Technisches Handbuch 2025

Technisches Handbuch 2025
Inhaltsverzeichnis
Services
Inhaltsverzeichnis
Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik
Inhaltsverzeichnis
Dichtungen für rotatorische Anwendungen
Inhaltsverzeichnis
Dichtungen für Fluid Power Anwendungen – Hydraulik
Inhaltsverzeichnis
Dichtungen für Fluid Power Anwendungen – Pneumatik
Inhaltsverzeichnis
Statische Dichtungen
Inhaltsverzeichnis
Spezialdichtungsprodukte
Inhaltsverzeichnis
Hydrospeicher
Inhaltsverzeichnis
Faltenbälge
Inhaltsverzeichnis
Membranen
Inhaltsverzeichnis
Stopfbuchspackungen
Inhaltsverzeichnis
Stichwortverzeichnis

Die Angaben des vorliegenden Technischen Handbuches beruhen auf den Erfahrungen jahrzehntelanger Forschung für die Ent- wicklung und Herstellung von Dichtungen bei der Unternehmensgruppe Freudenberg und entsprechen dem heutigen Wissens- stand. Das vorliegende Technische Hand- buch und die darin aufgeführten Informa- tionen gelten ausschließlich für Produkte der Marke Freudenberg. Bei der Ausarbeitung wurden Produkte der Marke Dichtomatik nicht berücksichtig. Die Dichtwirkung vieler Produkte wird jedoch nicht allein vom Bauteil selbst er- bracht. Vielmehr kommt es – in Abhängig- keit vom konkreten Einsatzzweck – ganz wesentlich auf die sonstigen Parameter an, wie etwa Einbau- und Gegenlaufstelle, Druckbeaufschlagung, Betriebstemperatur, abzudichtende Medien, Schmierung und eventueller Schmutzanfall von außen. Die- se und weitere Faktoren beim praktischen Einsatz können die Funktion der Dichtun- gen merklich beeinflussen. Vor diesem Hintergrund sind pauschale Aussagen zur Funktion der Freudenberg Produkte nicht möglich. Angaben in die- sem Handbuch stellen nur allgemeine, nicht verbindliche Richtwerte dar, die nicht für jeden Einsatzzweck Gültigkeit bean spruchen. Es wird empfohlen, kon- krete Einsatzfälle grundsätzlich mit den Experten von Freudenberg Sealing Tech- nologies zu besprechen. Bei besonders hoher und spezieller Belastung, etwa durch aggressive Medien, sollte die Dich- tung in enger Zusammenarbeit und nach Rücksprache ausgewählt werden. Dabei sind Tests zur Überprüfung der Funkti- onssicherheit meist unerlässlich. Im Zuge von Produktoptimierungen behält sich Freudenberg Sealing Technologies vor, Produktprogramm, Produktionsstand orte, Produkte und ihre Herstellungsprozesse sowie die Angaben in diesem Handbuch ohne vorherige Ankündigung zu ändern. Vervielfältigungen in jeglicher Form be- dürfen der ausdrücklichen Genehmigung der Freudenberg FST GmbH, 69465 Wein- heim, Deutschland. © Freudenberg FST GmbH Alle Rechte vorbehalten. Registrierte Marken von Simmerring®, Merkel®, Seventomatic®, Simriz®, Quantum® und Freudenberg Xpress® sind global geschützt, weitere Registrierungen sind möglich. AdBlue®: Bei AdBlue ® handelt es sich um eine eingetragene Marke des VDA. Bonderite® / P3®: Bei Bonderite® und P3® handelt es sich um eingetragene Marken von Henkel. Die Kennzeichnung basiert auf den Infor- mationen des jeweiligen Rechteinhabers und erfolgt gemäß dessen Angaben. Die Verwendung der Marken dient ausschließ- lich Informationszwecken und zeigt oder erläutert die im Text beschrieben Anforde- rungen oder technischen Auswirkungen. Keinesfalls impliziert der Verweis auf die Marken irgendeine Geschäftsbeziehung oder sonstige Verbindung oder Unterstüt- zung durch den jeweiligen Rechteinhaber der Marken. Wir übernehmen keine Verant- wortung für die Richtigkeit der Marken- schutzangaben in verschiedenen Regionen. Durch die Integration von Querverweisen zu anderen Kapiteln sowie die Aufnahme von wichtigen Hinweisen und Links zu externen Medien wurde versucht, die Benutzerfreundlichkeit für Sie als Leser dieses Technischen Handbuchs zu erhöhen und eine ganzheitliche Betrachtung der Dichtungstechnik zu gewährleisten. Play-circle  Absprung in ein Video Alle früheren Veröffentlichungen ver- lieren mit Erscheinen dieser Ausgabe ihre Gültigkeit. Map-marker-edit Map-Marker-Exclamation Wichtiger Hinweis Nützliche Informationen

INHALTSVERZEICHNIS Inhaltsverzeichnis 1. EINFÜHRUNG & SERVICES 2. MATERIAL, WERKSTOFFE UND VERFAHRENSTECHNIK 3. DICHTUNGEN FÜR ROTATORISCHE ANWENDUNGEN 7 29 225 4. DICHTUNGEN FÜR FLUID POWER ANWENDUNGEN – HYDRAULIK 417 5. DICHTUNGEN FÜR FLUID POWER ANWENDUNGEN – PNEUMATIK 537 6. STATISCHE DICHTUNGEN 7. SPEZIALDICHTUNGSPRODUKTE 8. HYDROSPEICHER 9. FALTENBÄLGE 10. MEMBRANEN 11. STOPFBUCHSPACKUNGEN 12. STICHWORTVERZEICHNIS 587 647 711 741 761 813 865 1 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

