Eine Dichtung im Hydraulikzylinder versagt unbemerkt: Zuerst erscheint ein leichter Leckstrom an der Kolbenstange, dann fällt der Druck, und schließlich hält der Knoten die Last am schlechtesten Punkt des Zyklus nicht mehr. Eine Gummimanschette extrudiert unter hohem Druck in den Spalt und reißt, Silikon hält Abrieb überhaupt nicht aus. Eine Polyurethan-Dichtung von TIMOL widersteht Druck und Abrasiv, extrudiert nicht in den Spalt und hält um ein Vielfaches länger als Gummi. Im Folgenden analysieren wir, wie Polyurethan-Dichtungen arbeiten, warum sie andere Werkstoffe in Zahlen überbieten und wie man eine Manschette für den eigenen Zylinder bestellt.
Was eine Polyurethan-Dichtung ist und wie sie funktioniert
Eine Dichtung verschließt den Weg für Flüssigkeit oder Gas zwischen beweglichen oder feststehenden Flächen: Sie verhindert, dass Hydraulikflüssigkeit aus dem Zylinder austritt und Schmutz sowie Feuchtigkeit eindringen. Die Arbeitskante der Dichtung liegt durch ihre eigene Elastizität zuzüglich des Mediumsdrucks an der Stange oder der Buchse an, und hier sind die mechanischen Eigenschaften des Werkstoffs entscheidend.
Polyurethan eignet sich ideal für Dichtungen, weil er Elastizität für dichten Kontakt mit der Festigkeit verbindet, die verhindert, dass die Kante in den Spalt gedrückt wird. Weiterreißwiderstand von 40-120 kN/m und Zugfestigkeit von 39-87 MPa bedeuten, dass die Kante selbst unter hohem Druck ihre Geometrie hält und nicht versagt. Das ist der Hauptgrund, warum Polyurethan in Hydraulikmanschetten dominiert.
Das Querschnittsprofil der Dichtung bestimmt ihre Funktion nicht weniger als der Werkstoff. Eine Manschette mit Arbeitsdichtlippe und elastischem Stützring dichtet unter Mediendruck selbst nach: Je höher der Druck, desto dichter liegt die Kante an der Stange an. Stütz- und Führungsringe aus Polyurethan nehmen Querlast auf und verhindern, dass die Stange die Buchse Metall-auf-Metall berührt. Diese Elemente werden oft im Set eingebaut, und die Fertigung aus einem Werkstoff ist hinsichtlich Verträglichkeit und Standzeit komfortabel.
Aus Polyurethan fertigt man eine ganze Reihe von Dichtelementen: Kolbenstangen- und Kolbenmanschetten, Abstreifer, Stütz- und Führungsringe, Pneumatik- und Hydraulikzylinderdichtungen, statische Flachdichtungen.
Warum Polyurethan Gummi, Silikon und PTFE überbietet
Polyurethan gewinnt gegenüber anderen Dichtwerkstoffen durch die Kombination aus Verschleißfestigkeit, Festigkeit und Ölbeständigkeit, also genau durch die Eigenschaften, die die Dichtungsstandzeit im realen Zylinder bestimmen. Jeder Konkurrenzwerkstoff ist in einer Eigenschaft stark, verliert aber im Gesamtpaket.
NBR-Gummi ist ölbeständig und günstig, mechanisch aber schwach: Zugfestigkeit 10-25 MPa und Weiterreißwiderstand 10-50 kN/m. Unter hohem Druck extrudiert seine Kante in den Spalt zwischen Stange und Buchse und reißt. Beim Abrieb unterliegt Gummi ebenfalls, 80-150 mm³ gegenüber 38-39 mm³ bei Polyurethan, sodass eine Polyurethanmanschette in abrasivem Medium deutlich länger hält.
Silikonkautschuk hat einen breiten Temperaturbereich, taugt aber für dynamische Dichtungen nicht: Sein Abrieb beträgt 150-350 mm³, und die Zugfestigkeit liegt bei nur 5-12 MPa. Er eignet sich für statische Flachdichtungen in heißen Knoten, nicht aber für bewegliche Stangen. PTFE ist chemisch inert und gleitfreudig, kriecht aber unter Last und hat den schlechtesten Abrieb von 200-500 mm³, hält daher als eigenständige Kante einer dynamischen Dichtung ebenfalls keine Standzeit.
