Dichtungen ELASTOMERTECHNIK. O-Ringe, V-Ringe, X-Ringe, Wellendichtringe, Nutringe, PTFE- und Silikondichtungen

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1 ELASTOMERTECHNIK Dichtungen O-Ringe, V-Ringe, X-Ringe, Wellendichtringe, Nutringe, PTFE- und Silikondichtungen 01/02-117A RRG INDUSTRIETECHNIK GMBH Ihr Partner für Maschinenbau. Brunshofstraße Mülheim/Ruhr Tel. +49-(0) Fax +49-(0)

2 ELASTOMERTECHNIK Inhalt Seite Thema 3 Auswahl der passenden Dichtung 4 O-Ringe 5 X-Ringe (Quadringe) 6 Radial-Wellendichtringe 7 V-Ringe (Axial-Dichtungen) 7 Schmutzabstreifer 8 Nutringe 8 Federelastische PTFE-Dichtungen 9 Doppeltopfmanschetten 9 Silikondichtungen 10 Aramidfaser- und Graphitdichtungen 11 Technischer Anfragebogen Dichtung Der Inhalt dieser Druckschrift ist das Ergebnis anwendungstechnischer Erfahrungen. Alle Angaben und Hinweise erfolgen nach bestem Wissen; sie stellen keine Eigenschaftszusicherung dar. Für die Beratung durch diese Druckschrift ist eine Haftung auf Schadenersatz, gleich welcher Art und welchen Rechtsgrundes, ausgeschlossen. Technische Änderungen im Rahmen der Produktentwicklung bleiben vorbehalten Bilder auf Seite 10 mit freundlicher Unterstützung der KLINGER GmbH. 2

3 Dichtungstechnik Auswahl der passenden Dichtung Welche Dichtung passt zu meiner Anwendung? Diese Frage steht zu Beginn des Auswahlprozesses. Die nachfolgend gelisteten Kriterien dienen als Wegweiser zur Auswahl der richtigen Dichtung: Anpassungsfähigkeit In Abhängigkeit von der Flächenpressung und der Kompressibilität der Dichtung muss eine möglichst hohe Anpassung an die Oberflächenbeschaffenheit der Dichtfläche gewährleistet sein. Beständigkeit Bei der Auswal der Dichtung müssen sowohl die Beständigkeit des Dichtungsmaterials gegen das abzudichtende Medium als auch ihre Beständigkeit in extremen Temperaturbereichen berücksichtigt werden. Festigkeit der Dichtverbindung Die hohe Anforderung an die Dichtheit von Flanschverbindungen führt dazu, dass bei steigendem Innendruck eine entsprechend hohe Flächenpressung auf die Dichtung aufgebracht werden muss. Unter diesen Bedingungen gilt es zu prüfen, ob die vorgesehene Dichtverbindung diese Beanspruchungen aufnehmen kann, ohne mechanisch überlastet zu werden. Dichtheit Im wesentlichen hängt die Dichtheit von der beim Einbau aufgebrachten und der während des Betriebs auftretenden Flächenpressung ab. Eine auf die Anwendungsparameter abgestimmte Dichtung gewährleistet eine lange Lebensdauer. Zulässige Flächenpressung In Abhängigkeit von Druck, Temperatur und Dichtungsdicke darf die maximal zulässige Flächenpress-ung nicht überschritten werden. Die Dichtheit der Verbindung ist gewährleistet, wenn die Flächenpressung während des Betriebs höher ist, als die nötige Mindestflächenpressung und die maximal zulässige Flächenpressung der Dichtung nicht überschritten wird. Dichtungsdicke Wie dick muss eine Dichtung sein, um eine sichere Funktion zu erzeugen? Hierzu gibt es noch keine eindeutigen Berechnungsgrundlagen. In den meisten Fällen reicht eine Dicke von 2 mm. Zulassungen der Dichtung Je nach Anwendungsbereich gilt es eine Vielzahl von Anleitungen, Empfehlungen und Regeln zu beachten. Nachfolgend eine Auswahl der gebräuchlichsten: DVGW Zulassung für die deutsche Gas- und Wasserversorgung gemäß DIN W 270 Prüfung für den Einsatz im Trinkwasserbereich. KTW Kunststoff- und Trinkwasserempfehlung des BGA. WRC Trinkwasserschutzverordnung für Großbritannien. Fire Safe In der Regel bezieht sich diese Zulassung auf Brandschutzanforderungen gemäß ISO HTB nach VP 401 Höhere thermische Beständigkeit. Bauteilprüfung in Gaszählern nach DIN TA Luft Verwaltungsvorschrift der Bundesregierung zum Immissionsschutz. BAM Prüfung zur Beurteilung der Reaktionsfähigkeit von Dichtungswerkstoffen mit Sauerstoff. FDA Zulassung für den Einsatz von Stoffen in Kontakt mit Lebensmitteln und Pharmaprodukten in den USA. } Als Hilfe zur Auswahl der richtigen Dichtung dient Ihnen unser technischer Anfragebogen auf Seite 11 dieses Katalogs. 3

