Moderní zemědělská, stavební, těžební a lesnická technika stále častěji využívá centrální systémy huštění pneumatik (CTIS – Central Tire Inflation System). Ty umožňují měnit tlak v pneumatikách podle aktuálních provozních podmínek, a tím optimalizovat trakci, spotřebu paliva i zatížení půdy. Jedním z kritických míst těchto systémů jsou rotační spoje, kterými se stlačený vzduch dostává z pevné části nápravy do rotujícího kola. Právě pro tuto náročnou aplikaci vyvinula společnost Trelleborg Sealing Solutions těsnění Turcon SG.
Klíčovým požadavkem u těsnění rotačního přívodu vzduchu je kombinovat spolehlivou těsnost s co nejnižším třením. Tradiční těsnicí prvky jsou přitom často vystaveny tření prakticky po celou dobu provozu, což vede k jejich postupnému opotřebení. Turcon SG využívá odlišný princip: jeho těsnicí břit se aktivuje tlakem. V odtlakovaném stavu proto zůstává systém v režimu s velmi nízkým třením a těsnění se naplno aktivuje až ve chvíli, kdy je potřeba zajistit těsnost.
Podle společnosti Trelleborg je těsnění během přibližně 90 až 95 % provozního cyklu v nízkotřecím, neaktivovaném stavu. Po přivedení tlaku se PTFE těsnicí břit aktivuje a vytvoří spolehlivé dynamické utěsnění. Výsledkem je výrazné omezení tření a opotřebení a současně prodloužení životnosti těsnicího prvku.
Kombinace několika funkcí v jednom prvku
Turcon SG není pouze klasickým těsnicím kroužkem. Jeho konstrukce kombinuje několik funkcí, které jsou u rotačního spoje CTIS důležité. Součástí řešení je vodicí prvek zajišťující tvarovou stabilitu a podporu PTFE břitu, statické elastomerové těsnění pro spolehlivé usazení v náboji a také integrovaný vzduchový kanál. Dynamické utěsnění zajišťuje tlakem aktivovaný PTFE břit optimalizovaný z hlediska tření.
Právě kombinace vodicí a těsnicí funkce dala řešení označení SG – Seal and Guide. Konstrukce dokáže absorbovat určité vychýlení a mechanické namáhání a přenést je z citlivější dynamické těsnicí hrany do robustnější statické části. Tím se snižuje zatížení samotného těsnicího břitu.
Významnou vlastností je také modulární koncepce. Těsnění lze podle konkrétní aplikace doplnit například o stírací břity nebo radiální olejové těsnění. Trelleborg tak může vytvořit řešení přizpůsobené konkrétní konstrukci nápravy nebo rotačního spoje bez nutnosti používat několik samostatných komponentů.
Méně tření znamená méně opotřebení
U vozidel s CTIS se těsnicí prvky v rotačních spojích musí vyrovnat s kombinací rotace, tlaku, vibrací, teplotních změn a nečistot. Zároveň musí umožnit opakované huštění a vypouštění pneumatik, a to často v prostředí, kde jsou dlouhé servisní intervaly žádoucí.
Turcon SG proto využívá materiálovou platformu Turcon, založenou na speciálně vyvinutých materiálech na bázi PTFE. Trelleborg uvádí jako jednu z hlavních předností velmi nízké tření a odolnost proti opotřebení. Technické údaje produktu uvádějí rozsah průměrů 10 až 500 mm, tlak do 1 MPa, teplotní rozsah −40 až +200 °C a rychlost až 25 m/s, přičemž konkrétní použitelnost závisí na konstrukci a provozních podmínkách dané aplikace.
Podstatou řešení je tedy změna tradičního kompromisu: těsnění nemusí být vystaveno vysokému tření v okamžiku, kdy systém není pod tlakem. Jakmile je tlak přiveden, těsnicí břit se aktivuje a plní svou hlavní funkci.
Pro traktory i těžkou techniku
Technologie Turcon SG je určena především pro rotační spoje systémů CTIS u vozidel pracujících mimo běžné silniční podmínky. Uplatnění proto nachází například u traktorů, postřikovačů, rozmetadel kejdy, přívěsů a kombajnů. Ve stavebnictví a těžebním průmyslu může být použita u nákladních vozidel, sklápěčů, kolových nakladačů nebo strojů pro stabilizaci půdy. V lesnictví se počítá například s harvestory a vyvážecími stroji.
Význam CTIS přitom nespočívá pouze v pohodlnějším nastavování tlaku. Správně zvolený tlak pneumatik může podle podmínek zvýšit trakci, snížit utužování půdy a přispět k hospodárnějšímu provozu. Trelleborg u zemědělských aplikací uvádí potenciál snížení spotřeby paliva až o 15 % a současné omezení emisí CO₂.
Konstrukce pro sériovou výrobu
Další výhodou Turcon SG je způsob montáže. Modulární konstrukce integruje více funkcí do jednoho kompaktního řešení a umožňuje instalaci jako jediného prvku. To může zjednodušit konstrukci náboje a současně omezit počet montážních operací.
Tato vlastnost je důležitá zejména pro výrobce vozidel a náprav, kde se počítá s velkými sériemi. Trelleborg uvádí, že konstrukce je vhodná také pro automatizovanou velkosériovou výrobu. Jednodušší montáž zároveň snižuje riziko chyb při instalaci.
Těsnění jako součást celkové efektivity
Turcon SG ukazuje, že i relativně malá součást může ovlivnit provozní vlastnosti celého stroje. U CTIS totiž nejde pouze o zabránění úniku vzduchu. Těsnění musí umožnit dlouhodobý spolehlivý provoz rotačního spoje, přičemž jeho tření a opotřebení přímo ovlivňují životnost systému a požadavky na údržbu.
Koncepce Turcon SG proto staví na jednoduchém principu: minimalizovat tření v okamžiku, kdy není potřeba aktivní těsnicí účinek, a těsnění aktivovat tlakem právě tehdy, když je požadována těsnost. V kombinaci s nízkotřecím materiálem Turcon a modulární konstrukcí vzniká řešení, které je určeno nejen pro samotné utěsnění, ale pro zvýšení dlouhodobé provozní efektivity celého systému CTIS.
Trelleborg Sealing Solutions tak prostřednictvím Turcon® SG posouvá těsnění z pozice pasivního konstrukčního prvku k aktivně navržené součásti systému. V aplikacích, kde se počítá každý provozní cyklus, každý servisní zásah a každý watt ztracený třením, může právě takový konstrukční detail rozhodovat o životnosti a celkových provozních nákladech stroje.
