Hydraulikdichtungen

Hydraulikdichtungen sind essentielle Bestandteile zahlreicher moderner Maschinen. Sie trennen Komponenten bzw. Kammern in einer Maschine voneinander ab, sowie das Innere einer Maschine von der Umgebung. Sie verhindern das Eindringen von Luft, Feuchtigkeit und Schmutz, als auch das Austreten von Gasen und Flüssigkeiten. Hochwertige Dichtungen für die Industrie und Gewerbe sind daher unabdingbar. Das Übertragungsmedium in der Hydraulik ist Wasser (bzw. Öl), im Gegensatz zur Pneumatik die mit Luft funktioniert. Die Hydraulik ist dem zufolge die Lehre vom Strömungsverhalten verschiedenster Flüssigkeiten in einem Hydraulikzylinder.

In diesem Artikel wollen wir Ihnen die Grundlagen von Hydraulikdichtungen, Stangendichtungen, und Kolbendichtungen näherbringen. Unverzichtbar für zufriedenstellende Standzeiten sind auch Abstreifer und Führungselemente, deren Funktionsweise, sowie Profil- und Materialmöglichkeiten wir Ihnen hier erläutern werden. Auch auf individuelle Dichtsysteme wird eingegangen, denn diese sind häufig die beste Wahl in der Dichtungstechnik.

Hydraulikdichtungen - alles was Sie wissen sollten!

Generell unterscheidet man zwischen statischen Dichtungen, also zwischen unbewegten Teilen (z .B. bei Flanschverbindungen) und dynamischen Dichtungen, bei denen sich typischerweise ein Bauteil in Bewegung befindet (z. B. bei drehenden Wellen oder ein- und ausfahrenden Kolben in einem Zylinder). Hydraulikdichtungen fallen demnach in die Kategorie der dynamischen Dichtungen.

Zudem gibt es noch den hydrostatischen Anwendungsbereich, in dem die Dichtungen dafür sorgen müssen, dass beispielsweise ein Zylinder in der selben Position über einen längeren Zeitraum verharren muss.

Allgemein trennen Hydraulikdichtungen eine unter Druck stehende Flüssigkeit von ihrer Umgebung ab. Dabei befindet sich der Dichtspalt zwischen einem bewegten Kolben und dem Gehäuse bzw. Zylinder. Die Hydraulikdichtung hat dabei folgende Funktionen:

  • minimiert den Eintritt von Luft, Luftfeuchtigkeit
  • verhindert das Eindringen von Schmutz, Staub und anderen Verunreinigungen 
  • verhindert das Austreten von Hydraulikflüssigkeit aus dem Drucksystem, wobei das Ein- und Ausfahren des Kolbens gewährleistet bleiben muss.

Wir sind erfahrene Experten und können Ihnen die Hydraulikdichtungen anfertigen, die für Ihre Anforderungen und Anwendungsbereiche maßgeschneidert sind.

Stangendichtung, Kolbendichtung - Was sind die Unterschiede?

Stangendichtung

Stangendichtungen dichten die Austrittsstelle der Kolbenstange aus dem Zylinder ab. Sie sitzen unbewegt im Gehäuse, dichten mit ihrem Außenring also statisch. Innen, zur beweglichen Stange hin findet eine dynamische Abdichtung statt.

Üblicherweise sind Stangendichtungen als unsymmetrische Nutringe ausgeführt, deren verkürzte innere Dichtlippe dynamisch zur Kolbenstange hin dichtet. Die äußere Dichtlippe steht in statischem Kontakt zum Zylinderkopf. Bauartbedingt ist die Druckbelastung nur von einer Seite her zulässig, man spricht also von einfachwirkenden Dichtungen.

Ist eine Abdichtung im druckfreien Zustand nicht erforderlich, so können Stangendichtungen ohne Voranpressung eingebaut werden. Im Betrieb presst der Systemdruck den Nutring an die Dichtflächen, sodass eine ordnungsgemäße Dichtheit gewährleistet ist.

Sollte eine Abdichtung auch im druckfreien Zustand nötig sein (z. B. um ein Austreten der Hydraulikflüssigkeit während der Lagerung oder dem Transport des Gerätes zu verhindern) so muss eine Dichtung mit einer Voranpressung (Einbau unter Spannung oder Druck) verbaut werden.

