Biegebeanspruchungen - Finite Elemente Modelle der Statik und Festigkeitslehre - page 299

p = 1 bar

v.-Mises-Spannungen

K8 K6

L4 L3

K7

K13: Ux = 0,7 mm max. Spannungen

Abb. 5.16. Beanspruchungen durch Verschiebung der Dichtlippe und durch Zugfederring für das
Modell „Bieg5A“

Es wird angenommen, dass die Pressung konstant in einem 90°-Bereich des Radi-
us R1,1 wirkt. In den Modellen ist mit den Keypoints K6 und K8 bereits das Gebiet
erfasst (Abb. 5.16.). Nach Selektieren der Verbindungslinien L3 und L4 kann die
Pressung aufgebracht werden.
Die Verschiebung Ux der Dichtlippe und die Pressung p des Zugfederringes füh-
ren insgesamt zu einer Erhöhung der Anpresskraft. Die Reaktionskraft an der Dicht-
lippe bei K13 errechnet sich dafür mit F R = 35,5 N. Es bildet sich an der Dichtlippe
ein maximaler Spannungsbereich aus. Verwunderlich ist, dass die konzentrierte Last
an der Dichtlippe zu keiner Verformung in dieser Zone geführt hat. Ursache ist, dass
die viel zu grobe Vernetzung in diesem Bereich - auch zu erkennen an der sprung-
haften Spannungsverteilung - keine korrekte Verformung der Dichtlippe ermög-
licht.
Eine feinere Vernetzung erscheint ein geeigneter Weg zu sein. Die schwierige Kontur
des Radialwellendichtringes lässt eine Vielzahl verschiedener Vernetzungen zu. Es
wird eine Variante gewählt, bei der durch eine separate Fläche und durch eine
insgesamt geänderte Flächenzuordnung eine spezifische Steuerung der Netzdichte
erfolgen kann (Tafel 5/5.1). Die Fläche an der Dichtlippe wird begrenzt von einem
Kreisbogen. Er endet auf 2 Geraden. Die Keypoints K24 und K25 wurden über
errechnete x-y-Koordinaten bestimmt. Die Modellbildung ist damit einfach zu be-
schreiben, elegantere Vorgehensweisen sind möglich. Die Vernetzung macht den
Eindruck, dass sich an der Lippe genauere Ergebnisse erzielen lassen.
Die Auswertung der Rechnung bestätigt diese Einschätzung nicht. Das optisch
schöne Netz um die Dichtlippe bringt kein verbessertes Verformungsverhalten. Bereits
nach einem Verschiebeweg von ca. 0,25 mm an K13 kommt es zu Elementverzer-
rungen, die eine Fortsetzung der Rechnung verhindern.
Die Darstellung in den grafischen Ergebnissen (Tafel 5/5.1) zeigt Verzerrungen
der Dichtlippe, die es nach funktionellen Betrachtungen nicht geben kann. Die Ur-
sachen sind zu suchen in den Schwächen der Lasteinbringung. Die Verschiebung an
einem einzelnen Knoten ist für eine solch spannungsintensive Stelle nicht geeignet.
Eine Verteilung auf mehrere Knoten oder die Einleitung einer Pressung entsprechen
nur im geringen Maße den Anforderungen an das reale Bauteil.