BAU- UND
BAU- UND BAUSTOFFMASCHINEN I DICHTUNGEN 03 Finite-Elemente-Analyse der Druckentlastungsfunktion (Prinzip Rückschlagventil) an einer BU-Stangendichtung, gezeigt ist die Verteilung der Radialspannungen mungsrest aus. Je nach Anwendungsgebiet kann das Dichtungsmaterial auf den hydrolyse-beständigen Polyurethan-Werkstoff P5000 umgestellt werden. Kompakte Stangendichtung als Primärdichtung Die Ultrathan-Stangendichtung Profil BU ist eine Kompaktdichtung mit integriertem Anti-Extrusionsring. Diese wird als Pufferdichtung innerhalb dieses Dichtsystems eingesetzt. Zylinder wie die in Minibaggern eingesetzten arbeiten häufig unter Bedingungen, in denen Druckspitzen bis zu 1000 bar keine Seltenheit sind. Um die Belastung von der Sekundärdichtung fernzuhalten, wird die Stangendichtung BU davorgesetzt. Aufgrund der speziellen Formgebung ist die Dichtung in der Lage, einen Druck, der sich unter bestimmten Bedingungen zwischen Primärund Sekundärdichtung aufbauen kann, wie ein Rückschlagventil in das hydraulische Arbeitssystem zurückzuführen (Bild 03). Damit wird verhindert, dass die Sekundärdichtung aufgrund zu hoher Zwischendrücke beschädigt und die Lebensdauer verkürzt wird. Die Stangendichtung BU zeichnet sich durch folgende Merkmale aus: n ausgezeichnete Dichtwirkung, auch im drucklosen Zustand; n robustes Dichtungsprofil für härteste Betriebsbedingungen; n extremer Verschleißwiderstand; n unempfindlich gegen extreme Druckspitzen; n höchste Extrusionsbeständigkeit; n kurze axiale Einbaulänge. Die Ergebnisse der Finite-Elemente-Analyse zeigen, dass die Primärdichtung durch ihr spezielles Design in der Lage ist, den zwischen Primär- und Sekundärdichtung entstandenen Zwischendruck wie ein Rückschlagventil in das System zurückzuführen. Wie in dieser Berechnung dargestellt, öffnet die dynamische Dichtlippe der BU-Dichtung ab einem Druck von etwa 10 bar. Somit wird ein Druckaufbau zwischen Primärund Sekundärdichtung verhindert. Dabei muss die BU-Stangendichtung nicht zwingend als Primärdichtung bzw. „Bufferdichtung“ in einem Tandem-Dichtsystem eingesetzt werden. Gerne wird die BU-Dichtung auch als Einzeldichtung eingesetzt, zum Beispiel bei stark schwankenden Druckparametern. Um den anspruchsvollen Betriebsbedingungen gerecht zu werden und optimale Formstabilität und Verschleißfestigkeit zu garantieren, empfiehlt Parker den Polyurethan-Werkstoff P6000. Je nach Anwendungsgebiet kann auch der hydrolyse-beständige Polyurethan-Werkstoff P5000 zum Einsatz kommen. Der Anti-Extrusionsring aus glasfaserverstärktem Polyamid W5059 schützt bei großen Spaltmaßen oder Druckspitzen zusätzlich vor Extrusion. Reibungsarme Sekundär- Stangendichtung Für Tandemanordnungen eignet sich als Sekundärdichtung ein möglichst reibungsarmes Dichtprofil wie die Stangendichtung HL. Die „Sekundärdichtung“ arbeitet in der Regel drucklos. Der große Vorteil der HL- Stangendichtung ist, dass sie – auch wenn sie im Grunde genommen drucklos arbeitet – durch ihr außergewöhnliches Design kaum zusätzliche Reibung erzeugt. Aufgrund der kaskadierenden dynamischen Dichtlippen wird die Dichtung automatisch vom Systemdruck gesteuert. Mit steigendem Druck legen sich die einzelnen Dichtlippen nacheinander an die Gegenlauffläche an. Wie in Bild 04 zu erkennen ist, liegt die Stangendichtung HL im drucklosen Zustand nur mit der „Spitze“ der ersten Dichtlippe an der Gegenlauffläche an und gewährleistet dadurch eine optimale Leichtgängigkeit. Sollte sich der Restölfilm der Pufferdichtung im Laufe der Lebensdauer durch Beschädigung oder Verschleiß erhöhen, greift die HL-Dichtung ein und passt sich den neuen Arbeitsbedingungen an. Kurz gesagt, die Reibung wird auf ein Minimum reduziert und optimale Leichtgängigkeit ist nicht nur im drucklosen Zustand, sondern in allen Druckbereichen gewährleistet. Ob als Tandemdichtung oder als alleiniges Dichtelement eingesetzt unterstützt die HL-Dichtung durch ihre Eigenschaften eine möglichst geringe Losbrechreibung bei gleichzeitig