Vergleich der Dichtwerkstoffe
Die Tabelle vergleicht Polyurethan mit drei verbreiteten Dichtwerkstoffen nach Parametern, die für den Betrieb unter Druck entscheidend sind. Referenzwerte der Konkurrenzwerkstoffe aus DIN 53516, ISO 37 und Matweb.
| Werkstoff | Abrieb DIN 53516, mm³ | Betriebs-t, °C | Zugfestigkeit, MPa | Ölbeständigkeit |
|---|---|---|---|---|
| Polyurethan TIMOL | 38-39 | -60 bis +100 | 39-87 | hervorragend |
| Gummi NBR | 80-150 | -30 bis +100 | 10-25 | gut |
| Silikonkautschuk | 150-350 | -60 bis +230 | 5-12 | mäßig |
| PTFE (Teflon) | 200-500 | -200 bis +260 | 15-35 | hervorragend |
Silikon und PTFE gewinnen bei der Temperaturgrenze, aber für dynamische Dichtungen ist das nicht entscheidend: Ihr Abrieb ist um ein Vielfaches schlechter als bei Polyurethan, und Silikon ist zudem zugfestigkeitsschwach. NBR hält sich besser, unterliegt aber bei Festigkeit und Verschleiß immer noch dem Polyurethan um das Doppelte und mehr. Für bewegliche Dichtungen unter Druck und Abrasiv bleibt Polyurethan der optimale Werkstoff, Silikon und PTFE haben nur in engen Temperatur- oder Chemieanforderungen Sinn.
Ingenieurhinweis: Bei der Dichtungsauswahl nicht nur auf die Größe achten, sondern auf das Einbauspiellmaß zwischen Stange und Buchse. Je größer Spiel und Druck, desto höher die Gefahr der Kantenextrusion und desto härter muss der Polyurethan oder der Stützring sein. Vor dem Einbau Fasen und scharfe Kanten in der Nut prüfen: Ein Grat schneidet die neue Manschette beim Einbau. Und die Dichtung beim Überziehen nicht zu stark dehnen: Polyurethan ist elastisch, aber eine überdehnte Kante verliert die Passenauigkeit.
Wo Polyurethan-Dichtungen eingesetzt werden
Hydraulik und Pneumatik sind das Hauptanwendungsfeld von Polyurethan-Dichtungen: Kolbenstangen- und Kolbenmanschetten in Zylindern von Pressen, Hebeanlagen, Straßen- und Baumaschinen arbeiten unter hohem Druck und in Ölumgebung, wo Polyurethan am besten arbeitet. Abstreifer schützen die Stange vor externem Schmutz und Feuchtigkeit und verlängern die Standzeit der Hauptdichtung.
Industrieanlagen nutzen Polyurethan-Dichtungen und Flachdichtungen in Knoten, wo Schwingungs- und Chemikalienbeständigkeit wichtig sind. Bau- und Straßenmaschinen sowie Kommunalfahrzeuge verwenden Polyurethanmanschetten wegen des ständigen Kontakts mit Abrasiv und Schmutz, der Gummi schnell zerstört. In der Landtechnik, wo Hydraulik bei Staub und schwankenden Lasten eine ganze Saison arbeitet, beeinflusst die Standzeit der Polyurethan-Dichtung direkt die Anzahl von Zwangsstopps auf dem Feld.
Abstreifer verdienen besondere Erwähnung. In Geräten, die im Schmutz arbeiten, lässt ein verschlissener Abstreifer Abrasiv an die Stange, die dann in kurzer Zeit die Hauptdichtung zerstört und die Stange poliert. Ein Polyurethan-Abstreifer mit harter Kante entfernt Schmutz effektiver als ein Gummiabstreifer und hält selbst länger, schützt also den gesamten Dichtknoten und nicht nur die äußere Kontur.
Polyurethan TIMOL arbeitet in zwölf Industriebranchen, und überall wo Druck, Öl und Verschleiß zusammentreffen, liefert eine Dichtung aus diesem Werkstoff längere Standzeit als Gummi. Die vollständige Produktpalette finden Sie im Produktkatalog, technische Details im Referenzbereich.
Wie man eine Dichtung für den eigenen Knoten bestellt
Für die Fertigung stellen Sie ein Muster der alten Dichtung oder eine Zeichnung mit Maßen bereit: Stangen- oder Kolbendurchmesser, Nutbreite und -tiefe, Querschnittsprofil. Falls kein Muster vorhanden ist, nehmen Sie die Maße des Knotens ab und beschreiben die Betriebsbedingungen: Druck, Temperatur, Flüssigkeitstyp, Abrasivpräsenz. Anhand dieser Daten wählen die Technologen Härte und Kantenprofil.
Die Fertigung ist einzelstückweise für die Reparatur eines konkreten Zylinders und in Losen für eine Ausrüstungsflotte vom gleichen Typ möglich. Das Freigießverfahren erlaubt die Reproduktion sogar eines nicht mehr hergestellten oder nicht genormten Profils ohne teure Werkzeuge. Für Beratung, Auswahl und Bestellung wenden Sie sich über die Kontakte des Werks TIMOL. Die Ingenieure wählen die Dichtung für Ihren Druck und Ihr Medium und fertigen sie genau nach der Knotengeometrie.