4 ELASTOMERTECHNIK O-Ringe O-Ringe sind in Formen hergestellte Runddichtringe mit besonderer Maßgenauigkeit gemäß der Normen DIN 3771 und DIN ISO 3601/1. Nach der unen gezeigten Skizze sind folgende zwei Maße ausschlaggebend: d1 = Innendurchmesser d2 = Schnurdurchmesser (auch Schnurstärke ds) O-Ringe mit FEP-Ummantelung Als FEP-ummantelter O-Ring wird eine Dichtung bezeichnet, die aus einem Elastomerkern und einer nahtlosen Umhüllung aus Polytetrafluorethylen (PTFE) besteht. Man unterscheidet Typen mit vollem Elastomerkern und solche mit Elastomerhohlkernen (nur im Werkstoff Silikon lieferbar). Die Ausführung mit vollem Kern wird vorzugsweise für statische, die mit Hohlkern für dynamische Abdichtungen verwendet. O-Ringe sind die wohl am häufigsten eingesetzte Form von Dichtungen. Ihr Vorteil sind die vielfältigen Einsatzgebiete, z. B. in Ventilen, als platzsparende Dichtung in Kolben und Kolbenstangen mit axialer Bewegung, für Spindeln und Armaturen mit zum Teil rotierender Bewegung und als statisches Dichtelement in Zylindern. Für Anwendungen mit besonderen Anforderungen sind die O-Ringe auch mit einer FEP-Ummantelung erhältlich. Dichtungen mit PTFE vertragen hohe Drücke und Temperaturen, sind beständig gegenüber starken Säuren oder Laugen und haben eine sehr gute Standfestigkeit bei extremen Temperaturen und Flächenpressungen. O-Ringe sind wegen des geringen Platzbedarfes und der sehr einfachen Montage das universellste Dichtelement. Standardwerkstoff ist NBR, andere verfügbare Werkstoffe sind FFKM, PTFE, EPDM und Silikon. Ausführung mit Vollkern Ausführung mit Hohlkern Beim FEP ummantelten Ring übernimmt die nahtlose, gleichförmige und vollständige Ummantelung aus FEP die Abdichtung, während der Elastomerkern die ständige Rückstellung und gleichförmige Anpressung der Hülle auf die Dichtstelle übernimmt. FEP ummantelte Ringe sind in Innendurchmessern von 5,00 mm bis ca mm und Schnurstärken von 1,6 bis 31,75 mm lieferbar. O-Ringe aus FFKM/Perfluorelastomer Immer dort, wo aggressive Medien abzudichten sind, haben sich FFKM-/Perfluorelastomer-Dichtungen bewährt. Eine breite chemische Beständigkeit, ausgezeichnete Tief- und Hochtemperaturbeständigkeit sowie eine hohe Wirtschaftlichkeit zeichnen dieses Material aus. Die verlängerte Lebensdauer der Dichtungen führt zu einem geringeren Wartungs- und Reparaturkostenaufwand. 4

