Dichtungsprinzip hin- und hergehender Dichtungen: Wie hydraulische Stangendichtungen, U-Cup-Dichtungen und V-Dichtungen Leckagen verhindern

[05.06.2026]|Von Xiamen Jinshun Sealing Technology Co., Ltd. Annie Xu

Wie dichten Hubkolbendichtungen Öl ab? Zur Erläuterung verwenden wir als Beispiel ein U--förmiges Siegel.

Wie im Diagramm dargestellt, berührt die U--förmige Dichtung die Kolbenstange bei einer Bewegung der Kolbenstange nach rechts unter einer Druckverteilung, die sich aus einem Spitzendruck (P1max) ergibt, der höher als der Innendruck (P1) ist. Mit zunehmendem maximalen Kontaktdruckgradienten |dp/dx|max der Öldruckverteilung wird P größer und die Dicke des durch die Dichtung fließenden Öls wird dünner.

Wenn sich umgekehrt die Kolbenstange aufgrund des Innendrucks (P2) auf die U--förmige Dichtung nach links bewegt, hängt die Dicke des durch die Dichtung fließenden Öls vom Absolutwert des maximalen Kontaktdruckgradienten bei Atmosphärendruck |dp/dx|max.M ab. Um die Reibung zu reduzieren, ist ein Ölfilm auf der Gleitfläche der Hubkolbendichtung erforderlich.

Die minimale Ölfilmdicke der Gleitfläche wird durch den maximalen Kontaktdruckgradienten, die Geschwindigkeit und die Ölviskosität beeinflusst und kann aus der folgenden Formel (1) ermittelt werden.

Im Falle eines Hydraulikzylinders kann die beim Ausfahren (beim Ausfahren der Kolbenstange) (hp) und beim Einfahren (beim Zurückfahren der Kolbenstange) erzeugte Ölfilmdicke (hM) aus den Formeln (2) bzw. (3) ermittelt werden.

Wenn also die Ausfahr- und Einzugsgeschwindigkeiten gleich sind (Up=UM), dann ist hp=hM die Bedingung für die Abdichtung, und eine Dichtung, die die folgende Formel erfüllt, kann als eine Dichtung mit guter Dichtungsleistung angesehen werden.

Geringer Verschleiß und lange Lebensdauer sind wichtige Eigenschaften von Kolbendichtungen.

Um die Reibung zu reduzieren, benötigen die Gleitflächen von Hubkolbendichtungen eine entsprechende Menge Schmiermittel (Ölfilm). Wie ändern sich die Schmiereigenschaften je nach Betriebsbedingungen?

Um den Schmierzustand der Gleitflächen der Dichtung vollständig zu verstehen, ist es notwendig, die dynamischen Reibungseigenschaften zu kennen, wenn sich der angelegte Druck, die Geschwindigkeit und die Ölviskosität ändern. Das Beispiel einer U--förmigen Dichtung für die Kolbenstange eines Hydraulikzylinders hilft, diesen Punkt zu veranschaulichen.

Der Zusammenhang zwischen dem dimensionslosen Kennwert (Reibungskennwert) G (der durch die Form der U--förmigen Dichtung und deren Betriebsbedingungen bestimmt wird) und dem Reibungskoeffizienten f wird gemäß Abbildung (1) bestimmt.

In der Schmiertheorie wird der Bereich, in dem der Reibungskoeffizient einen positiven Gradienten aufweist, als Flüssigkeitsschmierung bezeichnet. In diesem Bereich stehen Kolbenstange und Dichtung über einen Ölfilm miteinander in Kontakt, sodass davon ausgegangen wird, dass die Dichtung auch bei relativer Hin- und Herbewegung eine lange Lebensdauer ohne Verschleiß aufweist.

Im Bereich, in dem der Reibungskoeffizient einen negativen Gradienten aufweist, wird der Ölfilm zwischen Dichtung und Kolbenstange gestört. Dieser Bereich wird als Nicht-Flüssigkeitsschmierzone bezeichnet.

f: Reibungskoeffizient

φ: Konstante, bestimmt durch die Bedingungen des Ölfilms

G: Dimensionsloser charakteristischer Wert (=μLU/Pr)

Pr: Kompression der Dichtung (N)

u: Viskosität des Öls (Pa·s)

L: Umfang des Schaftes (m)

U: Geschwindigkeit (m/s)

Die Änderung des dimensionslosen Kennwerts Gc von der Flüssigkeitsschmierzone zur Nichtflüssigkeitsschmierzone hängt vom maximalen Kontaktdruckgradienten der Dichtung und der Oberflächenrauheit der Kolbenstange ab und kann aus der folgenden Formel ermittelt werden.

b: Dichtungskontaktbreite (m)
p: Durchschnittlicher Dichtungskontaktdruck (Pa)
Rz: Maximale Oberflächenrauheit der Kolbenstange (m)

Die Kräfte, die entstehen, wenn Kolbenstangendichtungen und Kolbendichtungen nach dem Einbau in die Nut mit den abgedichteten Oberflächen (Kolbenstangenoberfläche und Zylinderinnenfläche) in Kontakt kommen, werden als Druckkraft bzw. Expansionskraft bezeichnet.

