEW-EURODRIVE

"Unsere Antriebstechnik ist die einzige auf dem Markt mit dieser Dichtungstechnik"


  • War der Premium Sine Seal Wellendichtring die erste gemeinsame Entwicklung von SEW-EURODRIVE und der Fa. Freudenberg, oder gibt es diese Kooperation schon länger?


Wöppermann:

Mit der Firma Freudenberg arbeitet SEW-EURODRIVE schon seit vielen Jahren erfolgreich zusammen. Bereits 1994 haben die beiden Unternehmen einen Kombi-Dichtring für die Getriebe-Abtriebsseite entwickelt. Dieser Dichtring kann inzwischen ganz normal über den Katalog von Freudenberg unter der Benennung MSS1 (Modular Sealing Solution 1) frei bestellt werden.

Der neue Premium Sine Seal Wellendichtring wird dagegen von Freudenberg ganz exklusiv für SEW-EURODRIVE hergestellt. Sprich, unsere Antriebstechnik ist die einzige auf dem Markt, die optional mit dieser innovativen Technik ausgestattet werden kann.


  • Warum wurde der Premium Sine Seal entwickelt? Welche Anforderungen beim Kunden haben diese Neuentwicklung notwendig gemacht?


Filler:

Die Zuverlässigkeit einer Anlage hängt auch sehr stark von der Zuverlässigkeit ihrer Antriebstechnik ab. Die Anforderungen an die Antriebstechnik nehmen aber immer mehr zu. Früher liefen Produktionen überwiegend im Einschichtbetrieb. Dagegen arbeiten Antriebe heutzutage je nach Anwendung häufig in einem Dreischichtbetrieb. Das bedeutet in der Regel bei 24 Stunden pro Tag und einer Sechs-Tage-Woche bis zu 7.000 Betriebsstunden pro Jahr. Unter diesen Belastungen ist die Dichtung oft das schwächste Glied in einem Getriebemotor.

Geht man bei einem marktüblichen Dichtring von einer Lebensdauergrenze von etwa 10.000 Betriebsstunden aus, wird schnell klar, dass unter solchen Bedingungen diese Grenze bereits nach etwa anderthalb Jahren überschritten wird.

Die Lebensdauer einer Dichtung hängt aber neben den abgeleisteten Betriebsstunden auch von der applikationsspezifischen Beanspruchung ab. Faktoren sind unter anderem die Anzahl der Starts und Stopps, die Drehzahl, die Dynamik, wechselnde Drehrichtungen, der Schmierstoff, die Betriebstemperatur im Getriebe und der thermisch bedingte Überdruck in einem Getriebe.

Am kritischsten ist dabei die schnelldrehende, hochdynamische Motorseite. Genau für diese Seite des Getriebes, für die Abdichtung an der Antriebswelle, haben wir unsere neue Wellendichtung konzipiert. Egal wie die Beanspruchung im Einsatz aussieht, relativ gesehen kann damit jeder Kunde die Lebensdauer seiner Dichtung unter idealen Einsatzbedingungen mehr als verdoppeln.


  • Wie verändert sich eine Dichtung im Laufe der Betriebsstunden? Was lässt sie denn altern?


Wöppermann:

Das hängt - wie schon gesagt - ganz von den Beanspruchungen ab, denen der Getriebemotor im Betrieb ausgesetzt ist. Neben dem Verschleiß hat die Temperatur einen nicht unerheblichen Einfluss. Ist diese erhöht altert das Material, also das Elastomer, aus dem der Dichtring hergestellt ist, schneller, wird hart und verliert an Elastizität. Die Folge: der Dichtring wird undicht und Öl tritt aus. Je nach Schmierstoff verändert sich dieser Prozess zusätzlich.

Das kennt ja auch jeder Autofahrer: Wenn die Scheibenwischer-Blätter nach und nach altern, die Gummilippen härter werden und weniger nachgiebig sind, liegt der Scheibenwischer nicht mehr dicht auf der Scheibe auf. Und durch das quasi undichte Material kommt es zu unangenehmen Schlieren auf der Scheibe.


  • Kann man denn die defekten Dichtringe nicht einfach tauschen?


Filler:

Im Prinzip schon, aber auch hier ist das wie beim Auto. Wenn da im Laufe der Jahre der Motor undicht wird und Öl verliert, freut sich die Werkstatt: Die Dichtung selbst kostet zwar nur wenige Euro, aber der Austausch ist aufwendig und die Kosten gehen dann schnell in den vierstelligen Bereich.

Das ist beim industriellen Getriebemotor nicht viel anders. Mit dem Einsatz des Premium Sine Seal kann der Zeitraum bis zur notwendigen Wartung nahezu verdoppelt werden. Es lohnt sich also für den Anwender, bereits bei der Anschaffung des Antriebs auf Nummer sicher zu gehen.

"Die Sinusform der Dichtlippe reduziert den Verschleiß und die thermische Belastung erheblich."


  • Was ist das Besondere an dem neuen Wellendichtring? Was macht ihn so haltbar?


Wöppermann:

Bei einem normalen Dichtring erfolgt die eigentliche Dichtung über eine sehr feine gerade Linie entlang des Wellenumfangs. Sie bietet damit eine vergleichsweise geringe Berührbreite auf der Welle.

Bei dem Premium Sine Seal ist dieser Kontakt nicht geradlinig, sondern folgt einer sinusförmigen Wellenlinie. Die damit um das Dreifache erhöhte effektive Berührbreite auf der Welle hat den Vorteil, dass sich die im Dichtspalt entstehende Wärme wesentlich besser verteilt und das Elastomer durch die um ein Vielfaches verringerte thermische Belastung langsamer altert.

