Neue Maschinen, Werkstoffe und Verfahren

Freudenberg Sealing Technologies: Langlebige Hydraulikdichtung für den Schwerlastbereich

An Hydraulikdichtungen im Schwerlastbereich werden aufgrund der rauen Bedingungen extreme Anforderungen gestellt. (Foto: Freudenberg)

An Hydraulikdichtungen im Schwerlastbereich werden aufgrund der rauen Bedingungen extreme Anforderungen gestellt. (Foto: Freudenberg)

Dichtungen in der Hydraulik von schweren Bau- und Landmaschinen arbeiten unter extremen Bedingungen. Unterschiedliche Temperaturen, aggressive Hydrauliköle sowie Staub und lange Betriebszeiten machen ihnen das Leben schwer. Freudenberg Sealing Technologies, Weinheim, setzt mit dem PPUR-Werkstoff 94 AU 30000 neue Standards, die höchste Anforderungen erfüllen und zugleich einen breiteren Einsatzbereich garantieren. Ergänzt wird diese Entwicklung durch den Hydraulikabstreifer DMRW2 aus PUR 94 AU 30000 mit Blech. Er hat eine integrierte Druckentlastungsfunktion, eine Abstreiflippe sowie eine zusätzliche Dichtlippe. Diese zusätzliche Lippe des Doppelabstreifers DMRW2 verbessert die Dichtwirkung.

An Material und Aufbau von Hydraulikdichtungen im Schwerlastbereich werden aufgrund der rauen Bedingungen extreme Anforderungen gestellt. Dazu gehören hohe Werte in Bezug auf Zugfestigkeit und Reißdehnung, Öl- und Ozonbeständigkeit sowie hohe Elastizität und Abriebbeständigkeit. Ein Material, das diese Grundforderungen hervorragend erfüllt, ist PUR. Es verfügt beispielsweise im Vergleich zu Elastomeren über eine viermal größere mechanische Widerstandsfähigkeit, eine ausgezeichnete Ozonbeständigkeit und hält Belastungen durch mineralische Flüssigkeiten gut stand.

Neue Polyurethan-Generation

Eigenschaftsvergleich von PUR 94 AU 30000 mit Standard-Polyurethanen. (Abb.: Freudenberg)

Eigenschaftsvergleich von PUR 94 AU 30000 mit Standard-Polyurethanen.
(Abb.: Freudenberg)

Aber auch eine Standard PUR-Dichtung unterliegt je nach Einsatzbedingungen einem mehr oder minder starken Verschleiß. Aus diesem Grund haben diese Dichtungen für den Einsatz bei tiefen Temperaturen andere Eigenschaften als solche, die speziell für die Tropen konzipiert sind. Die Hersteller von mobilen Arbeitsmaschinen suchen aber verstärkt nach universelleren Lösungen, um einen breiteren Einsatzbereich als bisher abzudecken und damit die Lagerhaltung unterschiedlicher Dichtungen zu reduzieren. Erschwerend kommt hinzu, dass Betreiber von Maschinen im Schwerlastbereich zunehmend Mietmaschinen nutzen. Das bedeutet nicht nur eine deutlich höhere Betriebszeit pro Jahr, auch die Leistungsgrenze der Maschine wird häufiger überschritten. Die genannten Fakten zeigen, dass der Markt immer häufiger nach Materialien verlangt, die flexibler einsetzbar sind und zugleich extremen Anforderungen genügen – das führt zu längeren Laufzeiten und höherer Verfügbarkeit der Maschinen.

Um die genannten Forderungen zu erfüllen, hat Freudenberg Sealing Technologies den Werkstoff 94 AU 30000 entwickelt und damit einen neuen Standard für Hydraulikdichtungen geschaffen. „Der neue Werkstoff mit einer Härte von 94 Shore A ist anderen Polyurethanen in allen relevanten Bereichen überlegen“, erklärt Dr. Jürgen Hieber, der seit 1996 bei Freudenberg arbeitet. Er bietet beste Performance bei Hitze und Kälte und ist einsetzbar in mineralischen Hydraulikmedien bis +120 °C sowie in biologisch abbaubaren Medien. Hinzu kommt eine hohe Sicherheit gegen Beschädigung durch Hydrolyse – selbst beim Einsatz in heißem Wasser bis 80 °C.“

Einsatzgrenzen erweitert

Vergleichsversuch bei 40 MPa und 100 °C mit großen Extrusionsspalten. (Abb.: Freudenberg)