Unternehmen UNTERNEHMEN Die Unternehmensgruppe Freudenberg wurde im Jahr 1849 gegründet und be findet sich bis heute in Familienbesitz. Dies sichert ein unabhängiges, lang fristig orientiertes und verantwortungsbewuss tes Handeln. Heute ist Freudenberg ein globaler, breit diversifizierter Konzern. Während die Freudenberg & Co. Kommanditgesellschaft die strategische Führungsgesellschaft darstellt, spiegelt die Freudenberg SE als operative Führungsgesellschaft die Glo- balität der Unternehmensgruppe wider. Freudenberg ist in Geschäftsgruppen auf geteilt, die in den unterschiedlichsten Branchen tätig sind. Von Haushaltspro- dukten der Marke Vileda bis hin zu tech- nisch komplexen Dichtungslösungen gilt das Unternehmen stets als Innovations- und Technologieführer. Die starke Segmentierung der Gruppe hat nur ein Ziel: Kundennähe zu gewährleis- ten und die Erfüllung der Anforderungen an einen Marktexperten. Die zahlreichen Forschungs- und Entwicklungseinrich- tungen sichern den langfristigen Unter- nehmenserfolg und ermöglichen die schnelle Reaktion auf markt- und kunden- spezifische Wandlungen. Freudenberg Sealing Technologies (nach- folgend auch als FST abgekürzt) ist die größte Geschäftsgruppe des Freudenberg Konzerns und gehört zum Geschäfts- bereich Dichtungs- und Schwingungs- technik. Sie ist Zulieferer, Entwicklungs- und Servicepartner für Kunden verschiedenster Marktsegmente, beispielsweise der Auto- mobilindustrie, der zivilen Luftfahrt, dem Maschinen- und Schiffbau, der Lebens- mittel- und Pharmaindustrie oder der Land- und Baumaschinenindustrie. Freudenberg Website Freudenberg Sealing Technologies Website 2

Seit den 1980er Jahren baut Freudenberg Sealing Technologies sein Portfolio stra- tegisch aus, um den wachsenden Anfor- derungen der Elektromobilität und der er- neuerbaren Energien gerecht zu werden. Das Unternehmen nutzt sein umfassendes Know-how auf dem Gebiet der Dichtungs- lösungen, um die Entwicklung von Elektro- fahrzeugen (EVs) und nachhaltigen Ener- giesystemen zu unterstützen. Durch die Konzentration auf innovative Materialien und fortschrittliche Technologien verbes- sert Freudenberg Sealing Technologies die Leistung und Zuverlässigkeit von EV-Kom- ponenten wie Batteriesystemen und elek- trischen Antriebssträngen. Darüber hinaus entwickelt das Unternehmen spezielle Dichtungslösungen für Anwendungen im Bereich der erneuerbaren Energien, darun- ter Windkraftanlagen, Solarmodule und Wasserstoff-Brennstoffzellen. Diese Lö- sungen sind so konzipiert, dass sie rauen Umgebungsbedingungen standhalten und die Langlebigkeit und Effizienz grüner Energiesysteme gewährleisten. Durch die Förderung von Innovationen in diesem Bereich trägt Freudenberg Sealing Tech- nologies zum Übergang zu einer nach- haltigeren Energielandschaft bei, hilft Treib hausgasemissionen zu reduzieren und fördert den Umweltschutz. Ausgehend vom 1932 bei Freudenberg ent- wickelten Simmerring®, verfügt FST heute über ein breites, kontinuierlich kunden- orientiert ausgerichtetes Produkt portfolio an Dichtungstechnik – von Norm teilen, über maßgeschneiderte Einzel lösungen bis hin zu kompletten Dichtungspaketen. Ge- meinsam mit den Partnern NOK Corpora- tion, Japan, Freudenberg-NOK, Indien, und NOK-Freudenberg Group, China, bildet Freudenberg Sealing Technologies ein globales Netzwerk mit dem Ziel, weltweit Produkte in gleich hoher Qualität anzu- bieten. Ab gerundet wird das FST Portfolio durch Produkte der Marke Dichtomatik, die zuverlässig industriellen Standards entsprechen. Die Zwei-Marken-Strategie ist ein Teil des umfassenden Serviceport- folio und garantiert ein Vollsortiment an Dichtungen und produktbegleitenden Leistungen. Das einzigartige Leistungsspektrum im Bereich Dichtungstechnik setzt Maß stäbe in Qualität, Funktionalität und Wirtschaft- lichkeit in der allgemeinen Industrie. Freudenberg Sealing Technologies bietet Ihnen mit seinem umfassenden Produkt- spektrum und zahlreichen Serviceleistun- gen (→ Kapitel „Services“, Seite 7) ein im Markt einzigartiges Leistungs paket – für nahezu jede Anwendung. FST setzt dabei seine führende technologische Kompetenz gewinnbringend für Sie ein: Ihre Gesamt- systeme werden analysiert und die einzel- nen Komponenten optimal aufeinander abgestimmt. So erhalten Sie exakt die Lö- sung, die Ihre Anforderungen am besten erfüllt – wirtschaftlich und betriebssicher. Gestärkt durch ein zeit- und kostensparen- des Single Sourcing finden Sie in Freuden- berg Sealing Technologies, selbst für kom- plexe Systeme, Ihren idealen Partner für alle dichtungstechnischen Anwendungen. Seit Jahrzehnten ist die führende Werk- stoffkompetenz von FST wesentlicher Erfolgsfaktor für herausragende Leistung und kontinuierlichen Technologievor- sprung der Produkte. Dafür stehen renom- mierte Produktgruppen wie Simmerringe, Fluidtechnik-Produkte, Hydrospeicher, O-Ringe oder Flüssigsilikonprodukte, die das weltweit größte Produktspektrum für alle Anwendungen in der allgemeinen Industrie bilden. Unternehmen 3 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

