DICHTUNGSAUSFÄLLE VERHINDERN UND EINE AUSWAHL AN HYDRAULISCHEN DICHTUNGSLÖSUNGEN



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Veröffentlicht von der Seals-Shop GmbH am 07.05.2018

Dichtungen müssen zwei Hauptaufgaben erfüllen: das Austreten von Flüssigkeiten verringern oder verhindern und dabei gleichzeitig das Eindringen von Schmutz und Rückständen vermeiden. Wenn eine Dichtung nicht den Funktionsanforderungen entspricht oder unsachgemäß eingebaut oder gewartet wird, kann es zu einem Dichtungsversagen und somit zu einem Flüssigkeitsaustritt kommen.

Um einwandfrei zu funktionieren, müssen Dichtungen extremen Temperaturen, hohem Druck, Chemikalien und Verunreinigungen widerstehen. Sie können aus verschiedenen Materialien bestehen und die Wahl der richtigen Dichtung für eine Anwendung ist keine leichte Aufgabe; nicht nur Kenntnisse über die Maschine oder Anlage, in der die Dichtung verbaut wird sind zu berücksichtigen, sondern auch mögliche Auswirkungen auf die Umgebung der Dichtung.

Dichtungsausfälle verhindern
 

Ein Ausfall der Dichtung führt zu Anlagenproblemen und kostspieligen Ausfallzeiten. Während sie bei sachgemäßem Einsatz über eine lange Lebensdauer verfügt, kann sie bei falscher Anwendung ernsthafte Probleme verursachen.

 

Unsere Produkte
Abb. 1: Eine Auswahl an Dichtungen für zahlreiche Anwendungen. Quelle: Seals-Shop GmbH

Auch wenn eine Hydraulikanlage trotz Leckage weiterhin sicher arbeitet, sind Leckagen kostspielig. Wenn in einer Minute sechs Tropfen Öl aus einem Verbindungsstück in einer Hydraulikanlage austreten – in der Annahme, dass jeder Tropfen über ein Volumen von 0,5 ml verfügt - sind das im Laufe eines Jahres 179,8 Liter und mehrere Hundert Euro, die man für Ersatzöl ausgeben muss. Eine permanente Austrittsstelle von 0,16 cm Durchmesser führt zu einem jährlichen Ölverlust von 1.968 Litern. Multipliziert man diese Zahl mit der Anzahl an verwendeten Verbindungsstücken ergibt sich schnell eine große Zahl.

Solche Vorkommnisse können jedoch vermieden werden, wenn man die Gründe für Dichtungsausfälle erkennt und weiß, wie sie zu verhindern sind. Zwar sind alle Dichtungen am Ende abgenutzt, die häufigsten Ursachen für einen vorzeitigen Ausfall sind jedoch ein unsachgemäßer Einbau, Verunreinigung, zu hohe Temperaturen, Drucke oder Fließgeschwindigkeiten sowie chemische Erosion. Im Folgenden betrachten wir diese Ursachen genauer:

Unsachgemäßer Einbau. Eine unsachgemäß eingebaute Dichtung kann auf verschiedene Arten versagen, bei unsachgemäßer Handhabung, Verunreinigung oder wenn sie nicht für die Anwendung geeignet ist. Ein unsachgemäßer Einbau kann zu Rissen und Einkerbungen in der Dichtung und somit zu einem Ausfall führen. Eine Dichtung kann auch rückwärts eingebaut werden was zu einer sofortigen Leckage führt.
Die Stelle, an der die Dichtung verwendet wird, muss korrekt ausgemessen werden, so dass sie genau passt. Ohne richtige Größe kann die Dichtung entweder kaputt gehen (zu groß) oder nicht abdichten (zu klein). Die Größe einer O-Ring Dichtung wird zum Beispiel durch die Dichtungsbohrung bestimmt (der Durchmesser des Gehäuselochs, an dem die Dichtung eingepasst wird), den Außendurchmesser der Dichtung und der Breite der Dichtung (Gesamtbreite der Dichtung). Die Größe der Dichtungen passen zu bestimmten Schaften oder Stabdurchmessern und werden als solche erkannt. Eine Dichtung darf deshalb nur passend zu ihrer Auslegung verwendet werden.

