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O+P Fluidtechnik 4/2017

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O+P Fluidtechnik 4/2017

DICHTUNGEN In

DICHTUNGEN In zahlreichen Anwendungen auf dem Gebiet der Hydromechanik unterliegen Stangendichtungen aufgrund der betrieblichen Bedingungen hohen Drücken von mehr als 250 bar. Die Anforderungen an die Stangendichtung nehmen zu. Man verfolgt das Ziel der Herstellung einer immer größeren Anzahl von Zylindern, die bei höheren Drücken gleichzeitig eine hohe Dichtwirkung aufweisen, ohne wiederum Kompromisse im dem Bereich des Abriebs und der Lebensdauer machen zu müssen. Von Baggern bis zu Kränen und von Arbeitsbühnen bis zu Spritzgussmaschinen werden Stangendichtungen verlangt, die gleichzeitig einen höheren Extrusionswiderstand, eine längere Lebensdauer und eine hohe Dichtwirkung leisten können. 06 Extrusion at 400 bar 07 SPECIAL / HANNOVER MESSE 06 + 07 Bei einem Druck von 400 bar zeigt die XT200 (linkes Profil) eine um 60% niedrigere Extrusion im Vergleich zu Wettbewerbs produkten XT200 WETTBEWERBER 36 O+P Fluidtechnik 4/2017

DICHTUNGEN Total Leakage (ml/100m) 08 0,035 0,03 0,0302 0,025 0,02 0,0192 0,015 0,01 0,0094 0,005 0 1 XT200 Competitor Rod Seal with Inner Lip ENTWICKLUNGSPROZESS IM DETAIL Ein Team erfahrener Ingenieure aus den Bereichen R&D, Werkstoffentwicklung und Prüffeld begann vor zwei Jahren die Entwicklung der XT200 Stangendichtung von Grund auf. Eine solche Stangendichtung sollte ein perfektes Design aufweisen, um ein fortschrittliches Verhalten hinsichtlich der Dichtfunktion, des Extrusions- und Abriebverhaltens zu bieten. Gleichzeitig sollte die Stangendichtung aus einem Material sein, welches das besondere Design mit seinen Druckverformungsrestwerten, dem Temperatureinsatzbereich und dem Extrusionsverhalten verbindet. Die ursprünglichen Projektziele bestanden in der Entwicklung einer Stangendichtung mit einer zwischen 15% und 25% besseren Dichtwirkung und Extrusionsfestigkeit im Vergleich zu traditionellen Stangendichtungen im selben Segment. In der Entwicklungsphase schlug das XT200 Entwicklungs-Team verschiedene alternative Designs vor. Durch den Einsatz einer fortschrittlichen Version der Finite Element Analysis Software konnten alle alternativen Designs unter verschiedenen Betriebsbedingungen verglichen werden. Das Design, das die beste Leistung in den drei Hauptbereichen Extrusion, Dichtwirkung und Abriebfestigkeit erbracht hat, wurde ausgewählt. Darauf folgten intensive Detailentwicklungsarbeiten in den Bereichen Verschleiß sowie an der dynamischen- und an der statischen Dichtkante (Bild06). INTENSIV GETESTET Parallel zu dieser Initiative arbeiteten die Entwicklungsabteilung und der Werkzeugbau am effizientesten und zuverlässigsten Design von Werkzeugen, um eine reibungslose Produktion und eine langfristige Produktionseffizienz zu gewährleisten. Nach verschiedenen Prototypen wurde 11 Monate nach dem Beginn der Arbeiten die erste XT200 Stangendichtung hergestellt. Dann durchlief das Modell über einen Zeitraum von mehr als einem Jahr intensive dynamische und statische Tests auf unseren Prüfständen. Die Tests verfolgten das Ziel, die realen Anwendungen zu simulieren und gleichzeitig auch die Grenzen der Dichtung zu bestimmen. Nach insgesamt 1800 absolvierten Testkilometern in unserem Prüfzentrum für Forschung und Entwicklung (R&D Test Center) und verschiedenen Designanpassungen war die XT200 Stangendichtung bereit für Praxistests. In den darauffolgenden vier Monaten wurde die Dichtung erneut im Vergleich zu zwei Stangendichtungen des Wettbewerbs getestet. Die Tests erfolgten sowohl intern als auch extern in Feldversuchen zur Beobachtung des Funktions- und Eigenschaftverhaltens. Obwohl das Design einer der zwei wichtigsten Faktoren ist, die die Leistung einer Dichtung bestimmen, gilt das Material als der andere kritische Faktor sowohl für die Leistung als auch für die Lebensdauer. Die Eigenschaften des Materials, wie der Temperatureinsatzbereich, der Druckverformungsrest und verschiedene andere mechanische Eigenschaften, die Hydrolysefestigkeit, die chemische Struktur und die Medienkompatibilität sollten sowohl mit den Leistungszielen der Dichtung in den wesentlichen Anwendungen übereinstimmen als auch die vergleichbaren Produkte im Rahmen der Prüfstand- und Feldtests übertreffen. Für die Serienproduktion der XT200 wird das thermoplastische Polyurethan PU9401 der neuesten Generation ausgewählt. Dieser Werkstoff unterscheidet sich durch seine besseren mechanischen Eigenschaften hinsichtlich des Extrusions- und Abriebverhaltens sowie der Druckverformungsrestwerte, die besser als der Industriestandard ausfallen. Außerdem weist PU9401 einen erweiterten Temperatureinsatzbereich auf, der alle Zielanwendungen abdeckt. EXTRUSIONSWIDERSTAND Einerseits gelten vor allem bei Baumaschinen die Höchst- und Spitzendrücke als Faktoren, die zum höchsten Risiko für Stangendichtungen führen. Das Modell XT200 ist genau für diese Fälle entwickelt. Die besondere Geometrie und das hervorragende TPU-Material, das in der Stangendichtung zum Einsatz kommt, gewährleisten bei weitem den besten Extrusionswiderstand im Verhältnis zu den bereits am Markt befindlichen Produkten. Bei einem Druck von 400 bar zeigt die XT200 eine im Vergleich um 60% niedrigere Extrusion (Bild07). DICHTWIRKUNG Die Stangendichtung XT200 wurde für 300 km auf demselben Prüfstand parallel mit zwei Wettbewerbsdichtungen getestet. Die Stangendichtung XT200 erzielte im Vergleich eine um 50% verbesserte Dichtwirkung (Bild08). XT200 wird Ende April 2017 auf dem Markt eingeführt werden. Für die ersten 85 Abmessungen zwischen 20 und 250 mm sind die Werkzeuge bereits verfügbar. Der aktuelle Abmessungsbereich basiert derzeitig auf den in den europäischen und asiatischen Märkten am meisten nachgefragten Größen und Querschnitten. In diesem Jahr plant das Unternehmen Kastas die Erweiterung des Angebots an Abmessungen mit zusätzlichen Werkzeugen bis zu Ø300 mm sowie durch die Einführung von Zollabmessungen. Die aktualisierte Liste der Werkzeuge der Stangendichtung XT200 ist auf der Webseite des Herstellers verfügbar. Kastas auf der Hannover Messe: Halle 20, Stand C38 www.kastas.com O+P Fluidtechnik 4/2017 37

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