Als Teil der Freudenberg Gruppe greift Freudenberg Sealing Technologies auf fundierte konzerneigene Forschungs-, Entwicklungs- und Produktionskompe- tenzen zurück, um durch innovative Lö- sungen den Technologievorsprung be- ständig auszubauen – im Sinne und im Dienst der weltweiten Kunden mit ihren lokalen Marktanforderungen. Das flächen- deckende Vertriebsnetz bietet den mehr als 100.000 Kunden in allen Industrie- märkten auf allen Kontinenten zuverläs- sige Unterstützung vor Ort. DAS LEISTUNGSSPEKTRUM VON FREUDENBERG SEALING TECHNOLOGIES AUF EINEN BLICK y Weltweit größtes Produktspektrum in der Dichtungstechnik Ganzheitliche Lösungen aus einer Hand y Permanente Innovationen Technologievorsprung zum Wett- bewerbsvorteil der Kunden, dank eigens entwickelter Produkte und Werkstoffe y Einzigartige Werkstoffkompetenz und hohe Qualitätsstandards Führendes Know-how für sichere und wirtschaftliche Anwendungen y Vielzahl integrierter Service leistungen Partnerschaftliche Betreuung von der Entwicklung, z. B. mithilfe von FEM- Aus legungen oder Tests an internen Prüfständen, bis zum dauerhaften Produkt einsatz y Globalität Globale Kompetenz mit dem Wissen um lokale Marktanforderungen Unternehmen 4

Nachhaltigkeit NACHHALTIGKEIT Die Nachhaltigkeit von Produkten und Prozessen gehört seit jeher zur gelebten Verantwortung von Freudenberg. 2016 hatte die Unternehmensgruppe eine weltweite SustainabilityStrategie ent wickelt und diese 2017 an alle Geschäfts gruppen, somit auch an Freudenberg Sealing Technologies, als Rahmenwerk übergeben. Zudem wurde Nachhaltig keit zu einem systematischen Bestand teil des Strategieprozesses gemacht. Freudenberg Sealing Technologies hat sich der Nachhaltigkeit verpflichtet und setzt einen klaren Fokus auf die Reduzie- rung seiner Umweltauswirkungen. Das Unternehmen hat sich das ehrgeizige Ziel gesetzt, seine relativen CO2-Emissionen von 2020 bis 2025 um 30 Prozent zu sen- ken. Bis 2030 will das Unternehmen aus- schließlich Strom aus erneuerbaren Ener- giequellen beziehen. Dieses Engagement ist Teil einer umfassenden Strategie zur CO2 -30 % Tonnen CO2 / pro Mio EUR Umsatz bis 2025. Nachhaltigkeit bei Freudenberg Erreichung der CO2- Neutralität durch Energieeffizienz, Abfallvermeidung und Optimierung von Materialien und Tech- nologien. Der Ansatz von Freudenberg umfasst die Elektrifizierung der Energieversorgung und die Minimierung der CO2-Emissionen in den Produktionsprozessen. Darüber hinaus hat sich FST zu nachhaltigen Produktions- und Geschäftspraktiken verpflichtet. Das Un- ternehmen setzt auf Ressourceneffizienz und konzentriert sich auf die Reduzierung Nachhaltigkeit bei FST 5 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

des Energie- und Materialverbrauchs. Zur Nachhaltigkeitsstrategie gehört auch die Entwicklung von Produkten, die den Kun- den helfen, effizienter und nachhaltiger zu arbeiten. Erste Projekte und Maßnahmen haben gezeigt, dass teils kleine Veränderungen schon große Auswirkungen auf die Errei- chung der Klimaziele haben. 100 % Grünstrom bis 2030 Beispiel wird in manchen Geschäftsgruppen kaum verwendet, in anderen dagegen spielt es eine große Rolle, beispielsweise wenn die Produktionen in wasserarmen Regionen wie Indien angesiedelt sind. Auch bei Ma- terialien ist das Bild nicht einheitlich. Manche lassen sich recyceln, andere wie Elastomere (Kautschuk, Gummi) nicht. Die drei wichtigsten Handlungsfelder für alle Geschäftsgruppen sind: Energieeffi zienz, CO2Emissionen und Abfall. Für sie wurden gruppenweite Leistungskenn- zahlen (Key Performance Indicators) ein- geführt, die seither Transparenz über die Verbesserungen in diesen Bereichen schaffen und helfen, Nachhaltigkeit bei Freudenberg voranzutreiben. Die fünf Themen Materialien, Abfall, Energie, Emissionen und Wasser haben dabei die größte Relevanz für die Unter- nehmensgruppe als Ganzes, wobei nicht alle Themen für alle Geschäftsgruppen die gleiche Bedeutung haben. Wasser zum klimaneutral bis 2045 Nachhaltigkeit 6

S E R V C E S I 7 STICHWORT- VERZEICHNIS STOPFBUCHS- PACKUNGEN MEMBRANEN FALTENBÄLGE HYDROSPEICHER SPEZIALDICHTUNGS- PRODUKTE STATISCHE DICHTUNGEN S e r v i c e s DICHTUNGEN FÜR ROTATORISCHE ANWENDUNGEN MATERIAL, WERKSTOFFE UND VERFAHRENSTECHNIK EINFÜHRUNG & SERVICES FLUID POWER ANWENDUNGEN – HYDRAULIK FLUID POWER ANWENDUNGEN – PNEUMATIK