5 Dichtungstechnik X-Ringe (Quadringe) X-Ringe, auch Quadringe genannt, sind selbsttätige, doppeltwirkende Dichtelemente mit einem speziell entwickelten Vierlippenprofil aus NBR. Als Sonderwerkstoffe sind ebenfalls FPM, EPDM und MVQ (Silikonkautschuk) lieferbar. Gegenüber einem O-Ring bietet der X-Ring eine doppelte Dichtfunktion. Er benötigt eine geringere Vorpressung, die zu verminderter Reibung bei dynamischem Einsatz führt. Vorteile der X-Ringe Gegenüber dem O-Ring hat der X-Ring eine doppelte Dichtfunktion. Er benötigt eine geringere Vorpressung, die zu verminderter Reibung bei dynamischem Einsatz führt. Sicherheit gegen Verdrillen. Die Dichtung neigt aufgrund ihres besonderen Vierlippen-Profils nicht zum Rollen in der Nut (bei hin- und hergehender Bewegung). Geringe Reibung. Bei vergleichbarer O-Ring Abdichtung wird der X-Ring weniger radial vorgespannt. Kleinere Anpresskräfte ergeben weniger Reibung, geringeren Verschleiß und damit eine höhere Standzeit. Sehr gutes Dichtverhalten. Aufgrund einer günstigeren Pressungsverteilung über den Querschnitt wird eine hohe Dichtheit erzielt. Kein störender Pressgrat. Der oft störende Grat am Innen- bzw. Außendurchmesser des O-Ringes (fertigungsbedingt) liegt beim X-Ring zwischen den Dichtlippen. Durch das speziell entwickelte Vierlippenprofil neigt der X-Ring bei hin- und hergehenden Bewegungen nicht zum Verdrillen in der Nut. X-Ringe können als dynamische oder statische Abdichtung in einem weiten Anwendungsbereich eingesetzt werden. Die Auswahl des geeigneten Werkstoffes erfolgt in Abhängigkeit von Temperatur, Druck und dem abzudichtenden Medium. Zwischen den Dichtlippen kann sich ein Schmiermittelreservoir bilden. Schnurstärken Die Grafik unten zeigt eine Übersicht der Schnurstärken nach amerikanischer Norm AS 568 A. 1,02 1,27 1,52 1,78 2,62 3,53 5,33 7,00 5

6 ELASTOMERTECHNIK Radial-Wellendichtringe Radial-Wellendichtringe sind einbaufertige Dichtelemente zur Abdichtung rotierender Wellen und Achsen. Sie werden insbesondere im Maschinen- und Apparatebau sowie in der Kraftfahrzeugindustrie eingesetzt. Der Radial-Wellendichtring dichtet in radialer Richtung und kann für Rechts- und Linkslauf eingesetzt werden. Zur Abdichtung von Räumen mit höheren Druckunterschieden sind spezielle Sonderbauformen erforderlich. Radial-Wellendichtringe bestehen im wesentlichen aus einem Elastomerteil, einem Versteifungsring und einer Wurmfeder. Der Geltungsbereich ist in den DIN-Normen DIN 3760 (März 1993, gültig für den allg. Maschinenbau) und DIN 3761 (Januar 1984, gültig für den Kraftfahrzeugbau) geregelt. Die in dieser Übersicht enthaltenen allgemeinen Begriffe entsprechen der DIN 3761 Teil 1, Radial-Wellendichtringe für Kraftfahrzeuge. Radial-Wellendichtringe werden mit festem Sitz im Gehäuse oder Gehäusedeckel eingebaut. Ihre Dichtlippe läuft auf der Oberfläche der sich drehenden Welle und wird meist von einer Schlauchfeder (Wurmfeder) radial auf die Wellenoberfläche gedrückt. Um Verschleiß an der Gummilippe zu vermindern und die Dichtwirkung zu gewährleisten, werden hohe Anforderungen an die Beschaffenheit der Wellenoberfläche gestellt; oft wird deshalb die Welle im Bereich der Dichtungslauffläche drallfrei geschliffen. Neuere Bauformen der Radial-Wellendichtringe haben mitunter keine Wurmfeder mehr (Membranwellendichtringe) oder verfügen über eine PTFE-Dichtlippe. Bauformen von Radial-Wellendichtringen BA BA SL B1 B1 SL B2 B2 SL Bei Druckunterschieden zwischen den durch die Dichtung getrennten Bereichen sollte die offene Seite des Dichtrings dem Bereich mit höherem Druck zugewandt sein. Die Dichtlippe wird dann durch den Druckunterschied an die Welle gedrückt. Im umgedrehten Fall kann die Dichtlippe gegen die Federkraft von der Welle weggedrückt werden. Die Dichtwirkung geht dann verloren. Zur Zeit können Radial-Wellendichtringe mit Innendurchmessern von 3 mm bis max mm angefertigt werden. Andere Einfärbungen sind bei entsprechenden Losgrößen möglich. 6

