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O+P Fluidtechnik 4/2017

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O+P Fluidtechnik 4/2017

TITEL DICHTUNGEN Tabelle

TITEL DICHTUNGEN Tabelle 02 Untersuchungsergebnisse der Salzsprühtests für verschiedene Kolbenstangenbeschichtungen (Ni = Nickel) FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG 03 Reibungsprüfstand für Hydraulikstangendichtungen 04 Dauerlaufprüfstand für Hydraulikstangendichtungen 05 Versuchsbeschichtungen nach dem Kalzium-Chlorid-Salzsprühtest über 1000 Stunden VERSUCHSEINRICHTUNGEN Es wurden verschiedene Eignungstests wie Umweltversuche und Funktionstests mit verschiedenen Global-Shield TM -beschichteten Kolbenstangen durchgeführt. Schwerpunkte dieser Untersuchungen waren die Korrosionsbeständigkeit der Beschichtung, der Dichtungsverschleiß, die Beständigkeit gegen Ermüdung und die Zähigkeit der Beschichtung sowie die Verträglichkeit der Beschichtung mit den verwendeten Hydraulikmedien. Bei den Korrosionsbeständigkeitsuntersuchungen wurden folgende Versuche durchgeführt: n ASTM B117 Salzsprühtest, n ASTM B368 CASS (beschleunigter Kupfer-Salzsprühtest), n Kalzium-Chlorid-Sprühtest, n Magnesium-Chlorid-Sprühtest. Die Dichtungsuntersuchungen wurden mit Global-Shield TM - und hartchrom-beschichteten Kolbenstangen auf standardisierten Prüfständen bei Parker Prädifa durchgeführt (Bild 03 und 04). Auf dem Reibungsprüfstand für Hydraulikstangendichtungen wurden jeweils zwei Kolbenstangendichtungen auf Reibung, Leckage und Verschleiß getestet. Des Weiteren wurden die Verformungen der getesteten Dichtungsprofile in Abhängigkeit von Druck, Öltemperatur, Stangengeschwindigkeit und der zu prüfenden Kolbenstangenbeschichtung betrachtet. Der Standard prüfdurchmesser der Kolbenstangen lag in diesen Versuchen bei 36 mm. Auf dem Dauerlaufprüfstand für Hydraulikstangendichtungen können bis zu zwölf Dichtungen gleichzeitig auf Reibung, Leckage, Verschleiß und Deformationen in Abhängigkeit von der aufgebrachten Last wie Druck, Öltemperatur und Stangengeschwindigkeit sowie der zu testenden Kolbenstangenbeschichtung nach dem ISO-7986-Teststandard getestet werden. Wie bei den Reibungsuntersuchungen lag der Standardprüfdurchmesser für die Kolbenstangen bei den Dauerlaufversuchen bei 36 mm. In den Kurz- und Dauerlaufversuchen wurden Drücke von bis zu 300 bar, Stangengeschwindigkeiten bis zu 0,3 m/s, Öltemperaturen bis zu 80 °C und Lastwechselzahlen bis zu 1 Million Doppelhübe gefahren. Neben handelsüblichen Nutringen wie B3 oder BS wurden auch PTFE-Dichtkantenringe wie OD oder R1 sowie reibungsmodifizierte Dichtungsprofile wie z. B. HL auf Global-Shield TM -beschichteten Kolbenstangen getestet, immer im Vergleich zu anderen handelsüblichen Kolbenstangenbeschichtungen. 62 O+P Fluidtechnik 4/2017

