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Stangendichtung

Reibungsarme und druckgesteuerte Hydraulik-Stangendichtung sorgen für einen reibungslosen Start in den Montagmorgen

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Anbieter zum Thema

Lenord, Bauer & Co. GmbH
SPN Schwaben Präzision Fritz Hopf GmbH
FAULHABER Antriebssysteme
Parker Engineered Materials Group
Parker Hannifin GmbH O-Ring Division Europe

Reibkraftprüfung nach Parker Prüfnorm

Anhand von Reibungsuntersuchungen wurde die Reibkraftcharakteristik des Nutrings HL bestimmt und mit der von herkömmlichen Nutringen und reibungsoptimierten Dichtungsvarianten verglichen. Die Versuche zum Reibkraftverhalten wurden auf dem im folgenden Bild dargestellten Prüfstand durchgeführt.

Der konstruktive Aufbau dieses Prüfstands bewirkt, dass immer die Reibkraft von zwei Dichtungen gleichzeitig – davon eine im ziehenden Modus und eine im stemmenden Modus – gemessen wird. Aus entsprechenden Untersuchungen von verschiedenen Institutionen zum Thema Reibkraft von Kolbenstangendichtungen ist bekannt, dass das Reibkraftverhalten in Abhängigkeit von der Bewegungsrichtung der Kolbenstange und der vorgegebenen Stangengeschwindigkeit unterschiedlich ausfallen kann. Da auf diesem Prüfstand aber in erster Linie vergleichende Untersuchungen zwischen verschiedenartigen Dichtungskonzepten durchgeführt werden, wird dieses Verhalten der Dichtungen bewusst vernachlässigt. Im Hinblick auf das Stick-Slip-Verhalten von Kolbenstangendichtungen haben eingehende Untersuchungen gezeigt, dass ein solches Verhalten unabhängig von der Bewegungsrichtung der Kolbenstange auftritt.

Die Reibkraftprüfungen wurden im Neuzustand der Testdichtungen sowie im Anschluss an einen längeren Dauerlaufversuch bei wechselnden Druck-, Temperatur- und Geschwindigkeitsverhältnissen mit folgenden Parametern durchgeführt.

  • Betriebsdruck p bar 0 bis 200
  • Betriebstemperatur T °C 30 / 60 / 80
  • Stangendurchmesser mm 36
  • Hublänge mm 280
  • Gleitgeschwindigkeit m/min 0 bis 4
  • Medium Mineralöl HLP 46

Der Reibkraftvergleich zeigt, dass mit der neuen Dichtungsgeometrie HL eine deutliche Reibungsreduzierung gegenüber herkömmlichen Nutringen, aber auch gegenüber bereits reibungsmodifizierten Dichtungsvarianten realisiert werden konnte.

Bild 7 zeigt die Reibkraft in Abhängigkeit vom Systemdruck für einen Stangendurchmesser von 36 mm bei 60 °C und einer Verfahrgeschwindigkeit von 0,1 m/min. Sowohl im Niederdruckbereich als auch bei höheren Drücken wird die Reibkraft gegenüber dem Standard-Nutring enorm verringert. Im Maximum kann die Reibkraft um nahezu 500 N reduziert werden. Deutlich erkennbar sind ebenfalls die Vorteile gegenüber den reibungsmodifizierten Vergleichsprodukten. Hier konnte eine bis zu 50 % geringere Reibkraft festgestellt werden.

Bei der Betrachtung der Reibkraft in Abhängigkeit der Verfahrgeschwindigkeit zeigt sich ein ähnliches Verhalten. In Bild 8 sind die entsprechenden Reibkraftkurven für einen Nenndurchmesser von 36 mm, eine Temperatur von 60 °C und einem Systemdruck von 40 bar dargestellt. Insbesondere bei langsamen Verfahrgeschwindigkeiten weist die neue Dichtungsbauform deutliche Reibungsvorteile auf. Gegenüber den reibungsoptimierten Vergleichsdichtungen wird die Reibkraft um bis zu 60 %, gegenüber einem Standardnutring um fast 80 % reduziert.

Hierdurch ergeben sich insbesondere im Hinblick auf das unerwünschte Ruckgleiten wesentliche Verbesserungen in allen getesteten Druck- und Temperaturbereichen. Des Weiteren können durch die geringe Reibleistung deutlich höhere Verfahrgeschwindigkeiten realisiert werden. (Zu guter Letzt noch Einbaubeispiele und ein Fazit)

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