Funktionseigenschaften

Verschleiß an Dichtung und Zylinderrohr

Herkömmliche weiche Dichtungen aus polymeren Werkstoffen laufen bei hydraulischem Betrieb im Zylinderrohr in erster Linie während den ersten 1000 Hüben ein. Der Verschleiß entsteht sowohl auf der Höhe des Oberflächenprofiles als auch in der Tiefe hauptsächlich aber auf der Höhe. Normalerweise hat sich die Profiltiefe schon nach etwa 10.000 Hüben auf ca. die Hälfte verringert. Der Verschleiß der Dichtungsfläche und dem Zylinderrohr setzt sich fort, danach aber mit verminderter Geschwindigkeit. Während dieser verhältnismäßig kurzen Einlaufzeit wird eine große Anzahl von Kleinpartikeln erzeugt, die eine Bedrohung für die Sauberkeit des ganzen Systems darstellen, falls die Filter nicht gut funktionieren. Die Abnutzung am Zylinderrohr kann sich mit der Zeit erhöhen und zum ernsthaften Problem werden, falls harte Partikel in die Oberfläche der weichen polymeren Dichtung oder in die Steuerung gelangen und falls die Partikel hängenbleiben können sie Kratzspuren im Zylinderrohr verursachen. Die Abnutzung an den weichen polymeren Dichtungen kann sich mit der Zeit erhöhen und kritisch werden, falls die Oberfläche durch z.B. Rissebildung geschädigt wird oder als Folge Oberflächenfehler die von Anfang an vorhanden waren, wie z.B. kleine Kratzer verursacht durch unreines schlackenreiches Material in der Zylinderoberfläche. Die weichen polymeren Dichtungen sind abhängig von sehr feinen Oberflächen und davon, dass keine Risse und Kratzer vorhanden sind. Im Großen und Ganzen sind es nur rollenpolierte und gehöhnte Oberflächen mit Ra- Werten von 0,2 oder besser die zu akzeptablen Ergebnissen bei anspruchsvoller Verwendung führen. Eine von Metseals besten Eigenschaften ist die Unempfindlichkeit der Oberflächen-Struktur der gegenwirkenden Fläche und eventuell die vorkommenden Rissen und Kratzern. Dies gibt als Ergebnis eine überlegene Lebensdauer für die Dichtung und die Zylinderoberfläche sowie die Möglichkeit die Kosten für die Herstellung der Oberfläche zu senken. Außer Oberflächen die rollenpoliert oder gehöhnt sind, kann die Metseal- Dichtung auch gröbere Methoden nützen die schlechtere Oberflächenstrukturen ergeben wie z.B. gezogene oder feingedrehte Oberflächen. Die Metseal-Kolbendichtung kann auch mit diesen verhältnismäßig groben Oberflächen, ohne Erzeugung von großen Mengen von Schleifpartikeln, eine längere und sichere Lebensdauer als die beste Kombinationen von feinen Oberflächen und Kolbendichtungen aus polymeren Werkstoffen erreichen. Hinzu kommt dass die Metseal-Dichtung durch Betrieb die Oberfläche des Zylinderrohrs verbessert, so dass die Kolbensteuerung bessere Voraussetzungen und eine längere Lebensdauer bekommt sowie die niedrigere Erzeugung von Verschleiß-Partikel entsteht.

Die Metseal-Kolbendichtungen für Hydraulik sind aus gehärtetem hochlegiertem Stahl hergestellt und sowohl die Dichtungsfläche als auch die Seitenflächen haben gute Tragfähigkeit und eine feine Oberflächenstruktur mit Ra-Wert unter 0,2 μm. Wenn die Metseal-Kolbendichtung ihre ersten Hübe unter hohem Druck läuft, werden eventuell hohe Punkte auf die weichere Stahloberfläche im Zylinderrohr ausgedehnt. Da die Dichtung wesentlich härter ist als das Zylinderrohr wird die Oberfläche der Dichtung nicht beschädigt. Die Oberfläche hat schon nach einigen hundert Hüben ein Anfangs Oberflächenprofil mit ausgeprägten Hochflächen erhalten die alle auf der gleichen Höhe liegen. Nach weiteren relativ vielen Hüben bekommen diese Hochflächen eine sehr feine spiegelähnliche Oberfläche. Der Verschleiß am Zylinderrohr ist in der Regel so klein dass er nicht messbar ist, sondern es handelt sich eher um eine stufenweise Oberflächenverfeinung und Vergrößerung der Hochebenen- Flächen. Wenn die Dichtung mit ihrer Dichtungsoberfläche am Zylinderrohr gleitet besteht nur Kontakt an den feinen Oberflächen der Hochebenen. Vorkommende Risse und Kratzer beeinflussen den maximalen Kontaktdruck für Metseal nur marginell, weshalb, Risse, Kratzer und Löcher verschiedener Art kein Problem für die Lebensdauer sind, und ebenso wenig für das Oberflächenphänomen mit seiner halbsoliden Grenzschichte, und der statischen und dynamischen Undichte. Weiche polymere Dichtungen dagegen, können in Kratzer und Risse ein federn wobei die weiche Oberfläche schnell herunter gehobelt oder abgenutzt wird mit einem Dichtungs-Schaden als Folge. Abbildung 5 zeigt wie weiche Dichtungen und Abbildung 6 wie die harte Metseal-Dichtung, das Oberflächenprofil im Zylinderrohr verformt und abnutzt.

Einlaufen von Zylinderlauf