Charakterisierung und Weiterentwicklung von faserverstärkten Hochleistungsthermoplasten als Ventilplattenwerkstoffe

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

Abstract

Kolbenkompressoren sind wichtige Arbeitsmaschinen und aus der heutigen Zeit nicht wegzudenken. Die Ventile, die ihre Funktion gewährleisten sollen, erfordern ein sehr hohes Maß an Effizienz und Zuverlässigkeit. Insbesondere die Dichtelemente in den Ventilen, die sogenannten Ventilplatten, müssen unter extremen Bedingungen Enormes leisten. Die herkömmliche Stahlbauweise dieser Maschinenelemente wurde in den letzten Jahrzehnten zunehmend durch faserverstärkte Hochleistungsthermoplaste verdrängt. Ziel der Arbeit war es, verschiedene Kunststoffe in ihrer Eignung als Werkstoff für die Fertigung von Ventilplatten zu vergleichen. Für diesen Vergleich wurden Hochleistungsthermoplaste untersucht, die mit verstärkenden Fasern ausgestattet wurden. Als Matrixpolymere dienten hierzu Polyphenylensulfid (PPS), Polyamid (PA) 4.6 sowie Polyetheretherketon (PEEK) und als Fasermaterial Kohlenstoff- und Glasfasern. In verschiedenen Prüfanordnungen, die möglichst gut die realen Einsatzbedingungen nachbilden, wurden mechanische Eigenschaften der Verbundwerkstoffe erhoben. Diese wurden auch auf ihre Abhängigkeit von der Temperatur untersucht. Außerdem wurde überprüft, ob die durchgeführten genormten Standard-Versuche den zurzeit üblichen, aber zeitaufwändigen, zyklischen Plattentest ersetzen können. Die Ergebnisse des zyklischen Plattentests zeigten den unterschiedlichen Einfluss von Faseranteil, mittlerer Molmasse und Additiven. Eine PEEK- und eine PPS-Type erreichten, verglichen mit den anderen untersuchten Verbundwerkstoffen, sehr gute Laufzeiten. Dieser signifikante Unterschied stellte sich bei anderen Prüfverfahren nicht ein. Es konnte kein Ersatzprüfverfahren für den zyklischen Plattentest gefunden werden.

Details

Titel in ÜbersetzungCharacterization and development of high-performance fiber-reinforced thermoplastics as valve plate materials
OriginalspracheDeutsch
QualifikationDipl.-Ing.
Betreuer/-in / Berater/-in
Datum der Bewilligung13 Dez 2013
StatusVeröffentlicht - 2013