Diese Voranpressung kann durch die Form (z. B. Kompaktringe) oder mehrteilige Dichtungen (z.B. Nutring + O-Ring oder Nutring + Feder) erfolgen. Diese Dichtungen haben auch ohne Systemdruck einen ausreichenden Anpressdruck, um Leckage zu vermeiden.

Welche Kolbendichtungen gibt es?

Kolbendichtung (Kompaktdichtungen)

Dieser Abschnitt befasst sich mit der Hydraulik Kolbendichtung (Kompaktdichtung). Man unterscheidet zwei Kategorien, je nach dem, ob der Kolben nur von einer Seite belastet wird (einfachwirkende Kolbendichtung), oder von beiden Seiten her Druckbelastungen ausgesetzt wird (doppeltwirkende Kolbendichtung).

Einfachwirkende Kolbendichtungen gleichen dem Funktionsprinzip nach den Stangendichtungen, mit dem Unterschied, dass bei einfachwirkenden Kolbendichtungen der Außendurchmesser dynamisch dichtet, während der Innendurchmesser statisch am Kolben sitzt (also eine umgekehrte Anordnung der ruhenden und bewegten Komponenten).

Dementsprechend werden solche einfachwirkende Kolbendichtungen wie Stangendichtungen als unsymmetrische Nutringe ausgestaltet, nur dass die äußere, dynamisch dichtende Dichtlippe, verkürzt ist. 

Die doppeltwirkende Kolbendichtung (Hydraulik Systeme mit Differentialzylinder zwischen zwei Druckbereichen) kann von beiden Seiten her druckbelastet werden, d. h. sie trennt zwei Kammern voneinander, wobei beide abwechselnd unter Überdruck stehen können. Solche doppelwirkende Kolbendichtungen sind typischerweise als symmetrische Nutringe oder Kompaktringe ausgestaltet.

Sie weisen einen symmetrischen Anpressdruckverlauf auf und reagieren äußerst schnell auf den Druck des Hydraulikmediums. Auch hier kann, je nach Anwendungsbereich, eine Voranpressung (Montage unter Druck, Spannung) erforderlich sein. Dies wird durch die Dimension und Geometrie von Kompaktringen oder durch O-Ringe aus Elastomer bewerkstelligt. Unser Montagewerkzeug für Hydraulikdichtungen ist für den Einbau dieser Dichtungen bestens geeignet.

Kolbendichtung Materialien

Nutringe

Nutringe sind prinzipiell ringförmige Dichtelemente, die eine Nut, also längliche Vertiefung, entlang ihres Durchmessers aufweisen. Diese Nut begrenzt die beiden Dichtlippen, die die Dichtkanten für die statische und dynamische Dichtung bilden. Je nach Anwendungsbereich (innendichtende Stangendichtung oder außendichtende Kolbendichtung) ist die innere Lippe oder äußere Lippe verkürzt. Die genaue Geometrie der Dichtlippen beeinflusst die Leistungsfähigkeit der Dichtung in Bezug auf die Dichtheit und Leckage-Rate maßgeblich.

Früher wurden Elastomer-O-Ringe und Nutringe mit dünnen Dichtlippen (spitz zulaufend) verwendet, aber diese Formen sind inzwischen überholt. Moderne Nutringe weisen ein ideales Dichtlippenprofil auf, dessen ölseitiger Keilspalt einen optimalen Öffnungswinkel für eine ausreichende Schmierung der Dichtfläche bei minimaler Leckage einnimmt (zu steil: kein Schmierfilm; zu flach: dicker Schmierfilm). Diese Dichtlippenform erlaubt deutlich bessere Performance in Bezug auf die Abstreiffähigkeit und Rückförderleistung, insbesondere bei hohem Druck.

Typischerweise werden Nutringe aus verschleißfestem PU (Polyurethan), reibungsarmen, temperatur- und chemikalienresistentem PTFE (Polytetrafluoroethylen), oder flexiblen, leistungsstarken Elastomeren (NBR, engl. nitrile-butadiene rubber) gefertigt.

Abzugrenzen sind Nutringe von sogenannten Kompaktringen, bei denen der Raum zwischen den Dichtkanten mit Elastomer aufgefüllt ist.

Wir sind erfahrene Experten und beraten Sie gerne, welches Material für Ihren Anwendungsbereich am besten geeignet ist.