DICHTUNGEN VERSUCHSERGEBNISSE DES SALZSPRÜHTESTS In einer umfangreichen Versuchsserie wurde der Widerstand der Global-Shield TM -Beschichtung gegen einen chemischen Angriff bei verschiedenen Salzsprühtests bestimmt. In Tabelle 02 sind die Ergebnisse der Global-Shield TM -Beschichtungen im Vergleich zu anderen elekrochemisch auf Kolbenstangen aufgebrachten Beschichtungen dargestellt. Im Vergleich zu einer Standard-Hartchrom-Beschichtung hat die Global-Shield TM -Beschichtung ihre Widerstandsfähigkeit unter extremen Umgebungsbedingungen bewiesen. In fast allen Untersuchungen wies die neue Beschichtung nahezu dasselbe Aussehen auf wie zu Beginn der Untersuchungen (Bild 05). ERGEBNISSE DER REIBUNGSUNTERSUCHUNGEN In den bei Parker Prädifa durchgeführten Reibungs- und Kurzdauerlaufversuchen wurden verschiedene Dichtungsbauformen wie Nutringe und PTFE-Dichtkantenringe („Slipper Seals“) anhand der standardisierten Prüfprozedur STP-11 auf verschiedenen Kolbenstangenbeschichtungen getestet. In allen Versuchen wurden die gleichen Prüfbedingungen realisiert. In Bild 06 sind die Reibungsergebnisse für Nutringe des Typs BS (mit einer Sekundärdichtlippe), gemessen im Neuzustand der Dichtungen dargestellt. Im Neuzustand ist das Reibungsverhalten von Nutringen gemessen auf der Global-Shield TM -Beschichtung vergleichbar mit dem Reibungsverhalten solcher Dichtungen auf einer Parker-Standard- Hartchrom-Kolbenstange oder auf einer chemisch-nickelbeschichteten Kolbenstange. Nach einem kurzen Dauerlauf über 32 000 Doppelhüben bei 300 bar und einer Öltemperatur von 80 °C wurden die Reibungsmessungen für die nunmehr eingelaufenen Dichtungen wiederholt. Die in Bild 07 dargestellten Reibungskurven zeigen, dass die Reibung der Nutringe des Typs BS im eingelaufenen Zustand nahezu die gleiche ist wie diejenige der Dichtungen im Neuzustand. Bei keinem der durchgeführten Teilversuche konnte Leckage bei den Testdichtungen festgestellt werden. Die Reibungswerte der Nutringe, getestet auf einer Hartchrom-Kolbenstange und einer chemisch-nickelbeschichteten Kolbenstange, waren zwar geringfügig niedriger als bei der Global-Shield TM -beschichteten Kolbenstange. Doch wurde hier das Ergebnis maßgeblich durch eine gewisse Leckage bei den Testdichtungen mit beeinflusst. An den Versuchsdichtungen, die auf der Global-Shield TM -beschichteten Kolbenstange gelaufen waren, konnten außer einer geringen Extrusion keinerlei Anzeichen von Verschleiß oder anderweitige Beschädigungen festgestellt werden (Bild 08). Auch auf der gelaufenen Kolbenstange waren keine Anzeichen größerer Veränderungen feststellbar. Nahezu unabhängig vom Dichtungstyp (B3 oder BS) oder Werkstoff des getesteten Nutrings ist das Reibungsverhalten der Dichtungen, gemessen auf den Global-Shield TM - beschichteten Kolbenstangen, vergleichbar (Bild 09). Neben der Variation der Dichtungswerkstoffe in den Versuchen wurde auch der Einfluss des verwendeten Hydraulikmediums auf das Reibungsverhalten der untersuchten Nutringe bestimmt. Exemplarisch sei dies hier mit Nutringen des Typs BS aus dem Hochtemperaturwerkstoff P4300 dargestellt. In den durchgeführten Versuchen wurde das Reibungsverhalten dieser Dichtungen auf einer Global-Shield TM -beschichteten Kolbenstange mit denjenigen auf einer Hartchrom-beschichteten und einer plasmanitrierten Kolbenstange des Typs Ionit-Ox anhand von zwei verschiedenen Mineralölen (Fuchs Renolin MRX 46 und Shell Tellus 46S) miteinander verglichen. Mit zunehmender Versuchszeit und einer ent- 06 Reibung von Nutringen Typ BS 3646 P5008, gemessen auf verschiedenen Kolbenstangenbeschichtungen im Neuzustand 07 Reibung von Nutringen Typ BS 3646 P5008 gemessen auf verschiedenen Kolbenstangenbeschichtungen im eingelaufenen Zustand 08 Dichtungsoberfläche eines Nutrings Typ BS 3646 P5008, getestet auf einer Global-Shield TM -beschichteten Kolbenstange nach den durchgeführten Reibungsversuchen O+P Fluidtechnik 4/2017 63

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