Im Labor konnte ein Welleneinlauf durch den sinusförmigen Verlauf der Dichtkante bisher nicht beobachtet werden. Das bedeutet im Falle eines Dichtungswechsels, dass die Welle nicht getauscht werden muss und der neue Premium Sine Seal auf der alten Welle an der gleichen Stelle montiert werden kann.

Ein weiteres Merkmal ist, dass der Premium Sine Seal ganz ohne Zugfeder auskommt. Für die radiale Anpressung sorgt allein die Steifigkeit der Membran. Auf diese Weise kann die Verlustleistung beim Premium Sine Seal im Vergleich zu Standard-Wellendichtringen um bis zu 45% reduziert werden. Ein Effekt, der sich positiv auf die Energieeffizienz des Antriebes auswirkt.

Der um etwa die Hälfte reduzierte Verschleiß pro Zeiteinheit und die verlangsamte Materialalterung aufgrund der besseren Temperaturbedingungen an der Dichtlippe lassen auf eine deutlich höhere Lebensdauer schließen.

Die Sinusform der Dichtlippe hat aber noch einen ganz anderen positiven Effekt: entlang des Dichtkontakts kommt es zu einem Schmierstoffaustausch. Wenn Schmutzpartikel oder kleine Metallpartikel vorhanden sind, werden diese quasi aus dem Dichtkontakt herausgepumpt und führen zu keiner Störung im Dichtkontakt.


  • Für welche Motoren und Applikationen ist der Premium Sine Seal konzipiert?


Filler:

Gerade beim Einsatz unter höchster Dynamik zeigt der neue Wellendichtring seine Vorteile gegenüber marktüblichen Dichtsystemen besonders deutlich. Dementsprechend stellen wir die neue Technik im ersten Schritt für synchrone Servomotoren der Baureihe CMP.. und die mechatronischen Antriebe der MOVIGEAR®-Familie zur Verfügung.

Aber damit machen wir nicht halt. Im zweiten Schritt soll die herausragende Premium-Sine-Seal-Technologie auch für Asynchronmotoren verwendbar sein.


  • Gibt es bereits Erfahrungsberichte aus der Praxis?


Wöppermann:

Antriebe mit den neuen Wellendichtringen sind ja erst seit Anfang 2018 auf dem Markt verfügbar. Seit etwa einem dreiviertel Jahr haben einige Pilotkunden entsprechend ausgestattete MOVIGEAR® im Einsatz. Diese laufen wie erwartet ohne jegliche Beanstandung.

Wir haben aber nach wie vor in unserem Prüflabor unsere Langzeitversuche gemäß SEW 070040313 am Laufen. Antriebe mit Standarddichtringen bzw. mit den neuen Premium Sine Seals treten hier gegeneinander an und absolvieren dabei so extreme Belastungen, wie sie im reellen industriellen Einsatz kaum erreicht werden. Sie laufen seit über zwei Jahren mit überhöhter Drehzahl und maximaler Temperatur.

Inzwischen zeigt einer der Antriebe mit marktüblicher Dichtung Ölverlust. Die Antriebe mit der neuen Dichtungstechnologie laufen dagegen weiterhin völlig fehlerfrei. In Summe haben wir im Labor über 400.000 Stunden positive Testerfahrung mit dem neuen System gesammelt.


Filler:

Was uns besonders freut: Am 20. März 2018 haben wir für den Premium Sine Seal den Industriepreis 2018 gewonnen und sind der Sieger in der Kategorie Antriebs- und Fluidtechnik. Verliehen wird der renommierte Industriepreis nun schon zum 13. Mal vom Huber Verlag für Neue Medien. Dieses Jahr haben wir uns unter mehreren hundert Unternehmen, die ebenfalls teilgenommen haben, erfolgreich behaupten können.

Freudenberg und SEW-EURODRIVE – Eine langjährige innovative Partnerschaft

Zertifikat zum Industriepreis 2018 in der Kategorie Antriebs- und Fluidtechnik
Der Lohn der Partnerschaft: Der Industriepreis 2018
Der Lohn der Partnerschaft: Der Industriepreis 2018

Die im nordbadischen Weinheim ansässige Freudenberg Sealing Technologies GmbH & Co. KG ist eigenen Angaben nach der weltweite Technologie- und Innovationsführer in Sachen Dichtungssysteme. Auch der im Jahr 1929 entwickelte Simmerring® geht auf Freudenberg zurück. Heute beschäftigt das Unternehmen über 15.000 Mitarbeiter und hat ein breites Portfolio der Dichtungs- und Schwingungtechnik im Programm, das kontinuierlich kundenorientiert weiterentwickelt wird.

Mit seiner Innovationskraft und ausgeprägten Kundenorientierung ist das Unternehmen genau der richtige Lieferant und Partner für SEW-EURODRIVE. Denn auch wir haben uns die Nähe zu unseren Kunden auf die Fahnen geschrieben. Ganz gleich, wie sich deren Prozesse und Anforderungen wandeln, wir gehen technologisch mit der Zeit und bieten unseren Kunden immer optimale und innovative Lösungen an.

Schon seit über 60 Jahren leisten Freudenberg und SEW-EURODRIVE gemeinsame Entwicklungsarbeit und setzen zusammen Maßstäbe in Sachen Dichtungstechnologie für die Antriebstechnik.

Service
Pokal des Industriepreis 2018

Industriepreis 2018 für den Premium Sine Seal

Am 20. März 2018 haben wir für den Premium Sine Seal den Industriepreis 2018 gewonnen und sind die Sieger in der Kategorie Antriebs- und Fluidtechnik.

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