Inhaltsverzeichnis INHALTSVERZEICHNIS 1. KONSTRUKTION UND ENTWICKLUNG 2. BESCHICHTUNG 3. LUBE & SEAL 4. PRODUKTMODIFIKATION 5. MONTAGE- UND DEMONTAGEHILFSMITTEL 6. PRODUKTMARKIERUNG 7. SCHADENSANALYSE 8. PRÜFSTÄNDE 9. LABORPRÜFUNGEN 10. SCHULUNGEN 11. LC FREUDENBERG XPRESS® CUSTOMIZED SOLUTIONS 12. ONLINE-TOOLS 8 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 24

SERVICES Services Kompetenz in allen Prozessbereichen, von der Forschung und Entwicklung über Werkstoffe und Fertigung bis hin zum kundenorientierten Vertrieb, das ist der Garant für ein einzigartiges Know-how und eine Produktpalette im höchsten Qualitätsbereich. Dieses Wissen direkt und transparent an Kunden zu vermitteln, ist das Ziel der Services von Freudenberg Sealing Technologies (nachfolgend auch als FST abgekürzt). In diesem Technischen Handbuch wird eine Auswahl bestehender Servicepunkte aufgezeigt – Services mit einem techni- schen Hintergrund stehen im Fokus. So ist es beispielsweise möglich, Produkte durch Modifikationen, Beschichtungen oder Markierungen an Ihre individuellen Ansprüche anzupassen. Als besonderen Service verfügt FST über eine vollumfäng- liche Schadensanalytik und über eines der modernsten und akkreditiertesten Prüf- labore. Dieses Wissen auszubauen und Ihnen zu vermitteln ist über die FST Aca- demy im gemeinsamen Dialog möglich. Das breite Service-Angebot von Freuden- berg Sealing Technologies wird mit einer Vielzahl von Online-Services abgerundet. Hier stehen Ihnen über Selektoren oder Konfiguratoren verschiedenste Auswahl- möglichkeiten zur Verfügung, die Ihnen eine einfache und unkomplizierte Erstaus- wahl der Dichtungslösung ermöglichen. Über den Produktkatalog sowie die Online- Bestellplattform EASY können Sie Ihre Bestellungen der Produkte im Anschluss in wenigen Schritten selbst vornehmen. Für eine komplette Übersicht der verfüg- baren Services besuchen Sie bitte die FST Homepage. FST Services 9 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

Services – Konstruktion und Entwicklung KONSTRUKTION UND ENTWICKLUNG INGENIEUR INSTANDHALTUNG EINKAUF/QM Das Hinterfragen von komplexen Thematiken sowie das Verstehen von Zusammenhängen spiegelt sich weltweit in den Forschungs- und Entwicklungs- zentren von Freudenberg Sealing Technologies wider und nicht umsonst steckt das Wort „Innovation“ im Logo von Freudenberg. Wie nur wenige Unterneh- men lebt dies FST unmittelbar mit dem Kunden. Das Netz an hochqualifizierten Mitarbeitern in der Dichtungstechnik – von Produktentwicklern bis hin zu Anwendungsingenieuren – ist einmalig. Spezialisten für einzelne Segmente oder auf Produktebene stehen dem Kunden weltweit zur Verfügung. Eine geschlossene Wertschöpfung ist der Garant für eine gezielte und punktgenaue Unterstützung. Vom Entwickler der Mischungsrezeptur bis zum Produktentwickler verfügt Freudenberg Sealing Technologies über alle Möglichkeiten eines effizi- enten Engineerings. Dieses gebündelte Know-how, ergänzt mit den nachfolgenden Services, wie diverse Online-Tools oder interne Prüffelder, ermöglichen eine gesamt- heitliche Begleitung von Entwicklungsprojekten. Hier wächst FST durch die Herausforderungen der Dichtungstechnik mit seinen Kunden zusammen. Sie möchten mehr über die Produkte und Services von Freudenberg Sealing Technologies erfahren? Dann sprechen Sie Ihren bekannten Ansprechpartner an oder nutzen Sie die Kontaktmöglichkeiten auf fst.com. Konstruktion und Entwicklung VORTEILE IM ÜBERBLICK VORTEILE IM ÜBERBLICK y Vorteil 1 y hochqualifizierte Ansprechpartner y y produkt- und/oder anwendungsspezifisch y y weltweit zu erreichen y auch persönlich vor Ort 10

BESCHICHTUNG Services – Beschichtung INGENIEUR INSTANDHALTUNG EINKAUF/QM Neben einer breiten Produktpalette bietet Ihnen Freudenberg Sealing Technologies zahlreiche Optionen für umweltfreundliche und normge- rechte Hochleistungsbeschichtungen. Auch hier wird eine gleichbleibend hohe Qualität durch stan- dardisierte Prozesse und eine moderne Fertigung sichergestellt. Schon heute werden bei Freudenberg Sealing Technologies weit über 350 Millionen Teile jährlich mit den unterschiedlichsten Beschichtun- gen versehen. Eine Beschichtung kann nicht nur zu einer Montage- erleichterung beitragen und somit die Lebensdauer erhöhen, sondern auch die Schmier eigenschaften optimieren. Hierfür stehen verschiedenste Be- schichtungsmöglichkeiten zur Verfügung. Auch für ein Stick-Slip-freies Verhalten sowie geringere Los- brechmomente sind Beschichtungen ein probates Hilfsmittel. Einfärbbare Gleitlacke erlauben zusätzlich zur Reibungsreduzierung eine einfache optische Unter- scheidbarkeit ähnlicher oder gleicher Dichtungsab- messungen. Die Verwechslungsgefahr bei der Montage wird dadurch drastisch reduziert. Um der immer größeren Bedeutung des Bereichs E-Mobility gerecht zu werden, bietet FST die elek- trisch leitfähige Beschichtung „EMI Shielding“ an. Weitere Informationen siehe auch → Kapitel „Statische Dichtungen – 9. Modifikationen“ auf Seite 622. Auszug der Beschichtungsarten Play-circle  Beschichtung VORTEILE IM ÜBERBLICK VORTEILE IM ÜBERBLICK y Vorteil 1 y Optimierung der Schmiereigenschaften y y Stick-Slip-frei y y geringere Losbrechmomente y für automatisierte Montage y silikon- und lackbenetzungsstörungsfrei y Antihaftwirkung y EMI Shielding y technische Sauberkeit y Erhöhung/Gewährleistung der Prozesssicherheit 11 11 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

