Sie sind hier: Startseite / Media / DICHT! / DICHT! Ausgabe 1.2019 / Dichten

Standard Objektansicht. Klicken Sie hier, um ein eigenes Template zu erstellen, Knoten ID: 8356, Objekt ID: 8311

Dichten

Dichten

Hier lesen Sie Fachartikel aus dem Fachmagazin DICHT! 1.2019 >> Bereich Dichten

Name Klasse Sektion

Dichtungen werden aus den verschiedensten Gründen in der Praxis geschädigt. Neben dem Erkennen der Schadensursache werden dann mögliche Abhilfemaßnahmen wichtig –für die Instandhaltung, aber auch bereits bei der Erstausrüstung von Anlagen mit Dichtungen.

In der Literatur wird das Schadensbild „Übermäßiger Abrieb“ auch als „Übermäßiger Abtragverschleiß“ oder „Abriebverschleiß“ bezeichnet. Dieses Schadensbild tritt vorwiegend bei bewegten Abdichtungen auf und kann sehr viele verschiedene Ursachen haben:

• Normalerweise sind Gummidichtungen um ein Vielfaches weicher als die Bauteile, in denen sie montiert sind, und daher anfällig für Verletzungen und Abrieb. Besonders ist bei bewegten Dichtungen darauf zu achten, dass die Gegenlauffläche möglichst glatt ist (bis ca.1 μm Rz) und keine scharfen Kanten oder Übergänge aufweist.

• Durch abrasive Feststoffpartikel (Hydroabrasion), die in Medien gelöst sind, kommt es meist zu Riefen in den Dichtflächen, welche durch Erosion ausgewaschen und vergrößert werden.

• Beim erstmaligen Anlaufen von Maschinen erfahren dynamisch eingesetzte Dichtungen meist einen kurzen Trockenlauf, bis sie mit Schmiermittel versorgt werden. Für kurze Zeiten ist dies noch nicht problematisch. Bleibt die Schmierung im laufenden Betrieb jedoch aus, kann schon nach kurzer Zeit die Dichtung so stark abgerieben werden, dass sie komplett ausfällt.

• Ein häufiger konstruktiver Fehler ist eine zu ungenau definierte Oberflächenbeschaffenheit der Gegenlaufflächen. Es sollte nicht nur die Rauheit vorgegeben werden, sondern auch das Bearbeitungsverfahren bzw. die Topologie der Oberflächen. Durch zu geringe Vorpressung der Dichtung (z.B. fehlende Berücksichtigung des Durchmesserspiels) kann es zu einer Strömungserosion kommen. [...]

Dipl.-Ing. Bernhard Richter, Ulrich Blobner (O-Ring Prüflabor Richter GmbH)
ISGATEC: Media - Fachartikel 1

Der O-Ring ist das in der Dichtungstechnik mit Abstand am häufigsten verwendete Dichtelement. Kostengünstig einerseits und zuverlässig andererseits – sofern einige wichtige Kriterien bzgl. Auslegung und Montage beachtet werden, wie das Beispiel einer Filterdeckelverschraubung zeigt.

In Ölfiltermodulen wird die Abdichtung von Deckel zu Sockel i.d.R. mittels eines radial verpressten O-Rings realisiert. Der O-Ring wird dabei in die im Kunststoffdeckel eingebrachte Nut montiert. Anschließend erfährt der O-Ring während der Montage des Deckels in den Sockel mehrere sich überlagernde Belastungszustände. Eine rotatorische Bewegung wird durch eine translatorische überlagert. Der O-Ring überfährt zunächst die Einführschräge im Sockel und wird anschließend im verpressten Zustand in der Bohrung des Sockels weiterbewegt. Während der Drehbewegung kommt es zu einem unregelmäßigen Haften und Gleiten des Ringes in Umfangsrichtung. Dieser Effekt hängt im Wesentlichen von folgenden Faktoren ab:

• Exzentrizität von Deckel und Sockel zueinander. Diese kann vor allem durch die Gewinde der beiden Bauteile entstehen.

• Unrundheit von Deckel und Sockel.

• Ein sich über den Umfang ändernder Reibungskoeffizient. Dies tritt besonders bei Kunststoffbauteilen auf.

