Effizienzsteigerung bei  Schwerlast-Hydraulikzylindern

Bild 1: Schema eines Hydraulikzylinders (Bild: SKF GmbH)

01.11.2018 Effizienzsteigerung bei Schwerlast-Hydraulikzylindern

Optimierung des Stangendichtungssystems durch die richtige Wahl der Vorschaltdichtung

von Emmanuel Pichlmaier (SKF Sealing Solutions Austria GmbH), Wolfgang Swete (SKF Sealing Solutions Austria GmbH)

Insbesondere bei Off-Highway-Anwendungen wie Bau- und Agrarmaschinen nehmen die Anforderungen an das Hydrauliksystem und dessen Effizienz in rasantem Tempo zu. Um die gewünschten Effizienzsteigerungen zu realisieren, ist die Verbesserung des Dichtsystems innerhalb von Schwerlast-Zylindern von entscheidender Bedeutung. Aus diesem Grund wurden unterschiedliche Konzepte zur Optimierung von Vorschaltdichtungen unter Berücksichtigung des gesamten Stangendichtungssystems in Hydraulikzylindern untersucht. Die Erkenntnisse können dazu beitragen, die Lebensdauer des Systems zu verlängern.

In Hydraulikzylindern ist u.a. deshalb ein hohes Maß an Dichtheit notwendig, weil sie immer strengeren Umweltschutzvorschriften gerecht werden müssen. Gleichzeitig sollen die entsprechenden Dichtungssysteme aber auch möglichst wenig Verlustreibung aufweisen, um das Hydrauliksystem zu schonen und somit letztlich dessen Lebensdauer zu verlängern. Dieses im Grunde widersprüchliche Anforderungsprofil verlangt nach Hochleistungswerkstoffen sowie nach besonders ausgeklügelten Dichtungsdesigns und -paketen.

Aufbau eines Hydraulikzylinders

Die häufigste Bauform in der Mobilhydraulik sind doppeltwirkende Hydraulikzylinder, in denen – aus dichtungstechnischer Sicht – zwei Hauptdichtsysteme existieren: Einerseits das Kolbendichtsystem, bestehend aus Führungsringen und Kolbendichtung (verschiedene Variationen möglich), und andererseits das Stangendichtsystem, bestehend aus Führungsring, Vorschaltdichtung (bei Schwerlast-Hydraulikzylindern), Stangendichtung und Abstreifer (verschiedene Paketvariationen möglich). Dabei dichtet das Kolbendichtungspaket die zwei Druckräume links und rechts des Kolbens ab, während das Stangendichtungspaket den Druckraum gegenüber der Umgebung abdichtet bzw. das Eindringen von Verschmutzungen aus der Umgebung in das Hydrauliksystem verhindert (Bild 1).Dabei hat die Vorschaltdichtung im Wesentlichen drei Hauptaufgaben zu erfüllen:

  • Absorption von möglichen Druckspitzen, die im Hydrauliksystem entstehen –wie z.B. bei Arbeiten mit einem Bagger
  • Rückführung von zwischen Vorschaltdichtung und Stangendichtung aufgebautem Druck zurück in das Hydrauliksystem
  • Erhöhung der Lebensdauer des Stangendichtungssystems