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Die Dichtungen des Schlagmechanismus und die Dichtungen des Vorschubmechanismus arbeiten unter völlig unterschiedlichen Betriebsbedingungen und versagen aus völlig verschiedenen Gründen – dennoch werden beide ohne Unterscheidung unter der Bezeichnung „Dichtungssatz“ bestellt. Die Dichtung des Schlagmechanismus arbeitet mit einer Frequenz von 40–55 Hz bei einem Schlagdruck von 160–200 bar und absolviert 180.000 Kontaktkreisläufe pro Betriebsstunde. Es handelt sich um eine Hochfrequenz-Ermüdungsanwendung. Die Dichtung des Vorschubmechanismus bewegt einen Zylinder, der 1.200–2.000 mm bei einer Geschwindigkeit von 0,3–1,2 m/min gegen einen Vorschubdruck von 40–80 bar zurücklegt und dabei etwa 8–12 volle Hubzyklen pro Stunde durchführt. Es handelt sich um eine langsame, hochkraftbetriebene Gleitanwendung.
Diese unterschiedlichen kinematischen Betriebsarten erfordern unterschiedliche Dichtgeometrien und unterschiedliche Priorisierungen bei den Werkstoffeigenschaften. Stößeldichtungen benötigen eine maximale Ermüdungsbeständigkeit sowie die Fähigkeit, den Lippenkontakt bei schnellen Druckwechseln aufrechtzuerhalten – daher wird PU bevorzugt. Dichtungen für Vorschubzylinder benötigen eine geringe Ausbruchskraft, eine gute Wischleistung, um Schnittreste von der Stange fernzuhalten, sowie eine hohe Gleitdichthaltigkeit über die gesamte Hublänge von 1.200–2.000 mm – deshalb werden in vielen Vorschubzylinder-Anwendungen PTFE-gestützte Lippendichtungen mit NBR-Energiefedern statt reiner PU-Dichtungen eingesetzt. Das Mischen der Werkstoffe zwischen den Kreisläufen führt nicht zu einem unmittelbaren Ausfall, sondern zu einem beschleunigten Verschleiß, der bis zur Analyse durch einen Instandhaltungsingenieur wie eine normale Standzeit erscheint, wenn dieser die Betriebsstunden bis zum Ausfall in zwei Kreisläufen vergleicht.
Vergleich der Dichtkonstruktion für Stößel- und Vorschubmechanismus
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Eigenschaften |
Dichtung für Stößelmechanismus |
Dichtung für Vorschubmechanismus |
Folgen des Ersatzes |
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Betriebsfrequenz |
40–55 Hz Schlagfrequenz – 180.000 Zyklen/Stunde |
8–12 volle Hübe/Stunde – quasistatisches Gleiten |
Die Verwendung einer Speisungs-Dichtung im Schlagkreis versagt innerhalb von 60–80 Stunden aufgrund von Ermüdung |
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Betriebsdruck |
160–210 bar Schlagdruck |
40–80 bar Speisekreis |
Die Schlagdichtung im Speisezylinder erhöht die Ausbruchskraft — Stick-Slip-Bohren |
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Bevorzugte Werkstoffmischung |
PU Shore 90–95 für Ermüdungsfestigkeit |
NBR oder PU mit PTFE-Backings für geringe Reibung |
Die NBR-Schlagdichtung versagt mit der doppelten Ermüdungsrate von PU im Schlagbohrloch |
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Geschwindigkeit der Kolbenstange |
Hochfrequente Mikrobewegungen — die Bohrloch-Oberfläche ist entscheidend |
Langsame kontinuierliche Hubbewegung — Oberflächenrauheit der Stange Ra 0,4–1,6 μm |
Dichtung des Vorschubzylinders im Schlagbohrloch — unzureichende Ermüdungsbeständigkeit |
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Wartungsintervall (bei sauberen Betriebsbedingungen) |
400–480 Betriebsstunden für Schlagdichtungen |
800–1.200 Betriebsstunden für Vorschubzylinderdichtungen |
Der Austausch der Vorschubdichtungen zum Zeitpunkt des Schlagdichtungs-Intervalls verschwendet 50–60 % der verbleibenden Lebensdauer |
Die Bestellung eines Kits, das beide Kreisläufe gleichzeitig abdeckt, ist bei geplanten umfassenden Überholungen sinnvoll – denn der Zugang zur Demontage beider Kreisläufe ist jeweils zum gleichen Zeitpunkt gegeben. Die Wartungsintervalle unterscheiden sich jedoch um den Faktor 2 oder mehr; daher sollten sie in den Wartungsunterlagen separat erfasst und nicht auf einem gemeinsamen Zeitplan synchronisiert werden. HOVOO liefert separate Dichtungskits für den Schlagkreislauf und den Vorschubkreislauf für Sandvik- und Atlas Copco-Jumbos mit detaillierter, kreislaufspezifischer Empfehlung zum Wartungsintervall. Referenzen unter hovooseal.com.
