Standard-Dichtungen
Standarddichtungen für viele Anwendungen und Einsatzbereiche sind z.B. die bekannten O-Ringe, X-Ringe oder Rundschnüre und Stützringe.
O-Ringe
O-Ringe sind ringförmige Dichtungselemente, die aus den unterschiedlichsten Werkstoffen und Shore- Härten nach DIN-Normen gefertigt werden. Aufgrund der unterschiedlichen Anforderungen an chemische- und Temperaturbeständigkeit werden O-Ringe in allen erdenklichen Werkstoffen und Werkstoffkombinationen hergestellt und lassen somit einen großen Anwendungsbereich zu. Sie sind selbsttätige, doppeltwirkende Dichtelemente, die überwiegend für den statischen Einsatz konzipiert wurden. Mit steigendem Druck in einem System erhöht sich die so genannte Gesamtdichtpressung.
Die Anpresskräfte nach dem Einbau in radialer oder axialer Richtung bewirken die Anfangsdichtheit. Unter Druck verhält sich ein O-Ring ähnlich einer Flüssigkeit mit hoher Oberflächenspannung. Der Druck wird gleichmäßig nach allen Seiten übertragen. Der dynamische Einsatz eines O-Rings wird nur bei geringer Beanspruchung empfohlen.
Fertigung:
Die Herstellung von O-Ringen geschieht im Kompressions- und Spritzgussverfahren. Beim Kompressionsverfahren wird der Rohling manuell in die Form, die aus einem Ober- und einem Unterteil besteht, eingelegt und geschlossen. Dieses sehr zeitintensive Verfahren eignet sich nur für kleine Stückzahlen und große Durchmesser. Beim Spritzgussverfahren wird der Rohling automatisch in das Werkzeug eingespritzt. Das Werkzeug besteht aus mehreren Formen (Kavitäten). Für größere Stückzahlen mit kleineren Durchmessern eignet sich dieses Verfahren im Besonderen.
Informationen
Die Abdichtung mit einem O-Ring als dichtendes Element ist die am häufigsten vorkommende Form der Dichtelemente in der Technik. O-Ringe sind wirtschaftlich (günstig herzustellen), zuverlässig, unkompliziert in der Handhabung und in einer riesigen Auswahl an Abmessungen und Werkstoffen zu beziehen.
O-Ringe sind in erster Linie für statische Abdichtungen geeignet. Jedoch finden sie auch im Bereich Hydraulik/ Pneumatik als dynamische Dichtung gelegentlich Verwendung. Im dynamischen Einsatz müssen O-Ringe aufgrund der Reibung geschmiert werden. Gerade im Bereich pneumatischer Dichtungsanwendungen ein unverzichtbares Muss, da in der Regel kein Betriebsmedium für die nötige Schmierung sorgt. Die Eignung des O-Rings als dynamisches Dichtelement beschränkt sich daher auch auf geringe Geschwindigkeiten, geringe Bewegungsabläufe sowie auf niedrige Druckbereiche.
O-Ringe sind druckaktive Dichtungen. Der Ring befindet sich zwischen zwei oder auch mehreren abzudichtenden Werkstoffen in einer vorgepressten Wartestellung. Die eigentliche Dichtfunktion beginnt mit dem Druck des Mediums auf den O-Ring. Die Deformation des O-Rings bewirkt die dichtende Funktion. Die Dichtpressung eines O-Rings steigt gleich dem Systemdruck. Das bewirkt, dass die Dichtpressung immer um den Wert der Vorpressung höher ist als gegen den abzudichtenden Druck des Mediums.
