Zylinderservice

Grundlagen Kolbendichtungen

Kolbendichtungen (Bild 1) wirken als Druckbarrieren und verhindern den Durchtritt der Hydraulikflüssigkeit von der druckbeaufschlagten zur druckentlasteten Seite des Kolbens, was eine wichtige Voraussetzung für das Ein- und Ausfahren wie auch das Positionieren der Zylinder ist.

Kolbendichtungen haben für eine ausreichende Dichtheit zu sorgen, um die Bewegung des Kolbens in jedem Fall sicherzustellen. Die auf einen Kolben wirkenden Drücke unterscheiden sich in ihrer Höhe in Abhängigkeit von der Bewegungsrichtung. Sie können 400 bar übersteigen. Der auf die Kolbendichtung wirkende Flüssigkeitsdruck wird über die Dichtlippe auf die Zylinderoberfläche übertragen und erhöht die Dichtungspressung.

Die Oberflächenbeschaffenheit der abzudichtenden Gleitflächen ist daher von entscheidender Bedeutung für eine zuverlässige Funktion der Dichtung. Für einseitig druckbeaufschlagte Kolben stehen einseitig wirkende Dichtungen und für beidseitig druckbeaufschlagte Kolben beidseitig wirkende Dichtungen zur Verfügung.

• führen zentrisch die Stange im Zylinderkopf und den Kolben im Zylinderrohr, was wesentlich die Funktion und Betriebssicherheit der Zylinder beeinflusst.
• verhindern die unmittelbare Berührung der metallischen Bauteile des Zylinders.
• nehmen die im Betrieb auftretenden Querkräfte auf.

Grundlagen Führungsringe und Führungsbänder

Führungsringe und Führungsbänder sind die gebräuchlichsten Führungselemente in Hydraulikzylindern. Sie übernehmen die im Betrieb auftretenden Querkräfte und führen die Stange im Zylinderkopf bzw. den Kolben im Zylinderrohr. (Bild 1)

Sie sind aus Kunststoff gefertigt und verhindern die unmittelbare Berührung der metallischen Komponenten eines Hydraulikzylinders. Die nichtmetallischen Führungen haben gegenüber metallischen Gleitlagern unter anderem die folgenden Vorteile:

• Deutlich längere Gebrauchsdauer
• Erheblich geringere Reibung zwischen Stange und Zylinderkopf bzw. Kolben und Zylinderrohr.
• Minimierter Verschleiß an den Gegengleitflächen selbst in Gegenwart von Schmutzpartikeln in der Hydraulikflüssigkeit.
• Gute Mangelschmiereigenschaften, auch bei niedrigen Gleitgeschwindigkeiten.
• Größerer Kontaktbereich aufgrund elastischer Verformbarkeit, d. h. optimierte Nutzung der Führungsringbreite und verringerte spezifische Belastung.
• Gute Selbstschmiereigenschaften.

SKF Führungsringe sind präzisionsgedrehte Teile und stehen aus unterschiedlichen Werkstoffen in vielen verschiedenen Ausführungen und Größen zur Verfügung, um den jeweiligen Betriebsbedingungen optimal entsprechen zu können.

Für Anwendungsfälle mit Anforderungen an einen besonders reibungsarmen und stick-slipfreien Betrieb, stehen auch aus PTFE Werkstoffen gefertigte Führungselemente zur Verfügung. Führungelemente aus PTFE Werkstoffen haben jedoch eine begrenzte Tragfähigkeit und sollten nur in Leichtlastzylindern zum Einsatz kommen.

• wirken als Druckbarrieren und haben die Hydraulikflüssigkeit im Zylinder zurückzuhalten.
• sollen einen Rest des mitgeschleppten Flüssigkeitsfilm auf der ausfahrenden Stange belassen, der diese gegen Korrosion schützt und die Dichtlippe und Abstreifer schmiert.
• sollen bei einfahrender Stange die Rückförderung der auf der Gleitfläche verbliebenen Hydraulikflüssigkeit in den abzudichtenden Raum zulassen.

Grundlagen Stangendichtsysteme

Stangendichtungen und Vorschaltdichtungen müssen für die wirkungsvolle Abdichtung der Kolbenstange im Zylinderkopf sorgen. Je nach Anwendungsfall kann ein Stangendichtsystem aus dem Führungsring und einer Stangendichtung und Vorschaltdichtung (Bild 1) bestehen bzw. nur aus einer Stangendichtung (Bild 2). Stangendichtsysteme für hoch beanspruchte Anwendungsfälle bestehen meistens aus einer Kombination beider Dichtungen, wobei die Vorschaltdichtung zylinderseitig vor der Stangendichtung im Zylinderkopf angeordnet wird. Die Toleranz des Stangendurchmessers „d“ hängt ab von der ausgewählten Stangendichtung. Die Stangendichtungen müssen nicht nur hohen Drücken standhalten, sondern zusätzlich noch für eine entsprechende Schmierung der Gegengleitfläche sorgen, auf der auch der Abstreifer gleitet. Zudem sollen sie den Schmierfilm durch gutes Rückfördervermögen wieder in den Zylinder zurück passieren lassen.

Der Schmierfilm schützt die Oberfläche der Kolbenstange außerdem gegen Korrosion. Im Hinblick auf die vielfältigen Einsatzgebiete der Hydraulikzylinder und deren vielen unterschiedlichen Bauformen ist der Auslegung eines Stangendichtsystems und der Wahl geeigneter Dichtungen besondere Aufmerksamkeit zu schenken. Das SKF Lieferprogramm an Stangendichtungen und Vorschaltdichtungen umfasst viele verschiedenen Baureihen aus unterschiedlichen Werkstoffen in vielen Größen, um den jeweiligen Betriebsbedingungen optimal entsprechen zu können.

• schützen den Zylinder gegen das Eindringen von Verunreinigungen und Feuchtigkeit beim Einfahren der Kolbenstange.
• lassen bei einfahrender Stange die Rückförderung der auf der Gleitfläche verbliebenen Hydraulikflüssigkeit in den abzudichtenden Raum zu.

Grundlagen Abstreifer

Hydraulikzylinder kommen in den unterschiedlichsten Anwendungsfällen zum Einsatz und sind dort ganz verschiedenen Umwelteinflüssen ausgesetzt. Dazu zählen neben Staub und Verunreinigungen auch die jeweiligen Witterungsbedingungen. Damit die festen und flüssigen Verunreinigungen nicht in den Zylinder und das Hydrauliksystem gelangen können, wird in den Zylinderkopf außen ein Abstreifer eingesetzt (Bild 1).

Dieser Abstreifer dichtet gegen die Kolbenstange und schützt den Zylinder sowohl im Betriebszustand, d. h. bei den Hubbewegungen der Stange, als auch bei Betriebsstillstand. Die Toleranz für den Stangendurchmesser ist durch die vorgeschaltete Stangendichtung vorgegeben. Ohne Abstreifer würden Verunreinigungen über die Gleitfläche der Stange in den Zylinder und das Hydrauliksystem gelangen.

Wichtig ist auch, dass der Abstreifer mit entsprechend fester Passung im Gehäuse sitzt und dort für eine sichere statische Abdichtung gegen Verunreinigungen und Feuchtigkeit sorgt.