Was sind die Einsatzgebiete von Hydraulikdichtungen?

(ra). Die Funktionsgrundlage von hydraulischen Anlagen lässt sich nur durch die Eigenschaft erklären, einem hohen Druck standhalten zu können. Dies lässt sich ganz besonders gut an der Schnittstelle zwischen der Ölseite und der Außenseite des Systems erkennen. Bei einer solchen handelt es sich meistens um eine ein- und ausfahrende Kolbenstange, wie sie in Linearmotoren verwendet wird.

Hier muss der Austritt hydraulischer Flüssigkeiten verhindert werden. Dies gelingt durch hydraulische Dichtungen. Bei diesen handelt es sich zwar nur um Bauteile von sehr geringer Größe. Dennoch haben sie einiges zu leisten. Denn die größte Last der kompletten Anlage ruht auf den Hydraulikzylinderdichtungen. Vor allem bei großen Anlagen sind diese Dichtungen mehrstufig aufgebaut.

Welches sind die unterschiedlichen Arten von Hydraulikdichtungen?

Abhängig von der Größe und dem vorherrschenden Druck ist die Abdichtung des hydraulischen Systems unterschiedlich aufwändig. Hierbei kommt es auch auf die jeweilige Anwendung an. Bei Drehwellen mit hohen Umfangsgeschwindigkeiten etwa sind Garlock PS-Seals die richtige Wahl. In kleineren Anwendungen, etwa den Bremsen von Kraftfahrzeugen, kommt man in der Regel mit nur einer einzigen Dichtung aus. Schwere Zylinder hingegen benötigen bis zu sieben unterschiedliche Dichtungselemente. Dabei handelt es sich um Führungsringe, Kolbendichtungen, Abstreifer, Stangendichtungen sowie O- und Stützringe.

Wie kann man sich den Aufbau und die Funktion von Hydraulikdichtungen vorstellen?

Die Abdichtung von Hydraulikkolben erfolgt mithilfe von Kolbenringen. Diese sorgen dafür, dass der Druck des Systems am Kolben vorbei von der Druck- auf die Saugseite übertragen wird. Führungselemente halten den Kolben exakt in seiner Hülse und verhindern, dass sich dieser verkantet. Handelt es sich um Kolbenringe mit bereits integrierter Führung, so spricht man von Kombinationselementen. Damit kein Öl aus dem geschlossenen System austreten kann, setzt man Stangendichtungen ein. Damit man dies auch bei kleinsten Ölmengen gewährleisten kann, greift man bei größeren Anlagen zu zusätzlichen Abstreifern. In einigen Fällen ist auch dies noch nicht ausreichend, um eine dauerhafte und nachhaltige Abdichtung zu gewährleisten. Hier kann eine Reihe zusätzlich verbauter O-Ringe für die notwendige Dichtheit des Systems sorgen. Diese O-Ringe kommen aber auch in mehrteiligen Gehäusen zur Anwendung. Denn sie gewährleisten die Zerlegbarkeit von Linearmotoren und machen Wartungs- und Reparaturarbeiten deshalb deutlich einfacher möglich.

Sofern die Kolbenstange nicht verbogen und das Gehäuse unbeschädigt ist, kann man defekte Systeme in der Regel immer warten und bei Bedarf wieder Instand setzen. Dort, wo einseitig offene Hydraulikzylinder eingesetzt werden, sorgen Stützringe für die notwendige Abdichtung. Die Abdichtung an der Wand hingegen wird an der Außenseite des Kolbens durch die Kolbendichtung sowie den Kolbenführungsring erreicht.

Blickt man ins Innere der Kolbenstange, findet man dort die statische Kolbendichtung. Die Abdichtung erfolgt entlang dieser Stange durch Vorschalt- und Stangendichtung sowie den Abstreifer. Im Gehäuse findet sich ein integrierter Stangenführungsring, der das Verkanten oder Flattern der Kolbenstange unterbindet. An der Außenwand und dem Kopf des Hydraulikzylinders findet man zusätzlich eine statische Kopfdichtung, die sich häufig aus Stützringen zusammensetzt.

Anforderungen, die an die Dichtungen von Hydraulikzylindern gestellt werden

Hydraulikdichtungen müssen hinreichend elastisch sein, um den Einbau, den Ausbau und die Anschmiegung an die metallischen Komponenten des Hydraulikzylinders zu gewährleisten. Und das über eine möglichst lange Lebensdauer hinweg, ohne dass die Funktion währenddessen schlechter wird.

Gleichzeitig muss die Hydraulik inklusive ihrer Dichtungskomponenten auch alkalischen und sauren Substanzen standhalten können. Darüber hinaus sind eine Temperaturbeständigkeit und eine Unempfindlichkeit gegen Abrasion unerlässlich. Da nicht jeder Werkstoff all diese Eigenschaften erfüllt, setzen sich die Dichtungen oftmals aus verschiedenen Materialien zusammen. So wird gewährleistet, dass man sich auf die Hydraulik in Geräten und Maschinen in jeder Situation verlassen kann.

Dies sind vorrangig verwendete Materialien für die Dichtungen von hydraulischen Zylindern

Insbesondere Kunststoffen kommt bei Hydraulikzylindern eine wichtige Aufgabe zu. Die folgenden sind typische Beispiele.

• TPU steht für Thermoplastisches Elastomer auf Poly-Urethanbasis. Man verwendet es für den Einsatz in moderaten Temperaturbereichen.
• PTFE ist Polytetrafluorethen, gut geeignet für den Einsatz in besonders hohen Temperaturbereichen.
• NBR ist Acrylnitril-Butadien-Kautschuk, der eine maximale Quellbeständigkeit gewährleistet.
• POM ist Polyoxymethylen, das für äußerst stabile Kolbenführungselemente Verwendung findet.
• EPDM (Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk) dient als Basis für äußerst säurestabile O-Ringe.

Die Auswahl der richtigen Hydraulikdichtungen erfordert ein hohes Maß an Sachkenntnis. Gleiches gilt auch für den Kauf von Ersatzdichtungen für revisionsreife Motoren. Bei einem vorzeitigen Versagen der Dichtung ist eine Suche nach der Ursache notwendig, um mögliche weitere Probleme zu verhindern.