WISSENSWERTES ZUR AUSWAHL VON RADIALWELLENDICHTRINGEN



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Veröffentlicht von der Seals-Shop GmbH am 21.11.2018

Einfach gesagt, besteht die Aufgabe von Dichtungen darin, Leckagen zwischen zwei Teilen zu verringern oder zu verhindern. Während die Dichtung diese grundlegende Funktion übernimmt, sind für die Wahl der richtigen Dichtung Erfahrung und Wissen erforderlich. Eine richtige Wahl setzt auch voraus, dass der Käufer die möglichen Auswirkungen auf die Umgebung der Dichtung berücksichtigt und darüber hinaus über ausreichende Kenntnis der Maschine oder Anlage verfügt, in der die Dichtung eingesetzt wird.

Die Wahl des richtigen Radialwellendichtrings hängt im Grunde bei jeder Anwendung von den Betriebsbedingungen und den physischen Abmessungen der Dichtung ab. Da es dazu zahlreiche Überlegungen gibt, finden Sie im Folgenden die vier bedeutendsten Punkte, die bei der Wahl einer Dichtung zu berücksichtigen sind, und warum diese wichtig sind.

Temperatur

Die Umgebungstemperatur der Dichtung ist der wesentliche Faktor, der das Material für den Radialwellendichtring vorgibt. Im Allgemeinen sind bestimmte Temperaturspannen für bestimmte Rotationsdichtungen festgelegt, zum Beispiel eine festgelegte Spanne von 4 bis 49°C. Bei zu niedrigen Temperaturen kann die Dichtung brüchig, bei zu hohen Temperaturen kann das Material der Dichtung zu elastisch werden. Höhere Temperaturen beschleunigen ebenfalls die Alterung des Gummis. Wenn an der Dichtungskante mittige Risse zu sehen sind, wurde die Dichtung übermäßig hohen Temperaturen ausgesetzt, welche eindeutig außerhalb des empfohlenen Temperaturbereiches lagen. Ein Anstieg der Umgebungstemperatur um 10°C kann die theoretische Lebensdauer des Gummis halbieren.

Aber nicht nur die Lufttemperatur kann die Dichtungen beeinträchtigen. Temperaturschwankungen können verursacht werden durch:

Radialwellendichtring TSS Bauform TRA und Stefa Type CB
Abbildung 1: Radialwellendichtring TSS Bauform TRA und Stefa Type CB. Quelle: Seals-Shop GmbH

  • Schnelle Rotationsgeschwindigkeit, die überschüssige Wärme erzeugt
  • Unzureichende Schmierungs- und Wärmemanagement-Fähigkeiten des Schmiermittels
  • Die Umfangsgeschwindigkeit
  • Den angewandten Druck

Lage oder Größe

Ein wesentliches Element für die Wahl des geeigneten Radialwellendichtrings sind die Abmessungen. Die Öffnung oder der Ort, an dem die Dichtung eingesetzt wird, muss richtig ausgemessen werden, damit sie so gut wie möglich passt. Dieser Punkt ist von großer Bedeutung, da eine nicht passende Rotationsdichtung unbrauchbar ist und Leckagen und Verunreinigungen mit Sicherheit auftreten.

Die Größe einer Dichtung wird durch den Dichtungsdurchmesser bestimmt, den Durchmesser der Aussparung im Gehäuse, in welche die Dichtung eingesetzt wird, den Außen- (OD) und Innendurchmesser (ID) der Dichtung sowie die Dichtungsbreite – die Gesamtbreite der Dichtung einschließlich innerer und äußerer Hülle.

  • Der Dichtungsdurchmesser steht für den Durchmesser der Aussparung, in welche der Radialwellendichtring eingesetzt wird.
  • Außendurchmesser: Messungen sollten an mindestens drei gleichmäßig um die Dichtung herum verteilten Stellen erfolgen. Der Mittelwert aus diesen drei Messungen ergibt den OD.
  • Die Dichtungsbreite ergibt sich aus der Abmessung der Dichtungshöhe, wenn die Dichtung auf einer ebenen Fläche liegt, einschließlich der inneren und äußeren Hüllen.
  • Innendurchmesser der Welle: Der Innendurchmesser eines Radialwellendichtrings kann variieren, sodass der Wellendurchmesser als Innenmaß verwendet wird. Wenn Sie den Wellendurchmesser nicht kennen, können Sie ihn anhand der Innenmaße der Dichtung abschätzen.

