Dynamische Dichtungen
Dynamische Dichtungen haben die Aufgabe, zwei sich relativ zueinander bewegende Bauteile abzudichten, um einen möglichen Stoffaustausch zu verhindern bzw. auf ein zulässiges Maß zu beschränken.
Je nach Art der relativen Bewegung der abzudichtenden Bauteile zueinander, unterscheidet man in rotatorische und translatorische Dichtungen. Weiterhin lassen sich dynamische Dichtungen in berührungslose Dichtungen und Berührungsdichtungen unterscheiden. Bei berührenden Dichtungen wird die Dichtung zwischen den beiden Bauteilen so sehr verpresst, dass selbst mikroskopische Spalte so klein werden, dass der zurückzuhaltende Stoff nicht mehr durchdringen kann. Bei berührungslosen Dichtungen gibt es keine mechanische Berührung der beiden Teile und dem Dichtstoff. Die Dichtwirkung erreichen berührungslose Dichtungen aufgrund sehr eng ausgebildeter Spalten. Die Berührungslosigkeit führt zu einer sehr langen Lebensdauer, jedoch müssen größere Leckverluste hingenommen werden. Berührungslose Dichtungen finden häufig dann Anwendung, wenn die abzudichtenden Flächen sich mit einer hohen Geschwindigkeit zueinander bewegen, hohe Laufzeiten angestrebt werden oder die Wartung sehr schwierig ist.
Bei dynamischen Dichtungen müssen die sehr stark variierenden Einsatzgrenzen beachtet werden. Dies bezieht sich in erster Linie auf die zulässigen Gleitgeschwindigkeiten. Neben der zulässigen Gleitgeschwindigkeit sind weitere Bedingungen für die Eignung dynamischer Dichtungen entscheidend:
- Höhe der Dichtleistung
- Abzudichtendes Medium (z.B. Öl, Wasser, Chemikalien etc.)
- Größe des Druckunterschiedes
- Temperaturunterschiede
- Translatorische, rotatorische Bewegungen oder eine Kombination aus beiden
- Stärke des Verschmutzungsgrades
- Montageaufwand
- Wartung und Kosten
Folgende dynamische Dichtungen führen wir in unserem Sortiment
Abstreifer
Abstreifer verhindern, dass beim Einfahren der Kolbenstange Staub- und Schmutzpartikel in das Innere von Hydraulik- und Pneumatikzylindern eindringen. Dabei schützen sie nicht nur das Dichtsystem vor Beschädigungen, sondern auch die Hydraulikflüssigkeit vor Kontamination. Dies wird durch eine abstehende Abstreiflippe erreicht, die den Restölfilm auf der Kolbenstange zurückhält. Beidseitig wirkende Abstreifer haben neben einer vorstehenden Abstreiflippe eine nach innen gerichtete Dichtlippe, die bei ausfahrender Hubbewegung übermäßige Schmierfilmbildungen auf der Stange verhindert und bei einfahrender Stange die Rückförderung der zurückgehaltenen Restöls über eine Leckagebohrung in das System ermöglicht. Aufgrund ihrer Funktion sind Abstreifer ein wichtiger Bestandteil des Dichtsystems hydraulischer Maschinen, denn einer der Hauptursachen für Schäden, Fehlfunktionen und Stillstandzeiten ist die Verschmutzung der Hydraulikflüssigkeit. Abstreifer kommen je nach Profilauswahl in den verschiedensten Anwendungen zum Einsatz und lassen sich bspw. in Baumaschinen, Förderfahrzeugen oder auch Pressen finden.
Abstreifer sind in verschiedenen Werkstoffen (bspw. NBR, TPU und PTFE) erhältlich. NBR-Dichtungen (Acrylnitril-Butadien-Kautschuk) sind besonders elastisch und eignen sich für den Einsatz in einer leichtgängigen Hydraulik. TPU-Dichtungen (Thermoplastisches Polyurethan) werden in modernen Hydrauliksystemen am häufigsten eingesetzt und besitzen eine hohe Verschleiß- und Extrusionsfestigkeit. PTFE-Dichtungen (Polyetrafluorethylen) besitzen geringe Reibwerte und sehr gute Verschleißeigenschaften, was sie für hohe Gleitgeschwindigkeiten prädestiniert.
Kolbendichtungen
Kolbendichtungen sind innerhalb des gesamten Dichtungssystems für die Funktionalität von Hydraulikzylindern von entscheidender Bedeutung. Diese Dichtung befindet sich dabei an der Außenseite des Kolbens in einer Nut. Die Kolbendichtung hat dabei die Aufgabe, die beiden angrenzenden Druckräume im Zylinder voneinander zu trennen, um den Druck in einem Raum aufrechtzuerhalten, damit dieser nicht in den anderen entweichen kann. Häufig arbeiten Hydraulikzylinder bidirektional, weshalb die Kolbendichtung häufig den Druck von beiden Seiten aufnehmen muss. Hierzu werden doppeltwirkende Kolbendichtungen benötigt, die in beide Richtung abdichten und somit Druck auf beiden Kolbenseiten aufbauen können.