Einbauräume Abstreifer Dichtungen

Abstreifer

Abstreifer befinden sich hinter der eigentlichen Hydraulikdichtung. Es handelt sich um Komponenten, die prinzipiell keiner nennenswerten Druckbelastung ausgesetzt sind. Abstreifer haben eine Doppelfunktion: einerseits streifen sie Schmutz, Staub, Wasser und sonstige Verunreinigungen von der einfahrenden Stange ab, um Verschmutzungen des Hydrauliksystems zu vermeiden. Andererseits müssen sie einen dünnen Ölfilm auf der Stange zulassen, um die Dichtung beim Einfahren ausreichend zu schmieren. Hierbei ist ein Gleichgewicht zu gewährleisten, denn eine zu große Ölmenge stellt praktisch eine Leckage dar und Schmutz bleibt auf der Ölschicht leichter haften.

Je nach erforderlicher Leistungsfähigkeit kommen in der Hydraulik Dichtringe mit Gummilippe zum Einsatz, oder aber spezielle sogenannte Doppelabstreifer. Doppelabstreifer besitzen zwei Dichtkanten. Die innere, ölseitige Dichtkante streift überschüssige Hydraulikflüssigkeit ab und hinterlässt einen ausreichenden Schmierfilm beim Ausfahren. Die äußere Dichtkante trägt Verunreinigungen von der einfahrenden Stange ab.

Typischerweise werden Abstreifer aus NBR (engl. nitrile butadiene rubber), PU (Polyurethan) oder PTFE (Polytetrafluoroethylen) gefertigt. Mit diesem Materialspektrum können weite Einsatzbereiche bezüglich Temperaturbereich, Systemdruck und Hydraulikflüssigkeit abgedeckt werden.

Wir beraten Sie gerne um für Ihr Anwendungsgebiet die optimalen Hydraulikdichtungen anfertigen zu können.

Führungsring Materialien

Führungselemente

Führungselemente ermöglichen das gerade Ein- und Ausfahren der Hydraulikstange und verhindern, dass auftretende Querkräfte zu Berührungen der metallischen Teile oder sonstigen Beschädigungen im Hydrauliksystem führen.

Hydraulikdichtungen sind dafür ausgelegt, große Kräfte aus dem unter Druck stehenden Hydraulikmedium aufzunehmen, können jedoch empfindlich gegenüber Quer-, Quetsch-, und Scherkräften sein. Führungsringe nehmen solche Kräfte auf und richten die Stange bzw. den Kolben zentral aus, sodass ein Verkeilen, Zerkratzen, Riefenbildung der metallischen Bauteile und die Zerstörung der Hydraulikdichtung durch Quetschen oder Zerreißen vermieden werden kann.

Je nach Anwendungsgebiet können Führungselemente als Führungsring oder Führungsband ausgeführt sein. Es kommen verschiedenste Geometrien vor und mehrere Materialien stehen zur Auswahl.

Beim Einsatz von Hochleistungsdichtungen ist es besonders zweckmäßig, auch die entsprechenden passenden Führungselemente zu verbauen, denn ein vorzeitiger Verschleiß oder Defekt einer solchen Dichtung ist nicht wirtschaftlich.

Wir beraten Sie gerne um für Ihr Anwendungsgebiet die optimalen Hydraulikdichtungen anfertigen zu können. 

Dichtsysteme Hydraulikdichtungen

Dichtsysteme

Für besonders anspruchsvolle Einsatzgebiete mit hoher Dichtwirkung und Beständigkeit kann eine einzelne Hydraulikdichtung nicht ausreichend leistungsstark sein, um die Vorgaben zu erfüllen. Dies können z. B. ungewöhnliche Kälte, Hitze, oder starke Verschmutzung im Arbeitsbereich sein. 

Hier empfiehlt sich ein Dichtsystem aus mehreren Komponenten, deren Funktionsweisen sich gegenseitig ergänzen. So kann ein Dichtsystem z. B. aus einer oder mehreren Hydraulikdichtungen sowie Führungselementen und Abstreifern bestehen.

Hier bieten sich viele Kombinationsmöglichkeiten, deshalb beraten wir Sie gerne individuell, um für Ihre Einsatzbereiche das ideale Dichtsystem anfertigen zu können. In unserem Sortiment finden Sie Produkte und Dichtungen für Hydraulikanlagen, Pneumatikanlagen und andere Bereiche sowie Sonderdichtungen. 

Fabian Kofler Produktion & Qualitätssicherung Tel. +43 5223 - 433 99 - 12