7 Dichtungstechnik V-Ringe (Axial-Dichtungen) V-Ringe sind gummielastische Wellen- und Lagerdichtungen. Die axial angeordnete, v-förmige Dichtlippe ist das besondere Markenzeichen dieser Dichtelemente. Als Werkstoffe werden in der Regel Kombinationen aus Gummi (Dichtlippe) und Kunststoff oder Gummi und Metall eingesetzt. Axialwellendichtringe werden verwendet, um untergeordnete Dichtaufgaben zu erfüllen, zum Beispiel Staubschutz oder Spritzwasserschutz. Im Gegensatz zu den Radial-Wellendichtringen dichtet hier die Dichtlippe nicht auf der Welle, sondern üblicherweise an einem Gehäuseteil in axialer Richtung. Häufig werden Axialwellendichtringe als Sekundärdichtung von Radial-Wellendichtringen eingesetzt, wenn eine außergewöhnliche Schmutzbelastung zu erwarten ist. Beispiele sind Anwendungen bei Baumaschinen oder der Bahn. Interessant ist das Verhalten des V-Ringes bei hohen Drehzahlen. Die Dichtlippe hebt ab, und die Dichtung funktioniert dann als Schleuderring. Somit tritt keine Verlustleistung mehr auf. Üblichste Bauformen sind der V-Ring und der Gammaring, welcher zusätzlich noch eine Labyrinthfunktion ausübt. Bauformen von V-Ringen VA VAX VS VL VE Abstreifer Schmutzabstreifer verhindern das Eindringen von Staubpartikeln und Verunreinigungen an axial bewegten Stangen in Zylindern der Hydraulik und Pneumatik. An der ausgefahrenen Kolbenstange lagert sich Schmutz ab. Beim Einfahren wird dieser durch die Abstreifer entfernt und gelangt nicht ins Innere des Zylinders, wo er u. a. die Druckdichtung beschädigen kann. Abstreifer bestehen aus einem Haftteil mit oder ohne Blecharmierung und einer elastischen Abstreiflippe aus NBR, AU/Polyurethan oder FPM (Viton ). Bauformen von Abstreifern NDAS NDP6 NDP7 NDP8 NDRS NDRW 7