Diese Faktoren führen dazu, dass im Ring sowohl unterschiedliche Verpressungen des Querschnittes als auch unterschiedliche Dehnungen in Umfangsrichtung auftreten. Der O-Ring wird also während der Verschraubung einer ungewöhnlich hohen Belastung ausgesetzt und kann in Einzelfällen sogar reißen. [...]

Anton Parzefall (Dichtungstechnik Wallstabe & Schneider GmbH & Co. KG)
ISGATEC: Media - Fachartikel 1

Geräusche, verursacht durch Dichtungen, kommen nicht allzu häufig vor. Wenn Dichtungen in der Praxis „quietschen“, ist die Lösung dieses Problems oft mit erheblichem Aufwand verbunden. Besser man berücksichtigt dies vorher.

Grundlage des Prandtl-Tomlinson-Modells für Reibungsmechanismen auf atomarer Skala ist eine resultierende periodische Anregung. Das Modell beschreibt eindimensional viele wesentliche Eigenschaften der trockenen Reibung:

• Zur Bewegung muss eine bestimmte Mindestkraft aufgebracht werden (Haften).

• Die Gleitreibung ist aufgrund der Kontinuität kleiner als die Haftreibung.

• Wird die Kraft während der Bewegung reduziert, so bewegt sich der Körper trotzdem aufgrund seiner Massenträgheit weiter.

• Der Körper kommt infolge der „Reibung“ (Eigendämpfung b des Systems) zum Stillstand.

Prandtl betrachtete eine eindimensionale Bewegung eines Massenpunktes m (für Gleitringdichtungen die Masse des Gleit- und/oder Gegenrings) in einem periodischen Potenzial mit einer Wellenzahl k (Periode)und einer geschwindigkeitsproportionalen Dämpfung b unter Einwirkung von N im Sinne einer Kraft. [...]

 

Teil 1: Grundlagen

Professor Dr.-Ing. Peter Waidner (Hochschule für angewandte Wissenschaften München)
ISGATEC: Media - Fachartikel 1

Wenn Dichtungen versagen, ist der Ärger vorprogrammiert. Gründe dafür gibt es viele. Da sie aber meist zugekauft werden, kann man sich mit der richtigen Eingangskontrolle viel Ärger sparen.

Alle Prüfgerätschaften müssen die Anforderungen der jeweiligen Normen erfüllen, müssen kalibrierbar sein und die Anforderung der ISO 9001, Kap.7.1.5 erfüllen. Die Prüfgeräte sollten in einem klimatisierten Raum aufgestellt sein, der keine großen Erschütterungen durch die Produktion erfährt. Steht eine Klimatisierung nicht zur Verfügung, ist wenigstens auf eine konstante Raumtemperatur zu achten, welche dokumentiert werden sollte. Prüfgeräte sollten soweit wie möglich digitale Anzeigen haben, mit Schnittstellen für das QS-System. Ebenso empfiehlt sich ein Servicevertrag mit regelmäßiger Kalibrierung. Außerdem sollten die Geräte nicht direkter Sonneneinstrahlung und Zugluft ausgesetzt sein. Eine Nivelliereinrichtung an den Geräten stellt sicher, dass sie „im Wasser“ stehen.

Die Analysewaage sollte Dichtemessungen nach den in Teil 1 (DICHT! 4.2018) beschriebenen Normen durchführen können, die Waage selbst sollte die DIN EN 45501 erfüllen und eine Genauigkeit von 0,1 mg haben. Waagen mit Software zur automatischen Berechnung der Dichte sind inzwischen Stand der Technik. Eine Schnittstelle zum Übertragen der Daten auf den PC ist sehr vorteilhaft. Um äußere Einflüsse zu minimieren, sollte die Waage auf einem erschütterungsfreien Tisch (z.B. Granitplatte) platziert werden, in einem Raum mit konstanter Labortemperatur (23 °C) stehen und eine Einhausung als Schutz gegen Zugluft besitzen. [...]

