Schäden am Zylinder verhindern

Schäden an den Gegenlaufflächen der Dichtung (Kolbenstange und Zylinderrohr) durch das „Eingraben“ der Dichtung bei kleinen Amplituden (Bild: Herbert Hänchen GmbH & Co KG)

31.03.2018 Schäden am Zylinder verhindern

Neue Dichtungslösung auf H-CFK-Basis für Hydraulikzylinder

von Dipl.-Ing. Klaus Wagner (Herbert Hänchen GmbH & Co. KG)

Moderne Dichtungslösungen können heute schnell einen entscheidenden Einfluss auf die Wettbewerbsfähigkeit von Produkten haben. Zunehmend spielt dabei die Wahl der Werkstoffe eine zentrale Rolle – ein Beispiel aus dem Bereich der Hydraulikzylinder.

Hochleistungsfähige Verbundkunststoffe aus H-CFK sind in den letzten Jahren ein Schlüssel für neue Lösungen beim Bau von Hydraulikzylindern und anderen Elementen – nicht nur im Maschinenbau. Der Einsatz dieser Werkstoffe hat jetzt zur Entwicklung eines neuen Dichtungssystems geführt, das für viele Anwendungen die Vorteile von Drosselspaltdichtungen und berührenden Dichtungssystemen zusammenführt. So entstand die Dichtung Servoseal als Kolben- und als Stangendichtung, die fast völlig verschleißfrei ist und zugleich keinen Energieverlust durch Funktionsöl aufweist. Einsatzbereiche sind vor allem Test- oder Prüfzylinder sowie andere Anwendungen mit kleinen Amplituden.

Die Nachteile konventioneller Lösungen
In konventionellen berührenden Dichtungssystemen presst der hydraulische Druck die Dichtungsringe auf die Gleitfläche. Dichtelemente dieser Art zeichnen sich durch eine hohe Dichtheit bei guten Laufeigenschaften aus. Reibung und Verschleiß der Dichtungen steigen aber mit zunehmendem Druck an. Auch können Stick-slip-Effekte auftreten, die eine einwandfreie Bewegung des Zylinders erschweren. Schließlich kann bei kleinen Amplituden der Schmierfilm unter der Dichtkante abreißen, was zu Verschleißerscheinungen sowohl auf den Dichtflächen als auch auf den Gegenlaufflächen an Zylinderrohr oder Kolbenstange führt (Bild 1). Wenn die Amplitude kleiner als die Dichtungsbreite ist, tritt dieser Effekt besonders stark auf. Denn hier ist die Bewegung zu kurz, um neues Fluid als Schmierstoff zwischen Dichtung und Lauffläche zu fördern. Als Folge besteht die Gefahr, dass sich die Dichtung in die Lauffläche eingräbt und dabei metallische Bauteile und die Dichtung selbst beschädigt. Bei vergleichsweise langsamen oder niederfrequenten Bewegungen mit längeren Amplituden sind diese Effekte bei geeigneter Dichtungsauswahl nicht zu erwarten. Hier hat sich das Dichtungssystem Servocop® bewährt. Je höher aber die Dynamik – hohe Frequenzen, hohe Beschleunigungen oder hohe Geschwindigkeiten – in einer Anwendung ist, desto problematischer sind die Folgen der tribologischen Eigenschaften von klassischen Dichtungen.