Vergleichsversuch bei 40 MPa und 100 °C mit großen Extrusionsspalten. (Abb.: Freudenberg)

Während marktübliche Standard-Polyurethane unter extremen Bedingungen oftmals schon nach einer Betriebszeit von nur wenigen Monaten kapitulieren, halten Dichtungen aus der neuen Mischung um ein Vielfaches länger und sichern damit die Einsatzfähigkeit der Maschinen. Das breite Einsatzspektrum bei Temperaturen von -40 bis +120 °C wurde durch eine gezielte Modifikation der für diese Temperatureigenschaften verantwortlichen PUR-Komponenten erreicht. Das günstigere viskoelastische Verhalten bedeutet in der Praxis, dass Dichtungen aus diesem Werkstoff bei tiefen Temperaturen noch flexibel und bei hohen Temperaturen ausreichend stabil sind.

Damit erfüllt der neue PUR-Werkstoff die Forderungen des Marktes nach universelleren Einsatzmöglichkeiten. Bislang mussten Hersteller oftmals unterschiedliche Dichtungen von Hydraulikzylindern vorhalten; je nachdem, in welchem Teil der Erde die Maschine eingesetzt und mit welchem Medium das Hydrauliksystem betrieben wird. Baumaschinen werden heute aber für den weltweiten Einsatz entwickelt und die eingebauten Dichtungen müssen sowohl in der Arktis als auch in der Wüste über Jahre zuverlässig ihren Dienst verrichten. Und genau das leistet die neue Polyurethangeneration – sie verlängert die Wartungsintervalle, erhöht die Verfügbarkeit und senkt die Kosten; nicht nur bei der Lagerhaltung. Dichtungen der neuen Polyurethan-Generation sind daher besonders geeignet für Bau- und Landmaschinen sowie die Flurfördertechnik.

Die Weiterreißfestigkeit des PUR  94 AU 30000 liegt mit 120 MPa circa 35 % über den Werten vergleichbarer PUR-Werkstoffe. (Abb.: Freudenberg)

Die Weiterreißfestigkeit des PUR 94 AU 30000 liegt mit 120 MPa circa 35 % über den Werten vergleichbarer PUR-Werkstoffe. (Abb.: Freudenberg)

Auch was den maximalen Druck angeht, ist der Werkstoff ein Hochleistungsmaterial. In einem Vergleichsversuch bei 40 MPa und 100 °C mit großen Extrusionsspalten zeigen die Dichtungen der neuen Werkstoffgeneration keine nennenswerten Verschleißerscheinungen, während herkömmliche Dichtungen vorzeitig ausfallen. Die Weiterreißfestigkeit, ein Parameter für das Verschleißverhalten, liegt mit 120 MPa circa 35 % über den Werten vergleichbarer PUR-Werkstoffe – dies erhöht ebenfalls Verschleißfestigkeit und Lebensdauer. Dadurch kann der Zylinderbauer bei gleichen Einsatzbedingungen deutlich größere Spalte zulassen und die Fertigungskosten senken. Alternativ können bei gleicher Spaltweite deutlich höhere Belastungen zugelassen werden. Das vermeidet gerade bei hochbelasteten Baumaschinen eine mögliche Beschädigung durch auftretende Spitzendrücke.

Doppelabstreifer DMRW2 für sichere Funktion des Dichtsystems

Die neueste Entwicklung von Freudenberg Sealing Technologies ist ein Hydraulikabstreifer (DMRW2) aus dem Werkstoff 94 AU 30000, der mit zwei Lippen ausgestattet ist. Er besteht ebenfalls aus dem innovativen Material. Die strapazierfähige Lösung ist leicht zu montieren, reduziert das Eindringen von Schmutz und ist für jeden hydraulischen Zylinder nach ISO 6195 Type B ausgelegt.

Während es bei einem Standard-Doppelabstreifer bereits nach 1.400 Doppelhüben zu Verunreinigungen kommt, ist dank der deutlich verbesserten Abstreiferfunktion auch nach 17.000 Doppelhüben nichts zu erkennen. Für zusätzliche Sicherheit sorgt ein integrierter Druckentlastungskanal, der einen Druckaufbau zwischen Stangendichtung und Abstreifer zuverlässig verhindert. Die Anwendungen reichen von Erdbewegungs- und Landwirtschaftsmaschinen über Laderampen und Stellzylinder bis hin zu Industriefahrzeugen und Pressen.

www.fst.com

 

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