Je nachdem, wie die konkreten Einsatzbedingungen sind, können Kolbendichtungen zusätzlich durch einen O-Ring oder einer Metallfeder vorgespannt werden. Dadurch erfolgt eine Voranpressung an die Dichtflächen, was eine höhere Dichtheit begünstigen kann, auch ohne Systemdruck.
Werden Kolbendichtungen in der Pneumatik verwendet, so müssen die veränderten Ansprüche berücksichtigt werden, da Reibungsverhältnisse (erhöhte Gleitreibung) und das Druckmedium anders sind. Für diesen Anwendungsbereich gibt es deshalb speziell angepasste Formen und Ausführungen. Sie werden auch Pneumatik-Kolbendichtungen genannt.
Stangendichtungen
Stangendichtung haben die Aufgabe, Hydraulikzylinder stangenseitig abzudichten. Dabei handelt es sich um innendichtende Dichtungen, die oftmals als Nutringe bzw. Lippenringe oder Kompaktringe ausgestaltet sind. Stangendichtungen werden in das Gehäuse oder einer Zylinderverschraubung eingebaut und dichten den Dichtspalt zwischen Hydraulikzylinder und Kolbenstange dynamisch ab.
Stangendichtungen haben dabei eine andere Aufgabe als Kolbendichtungen. Kolbendichtungen werden in den Kolben selbst montiert. Kolbenseitig erfolgt also eine statische Abdichtung wohingegen zylinderseitig eine dynamische Abdichtung erreicht wird. Kolbendichtungen dichten demnach mit ihrem Außendurchmesser, was man auch als außendichtend bezeichnet. Im Vergleich hierzu werden Stangendichtungen in das Zylindergehäuse fixiert eingebaut und dichten zylinderseitig statisch ab. Am Spalt zur beweglichen Kolbenstangen dichtet sie dynamisch ab. Stangendichtungen dichten demnach mit ihrem Innendurchmesser, was man auch als innendichtend bezeichnet.
Stangendichtungen gibt es in diversen Profilen und Bauarten. Die genaue Geometrie beeinflusst dabei die Eigenschaften in Bezug auf die Leckage-Rate, Einsatztemperatur, Betriebsbedingungen und den Betriebsdruck (in Kombination mit dem verwendeten Material der Stangendichtung). Wird eine statische Dichtheit mit geringer Reibung und ohne Systemdruck benötigt, so werden vorgespannte Dichtungen eingesetzt. Dabei drückt ein Bauelement als Vorspannelement (bspw. O-Ring) die Dichtlippen auseinander und presst diese gegen die Dichtflächen.
Stangen- und Kolbenführungsringe
Stangen- und Kolbenführungsringe sind für die sichere Funktion hydraulischen oder pneumatischer Systeme von enormer Bedeutung und müssen an die aktuellen Bedingungen angepasst werden. Die Führungsringe haben die Aufgabe, den metallischen Kontakt zwischen Kolben / Stange und Bohrung zu verhindern und alle auftretenden Querkräfte sicher aufzunehmen. Die Führungsringe werden in gedrehter Ausführung mit Schrägschnitt aus unterschiedlichen Werkstoffen hergestellt.
Die Wahl des richtigen Führungsrings ist dabei von verschiedenen Einflussgrößen abhängig. Hierzu zählen neben dem Druck und der Bewegungsgeschwindigkeit auch die Art der Schmierung und der Reibwert. Führungsringe die einem großen Druck ausgesetzt werden, sollten möglichst aus widerstandsfähigem Material, bspw. faserverstärkte Kunststoffe oder Stähle, bestehen. Führungsringe aus Stähle müssen dabei ständig geschmiert werden und sind deutlich schwerer als Führungsringe aus Kunststoff. Letztgenannte sind häufig selbstschmierend. Hierbei helfen sogenannte Festschmierstoffe, wie bspw. zugesetztes PTFE, die für geringstmögliche Reibwerte sorgen und die Kolbenstange oder den Zylinder vor Verschleiß schützen.
Radial-Wellendichtringe
Radial-Wellendichtringe gehören zu den Lippendichtungen und haben die Aufgabe, die drehende Welle vor Verunreinigungen zu schützen und Schmieröle sowie Schmierfette abzudichten.