Services – Lube & Seal LUBE & SEAL INGENIEUR INSTANDHALTUNG EINKAUF/QM Lube & Seal: zwei Welten unter einem Dach Dichtungsspezialist trifft Schmierstoffexperten – Simmerring® trifft Schmierstoff: D a liegt der Gedanke nahe, diese beiden Welten und ihre che- mischen Rezepturen aufeinander abzustimmen. Denn erst die ganzheitliche Betrachtung des tribo- logischen Dichtsystems – insbesondere der Wechsel- wirkung zwischen Dichtelement und Schmierstoff – erlaubt die Entwicklung von langlebigen und zu- verlässigen Dichtsystemen in der Antriebstechnik. Der Dichtungsspezialist Freudenberg Sealing Technologies und der Schmierstoffexperte Klüber Lubrication haben mit Lube & Seal ihr jeweils spezifisches Know-how zu einer umfassenden 12 Freuden berg Technologiekompetenz gebündelt. Diesen umfassenden und einzigartigen Service zur Optimierung von Dichtsystemen bietet nur Freuden- berg Sealing Technologies. Lube & Seal VORTEILE IM ÜBERBLICK VORTEILE IM ÜBERBLICK y Vorteil 1 y Kosteneinsparung durch bis zu 25 % längere y y y Absicherung der Garantieaussagen gegen- Funktions- und Lebensdauer über dem Endkunden y erhöhte Kundenzufriedenheit durch reduzierte Ausfallraten y Wettbewerbsvorteile durch ein „Lube & Seal certified“-Dichtsystem

PRODUKTMODIFIKATION Services – Produktmodifikation INGENIEUR INSTANDHALTUNG EINKAUF/QM Eine Vielzahl an Modifikationsmöglichkeiten für individuelle Produktanforderungen Das Katalogprogramm von Freudenberg Sealing Technologies bietet mit einer Vielzahl von Ab- messungen, Designs und Materialien ein breites Spektrum an Dichtungslösungen. Dennoch können spezifische Betriebsbedingungen eine auf die An- wendung optimierte Dichtung erfordern. Eine adäquate Anpassung aufgrund veränderter Umfeldparameter oder die Erweiterung von Lebens- dauerzyklen ist für viele Kunden ausschlaggebend und kann so gewährleistet werden. Hierfür besteht in einigen Produktgruppen die Möglichkeit, vorhan- dene Produkte aus dem umfangreichen Katalog- programm durch Modifikationen zu optimieren. Eine Zusammenstellung der gängigsten Möglich- keiten, wie mechanische Nacharbeiten oder Opti- mierung der Federanpresskräfte bei Simmerring®- Radial-Wellendichtringen wurde online für Sie zusammengestellt. Bitte nutzen Sie dafür den be- reitgestellten QR-Code. Weitere Informationen siehe auch → Kapitel „Dich- tungen für rotatorische Anwendungen – 9. Modifi- zierte Katalogware“ auf Seite 335. FST Sales Sheet Modifizierte Katalogware VORTEILE IM ÜBERBLICK VORTEILE IM ÜBERBLICK y Vorteil 1 y Verlängerung der Lebensdauer y y wirtschaftlich attraktiv y y Standzeitverlängerung y Optimierung der Funktionssicherheit y Reduzierung von Wartungszyklen 13 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

Services – Montage- und Demontagehilfsmittel MONTAGE- UND DEMONTAGEHILFSMITTEL INGENIEUR INSTANDHALTUNG EINKAUF/QM Werkzeuge zur einfachen, schnellen und sicheren Montage und Demontage von Dichtungen So vielfältig die Anforderungen an Dichtungen auch sind, so komplex ist auch vielfach die Montage. Ob automatische Montage, ob richtungsgebunden oder verdrehsicher, klein oder groß bis hin zur Stei- figkeit und Verformbarkeit, alles spielt eine Rolle. Oftmals sind spezielle Kenntnisse und Werkzeuge notwendig. Bei diesen Herausforderungen unterstützt Sie Freudenberg Sealing Technologies auf eine viel- fältige Art und Weise – vom persönlichen Ansprech- partner vor Ort über anschauliche Videos bis hin zu der Auswahl eines der vielen produktspezifischen Hilfsmittel und Werkzeuge. 14 Play-circle  FST Montage- anleitungen VORTEILE IM ÜBERBLICK VORTEILE IM ÜBERBLICK und Mensch y Vorteil 1 y sachgemäße Montage und Demontage y y Vermeidung von Schäden an Gerät, Maschine y y Garantieansprüche und Imagepflege y abgestimmte Werkzeuge y Kostenreduzierung

