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O+P Fluidtechnik 4/2016

O+P Fluidtechnik 4/2016

DICHTUNGEN ■ Antrieb

DICHTUNGEN ■ Antrieb sinusförmige Bewegung ■ Hublänge 300 mm ■ p einfahrend 40 / 20 MPa ■ p ausfahrend 0 MPa ■ Geschwindigkeit 0,5 m/s ■ Öltemperatur 100 °C ■ Zyklen 200.000 / 300.000 DH ■ Stange 70 mm Chrom ■ Fluid HLP 46 02 Prüfstand zur Verschleißmessung an Stangendichtungen FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG 03 Verschleißbilder der Dichtsysteme im Vergleich 04 Verschleißbilder der Dichtsysteme im Vergleich durch das Lubrication-Management-Konzept an der Primärdichtung von 6,8 % auf 3,8 % reduziert werden. Die Vorteile sind auch bei Reibkraftmessungen nachweisbar. Bild 04 zeigt vergleichend die Reibkraft-Messwerte eines Standard- Polyurethan-Dichtsystems (PUR) und das Dichtsystem mit Anwendung des Lubrication Managements an der Primärdichtung (LM) für verschiede Geschwindigkeiten und Drücke. Im kausalen Zusammenhang mit der gemessenen deutlich reduzierten Reibung sind die resultierenden Vorteile im Verschleißverhalten der Primärdichtung sichtbar. Ein weiterer Vorteil zeigt sich insbesondere auch bei Kurzhubanwendungen im Verschleißverhalten der Sekundärdichtung und ist in der Folge im Einlaufverhalten der Gegenlaufflächen logisch erklärbar (Bild 05). Der Versuch wurde wiederum auf dem Verschleißprüfstand (Bild 02) durchgeführt. Der Hub wurde auf 10 mm reduziert und der Druck auf konstant 25 MPa eingestellt. Die Geschwindigkeit betrug 72 O+P – Ölhydraulik und Pneumatik 4/2016

DICHTUNGEN 05 Gegenlauffläche nach Kurzhubtest mit 1 Million Doppelhüben 06 Vorspannungsverluste von Primär und Sekundärdichtung 4 mm/s bei 80 °C über 1 Million Doppelhübe. Es konnte an der Gegenlauffläche weder im Bereich der Primärdichtung noch im Bereich der Sekundärdichtung eine messbare Änderung der Rauheitskennwerte festgestellt werden. Der Vorteil des Lubrication Managements zeigt sich auch bei hochfrequenter Belastung. Der Vorspannungsverlust der Primärdichtung und der Sekundärdichtung nach einem Hochfrequenz- Belastungstest (1/20 Hz, 5 MPa und 80 °C) über 288 Stunden ist in Bild 06 vergleichend dargestellt. Im Rahmen der reduzierten Belastung des kompletten Tribosystems kann auch von einer Steigerung der Robustheit gesprochen werden, was dann bei der Verwendung von z. B. Verschleiß fördernden Topographiestrukturen einer Gegenlauffläche sehr positiv für die Standzeit des Dichtsystems zum Tragen kommt. Beispielhaft wird hier eine Al 2 O 3 -beschichtete Kolbenstange für die entsprechende Versuchsreihe eingesetzt. Die Topographie der verwendeten Kolbenstange zeigt die typische Struktur dieser Art von Beschichtungen, die Rz-Werte liegen hier bei ca. 2,5 µm. Bild 07 zeigt eine 3-D taktil gemessene Oberflächenstruktur in Draufsicht und Schnitt. Die Profil- und Verschleißbilder der Versuchsdichtungen, die mit dieser Oberfläche getestet wurden, belegen die positive Auswirkung des flachen Gradienten der Kontaktpressung. Grundsätzlich kann Lubrication Management mit allen Dichtungswerkstoffen ausgeführt werden und erweitert die entsprechenden Leistungsgrenzen der jeweiligen Werkstoffgruppen erheblich. Auch große Durchmesser sind für gedrehte Ausführungen z. B. in PTFE- oder UHMPE-Compounds keine Schwierigkeit. Werkbilder: Trelleborg Sealing Solutions Germany GmbH, 70565 Stuttgart www.trelleborg.com Autoren: Holger Jordan, Dr. Mandy Wilke, Trelleborg Sealing Solutions Germany GmbH, 70565 Stuttgart 07 Dichtungsverschleiß im Vergleich auf einer Al2O3-Kolbenstange Literaturverzeichnis: [1] BLOK, H.: Inverse problems in hydrodynamic lubrication and design directives for lubricated flexible surfaces. In: Proc. Symp. on Lubrication and Wear, Houston, Texas, 1963 O+P – Ölhydraulik und Pneumatik 4/2016 73

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