Radial-Wellendichtringe (Abkürzung RWDR) werden mit festem Sitz im Gehäuse oder Gehäusedeckel verbaut, wobei diese bei geringen Druckdifferenzen den Raum zwischen Welle und Gehäuse abdichtend schließen. Radial-Wellendichtringe bestehen aus einem Elastomerteil, einem Versteifungsring und einer Zugfeder. Wellendichtringe können sowohl bei Wellenstillstand als auch bei rotierender Welle abdichten. Bei Wellenstillstand resultiert die Dichtwirkung aus der radialen Anpressung der Dichtlippe auf der Wellenoberfläche. Die Anpressung wird durch Vorspannung erreicht und durch die Zugfeder unterstützt.
Bei rotierender Welle läuft die Dichtlippe auf der Oberfläche der sich drehenden Welle und wird dabei meist durch eine Schlauchfeder radial auf die Welle gedrückt. Um den Verschleiß an der Dichtlippe zu vermindern, werden Wellen im Bereich der Dichtungsflächen häufig drallfrei geschliffen. Modernere Bauformen der Wellendichtringe besitzen zum Teil keine Schlauchfeder mehr (Membranwellendichtringe). Alternativ verfügen diese Bauformen über eine PTFE-Dichtlippe.
Bestehen zwischen den beiden von der Dichtung getrennten Bereichen Druckunterschiede, sollte die offene Seite des Dichtrings dem Bereich mit dem höheren Druck zugewandt sein. Der Druckunterschied drückt dann die Dichtlippe an die Welle. Andernfalls kann die Dichtlippe gegen die Federkraft von der Welle weggedrückt werden, was zu einem Verlust der Dichtwirkung führt.
Axial-Wellendichtringe / V-Ringe
Axial-Wellendichtringe dichten im Gegensatz zu den Radial-Wellendichtringen nicht auf der Welle ab, sondern an einem axial gerichteten Gehäuseteil. Zu den verbreitetsten Bauformen gehören der V-Ring und der Gammaring. V-Ringe bestehen aus einem Elastomerwerkstoff, wohingegen Gammaringe aus zwei Bauteilen, einem Elastomerwerkstoff und einem Metallring, bestehen. Der Metallring schützt den Gummiwerkstoff.
Obwohl V-Ringe einfach konstruiert sind, dichten diese zuverlässig gegen Schmutz, Spritzwasser und Schmiermittel und schützen die Lagerstelle. Ein großer Vorteil sind im Betrieb entwickelten geringen Reibungskräfte. Bei hohen Drehzahlen löst sich die Dichtlippe aufgrund der Zentrifugalkraft von der Welle und der V-Ring wird zu einer berührungslosen Dichtung. Dadurch funktioniert die Dichtung dann als Schleuderring, was Verlustwerte gering hält und einen Verschleiß der Dichtstelle ausschließt.
Axial-Wellendichtringe werden häufig als Sekundärdichtungen von Radial-Wellendichtringen eingesetzt, wenn mit einer hohen Schmutzbelastung zu rechnen ist.
Nilos-Ringe
Nilos-Ringe sind äußerst robuste und verschleißarme Metalldichtungen für extreme Einsatzbedingungen an Wälzlagern. Diese Dichtung erreicht ihre Dichtwirkung, indem bei den Standardformen die Dichtkante unter leichtem Druck an die Stirnfläche des abzudichtenden Wälzlagerrings anliegt und sich in den gehärteten Wälzlagerring einschleift. Durch das Einschleifen wandelt sich der Nillos-Ring mit der Zeit von einer berührenden Dichtung hin zu einer berührungsfreien Spaltdichtung.
Das bewährte Abdichtelement gibt es standardmäßig in zwei Grundtypen:
- Nilos-Ringe zum Abdichten des äußeren Wälzlagerrings AV
- Nilos-Ringe zum Abdichten des inneren Wälzlagerrings JV
Diese beiden Grundtypen repräsentieren die am häufigsten verwendeten Ausführen. Darüber hinaus sind weitere Ausführen erhältlich, die sich zum Abdichten von abgedichteten Wälzlager und Kegelrollenlager eignen.
Werden winkelbewegliche Lager (Pendelrollenlager, Pendelkugellager) in Konstruktionen eingesetzt, um Winkelfehler auszugleichen, sind Nilos-Ringe zur Abdichtung ungeeignet.
PACH Systems bietet Ihnen eine große Produktauswahl unterschiedlicher dynamischer Dichtungen an. Hierzu arbeiten wir mit unseren langjährigen Partnern zusammen. Bitte teilen Sie uns Ihre Wünsche über unser Kontaktformular mit. Gerne unterbreiten wir Ihnen ein unverbindliches Angebot oder setzen uns zur detailgenauen Absprache mit Ihnen in Verbindung.