PRODUKTMARKIERUNG Services – Produktmarkierung INGENIEUR INSTANDHALTUNG EINKAUF/QM Eindeutige Markierung sorgt für einfache Produkt identifizierung und Prozesssicherheit Seit jeher legt Freudenberg Sealing Technologies großen Wert darauf, seinen Kunden umfassende Produktinformationen zur Verfügung zu stellen. Von der Herstell- oder Chargennummer bis hin zum Haltbarkeitsdatum. Diese Transparenz gehört zum Selbstverständnis von Prozess sicherheit und Qualitätssicherung von Freudenberg Sealing Tech- nologies. Um noch spezifischer auf Ihre Anforderungen eingehen zu können, werden Kennzeichnungs- systeme zur Individualisierung der Produkte ange- boten. Zum Zweck der Sicherheit, Optimierung, hochgradigen Automatisierung und Qualitäts- kontrolle gewinnen Kennzeichnungen immer mehr an Bedeutung und stehen bei den Kunden im Fokus. Weitere mögliche Markierungen sind: y Farbmarkierungen beugen Verwechslungen vor und unterstützen die Identifizierung und Rückverfolgbarkeit y Gravuren verleihen den Dichtungen ein indivi- duelles Branding und unterstützen die Identi- fizierung und Rückverfolgbarkeit y Bedruckung sorgt für eine zusätzliche Kenn- zeichnung und erleichtert die Identifizierung und Rückverfolgbarkeit FST Produkt- markierung VORTEILE IM ÜBERBLICK VORTEILE IM ÜBERBLICK y Vorteil 1 y Branding nach Kundenwunsch y y Rückverfolgbarkeit y y einfache und kundenspezifische Identifizierung y Reduzierung von Verwechslungen 15 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

Services – Schadensanalyse SCHADENSANALYSE Schadensanalyse zwingend erforderlich, alle rele- vanten Einsatzparameter vom Anwender zur Ver- fügung gestellt zu bekommen. Produktspezifische Fragebögen von Freudenberg Sealing Technologies beschleunigen und vereinfachen den Analyse- prozess. In Verbindung mit ungereinigten Ausfall- mustern oder Schmierstoffproben dienen sie als Grundlage für weiterführende Maßnahmen. Am Anfang einer Schadensanalyse steht in der Regel eine optische Begutachtung im Vordergrund. Diese wird je nach Schadensmuster mit tiefer- gehenden analytischen Untersuchungen abge- glichen oder verifiziert. Als Resultat erhalten Sie durch FST eine Dokumentation und Bewertung der Befundung mit Fotos, gefolgt von einer Hand- lungsempfehlung oder Abstellmaßnahmen. FST Kontakt VORTEILE IM ÜBERBLICK VORTEILE IM ÜBERBLICK y Vorteil 1 y modernste Prüfgeräte y y produkt- und anwendungsspezifisches Know-how y y Zugriff auf tiefergehende Expertisen, wie Mate- rial- oder Produktentwicklung y erfahrene, hochqualifizierte Experten y globales Netzwerk mit lokalen Ansprechpartnern INGENIEUR INSTANDHALTUNG EINKAUF/QM Expertenunterstützung reduziert Ausfallzeiten und Kosten Wenn elastomere Dichtungen ausfallen, führt dies in der Regel immer zu unangenehmen Begleiter- scheinungen, wie Ausfallkosten, Reklamationen oder Imageverlust. Oft lassen sich an den Dichtungen jedoch eindeutige Spuren finden, die Rückschlüsse auf den Schadensmechanismus geben. Mit Hilfe modernster Prüfmethoden und -gerät- schaften ist Freudenberg Sealing Technologies in der Lage, Schadensfälle eindeutig zu analysieren und einzugrenzen. Oftmals gibt es nicht nur eine Leckageursache. In vielen Fällen ist es erst das Zusammenwirken einiger Faktoren, die zu dem je- weiligen Schadensbild führen. Daher ist es für die 16

PRÜFSTÄNDE Services – Prüfstände INGENIEUR INSTANDHALTUNG EINKAUF/QM Entwicklungskosten, Zeit, Prozesssicherheit und hoher Qualitätsstandard – alles spielt in der Neu- oder Weiterentwicklung eine wesentliche Rolle. Freudenberg Sealing Technologies investiert kon- tinuierlich in neue Technologien, um die moderns- ten Testmethoden abzubilden. Immer mit dem Ziel, kostenintensive Probeläufe und Feldtests zu vermeiden. Durch auf den Kunden abgestimmtes Handeln bietet FST Ihnen als einziger Dichtungshersteller diesen Mehrwert über das gesamte Produktspek- trum der Dichtungstechnik und ihrer Segmente. Prüfstände VORTEILE IM ÜBERBLICK y Dichtungsprüfungen unter realen Bedingungen y geringe Entwicklungskosten und schnelle Ent- wicklungsergebnisse y optimiertes Dichtungskonzept (Dichtung, Welle/ Stange, Schmierstoff, Anwendungsparameter) y Verlängerung der Lebensdauer aller Kompo- nenten y Nachweis der Lebensdaueranforderung y Erprobungen Ihrer Neu- und Weiterentwick- lungen, Prototypen 17 17 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