guter Dichtfunktion in allen Druckbereichen. Die wesentlichen Produktmerkmale der Stangendichtung HL sind: n extrem reibungsarm; n kein Ruckgleiten, auch bei langsamen Verfahrgeschwindigkeiten; n optimale Dichtfunktion; n hohe Verschleißfestigkeit; n hohe Extrusionsbeständigkeit; n erhöhte Temperaturbeständigkeit; n einfache Montage; n kurzer Einbauraum. Die Vorteile der Geometrie werden durch den Einsatz des Dichtungswerkstoffs P6030 gezielt unterstützt. Das speziell für reibungsarme Anwendungen in der Fluidtechnik konzipierte Material verfügt über eine gute Medienresistenz und zeichnet sich unter anderem durch erhöhte Temperatur- und Verschleißfestigkeit sowie durch einen niedrigen Druckverformungsrest aus. Robuste Kolbendichtung Der Kolbendichtsatz OK wurde in erster Linie für die Schwerhydraulik entwickelt und wird vorzugsweise in doppelt wirkenden Zylindern eingesetzt. Die Bauform des Dichtsatzes OK 46 Mobile Maschinen 2/2015
BAU- UND BAUSTOFFMASCHINEN I DICHTUNGEN 05 Darstellung der Vorspannkraft für die Führungsringe FR (am Innendurchmesser) und FK (am Außendurchmesser) 04 Die Finite-Elemente-Simulation zeigt das Wirkprinzip der HL-Stangendichtung in verschiedenen Druckstufen Oberfläche der Kolbenstange noch die Dichtelemente in Mitleidenschaft gezogen. Kolbenführungsringe FK sind am Außen-, Stangenführungsringe FR sind am Innendurchmesser vorgespannt (Bild 05). So ist die optimale Funktionalität gewährleistet. Im Vergleich zu thermoplastischen Kunstoffen und anderen Führungsbandmaterialien weisen duroplastische Kunststoffharze folgende Vorteile auf: n sehr hohe Druckfestigkeit; n wesentlich höhere zulässige Flächenpressung; n extremer Verschleißwiderstand; n verbesserte Gleiteigenschaften; n hohe Beständigkeit bei aggressiven Medien; n einfache Schnappmontage auf einteiligen Kolben sowie in geschlossene und hinterschnittene Einbauräume. und die Profileigenschaften passen hervorragend zu den in der Mobilhydraulik gestellten Anforderungen und Betriebsbedingungen. Somit zeichnet sich dieser Dichtsatz neben seiner extremen Verschleißfestigkeit noch durch weitere positive Eigenschaften aus: n Unempfindlichkeit gegen extreme Druckspitzen; n höchste Extrusionsbeständigkeit bei hohen Drücken und großen Spalten; n einfache Montage ohne Hilfswerkzeug auf einteilige Kolben durch geteilte Ausführung des Dichtringes; n Abmessung gemäß ISO 7425-1; n kurze axiale Einbaulänge. Der Dichtring des Kolbendichtsatzes OK besteht aus dem gefüllten modifizierten Thermoplast W5019, der sich durch hohe Extrusionssicherheit auch bei hohen Drücken und großen Spalten auszeichnet. Zuverlässig zentrische Führung Um die Kolbenstange auch bei schwersten Arbeitsbedingungen in zentrischer Lage zu halten, bevorzugt Parker-Prädifa in der Mobilhydraulik auf duroplastischen Kunststoffharzen mit Gewebeverstärkungen basierende Führungsringe. Dies entspricht den Führungsringen FR und FK im Werkstoff Q5038. Das geringe Führungsspiel bedingt durch kleinste Fertigungstoleranzen sowie die höhere zulässige Flächenpressung der Führungswerkstoffe ein zuverlässiges zentrisches Führungsverhalten der Kolbenstange in der Anwendung. Somit werden weder die Fazit Das Parker-Tandem-Dichtsystem hat sich bereits in den verschiedensten Anwendungen und Umgebungsbedingungen bewährt. Durch die kontinuierliche Weiterentwicklung des Dichtungsdesigns und der Dichtungswerkstoffe werden die Dichtsysteme den wachsenden Anforderungen der Endanwender immer wieder angepasst. Neben der konstruktiven Dichtungsauslegung trägt auch die Wahl der Werkstoffe den jeweiligen Einsatzerfordernissen, gesetzlichen Vorschriften für Druckmedien in bestimmten Regionen wie auch besonderen klimatischen Bedingungen umfassend Rechnung. Bilder: Parker-Prädifa, 74321 Bietigheim- Bissingen www.parker.com/praedifa Never stop moving Halle 15 Stand F07 Bonfiglioli Deutschland GmbH Sperberweg 12 • 41468 Neuss • Tel. +49 (0)2131 2988-0 info@bonfiglioli.de • www.bonfiglioli.de BPD 609 BPD Stator
