Sensorintegrierendes Maschinenelement Radialwellendichtring zur Überwachung von Betriebszustand und Schmierstoffqualität

Die Entwicklung eines Sensorintegrierenden Maschinenelements Radialwellendichtring (SiME-RWDR) zur Bewertung des eigenen Betriebszustands sowie der Qualität anstehenden Schmierstoffs bietet großes Potential für die Überwachung ölgeschmierter Aggregate.

Mit diesem übergeordneten Ziel wurden in Förderperiode 1 des SPP 2305 Konzepte zur in-situ Erfassung von Umgebungsbedingungen (Druck und Temperatur im Aggregat), zentralen Betriebsgrößen des RWDR (Kontaktreibung und -temperatur) sowie Alterung, bzw. Kontamination, des Schmierstoffs bis hin zu einem ersten Funktionsnachweis ausgearbeitet. Die sensorischen Komponenten können dabei bauraumneutral und ohne eine kritische Beeinflussung der Dichtfunktion in einen herkömmlichen RWDR integriert und mittels eines dedizierten elektronischen Systems drahtlos von außerhalb des Aggregats angesteuert werden.

Aufbauend auf erlangten Erkenntnissen erfolgt in Förderperiode 2 die Finalisierung des SiME-RWDR, das abschließend in beliebige mechatronische Zielumgebungen implementierbar sein wird. Hierzu werden die bestehenden Systementwürfe und Messverfahren für den Einsatz unter realen Betriebsbedingungen (voller herstellerseitig für den RWDR definierter Anwendungsbereich) vorbereitet. Anschließend werden diese zu einem autonom arbeitenden Gesamtsystem konsolidiert und Methoden zur Anbindung an Zustandsüberwachungsplattformen sowie zur Vernetzung mit weiteren SiME erprobt.

Projektnummer: 466192751
Beteiligte:
Jun.-Prof. Dr.-Ing. Stefan Thielen
Prof. Dr.-Ing. Oliver Koch
Dipl.-Ing. Yvo Stiemcke
Prof. Dr.-Ing. Jörg Seewig
Dipl.-Ing. Tim Becker
Prof. Dr.-Ing. Norbert Wehn
Johannes Feldmann, M.Sc.

Publikationen

Stiemcke, Y., Thielen, S., Koch, O. (2025): Theoretical concept for in-situ condition monitoring of rotary shaft seals using surface strain-based analysis of the deformation state. Forschung im Ingenieurwesen, 89(1), 61.
Stiemcke, Y., Rheinländer, C., Feldmann, J., Uebel, J., Becker, T., Nikolaus, K., … & Thielen, S. (2025): Integrated Sensor System for Rotary Shaft Seals Enabling Condition Monitoring of Dynamic Sealing Contact and Lubricant. Forschung im Ingenieurwesen, 89(1), 1-16.
Kirchner, E., Wallmersperger, T., Gwosch, T., Menning, J. DM, Peters, J., Breimann, R., … & Stahl, K. (2024): A Review on Sensor-Integrating Machine Elements. Advanced Sensor Research, 3(4), 2300113.
Konopka, D., Steppeler, T., Ottermann, R., Stiemcke, Y., Rheinländer, C., … & Poll, G. (2024): Design of a smart test rig demonstrator combining novel sensor-integrating machine elements. 65. Tribologie-Fachtagung.
Stiemcke, Y., Thielen, S., Sauer, B., Koch, O., Uebel, J., … & Nikolaus, K. (2024): Entwicklung eines Sensorintegrationsverfahrens zur in situ Erfassung der Kontakttemperatur von Radialwellendichtringen. Dresdner Maschinenelemente Kolloquium, 2024.
Uebel, J., Stiemcke, Y., Huber, M. E., Rheinländer, C., Thielen, S., Koch, O., … & Seewig, J. (2024): Erprobung einer miniaturisierten Infrarotspektroskopie zur Detektion von Alterungseffekten im Öl. tm-Technisches Messen, 91(10), 515-523.
Thielen, S., Stiemcke, Y., Sauer, B., Koch, O., Sivasothy, P., Seewig, J., Rheinländer, C. (2022): Sensorintegrierendes Maschinenelement Radialwellendichtring zur Überwachung von Betriebszustand und Schmierstoffqualität. In Dresdner Maschinenelemente Kolloquium.