8 ELASTOMERTECHNIK Nutringe Nutringe dichten Zylinder im Bereich von Kolben oder Stange ab. Ihre Haupteinsatzbereiche sind die Hydraulik und Pneumatik. Die Dichtlippen haben ein Übermaß und werden beim Einbau an die umgebenden Dichtflächen gepresst. Dadurch wird ein Austreten des im Zylinder befindlichen Mediums bei Ruhezustand oder unter Druck vermieden. Die Unterscheidungsmerkmale von Nutringen liegen in der Geometrie der Querschnitte - hierbei unterscheidet man symmetrisches und asymmetrisches Profil. Standard-Werkstoffe sind NBR und Polyurethan (PUR), als Sonderwerkstoffe werden FPM (Viton ), VMQ (Silikon) und PTFE (rein oder modifiziert) eingesetzt. Federelastische PTFE-Nutringe Federelastische PTFE-Dichtungen (Nutringe) mit Spannfeder aus Metall zeichnen sich durch eine hohe Abriebfestigkeit und sehr gute Gleiteigenschaften aus. Sie kommen vor allem in Bereichen mit hohen chemischen und thermischen Anforderungen, wie z. B. der Medizintechnik, der Chemie-, Pharma-, und Lebensmittelindustrie zum Einsatz. Die Abdichtwirkung erzielen die federelastischen Nutringe durch das Zusammenspiel von Vorspannung und Systemdruck. Je nach Einsatzfall (statisch oder dynamisch) können unterschiedliche Vorspannkräfte erforderlich sein. Die Anpresskraft der Dichtlippen entsteht durch Zusammenwirken von Vorspannung und Systemdruck. Mit verschiedenen Stoffen gefüllte Compounds verleihen dem PTFE die Fähigkeit, sich den meisten Einsatzbedingungen anzupassen. Sie werden für Anwendungsfälle eingesetzt, die niedrige Reibung und hohe chemische Resistenz, extreme Temperaturbeständigkeit, sowie geringe Verformung unter statischer oder dynamischer Belastung erfüllen müssen. Als Füllstoffe haben sich in der Anwendung vor allem Kohle, Graphit, Bronze, Molybdändisulfid (MoS2) bewährt. 8

9 Dichtungstechnik Doppeltopfmanschetten Doppeltopfmanschetten sind Lippendichtungen und kommen in der Niederdruckhydraulik und der Pneumatik zum Einsatz. Hier dienen sie zur Abdichtung axial bewegter Stangen und Kolben in Zylindern. Bei diesen Dichtelementen handelt es sich um beidseitig druckbeaufschlagbare Kolben, deren Dichtlippen mit oder ohne Schraubendruckfedern ausgerüstet sind. Silikondichtungen Aufgrund ihres typisch anorganischen Gerüstes einerseits und der organischen Reste andererseits nehmen Silikone eine Zwischenstellung zwischen anorganischen und organischen Verbindungen ein, insbesondere zwischen Silikaten und organischen Polymeren. Sie sind in gewisser Weise Hybride und weisen ein einzigartiges Eigenschaftsspektrum auf, das von keinem anderen Kunststoff erreicht wird. Silikondichtungen sind beständig gegen Witterungseinflüsse wie starke Sonneneinstrahlung, Ozon, Licht, atmosphärische Verschmutzung und Alterung. Sie bleiben auf Dauer elastisch, farbecht und dimensionsstabil. Außerdem halten sie beim Zusammendrücken oder Verbiegen ihre Form und dichten damit alle Oberflächen optimal ab. Sie sind wartungsfrei und haben eine hohe Lebensdauer und eine hervorragende Temperaturbeständigkeit. Silikondichtungen werden u. a. im Hausbau, Ofenbau und in der Elektrotechnik verwendet. 9

10 ELASTOMERTECHNIK Aramidfaserdichtungen Aramide oder aromatische Polyamide sind organische Kunstfasern und wurden 1965 in den USA entwickelt. Sie zeichnen sich durch sehr hohe Festigkeit, hohe Schlagzähigkeit, hohe Bruchdehnung, gute Schwingungsdämpfung sowie Beständigkeit gegenüber Säuren und Laugen aus. Sie sind darüber hinaus sehr hitze- und feuerbeständig. Aramidfasern schmelzen bei hohen Temperaturen nicht, sondern beginnen ab etwa 400 C zu verkohlen. In Form von Dichtungen können sie mit folgenden Medien verwendet werden: Gas, Wasser, Heißwasser, Dampf und Laugen. Graphitdichtungen Graphit ist neben Diamant und Fulleren die dritte stabile Form des Kohlenstoffs (C). Eigenschaften von Graphitdichtungen: temperaturbeständig von -200 C bis +450 C dichtet zuverlässig Gase und Flüssigkeiten chemisch beständig gegen fast alle Medien sehr beständig bei Temperaturschwankungen hohe Wärmeleitfähigkeit in der Ebene kein Gesundheitsrisiko unbegrenzte Lagerfähigkeit geht keine Verbindung mit Glas o. Keramik ein Dichtungen mit Innenbördel Die Dichtung mit Innenbördel, auch gebördelte Dichtung oder Dichtung mit Metalleinfassung genannt, bietet gegenüber den herkömmlichen Flachdicht-ungen folgende Vorteile: Schutz vor aggressiven Medien Erhöhung der Dichtheit Schutz vor Herausdrücken der Dichtung Verwendung von glatten Flanschen anstatt von Flanschen mit Vor- und Rücksprung oder Nut und Feder 10

