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In vielen Off-Highway-Anwendungen sind Hydraulikzylinder und deren Dichtungen enormen Belastungen ausgesetzt. Bild: Adobe Stock/antonmatveev

Hydraulikzylinder kommen in vielen Off-Highway-Anwendungen zum Einsatz; so unter anderem in Maschinen für die Land- und Forstwirtschaft, für den Bau beziehungsweise Bergbau oder auch in der Fördertechnik. All diesen Bereichen ist eines gemein: Die Anforderungen an die Leistungsfähigkeit der Zylinder sind enorm hoch. Beispielsweise ernten Mähmaschinen Quadratkilometer große Getreideflächen ab, während Kipplaster tonnenweise Gestein befördern und Großbagger riesige Erdbewegungen durchführen.

Kolbendichtung MPV links, Bild: SKF
Für Anwendungen mit moderater bis hoher Beanspruchung: Die neuen Kolbendichtungen: für Hydraulikzylinder mit metrischen Abmessungen (MPV) Bild: SKF

Dabei sind die Maschinen in aller Regel äußerst harten Umgebungsbedingungen wie Schmutz, Staub, Schlamm oder Steinschlag ausgesetzt. Folglich stehen auch die Hydraulikzylinder und Dichtungen unter extremen Belastungen.

Zugleich nehmen die Anforderungen an die Zuverlässigkeit und Betriebssicherheit der Hydraulikzylinder kontinuierlich zu. Dabei spielen die Dichtungen eine bedeutende Rolle: Sie verhindern, dass Hydraulikflüssigkeiten auslaufen und Verunreinigungen eindringen. Außerdem helfen sie, den Flüssigkeitsdruck aufrechtzuerhalten. Aus derartigen Gründen hat SKF in den zurückliegenden Jahren bereits ein breites Spektrum maßgeschneiderter Hydraulikdichtungen entwickelt.

Knackpunkt Kolbendichtung

Innerhalb des gesamten Dichtungssystems hängt die Funktionalität eines Hydraulikzylinders vor allem von der Kolbendichtung ab: Diese Dichtung befindet sich in einer Nut an der Außenseite des Kolbens. Ihre Hauptaufgabe ist es, die beiden angrenzenden Druckräume im Zylinder voneinander zu separieren beziehungsweise den Druck im einen Raum aufrechtzuerhalten, damit er nicht in den anderen entweicht. Da die meisten Hydraulikzylinder bidirektional arbeiten, muss die Dichtung den Druck von beiden Seiten aufnehmen können.

Diese Anwendung verlangt von den Ingenieuren – wie üblich bei der Entwicklung neuer Dichtungen – eine Gratwanderung zwischen Dichtwirkung und Reibung: Wenn die Dichtung zu viel Flüssigkeit von der Hochdruckseite des Zylinders zur Niederdruckseite austreten lässt, verliert der Zylinder an Leistung.

Andererseits führt übermäßige Reibung an der Zylinder-Innenwand zu beschleunigtem Verschleiß und reduzierter Lebensdauer. Der völlige Ausfall einer Kolbendichtung kann sogar erhebliche Sicherheitsrisiken bergen, weil die Kontrolle über die gerade bewegten Lasten verloren geht. Ein Beispiel dafür ist der sogenannten Blow-by, bei dem das Medium bei Druckaktivierung schlagartig von der Hochdruckseite des Zylinders zur Niederdruckseite strömt. Um Dichtungen gegen hohe Drücke und Temperaturen der Hydraulikflüssigkeiten zu wappnen, braucht es den richtigen Werkstoff. Diese Faktoren belasten nebenbei bemerkt nicht nur die Dichtungsmaterialien, sondern führen auch dazu, dass sich die anderen Komponenten des Zylinders ausdehnen beziehungsweise zusammenziehen.