Kolbendichtungen

Kolbendichtungen für hydraulische und pneumatische Zylinder und Aktuatoren sind so konzipiert, dass sie den Druck isolieren, der während der Hubbewegung zwischen dem Kolben und der Stangenseite ausgeübt wird.Die bewegliche Kolbenstange erzeugt einen hohen Druck auf die Kolbendichtung, wodurch die Kontaktkraft zwischen der Dichtung und der Zylinderoberfläche erhöht wird. Daher ist die Oberflächenqualität der abzudichtenden Gleitflächen entscheidend für die zuverlässige Funktion der Dichtung. Die Bewegung kann rotatorisch, translatorisch, alternierend oder oszillierend sein. Die Aufgabe einer dynamischen Dichtung besteht darin, die Dichtkräfte auszugleichen, die Reibung zu minimieren und Leckagen zu verhindern.Kolbendichtungen sind als einfach und doppelt wirkende Dichtungen in verschiedenen Materialien und Profilkonfigurationen für die unterschiedlichsten Anwendungen erhältlich, für hohe und niedrige Temperaturen und Drücke, verschiedene Medien, extreme Betriebsbedingungen, verschiedene Reibungsanforderungen usw. Die bei uns erhältlichen Kolbendichtungen decken Betriebstemperaturen von -50 °C bis 230 °C und Betriebsdrücke bis 800 bar ab. Einige Dichtungsprofile sind gegenüber extremen Druckspitzen unempfindlich. Ebenfalls stehen Kolbendichtungen für Einbauräume nach ISO 6020, ISO 5597 und ISO 7425-1 zur Verfügung.

Moderne Hydraulik-Kolbendichtungen lassen sich durch die Auswahl des passenden Werkstoffs genau auf die jeweilige Anwendung abstimmen. Überwiegend kommen folgende Werkstoffe zum Einsatz

• TPU / PUR: Thermoplastisches Kunststoffe auf Polyurethanbasis sind als Werkstoff für Hydraulik- und Pneumatikdichtungen weitverbreitet. Diese eignen sich für Einsatztemperaturen von -30°C bis + 80 °C in Abhängigkeit des Druckmediums und einem Systemdruck bis ca. 400 bar sowie einer Gleitgeschwindigkeit von bis zu 0,5 m/s.
• Kolbendichtungen aus Polyurethan werden für standardisierte Nutabmessungen kostengünstig als Formteil realisiert, lassen sich aufgrund Ihre Shore-Härte von 92-94° Shore A auch spanend auf CNC-Maschinen herstellen. So lassen sich auch Sondermaße sowie Kleinserien wirtschaftlich darstellen. Bei höheren Drücken werden dies zusätzlich durch Profil- oder Stützringen aus PTFE verstärkt.
• PTFE (-Compounds) kommen bei Kolbendichtungen meist mit symmetrischen (doppelwirkend) oder abgestufter Profilring kombiniert mit einem innenliegenden O-Ring als Vorspannelement oder als Nutring mit einer innenliegenden Feder zum Einsatz.
• Kolbendichtungen aus PTFE können teilweise bei Systemdrücken von bis zu 80 MPa und aufgrund der sehr geringen Reibungswerte des PTFE`s für Gleitgeschwindigkeiten von bis zu 15 m/s eingesetzt werden.
• Darüber hinaus verfügt PTFE über eine höhere Temperaturbeständigkeit von -50 bis +200 °C. Um diese nutzen zu können muss das Material des O-Rings entsprechend angepasst werden z.B. ein FKM-Elastomer anstelle von NBR.
• Kostentechnisch bewegen sich diese Dichtungen auf einem höheren Niveau als jene aus PUR was dem Fertigungsaufwand und dem Materialpreis sowie den Dichtungsaufbau geschuldet ist. Stütz- auch Backringe genannt werden meist auch aus PTFE gefertigt, diese sollen die Spaltextrusion bei Stangendichtungen bei hohen Systemdrücken verhindern.
• Elastomere: Meist NBR (Acrylnitril-Butadien-Kautschuk) wird bei Kolbendichtungen meist faserverstärkt oder in Kombination mit anderen Werkstoffen wie TPE (thermoplastische Elastomere) oder POM (Polyoxymethylen) in Form von Kompaktkolbendichtungen eingesetzt.

NBR weist eine gute Quellbeständigkeit gegenüber Hydraulikölen auf. Die maximale Einsatztemperatur reicht von -30 bis 105 °C in Abhängigkeit vom Druckmedium. Der maximale Systemdruck kann • (bei Kompaktkolbendichtungen) bis zu 700 bar betragen die Gleitgeschwindigkeit bis 0,5 m/s.

• Faktoren zur Auswahl der passenden Kolbendichtung
• Platzbedarf im Konstruktionsbereich
• Einsatzbereich des Systems
• maximale Gleitgeschwindigkeit
• genaue Angabe der metallischen Spaltmaße
• maximale Druckbelastung
• offener oder geschlossener Einbauraum
• min./max. Temperatur
• exakte Angabe des Mediums (wichtig für Werkstoffwahl)