Technische Zeichnung eines Radialwellendichtrings
Abbildung 2: Technische Zeichnung eines Radialwellendichtrings. Quelle: Seals-Shop GmbH

Druck

Wenn der Druck steigt, wird die radiale Belastung und Reibung der Dichtlippe bei Kontakt mit der Welle verstärkt. Wie bei der Temperatur wird für eine optimale Leistung jedes Radialwellendichtrings ein festgelegter Druck empfohlen. Ein Überdruck führt zu einem schnelleren Verschleiß und einer kürzeren Lebensdauer der Dichtung.

Ist eine Dichtung zu hohem Druck ausgesetzt, können die festgelegten Werte für die Umfangsgeschwindigkeit nicht aufrechterhalten werden und müssen relativ zur Größe des Drucks gesenkt werden.  Bei hohen Temperaturen kann eine Leckage zwischen der Dichtungsumgebung und der Gehäusebohrung vermieden werden, wenn Radialwellendichtringe mit Gummigehäusen verwendet werden. Wenn eine Dichtung unter Druck steht, besteht ebenfalls das Risiko einer axialen Bewegung in der Gehäusebohrung. Verhindert werden kann dies, wenn die Dichtung mit einem Abstandsring gegen einen Absatz platziert wird.

Geschwindigkeit

Die Geschwindigkeit, bei der ein Radialwellendichtring wirksam arbeiten kann, hängt von Faktoren wie Temperatur, dem eingesetzten Schmiermittel oder Öl, der Schaftausführung und Dichtungstyp ab. Die Schmierung zwischen der Dichtlippe und einer beweglichen Fläche verringert Reibung, welche die Dichtung erheblich verschleißen kann. Die Dicke des Schmierfilms bestimmt das Ausmaß an Reibung. Zu Beginn nimmt die Reibung ab, da sich bei erhöhter Geschwindigkeit das Schmiermittel verteilt. Aber auch bei erhöhter Geschwindigkeit werden die Reibekräfte größer und führen zur Abnutzung.

Verschiedene Dichtungstypen ermöglichen eine Vielzahl an maximalen Umfangsgeschwindigkeiten. Höhere Umfangsgeschwindigkeiten sind für größere Wellendurchmesser besser geeignet als für kleinere Durchmesser, da sich der Querschnittsbereich im Verhältnis zum Quadrat des Durchmessers vergrößert und somit die Wärmeabfuhrleistung steigt.

Während sich höhere Geschwindigkeiten auf die Leistung und Lebensdauer des Radialwellendichtrings auswirken, führen Geschwindigkeiten unter und über dem empfohlenen Bereich zu erhöhter Reibung, was sich wiederum auf das Material der Dichtung auswirkt.

Häufige Gründe für Ausfälle von Radialwellendichtringen

Mit der Zeit nutzen zwar alle Dichtungen ab, zu den häufigsten Gründen für einen vorzeitigen Dichtungsausfall gehören aber:

  1. Einbau – Beschädigung durch Handhabung, falsches Abmessen usw.
  2. Dichtfläche während des Betriebs geöffnet, so dass kleinste Teilchen eindringen und den Dichtungsverschluss beeinträchtigen können
  3. Falsche Auswahl des Radialwellendichtrings
  4. Schlechtes Design
  5. Unzureichende Umgebungsprüfungen

Oftmals werden auch die chemische Zusammensetzung der Dichtungskomponenten, die Korrosionsbeständigkeit, Auswirkungen von Verdichtung, chemische Angriffe, die Materialwahl und veränderte Umgebungsbedingungen während des Einsatzes nicht berücksichtigt.

Rotationsdichtungen
Abbildung 3: Verschiedene Rotationsdichtungen. Quelle: Seals-Shop GmbH

Zusammenfassung

Heute gibt es interaktive Tools, wie zum Beispiel den Fits & Tolerances Calculator, mit dem Sie die Abweichungen von oberen und unteren Grenzen sowie maximale und minimale Störeinflüsse basierend auf den gewählten Toleranzklassen für Dichtungsdurchmesser und Schaft bestimmen können. Diese können Ihnen somit bei der Auswahl des richtigen Radialwellendichtrings helfen.

Dieser Artikel soll Sie bei Ihrer Auswahl unterstützen. Falls ein Radialwellendichtring versagt, prüfen Sie, welche Faktoren den Ausfall verursacht haben könnten. Ist die Dichtung brüchig oder zu elastisch? Dann liegt es an der Temperatur. Gelangen Partikel durch die Dichtung? Prüfen Sie die Dichtungsöffnung.

Das Suchen nach der besten Dichtung für Ihre Anwendung sollte aber auch nicht zu einer Lebensaufgabe werden. Finden Sie die beste Dichtung einfach hier.

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