Services – Laborprüfungen LABORPRÜFUNGEN Durch die direkte Nähe von Materialentwicklung über Fertigung, Simulation bis zur Schadensanalyse besitzt Freudenberg Sealing Technologies die Möglichkeit einer umfassenden und weltweit einmaligen Betrachtungsweise, wie sie Ihnen kein anderes Prüflabor bieten kann. Über 170 Jahre Erfahrung, eine kontinuierlich auf- gebaute Datenbank und ein hochmotiviertes Expertenteam mit den modernsten Prüfmöglich- keiten wartet auf Sie. Gemeinsam mit Ihnen werden die richtigen Prü- fungen und Prüfparameter für Ihre Fragestellung gefunden. FST Kontakt Laborprüfung VORTEILE IM ÜBERBLICK y anerkanntes Labor mit externer Qualitäts- sicherung durch Akkreditierung nach DIN EN ISO/IEC 17025:2018 y Materialprüfung, Werkstoff- und Prozesswis- sen aus einer Hand y aktive Mitgestaltung und Etablierung neuer Prüfmethoden y individuelle, persönliche Betreuung, egal ob Standardprüfung, Entwicklungsfragestellung oder Schadensanalyse INGENIEUR INSTANDHALTUNG EINKAUF/QM Wie bei der Dichtung, so bei der Prüfung Von den herkömmlichen internationalen Standard- prüfungen bis zur speziellsten elastomeren Sonder- prüfung bietet Freudenberg Sealing Technologies Ihnen ein autarkes, zertifiziertes und akkreditier- tes Prüflabor – mit weit über 200 Prüfungen aus allen relevanten Bereichen der Gummitechnik und ihren spezifischen Besonderheiten. Für Lastenhefte oder spezifische Fragen bei der Entwicklung besitzt FST anpassbare Prüfstände. So werden Ihre Rahmenbedingungen optimal wie- dergegeben und belastbare Daten generiert, auf deren Basis Sie aufbauen können. 18

SCHULUNGEN Services – Schulungen INGENIEUR INSTANDHALTUNG EINKAUF/QM Gemeinsam lernen – gemeinsam erfolgreich Die FST Academy sorgt mit ihrem großen Angebot an Online- und Präsenzschulungen nicht nur dafür, dass sich die FST Mitarbeiter stets weiterentwickeln. Auch für Kunden, Lieferanten und Interessenten bietet sie ein maßgeschneidertes Schulungsange- bot. Sie möchten ein Basiswissen erlangen oder Ihr Verständnis für Werkstoffe, Konstruktion und Funktionsweisen von Dichtungen in unterschied- lichen Anwendungen vertiefen? Ob Einsteiger oder angehender Experte, hier finden Sie das richtige Seminar – maßgeschneidert auf Ihre Ansprüche und Tätigkeit. Selbstständiges Online-Lernen mit Hilfe von Web- inaren sowie praxisorientierte Präsenzschulungen sind für einen optimalen Lernprozess in Theorie und Praxis systematisch aufeinander aufgebaut. Neben Basisseminaren wird das Angebot durch thematische Masterseminare und Expertenforen über richtungsweisende Technologien und Inno- vationen abgerundet. Entdecken Sie das aktuelle Schulungsprogramm der FST Academy. Einfach für das Schulungsportal registrieren und für Ihr gewünschtes Seminar an- melden. Darüber hinaus sind die Experten von Freudenberg Sealing Technologies regelmäßig bei den Partnern und Kunden im Einsatz. Bei sogenannten TechDays vermitteln sie vor Ort Produktwissen und helfen Problemstellungen zu lösen. VORTEILE IM ÜBERBLICK VORTEILE IM ÜBERBLICK y Vorteil 1 y Fachwissen aus erster Hand y y selbständiges Online-Lernen y y virtuelle Trainings y Spezialseminare y Expertenforen y auch vor Ort FST Academy 19 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

Services – LC Freudenberg Xpress® Customized Solutions LC FREUDENBERG XPRESS® CUSTOMIZED SOLUTIONS Industry Service Lead Center innerhalb von Freuden- berg Sealing Technologies. Infolgedessen erweitert Freudenberg Xpress® sein Portfolio über CNC gedrehte Dichtungsservices hin- aus und bietet ergänzende Halbzeuge, Werkzeuge sowie CNC-Software und Nachrüstservices an. Die Servicelandschaft wird durch den Service der Customized Solutions des LC ergänzt, welcher die Kunden mit hochgradig maßgeschneiderten Gummiform- und Gummi-Metall-Teilen unterstützt. GEDREHTE DICHTUNGEN Unsere hochmodernen CNC-Produktionskapazitä- ten ermöglichen das Drehen von Originalentwürfen. Eine Zeichnung, ein Muster oder einfach ein Ge- spräch mit unseren Experten ist in der Regel alles, was benötigt wird, um Ihre maßgeschneiderte Dichtung zu entwickeln. In Bezug auf die Qualität bieten wir original Freudenberg Materialien sowie Materialien nach Industriestandard an – herge- stellt und geliefert in kürzester Zeit. INGENIEUR INSTANDHALTUNG EINKAUF/QM Freudenberg Xpress® wird Lead Center Freuden berg Xpress® Customized Solutions Traditionell ist das Lead Center (LC) Freudenberg Xpress® mit seinen Ad-hoc CNC-Dienstleistungen für kundenspezifische Dichtungslösungen in original Freudenberg Qualität bekannt. Aufgrund der globa- len Präsenz und der Nähe zum Kunden war Schnel- ligkeit schon immer von entscheidender Bedeutung. Mit der Übernahme der Trygonal Gruppe im Jahr 2024 hat Freudenberg Xpress® seine Servicekapa- zitäten weiter ausgebaut und ist damit das erste Freudenberg Xpress® Customized Solutions GEDREHTE DICHTUNGEN y MR O – Wartung, Repara- tur und Instandhaltung y Prototyping y Hochpräzision y Kleinserien y Spleißen & Schweißen CUSTOMIZED SOLUTIONS y Gummiformteile y Gummi-Metall-Teile SEALING UTILITIES y CNC-Halbzeuge (Komponenten) y CNC-Software & Maschinen-Retrofit y CNC-Werkzeuge Freudenberg Materialkompetenz Compounds Freudenberg Dichtungskompetenz Produktdesigns 20 20

