Sauber einfahren – Zylinder schützen mit individuellen Abstreifersystemen

Eisabstreifer werden zwar nach ihrem ursprünglichen Aufgabengebiet benannt, d. h. bei Tieftemperatureinsätzen Eis- oder Reifschichten von ausgefahrenen Kolbenstangen zu entfernen. Heutzutage warten jedoch zunehmend andere Herausforderungen auf derartige Bauteile. So kann es unter gewissen Voraussetzungen und Gegebenheiten in den Bereichen der Mobilhydraulik, oder dem hydraulischen Pressen- und Anlagenbau durchaus sinnvoll sein, auf derartig massive, schwere Baureihen zu vertrauen. Nicht selten sind komplett ausgerissene Polymer-Abstreifer oder verbogene und zerstörte Messing- und Abstreiflippen und der daraus resultierende Schmutz- und Partikeleintrag das Resultat einer falschen Abstreiferwahl, mit entsprechend fatalen Folgen für das dahinterliegende Dicht- und Führungssystem. Wenn man sich die Folgekosten, inklusive Ausbau, Wartung bzw. Überholung und erneuten Einbau eines durch Partikeleintrag zerstörten Hydraulikzylinders, betrachtet, übersteigen diese oft den ursprünglichen Wert eines neu ausgelieferten Zylinders. In Bereichen, in denen Maschinen und Hydraulikzylinder rund um die Uhr enormer Schmutzbelastung ausgesetzt sind, sollte unbedingt auch ein Augenmerk auf das verwendete Abstreifsystem gelegt und dieses möglichst exakt auf diese Bedingungen angepasst sein.

Besonders in Anwendungen, in denen normale Standarabstreifer aus Elastomeren wie NBR oder TPE´s etc. aus Festigkeits- und Verschleißgründen an ihre Grenze kommen, müssen sog. Metallabstreifer eingesetzt werden. Hier hat Fa. Hunger DFE mit dem Abstreiftyp A-EIS-SL (SL = schwimmende Lippe) eine robuste Lösung im Programm, die sich bereits seit mehreren Jahren erfolgreich im Einsatz befindet.

Eine sich im äusseren Haltering befindliche und radial-schwimmende, mit Spiel ausgelegte primäre Abstreifkante ist in der Lage einer bei Biegung und Querlast ausgelenkten Kolbenstange zu folgen und zuverlässig selbst zähelastische oder fest anhaftende Verunreinigungen wie z. B. Zunder, Schlackespritzer, Schweißperlen und sogar Kalkschichten von der Stangenoberfläche zu nehmen. Derart harte Bedingungen können beispielsweise in Stahl- oder Aluminiumwerken, in Müllpressen sowie im Schrott- und Recycling-Sektor herrschen und stellen herkömmliche Abstreifersysteme oft vor große Probleme.

In der Standardausführung des A-EIS-SL ist die primäre Abstreifkante aus massiver Messing-Bronze gefertigt. Diese kann aber je nach Einsatzfall auch in anderen, beliebigen metallischen, oder polymeren Werkstoffen ausgeführt werden. Hunger DFE legt die jeweilige Ausführung der Bestandteile abhängig vom Einsatz und die, auf den Zylinder einwirkenden, Betriebsparameter individuell aus.

So sind für Halte- und Primär-Abstreifring Versionen aus Edelstahl für den Lebensmitteleinsatz (z. B Rührwerke, Dosier- und Zuführzylinder) genauso erhältlich, wie hoch-korrosionsbeständige Duplex-Stähle für den Einsatz in Unterwasser- oder Offshore-Anwendungen. Für Einsätze im Hochtemperaturbereich (Stahlgießerei) können ebenfalls entsprechend geeignete metallische Werkstoffe angeboten werden.

Die nach der Primärkante angeordnete, meist aus einem elastischen Werkstoff bestehende, Sekundär-Abstreiflippe verhindert das Eindringen von Staub, feinsten Restschmutzfilmen oder Feuchtigkeit. Die dahinter liegenden Werkstoffe des Führungs- und Dichtungssystem werden so zuverlässig vor Kontaminationen mit schädlichen Fluiden (z. B. Lösemittel, Wasser etc.) oder abrasiven Feinstpartikeln geschützt.