Da die Dichtleistung hin- und hergehender Dichtungen durch die Größe des maximalen Kontaktdruckgradienten beim Aus- und Einfahren beeinflusst wird, kann die Dichtleistung hin- und hergehender Dichtungen nicht allein anhand der Größe der Kompressions- und Expansionskraft beurteilt werden.

NBR (Nitrilkautschuk)

Vorteile:

• Ausgezeichnete Ölbeständigkeit
• Kosten-effektiv
• Gute Verschleißfestigkeit

Temperaturbereich:

• -40 Grad bis +120 Grad

Anwendungen:

• Hydraulikzylinder
• Industriemaschinen
• Automobilsysteme

PU (Polyurethan)

Vorteile:

• Hervorragende Abriebfestigkeit
• Hohe Zugfestigkeit
• Lange Lebensdauer

Temperaturbereich:

• -35 Grad bis +100 Grad

Anwendungen:

• Hochleistungs-Hydraulikausrüstung

FKM (Viton®)

Vorteile:

• Hervorragende chemische Beständigkeit
• Hochtemperaturtauglich

Temperaturbereich:

• -20 Grad bis +250 Grad

Anwendungen:

• Chemische Verarbeitung
• Öl- und Gassysteme

PTFE

Vorteile:

• Extrem-geringe Reibung
• Breite chemische Kompatibilität

Temperaturbereich:

• -200 Grad bis +260 Grad

Anwendungen:

• Hochgeschwindigkeits-Kolbensysteme

Unsere kundenspezifischen Kolbendichtungslösungen werden häufig eingesetzt in:

• Hydraulikzylinder
• Baumaschinen
• Landmaschinen
• Wasseraufbereitungssysteme
• Industrielle Automatisierung
• Pneumatische Ausrüstung
• Spritzgießmaschinen
• Öl- und Gasausrüstung
• Bergbaumaschinen
• Meeressysteme

Xiamen Jinshun Sealing Technology wurde 2002 gegründet und ist auf maßgeschneiderte-Dichtungsprodukte für anspruchsvolle Industrieanwendungen spezialisiert.

Unsere Vorteile

Ingenieurskompetenz

• Mehr als 20 Jahre Dichtungserfahrung.

Zertifizierte Fertigung

• ISO 9001:2015
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Globale Compliance

Verfügbare Verbindungen erfüllen:

• FDA
• NSF
• WRAS
• LFGB
• ACS
• KTW-W270
• RoHS
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OEM- und ODM-Dienste

Wir unterstützen:

• Benutzerdefinierte Abmessungen
• Benutzerdefinierte Materialien
• Individuelle Härte
• Prototypenentwicklung
• Massenproduktion

Schnelle Projektunterstützung

Technische Überprüfung innerhalb von 24 Stunden verfügbar.

Was ist die Hauptfunktion einer hin- und hergehenden Dichtung?

Eine hin- und hergehende Dichtung verhindert Flüssigkeitslecks und ermöglicht gleichzeitig die lineare Bewegung von Stangen oder Kolben in hydraulischen und pneumatischen Systemen.

Was ist der Unterschied zwischen einer Stangendichtung und einer Kolbendichtung?

Eine Stangendichtung dichtet gegen die bewegliche Kolbenstange ab und verhindert das Austreten von Flüssigkeit aus dem Zylinder.

Eine Kolbendichtung dichtet zwischen Kolben und Zylinderbohrung ab und hält den Druck zwischen den Kammern aufrecht.

Warum ist die Schmierung für Kolbendichtungen wichtig?

Ein kontrollierter Ölfilm reduziert die Reibung, verringert den Verschleiß, minimiert die Wärmeentwicklung und verlängert die Lebensdauer der Dichtung erheblich.

Welches Material eignet sich am besten für Hydraulikdichtungen?

Für die meisten hydraulischen Anwendungen bieten Polyurethan und NBR eine hervorragende Leistung. Bei aggressiven Chemikalien oder hohen Temperaturen können FKM oder PTFE bevorzugt werden.

Sind V-Dichtungen für Hochleistungsanwendungen geeignet?

Ja. V-Dichtungen bieten eine hervorragende Dichtleistung bei unterschiedlichen Drücken und werden häufig in Hydraulikzylindern, Industriepressen und schweren Geräten eingesetzt.

Fordern Sie kompetente Dichtungsunterstützung an

Bei der Auswahl der richtigen Kolbendichtung kommt es nicht nur auf die Abmessungen an. Materialwahl, Druckbedingungen, Geschwindigkeit, Schmierung und Oberflächenbeschaffenheit beeinflussen alle die Dichtungsleistung und die Zuverlässigkeit der Ausrüstung.

Ob Sie brauchenbenutzerdefinierte V-DichtungenOb hydraulische Stangendichtungen, Kolbendichtungen, U-Cup-Dichtungen oder komplette Dichtungslösungen – unser Ingenieurteam kann Ihnen dabei helfen, die Leistung zu optimieren und die Wartungskosten zu senken.

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