11 Dichtungstechnik FAX: Technischer Anfragebogen Dichtungen Bitte füllen Sie den Fragebogen so vollständig aus wie möglich. Je mehr Informationen wir von Ihnen erhalten, desto genauer können wir die passende Dichtung für Ihre Anwendung bestimmen. Allgemeine Angaben Einsatz der Dichtung:... Funktion der Dichtung:... Dichtung Abmessung nach: DIN... ANSI... oder Abmessungen im gepressten Zustand: D a [mm]:... D i [mm]:... Betriebsmittel Medium:... Betriebsdruck [bar]: min... / max... Betriebstemperatur [ C]: min... / max... Temperaturverlauf während des Betriebs:... Flansch und Schrauben Werkstoff Flansch:... Abmessung nach: DIN/ANSI... DN... PN... Zeichnung liegt bei Werkstoff Schrauben:... Art der Schrauben:... Anzahl der Schrauben:... Größe der Schrauben:... Dichtungsdicke [mm]:... Dichtungsdicke [mm] frei wählbar:... Dichtungsdicke [mm] konstruktiv bedingt, weil:... Sonstige Angaben Unsere Anschrift lautet: Firma: Platz für Ihre Visitenkarte Einkleben - Kopieren - Faxen Name: Straße: PLZ & Ort: Telefon: Fax: E-M@il: RRG INDUSTRIETECHNIK GMBH Ihr Partner für Maschinenbau. Brunshofstraße Mülheim/Ruhr Tel. +49-(0) Fax +49-(0) info@rrg.de

12 FLUID ANTRIEB ELASTOMER SCHWINGUNG FAX-Antwort: (0208) Bitte senden Sie mir mehr Informationen: Dichtungstechnik O-Ringe, Nutringe, V-Ringe, X-Ringe, PTFE-Dichtungen, Wellendichtringe, uvm. Stanzteile / Zuschnitte Fertigung nach Kundenvorgaben aus den unterschiedlichsten Materialien Thermoformteile Tiefziehteile aus diversen Kunststoffen (ABS, PS, PP, etc.) hergestellt im Negativ-Verfahren Spritzgussteile Kunststoffteile hergestellt im Spritzgussverfahren z. B. aus Polyurethan Gummiformteile gefertigt mit den Verfahren Transfer Moulding oder Compression Moulding Kunststoffteile mechanisch bearbeitet Fertigung als Einzelserie oder Baugruppen Faltenbälge Elastische Schutzteile für Maschinen, Fahrzeuge und Apparate Latex-Tauchteile - Membranen - Kabeltüllen - Folien - uvm. Walzenbeschichtung für Prägewalzen, Tauchwalzen, Kontaktwalzen, Transportwalzen und Kaschierwalzen Gummi-Profile Moosgummi-, Klemm-, Türdicht-, Fassungsund Kantenschutzprofile Antirutschmatten Kunststoffmatten zur Ladungssicherung beim Transport auf Schiene und Straße Treppenlager Spezialprodukte für Treppenbauer - Schalldämmschuhe zur Trittschallisolation ANTRIEBSTECHNIK Antriebselemente Linearsysteme SCHWINGUNGSTECHNIK Federungstechnik Lärmschutz FLUIDTECHNIK Hydraulik Hydraulik-Service Unsere Anschrift lautet: Firma: Platz für Ihre Visitenkarte Einkleben - Kopieren - Faxen Name: Straße: PLZ & Ort: Telefon: Fax: E-M@il: RRG INDUSTRIETECHNIK GMBH Ihr Partner für Maschinenbau. Brunshofstraße Mülheim/Ruhr Tel. +49-(0) Fax +49-(0) info@rrg.de