Anhaltswerte für die mittlere Verpressung eines O-Rings, bezogen auf die Schnurstärke:
- Statische O-Ring-Anwendung ca. 15%–30%
- Dynamische Anwendung, hydraulisch ca. 10%–18%
- Dynamische Anwendung, pneumatisch ca. 4%–12%
Im eingebauten Zustand sollte ein O-Ring um nicht mehr als 6 % bezogen auf den Innendurchmesser gestaucht oder gedehnt werden. Eine weitere Dehnung oder Stauchung führt zu einer unzulässig großen Abnahme des Querschnitts. Als Faustregel gilt, dass etwa 1 % Dehnung oder Stauchung eine Materialausdünnung von etwa 0,5 % der Schnurstärke nach sich zieht. Ein weiteres, unbedingt zu beachtendes Merkmal ist der Dichtspalt. Dieser sollte so gering wie möglich ausgelegt sein. Zu große Dichtspalten begünstigen die Gefahr der Spaltextrusion, das bedeutet, dass der O-Ring bei hohem Druck in den Spalt der druckabgewandten Seite wandert und sich selbst zerstört. Der Einsatz von Stützringen (keine Dichtfunktion) empfiehlt sich, wenn eine kleinere Auslegung des Dichtspaltes nicht möglich ist. Der Stützring bewirkt, dass durch die Verringerung des Dichtspaltes der O-Ring seiner Dichtfunktion dennoch dauerhaft nachkommen kann.
Einbaumaße für O-Ringe
Die Tabelle zeigt auszugsweise die erforderlichen Einbaumaße für statische und dynamische O-Ringe
mit und ohne Stützringe.
Diese Empfehlungen erfolgen nach bestem Wissen und Gewissen. Sie sind jedoch unverbindlich und schließen jede Haftung für Schäden, gleich welcher Art, aus.
X-Ringe
Ein nahezu quadratisches Querschnittsprofil und die doppeltwirkende Vierlippendichtung beschreiben den X-Ring in einfachster Form. Die Anfangs-Dichtwirkung eines X-Ringes wird durch den Einbau und die Verpressung in axialen oder radialen Einbauräumen erzielt. Der System druck (z. B. durch das Medium hervorgerufen) verstärkt die Dichtwirkung. Sie sind verdrillsicher, weisen eine hohe Standzeit auf und zeichnen sich durch geringe Reibung aus. Ein breites Spektrum an verfügbaren Elastomer-Werkstoffen garantiert die Abdichtung von flüssigen und gasförmigen Medien.
Einsatz:
Der Einsatzbereich von X-Ringen liegt in allen bekannten industriellen Bereichen. Sie können für eine Vielzahl unterschiedlicher statischer und begrenzt auch dynamischer Anwendungen eingesetzt werden. X-Ringe kommen zum Einsatz, wenn z. B. O-Ringe aufgrund ihres kreisförmigen Querschnitts nur noch bedingt Einsatz finden können. Geeignet sind X-Ringe sowohl für den innen- als auch außendichtenden Einsatz. In der Handhabung und Anwendung sind X-Ringe einem O-Ring sehr ähnlich. Beide können bei statischer Anwendung die radiale und axiale Abdichtung von Buchsen, Deckeln oder Flanschen gewährleisten. Die Abdichtung von Kolben- und Stangendichtungen, rotierenden Wellen sowie Stell- und Schwenkbewegungen (dynamische Anwendung) sind die Haupteinsatzgebiete von X-Ringen, da sie im Gegensatz zu O-Ringen geringer vorgespannt werden müssen und somit deutlich weniger Reibung entsteht.
Vorteile:
Gegenüber einem O-Ring bietet der X-Ring nachstehende Vorteile:
- Geringere radiale Vorspannung (geringere Reibung)
- Hohe Stabilität bei dynamischer Anwendung (kein Verdrillen in der Nut)
- Bessere Verteilung der Dichtpressung, da quadratischer Querschnitt
- Bildung von Schmiermittelreservoiren zwischen den Dichtlippen
Lieferformen:
NBR, FPM, EPDM, MVQ sowie weitere Werkstoffe und Werkstoffkombinationen auf Anfrage. X-Ringe sind zudem in vielen Abmessungen lieferbar.
Standardabmessungen sind von Innendurchmesser 0,74–658,87 mm lieferbar.
Der Innendurchmesser und der Querschnitts-durchmesser (Schnurstärke) sind die Kenndaten für die Größenbeschreibung.
Fertigung:
X-Ringe werden in Formen endlosvulkanisiert. Das Profil ist vierlippig symmetrisch. Zwischen den Dichtlippen kann sich ein Schmierdepot bilden. Die Einbauräume sind vor dem Einsatz von X-Ringen zu säubern und zu entgraten bzw. mit Radien zu versehen.
