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Dossiers - Branchendossier Maschinen- und Anlagenbau

Der Maschinen- und Anlagenbau hat schon immer hohe Anforderungen an Lösungen aus dem Bereich Dichten. Kleben. Polymer. gestellt. In diesem Dossier sammeln wir deshalb interessante Konzepte, Projekte, Produkte und Dienstleistungen und bieten damit eine fokussierte Plattform für alle Konstrukteure, Einkäufer, Qualitätsmanager und Instandhalter, die sich vertieft mit dieser Branche auseinandersetzen wollen.

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News

16.11.2017

Die Kassettendichtung S4 von Freudenberg Sealing Technologies bietet eine vierfach längere Lebensdauer als herkömmliche Kassettendichtungen.

Diese sind das Nonplusultra, um Radlager von schweren Arbeitsmaschinen vor Wasser und Verunreinigungen zu schützen und gleichzeitig das Öl im Lager zu halten. Das Design der Kassettendichtung S4 kombiniert zahlreiche Dichtelemente in einem einzigen Bauteil und ermöglicht damit Schutz vor Schmutz. Die Kassettendichtungen sind als robuste Ritzel- und Radnabendichtungen, die in einem einzigen Gehäuse für höchste Dichtwirkung bei minimierter Reibung sorgen,   mit schmutzabweisendem Mehrfachlabyrinth ausgeführt. Zusätzlich ist in der Kassettendichtung eine fertig bearbeitete Dichtungslauffläche integriert. Dadurch muss die Welle nicht gesondert gehärtet und geschliffen werden. Es sind auch keine zusätzlichen Schmutzdichtungen erforderlich. Ein weiterer Vorteil der neuen Kassettendichtung: Große Traktoren oder Mähdrescher sind statt mit Rädern oft mit Raupenlaufwerken ausgestattet. Diese verdichten wegen ihrer größeren Auflagefläche den Boden weniger, mussten bislang allerdings mit komplexen mechanischen Gleitringdichtungen ausgestattet werden. Die Hochleistungskassettendichtungen der jüngsten Generation sind auch für die meisten Einsätze in Raupenlaufwerken geeignet. Neue Konstruktionen von Kassettendichtungen können außerdem die Abdichtung von Achsen verbessern, ohne die Fahrgeschwindigkeit auf der Straße negativ zu beeinflussen, wie z.B. die Kassettendichtung HS-EVO, bei der das Dichtungselastomer vor Überhitzung bewahrt wird. Damit bietet die Dichtung einen hohen Schutz auch bei hohen Drehzahlen, natürlich bei gleichzeitig ausgezeichneter Beständigkeit gegen Verschmutzungen.

25.10.2017

In Hydraulikanwendungen können Dichtungen, die aus zwei PU-Komponenten gefertigt werden, den Zielkonflikt von Dichtheit und Festigkeit lösen. Freudenberg Sealing Technologies forscht jetzt an Rotationsdichtungen, bei denen Polyurethane mit neuen Hochleistungs-Kunststoffen verbunden werden.

Hydraulische Anwendungen stellen hohe Anforderungen an Dichtsysteme. Diese müssen zum einen verhindern, dass Hydraulikflüssigkeit austritt. Da die Flüssigkeit unter einem hohen Systemdruck vorgehalten wird, bieten sich für die Dichtlippe besonders flexible und elastische Materialien an, die – z.B. in einem Hydraulikzylinder – optimal an der Stange anliegen. Zum anderen aber dürfen die Dichtelemente nicht in den Extrusionsspalt gedrückt werden, der konstruktionsbedingt zwischen Stange und Gehäuse vorhanden sein muss, um die Beweglichkeit der Stange zu ermöglichen. Dafür eignen sich eher harte Werkstoffe mit einer hohen Steifigkeit. Um diesen Zielkonflikt zu lösen, wurden in der Vergangenheit Dichtungen verwendet, die aus zwei Elementen bestehen – mit dem Nachteil, dass diese sich zueinander bewegen und das harte Element den weichen Materialanteil „anknabbern“ kann. Deshalb fertigt man seit einigen Jahren Stangendichtungen, die aus nur einem Element bestehen, das aus zwei unterschiedlichen Polyurethanen gefertigt wird. Der Lippenwerkstoff ist dabei auf die hochdynamische Dichtfunktion hin optimiert, der Materialanteil auf der gegenüberliegenden Druckseite auf größtmögliche Verzugsfestigkeit. Für hydraulische Rotationsdichtungen forscht man jetzt an Verfahren, wie Polyurethane auch mit neuen Hochleistungs-Kunststoffen verbunden werden können. Solche Kombinationen können noch höheren Belastungen standhalten und eine deutlich längere Lebensdauer aufweisen. Bisherige Dichtsysteme bestehen aus einem O-Ring, einem Vierkant- oder X-Ring, der als statisches Anpresselement die Dichtfunktion zum Gehäuse hin wahrnimmt, und einem Gleitring, an dem die Welle in der Rotationsbewegung entlanggleitet und der diese – angepresst durch den Druck der Hydraulikflüssigkeit – abdichtet. Bei einem Dichtsystem aus zwei Elementen besteht aber die Gefahr, dass der Gleitring von der Welle mitgerissen wird. Die beiden Dichtelemente führen dann eine Relativbewegung zueinander aus und können dadurch einem erhöhten Verschleiß ausgesetzt sein. Diese Gefahr ist umso höher, je stärker die Belastungen durch Druck und Temperaturen im hydraulischen System sind. Mit den neuen, fest aneinandergefügten 2K-Dichtungen aus Polyurethanen und Hochleistungskunststoffen will man dieses Problem lösen. Weil die einzelnen Material-Komponenten der Rotationsdichtungen nicht mehr aneinander reiben, lassen sich die Dichtungen mit einem erhöhten Leistungsspektrum und damit in einem breiteren Anwendungsbereich verwenden. Bei der Entwicklung der neuen Rotationsdichtungen profitiert man von den Erfahrungen, die bereits mit 2K-Stangendichtungen für Hydraulikzylinder gemacht wurden. Die Anforderungen an das Dichtsystem sind ähnlich, allerdings müssen die Dichtungen in diesem Fall keiner Rotation, sondern einer Linearbewegung standhalten, weil sich die Stange im Hydraulikzylinder hin und her bewegt. Bei der Herstellung der 2K-Dichtungen werden die unterschiedlich harten Polyurethane in einem Spritzgussprozess miteinander verbunden. Begünstigt wird die Verbindung durch die Tatsache, dass einzelne Komponenten aus der gleichen Werkstoff-Familie stammen. Eine Herausforderung für die Entwickler der neuen Rotationsdichtungen liegt nun darin, das Verfahren auf 2K-Dichtungen zu übertragen, die Materialien unterschiedlicher Werkstoff-Familien miteinander verbinden. Der wesentliche Vorteil der bisherigen 2K-Stangendichtungen liegt vor allem darin, dass sie den Herstellern von Hydraulikzylindern höhere Toleranzen bei der Auslegung von Kolben und Stangen erlauben. Denn weil die Dichtungen zum Extrusionsspalt hin eine höhere Festigkeit aufweisen, darf dieser größer sein als beim Einsatz konventioneller Dichtsysteme. Außerdem lässt sich der Dichtring einfacher montieren, weil die Werkstoffkombination auch dahingehend optimiert werden kann. Diese konstruktive Flexibilität will man jetzt auch den Herstellern von Anwendungen erschließen, die mit Drehdurchführungen ausgestattet sind.

Freudenberg Sealing Technologies, PU-Rotationsdichtungen.

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