Hunger DFE kann auch hier die Sekundärlippe an die unterschiedlichen Gegebenheiten in der Anwendung anpassen. In der Standardausführung stehen TPU´s und TPE´s in verschiedenen Härtgraden und Ausführungen (z.B. hydrolyse- und mikroben-beständig) oder vulkansierte NBR-Versionen zur Verfügung. Für Hochtemperatureinsätze können FKM, H-NBR, FVMQ angeboten werden. Für Einsätze im Tieftemperatursektor hat Hunger DFE z.B. ein spezielles NBR-Compound im Portfolio, das bis zu -54°C eingesetzt werden kann.

Abstreifer für Einsätze bei denen hohe Verfahrgeschwindigkeiten (>1m/s) erreicht werden, oder bei denen extreme Anforderungen hinsichtlich chemischer Beständigkeit bei gleichzeitig großem Temperaturspektrum gefordert werden, können mit Sekundärlippen aus entsprechenden PTFE-Compounds oder Hochleistungskunsstoffen (z.B. PEEK) bestückt werden. Je nach Werkstoffkombination können so Einsatzfälle und Temperaturbereiche von -60°C bis +200°C, abgedeckt werden.

Zur Entwicklung und Verifizierung von abgestimmten Abstreifsystemen stehen im Prüfzentrum der Hunger DFE zwei, eigens dafür entwickelte Prüfstände bereit. Abgestimmt auf die Vorgaben und Anforderungen in der endgültigen Anwendung können hier mit variablen Geschwindigkeiten Tests absolviert werden. Die Prüftemperaturen können zum einen durch die Kühlung eines, mit Kältemittel betriebenen, Verdichters im deutlichen Minusbereich liegen und reelle Eisschichten in variabler Dicke auf einer Kolbenstange appliziert werden. Es können aber auch hohe Temperaturen weit  über den Einsatzbereichen von herkömmlichen Elastomeren abgedeckt werden. Temperiert wird über die gesamte Verfahrstrecke der Stange/Prüfkammer, in welcher die Abstreifsysteme mit Verunreinigungen – entsprechend Partikelverteilung z.B. nach Kundenvorgabe – kontaminiert werden.

Mittels der installierten Sensorik werden während der Prüfläufe die Temperaturen, Geschwindigkeiten und die zurückgelegte Strecke, zur Sicherstellung vergleichbarer Ergebnisse, direkt am Bauteil erfasst. Eine gekammerte Auslegung der Prüflingsaufnahme sorgt für eine zerstörungsfreie Demontage, die für die Analyse der Bauteile unabdingbar ist. Die Prüfkammer ist zur Aufnahme mehrerer Abstreifer ausgelegt. Dies erhöht zum einen die Anzahl der Prüfungen zur statistischen Auswertung und erlaubt insbesondere verschiedene Abstreifsysteme, bei exakt gleichen Bedingungen, zu Benchmark-Untersuchungen gegenüber zu stellen.

Detailliert beurteilt, werden abgesehen von unterschiedlichen Materialausführungen und Modifikationen natürlich auch unterschiedliche Geometrien mit variablen Vorspannungen. Aufgrund der ermittelten Ergebnisse und Erkenntnisse wird das jeweilige Abstreifsystem dann im iterativen Prozess verbessert.

Je nach Einsatzfall werden die Tests mit verchromten, oder beschichteten Kolbenstangen definierter Oberfläche durchgeführt. Es stehen ebenfalls Stangen mit keramischen Oberflächenbeschichtungen (Hunger Ceraplate) oder Auftragsschweißungen (Hunger Ultraplate) für Prüfungen zur Verfügung.

Beurteilt wird das Abstreifvermögen bei unterschiedlichen Betriebsparametern, hier variiert insbesondere die Laufleistung. Dieser werden eventuelle geometrische Veränderungen der Abstreifelemente und gegebenenfalls Verschleiß, ermittelt durch Gewichtsverlust, gegenübergestellt. Bei stark abrasiven Medien werden die nachgeschalteten Dichtsysteme diesbezüglich ebenfalls beurteilt.

Hunger DFE kann somit, nach Design- und Werkstoffoptimierung einzelner Bestandteile, Abstreifsysteme anbieten, die auf Funktion, Performance und Einsatzbedingungen abgestimmt sind. Im Einsatz befinden sich derzeit Abstreifsysteme in unterschiedlichen Werkstoff-Kombinationen von Ø8mm Ø950mm.