Rundschnüre
Rundschnüre haben einen kreisrunden Querschnitt (vergleichbar O-Ring) und werden als endliche Stränge extrudiert. Als Halbzeug für die Herstellung oder als elastisches Konstruktionselement können Elastomer- Rundschnüre einfache Dichtaufgaben übernehmen. Die Verformung des Querschnitts nach dem Einbau und die Verpressung im abzudichtenden Einbauraum bewirken die Abdichtung. Die Dichtfunktion wird im Betriebszustand des Systems durch den Druck des Mediums auf die Rundschnur verstärkt.
Einsatz:
Der Einsatzbereich von Rundschnüren liegt in allen bekannten industriellen Bereichen. Sie können für eine Vielzahl unterschiedlicher statischer Anwendungen eingesetzt werden. Rundschnüre werden als statische Dichtung meist für die Abdichtung größerer Deckel im Behälterbau oder für große Rohrverbindungen eingesetzt. Aber auch die Zusammenfügung auf Maß als Rundring (z. B. bei ungewöhnlichen Abmessungen) findet häufiger Anwendung.
Lieferformen:
Standardmäßig stehen verschiedene Schnurdurchmesser und Shore-Härten zur Auswahl. Rundschnüre sind in Schnurdurchmessern von 1,0–40 mm standardmäßig lieferbar. Weitere Abmessungen sind auf Anfrage möglich. Werkstoffe: NBR, HNBR, SBR, CR, FKM, FFKM, Silikon, Fluorsilikon, ACM, CSM, IIR, NR, EPDM, Polyurethan, PTFE. Weitere Werkstoffe auf Anfrage.
Stützringe
Stützringe sind vollständig geschlossene, endlose Ringe mit konkavem Querschnitt ohne Nahtstelle und werden im Spritzgussverfahren hergestellt. Sie übernehmen keinerlei Dichtfunktion. In Kombination mit O- Ringen werden sie zur Vermeidung von Spaltextrusion eingesetzt. Hohe Drücke und große Dichtspalten vergrößern das Risiko eines O-Ringes ohne Stützring, dass die druckabgewandte Seite das Material einzieht. Der konkave Querschnitt bietet dem O-Ring eine größere Anlagefläche. Diese bewirkt, dass der O-Ring selbst bei hohen Drücken formstabil bleibt. Eine verbesserte Dichtwirkung und die Erhöhung der Lebensdauer sind das Ergebnis. Die endlose Ausführung eines Stützringes bewirkt im Gegensatz zur geschlitzten Ausführung, dass der O-Ring selbst bei hohen Drücken nicht durch scharfe Kanten an der offenen Stoßstelle beschädigt werden kann.
Einsatz:
Der Einsatz von Stützringen empfiehlt sich insbesondere für Anwendungen mit häufigen Druckwechseln und Impulsbelastungen wie z. B. im Bereich der Hydraulik und Pneumatik, aber auch schon ab Druckbelastungen von ca. 80 bar oder zur unterstützenden Abdichtung von Kugelhähnen. Bei hohen Temperaturen oder Temperaturschwankungen ist der Einsatz von Stützringen dringend zu empfehlen. Das symmetrische Profil eines geschlossenen Stützringes ermöglicht den Einsatz in innen- und außendichtenden Systemen.
Lieferformen:
NBR, PTFE, FPM, AU, POM. Weitere Werkstoffe und geschlitzte Ausführungen auf Anfrage lieferbar.
Stützringe sind in allen Abmessungen für den jeweiligen Einbauraum lieferbar. Die Einbauvorschriften sind identisch mit denen von O-Ringen.
Montage:
Bei einseitiger Druckbelastung wird der Stützring auf der druckabgewandten Seite hinter dem O-Ring mit der konkaven Seite zum O-Ring, die flache Seite zum Spalt montiert. Bei wechselnden Druckrichtungen empfiehlt sich der Einsatz von beiderseitigen Stützringen. Beim Einsatz von Stützringen sind die Einbauräume breiter ausgeführt. Bei der Montage eines Stützringes muss jede Art von Beschädigung vermieden werden, um Einschränkungen der Funktionsweise zu verhindern.