Verunreinigung. Metallspäne, Staub, Schmutz, Lehm, Sand und andere kleinste Feststoffteilchen können während des Betriebs aufgenommen werden, die Dichtung beschädigen und möglicherweise in den geschützten Bereich eindringen. Gründe dafür sind z. B. Verunreinigungen des Innenzylinders, Zylinderabnutzung, verstopfte Filter, verschmutztes Öl und eine schlechte Reinigungsleistung. Flüssigkeiten, die für diese Anwendungen verwendet werden müssen daher frei von Rückständen sein.

Übertemperatur. Hitze kann zu einer Verhärtung des Elastomers und somit zu einem Abbau der Dichtung führen, die schließlich spröde wird und auseinanderfällt. Materialteile können wegbrechen, was zu weiterer Verunreinigung führt. Im Allgemeinen gibt es einen festgelegten Temperaturbereich, in dem sich die Dichtung optimal einsetzen lässt und der eingehalten werden muss. Eine höhere Temperatur beschleunigt auch die Alterung; die Temperatur der Anwendung und ständige Reibung können somit die Lebensdauer einer hydraulischen Dichtung erheblich verringern. Wenn z. B. beim Wechsel der Dichtung axiale Risse am Dichtungsrand zu sehen sind, kann es sein, dass die Dichtung zu hohen Temperaturen ausgesetzt war. Andererseits kann auch eine zu kalte Betriebsumgebung zu einer spröden Dichtung führen.

Druck. Wenn eine Dichtung über ihre Grenzen hinaus beansprucht wird und versagt, kann die Ursache dafür ein Überdruck sein. Die Möglichkeiten des Ausfalls reichen von einem Reißen bis hin zum völligem strukturellen Ausfall. Prüfen Sie Druckspitzen und stellen Sie sicher, dass die Dichtung für den in der Anwendung benötigten Druck ausgelegt ist. Der Lieferant legt für jede Dichtung die empfohlene Temperatur und den empfohlenen Druck für eine optimale Leistung fest (wie Seals-Shop, deren Produkte sich besonders gut für eine Reihe an hydraulischen Anwendungen eignen, von linearen Dichtungen für Leichthydraulik bis zu schweren Rotationsdichtungen und statischen Anwendungen, und in den Fällen, in denen Druck und Temperaturspezifikationen während der Produktauswahl leicht zu erkennen sind.) Wenn der empfohlene Druckwert überstiegen wird, altert eine Dichtung schneller. Darüber hinaus kann die Verwendung eines falschen Fettes oder Öls dazu führen, dass die Flüssigkeitsdichte zu dick oder zu rutschig wird, so dass ein falscher hydraulischer Druck auf die Dichtung ausgeübt wird.

Hohe Rotationsgeschwindigkeit. Beim Einsatz in einer Umgebung, in der eine bestimmte Geschwindigkeit erforderlich ist (wie in einer drehenden Welle) kann es vorkommen, dass die Dichtung der Rotationsgeschwindigkeit nicht standhält. Dichtungen laufen auf der Schmierung zwischen Dichtlippe und der sich bewegenden Fläche. Die Dicke des Schmierfilms legt den Grad der Reibung fest. Wenn sich die Geschwindigkeit erhöht nimmt die Reibung zunächst ab, steigt aber im Laufe der Zeit mit höherer Geschwindigkeit wieder an, was zu einer Abnutzung der Dichtung führt. Geschwindigkeiten, die unter und über dem empfohlenen Bereich liegen, lassen die Reibungswerte stark ansteigen und wirken sich auf das Dichtmaterial aus.

Chemische Erosion. Korrosive Flüssigkeiten oder eine nicht kompatible chemische Zusammensetzung wie z. B. Öladditive, können zu einem Versagen des Dichtmaterials führen, wenn z. B. für eine Anwendung ein nicht kompatibles Dichtmaterial verwendet wird. Wird eine solche Dichtung mit Hilfe einer chemischen Flüssigkeit mit einem Hydrauliksystem verbunden, kann es zu Materialbrüchen oder Extrusionen im Material kommen. Die chemische Erosion zeigt sich in einem Aufquellen oder Schrumpfen der Dichtung.

