Smeer- en onderhoudsvrije lagertechnologie in vleugelmodel voor debietmetingen

In het kader van het DFG Collaborative Research Centre 401 "Flow Influence and Flow-Structure Interaction on Aerofoils" worden metingen van het wervelstroomzog van aerofoils uitgevoerd aan het Institute of Aeronautics and Astronautics van de RWTH Aachen University. Een zogenaamde referentievleugel (halve spanwijdte 675 mm, massieve constructie, materiaal: X42Cr13) dient als meetobject. Dit halve vleugelmodel moest worden aangepast als onderdeel van het onderzoekswerk. Het doel was om met behulp van deze nieuwe toepassing het wervelstroomzog van een aerofoil te onderzoeken in het eigen watercirculatiekanaal en in het weerstandskanaal van de DST in Duisburg. Indien succesvol, zou het gebruik van dit systeem in de praktijk economische en veiligheidsvoordelen bieden voor de burgerluchtvaart. Een focus van het ontwerp was de ontwikkeling van een transmissie tandwielkast. Het lager van deze assemblage moest bijzonder geschikt zijn voor gebruik in het watercirculatiekanaal zonder tekenen van corrosie te vertonen. Er waren echter nog een aantal andere vereisten voor de lagers. Ze moesten zo klein mogelijk zijn om de stroming zo min mogelijk te beïnvloeden, langdurig onderhoudsvrij functioneren (geen corrosie, ongevoelig voor stof en vuil), zo weinig mogelijk speling en trillingen vertonen, slechts een matige hoeveelheid warmte genereren en kosteneffectief zijn.

Op basis van theoretische methoden werden in de loop van het eenjarige project tests uitgevoerd met verschillende transmissietandwielen en iglidur ® polymeerlagers om de meest geschikte oplossing voor de taak te bepalen. Er werd gekozen voor een tandriemaandrijving in combinatie met glijlagers. Het systeem wordt aangedreven door een as-holle as combinatie, die in de vleugelwortel verbonden is met het model door een ruim gedimensioneerd glijlager (zwevend lager) en in de vleugeltip door schelpvormige glijlagers (vast lager). Naast de tandriemschijven zijn er twee schijven op de as die axiaal tegen de glijlagers steunen, die op hun beurt tegen axiale slip zijn beveiligd door de spanplaat die zich tussen de riemen bevindt. De spanplaat is ook bedoeld om de schoep stabiel te houden en de voorspanning van de tandriem aan te brengen. Door het gebruik van kunststof glijlagers was het mogelijk om de productiekosten van het op maat gemaakte product laag te houden. Het glijlager voldoet aan de vereisten voor lage speling, lage trillingen en matige warmteontwikkeling. De organische materialen zijn ook niet corrosief.