 

Teil 1: Notwendige Prüfungen

Dipl.-Ing. (FH) Ulrich Blobner, Dipl.-Ing. Bernhard Richter (O-Ring Prüflabor Richter GmbH)
ISGATEC: Media - Fachartikel 1

Die leider immer noch anzutreffende Sicht des Einkaufs, dass Dichtungen C-Teile sind, sieht aus Instandhaltungssicht schnell anders aus, wenn das Risiko- und Kostenpotenzial eines Dichtungsschadens als Bewertungsbasis herangezogen wird. Dichtungsschäden sind oft hausgemacht und verursachen hohe Folgekosten. Und neue Dichtungsentwicklungen bringen nur dann die erhofften Verbesserungen, wenn ein Umdenken stattfindet.

C-Artikel sind ein Synonym für Komponenten, die meist standardisiert – also genormt – sind und einen niedrigen Einzelpreis haben. Sie haben ein beachtliches wirtschaftliches und logistisches Rationalisierungspotenzial. Das gilt für die Beschaffung, für die Bewirtschaftung, Bevorratung und Bereitstellung. Eine Annahme, die für Dichtungen durchaus zutreffen kann, sich aber in der Praxis oftmals als grober Denkfehler herausstellt.

Eine weitere Schwachstelle ist die Werkstoffbezeichnung für die Dichtung. Hierfür werden die Kurzzeichen der ASTM oder DIN, wie z.B. NBR, genutzt. Elastomere sind, wie andere Kunststoffe auch, Mischprodukte. Sie bestehen aus einer Polymerbasis mit einer ganzen Reihe von Zusätzen, auch Additive genannt. Jeder Dichtungshersteller hat dabei seine spezielle Rezeptur, sodass es eigentlich logisch ist, dass z.B. eine NBR-Dichtung des Herstellers A nicht ohne Überprüfung durcheine NBR-Dichtung des Herstellers B ersetzt werden kann. [...]

Helmut Winkler (TMM)
ISGATEC: Media - Fachartikel 1

Trotz des Trends zu immer komplexeren Dichtungslösungen sind Webshops für Standarddichtungen ein sinnvoller Weg. Was dabei im Speziellen zu beachten ist, darüber unterhielt sich DICHT! mit Achim Pellen, Geschäftsführer und Lara Pellen, Marketing, der Achim Pellen Dichtungstechnik GmbH.

Man hat oft den Eindruck, dass Profile und Formteile nicht als Dichtungen wahrgenommen werden. Wie sehen Sie das?

Achim Pellen: Meines Erachtens sind alle Bauteile mit Dichtungsfunktion der Dichtungstechnik zuzuordnen. Meine Sichtweise wird vielleicht im technischen Handel nicht überall geteilt und auch andere sehen dies – je nach Branche und Unternehmen – unterschiedlich. Wir halten uns mit solchen Unterscheidungen aber weniger auf. In unserem Portfolio gibt es hauptsächlich per Extrusion hergestellte Dichtungen, wie z.B. Rundschnüre oder Profile, die zum O-Ring, Abschnitt oder Endlosware verkauft werden. So ist man flexibel und hat wenig Werkzeugkosten. Falls eine extrudierte Dichtung nicht eingesetzt werden kann, lösen wir Aufgabenstellungen eben mit einer Formdichtung oder mit einem Stanzteil.

Wie beratungsintensiv sind Formteile und Profile?

Achim Pellen: Aufgrund der sehr unterschiedlichen Anforderungen, der vielen möglichen Werkstoffe, Verfahren usw. ist die Auswahl i.d.R. sehr beratungsintensiv. Ohne vernünftige technische Zeichnungen/CAD ist eine solche Beratung schwierig. In der Praxis bedeutet dies, solche Informationen erst einmal qualitativ zu erhalten. Wenn es sich nicht um Normdichtungen handelt, ist es entscheidend, die richtige Verfahrenstechnik auszuwählen, damit letztendlich Qualität und Preis stimmen. Nur mit hohem Verfahrenstechnik-Know-how kann man ein solches Projekt effektiv lenken und zur Zufriedenheit aller Beteiligten lösen. Hier greifen wir auf fast 25 Jahre Erfahrung zurück. [...]

Achim Pellen, Lara Pellen (Achim Pellen Dichtungstechnik GmbH)
ISGATEC: Media - Fachartikel 1
© ISGATEC GmbH 2020