Hydraulikzylinder

Optimale Dichtungskombination durch systematische Versuche

| Autor / Redakteur: Jörg Beyer* / Dorothee Quitter

Der Prüfstand besitzt insgesamt vier hydraulisch betriebene Prüfachsen, die jeweils zwei Prüfkammern mit definierten Dichtungskombinationen testen.
Der Prüfstand besitzt insgesamt vier hydraulisch betriebene Prüfachsen, die jeweils zwei Prüfkammern mit definierten Dichtungskombinationen testen. (Bild: Hänchen)

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Für die Qualität eines Hydraulikzylinders ist die Kombination von Dichtung und Stangenoberfläche entscheidend. Hänchen optimiert dieses Zusammenspiel mit einem selbst konzipierten Prüfstand.

Zwischen Dichtung und Kolbenstange stoßen zwei äußerst unterschiedliche Parameter aufeinander: Die Reibkraft der Dichtung und die Dichtheit an der Stange. Doch Verschleiß, Positionier- und Wiederholgenauigkeit, maximale und minimale Geschwindigkeit, Stick-Slip-Verhalten, minimaler und maximaler Druck, Eignung für bestimmte Fluide, darunter beispielsweise auch Skydrol oder wasser- basierte Fluide sowie Grenzwerte für Verunreinigungen des Fluids sind weitere wichtige Parameter.

Hinzu kommen die unterschiedlichen Dichtungssysteme: Klassische Dichtungen mit Dichtungs- und Abstreifringen und berührungslose Dichtungen mit hydrostatisch gelagerter Kolbenstangenführung oder mit der Ringspaltdichtung. Bei den klassischen Dichtungen spielen unterschiedliche Dichtungsmaterialien ebenso eine Rolle wie die Geometrie – insbesondere die der Dichtkante.

Entscheidend ist aber auch die Beschaffenheit der Gegenlauffläche, zum Beispiel der Kolbenstange, sowie die Reibungs- und Schmiereigenschaften unterschiedlicher Medien. Dazu gehören chrombeschichteter Stahl oder Leichtmetalle, aber auch moderne Materialien mit spezieller Kunststoffbeschichtung wie etwa H-CFK, der Verbundwerkstoff von Hänchen aus Carbon. Die Oberflächen-Bearbeitungsverfahren wie Honen oder Schleifen dieser Werkstoffe wirken sich ebenfalls auf die Dichtwirkung aus.

Prüfstand für systematische Versuche

Um die zugekauften Dichtungen für die eigenen Hydraulik- zylinder effizient und praxisnah prüfen zu können, hat Hänchen selbst einen Prüfstand mit seinem Antriebssystem Ratio-Drive entwickelt.

Kernelement sind vier hydraulisch betriebene Prüfachsen, die jeweils zwei Prüfkammern mit definierten Dichtungskombinationen testen. Alle vier Achsen lassen sich mit unterschiedlichen Prüflingstypen und Parametern betreiben. Der Hub der Anlage ist beliebig entsprechend der Stange wählbar. Geschwindigkeiten bis zu 4 m/s sind möglich. Beim autarken Parallelbetrieb aller 4 Stangen können bis zu 1 m/s gefahren werden, die Frequenz kann bis zu 5 Hz betragen.

Mit dem Dichtungsprüfstand sind Prüfungen gemäß VDMA 24577 zur Bestimmung der Reibkraft möglich. Der Druck in der Prüfkammer kann bis zu 600 bar betragen und ist während der Bewegung regelbar, so dass realitätsnahe Verhältnisse abgebildet werden können. Das Bewegungsprofil ist für sinusförmige oder konstante Geschwindigkeiten ausgelegt. Dabei ist die Beschleunigungsphase ebenfalls parametrierbar. Als Prüflinge lassen sich beliebige Stangen mit beliebigen Dichtungskombinationen anbauen und mit den verschiedensten Fluiden testen.

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