Seals-Shop Lösungen
 

Um Leckagen zu verhindern müssen nicht nur die richtigen Komponenten für die jeweilige Anwendung ausgewählt und verbaut werden, sondern auch die Bedingungen geschaffen werden, unter denen die Komponenten eine kontinuierliche Leistung ohne Leckagen erbringen. Um eine optimale Leistung der Komponenten zu erreichen, müssen Konstrukteure die verfügbaren Produkte, mit denen für die jeweilige Anwendung eine Null-Leckage erreicht wird, kennen und verbauen können. Es gibt zwar Produkte, die Leckagen verringern oder verhindern, der wichtige Punkt ist jedoch, für die gegebene Anwendung das richtige Produkt zu wählen — und es richtig zu verbauen.

Seals-Shop bietet eine breite Palette an Produkten von Trelleborg Sealing Solutions, die sich für Anwendungen mit linearen Dichtungen für Leichthydraulik bis hin zu Dichtungen für Schwerhydraulik eignen. Mit Materialien wie Hochleistungsthermoplaste, Polymere und Elastomere werden alle Dichtungen auf der Online-Plattform speziell dafür entwickelt, dass Systeme ihre optimale Leistung und größte Lebensdauer bei gleichzeitig geringer Wartung erreichen. Das in Stuttgart ansässige Unternehmen bedient viele Industriebereiche und bietet Service und Wartung, Reparaturen, Herstellung, Großhandel sowie Forschung und Entwicklung.

O-Ringe, sind die bekanntesten Dichtungen, die hauptsächlich für statische Abdichtungen verwendet werden (das bedeutet, dass es zwischen den zu dichtenden Flächen oder zwischen der Dichtfläche und der Passfläche keine Bewegung gibt). Seals-Shop bietet O-Ringe mit Querschnitten im Bereich von 0,8 bis 8,4 mm und Innendurchmesser bis zu 810 mm. O-Ringe eignen sich für fast jeden Einsatz in flüssigen und gasförmigen Medien und sind als Elastomere oder in anderen Materialien verfügbar wie z. B. Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM), Fluorelastomere (FKM) und Nitril-Butadien-Kautschuk (NBR).

Hydraulische Stangendichtungen verhindern das Austreten von Fluiden aus dem Hydraulikzylinder. Die Online-Plattform bietet eine breite Palette an Stangendichtungen für einfach- oder zweifachwirkende Systeme. Stangendichtungen sind als Turcon® Polytetrafluoroethylen (PTFE) Produkte und Zurcon® Polyurethan (PU) U-Dichtungen erhältlich. Fokus der Auslegung liegt auf geringer Reibung, kompakter Form und einfachem Einbau.

O-Ringe
Abb. 2: O-Ringe werden in zahlreichen statischen und dynamischen Anwendungen eingesetzt. Quelle: Seals-Shop GmbH

Turcon® Double Delta®
Abb. 3: Kolbendichtungen werden in Hydraulikzylindern als Fluiddichtungen eingesetzt. Quelle: Seals-Shop GmbH

Hydraulische Kolbendichtungen sind im Zylinderkopf eingebaut und versiegeln die Zylinderbohrung, so dass keine unter Druck stehende Flüssigkeit austreten kann. Druck kann sich an einer Seite des Kolbens aufbauen, so dass sich der Zylinder ausdehnen oder zusammenziehen kann. Kolbendichtungen sind als zweifachwirksame (Druck an beiden Seiten) oder einfachwirksame (Druck auf einer Seite) Dichtungen in zahlreichen Materialien bei Seals-Shop erhältlich.

Verschleißringe führen den Kolben und die Kolbenstange im Hydraulikzylinder um einen Kontakt von Metall zu Metall zu verhindern. Seals-Shop.com bietet Slydring® Hydraulik-Verschleißringe in drei verschiedenen Materialtypen: Turcite® für leichte bis mittelschwere Anwendungen mit begrenzten Radialkräften; HiMod® für mittel- bis schwere Anwendungen und Orkot® Materialien für Schwerhydraulikanwendungen mit hohen Radialkräften.


Weitere technische Informationen über die Verwendung von Dichtungen und Einbauanleitungen finden Sie auf Seals-Shop.com.

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