Services – LC Freudenberg Xpress® Customized Solutions MRO – Wartung, Repara tur und Instandhaltung Bei dringendem Bedarf fertigen und liefern wir Ihre Teile innerhalb von 24 Stunden – in Original- qualität und -design. Die Grundlage dafür ist unser globales Netzwerk und die daraus resultierende Nähe zu Kunden auf der ganzen Welt. Prototyping Wir sehen die Beziehung zu unseren Kunden als eine Partnerschaft. Des- halb unterstützen wir sie dabei, ihre eigenen Dich- tungsanforderungen zu validieren und schnelle Prototypen in Originalqualität zu fertigen. Kleinserien Mit unserem Kleinserien- service bieten wir unseren Kunden kostengünstigste Dichtungs- und Kunst- stoffteillösungen. Eine zeit- und kostenaufwen- dige Werkzeugfertigung ist nicht erforderlich. Spleißen und Schweißen Mit unserer Spleiß- und Schweißtechnologie sind der Dichtungsgröße keine Grenzen gesetzt. Über die gesamte Dichtung hinweg werden hervorragende technische Eigenschaften erzielt. Hochpräzision Unsere innovativen Ferti- gungsmöglichkeiten ermög- lichen kleinste Toleranzen, wenn andere Produktions- verfahren nicht mehr ge- eignet sind. SEGMENTE AUF EINEN BLICK y Distribution y Halbleiter y Wasserkraft y Öl & Gas y Lebensmittel und Getränke y Pharmazie y Chemie y Energy 21 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

Services – LC Freudenberg Xpress® Customized Solutions CUSTOMIZED SOLUTIONS Der Customized Solutions Service unterstützt un- sere Kunden über die traditionellen Grenzen von CNC gedrehten Dichtungen hinaus. Er umfasst Gummi-Metall-Teile, geschäumte Produkte sowie Gummiformteile oder Dichtungen aus verschie- denen Materialien. Gummiformteile Ob Ihre Anwendung eine sehr große Dichtung, einen sehr geringen Toleranzbe- reich oder kundenspezifi- sche Lösungen in kleineren Losgrößen – ab Losgröße 1 – erfordert, wir haben die Lösung. Mit Hilfe einer Vielzahl von Produktionstechnolo- gien können wir alles verarbeiten und anbieten, von Industrie Standardmaterialien bis hin zu Werk- stoffen, die extremen Bedingungen standhalten – in kundenspezifischen Abmessungen. Wir kön- nen in kürzester Zeit auf jede kundenspezifische Dichtungsanforderung reagieren. GummiMetallTeile D a wir in der Lage sind, jede Art von Metall im eigenen Haus zu bearbei- ten und zu verarbeiten, können wir jede Art von Gummi- Metall-Teilen an- bieten. Angefangen bei eher einfachen Dichtungen, die einen Metallträger benötigen, um das Produkt im Einbauraum zu stützen, bis hin zu hochkomplexen Gummi- Metall- Kombinationen, die das Verbinden von hochan- spruchsvollen Metall-, Thermoplast- und/oder Elastomermischungen erfordern. Unsere vertikale Integration und unser breites Produktions portfolio erweitern die Grenzen des Möglichen noch weiter. 22 Geschäumte Produkte Ob es sich um einen leich- ten und dennoch ultrasta- bilen Spezialschaum, ein Vergussbauteil mit hervor- ragenden mechanischen Eigenschaften oder einen besonders robusten Inte- gralschaum handelt, mit unserem Produkt service für Polyurethanschaum können wir die richtige Lösung für Sie entwickeln. SEALING UTILITIES Wir unterstützen unsere Kunden nicht nur mit fertigen Dichtungsprodukten, sondern auch mit verschiedenen Produkten und Dienstleistungen im Bereich der CNC-Fertigung. Dazu gehören Halb- zeuge, CNC-Software, Maschinen-Nachrüstungen oder CNC-Werkzeuge. CNCHalbzeuge (Komponenten) Wir fertigen Halbzeuge für Ihre eigene CNC-Fertigung in Größen bis zu 2,1 Metern in über 50 verschiedenen Materialien. Mit mehr als 600 Abmessungen pro Material sowie branchenspezifischen Zertifikaten (z. B. FDA, 3-A Sanitary Standards oder EU (VO) 1935/2004) bietet unser umfangreiches CNC-Halb- zeugportfolio für nahezu jede Anwendung die rich- tige Lösung. Bei spezifischen Anforderungen haben wir auch die Möglichkeit, eine kundenspezifische Verbindung für Ihre individuelle Anwendung zu ent- wickeln. CNCSoftware & MaschinenRetrofit Wir bieten modernste CNC- Maschinen, die spe- ziell auf Ihre individuellen Bedürfnisse zugeschnit- ten sind.

Services – LC Freudenberg Xpress® Customized Solutions Während des jeweiligen Retrofit-Service bieten un- sere Experten eine umfassende Beratung vor Ort an. Ob Sie eine hohe Automatisierung, einen gro- ßen Durchmesser bereich oder die kostengünstigs- te Produktionsausrüstung benötigen – wir haben die richtige Lösung. WELTWEITES NETZWERK Ein globales Netzwerk aus lokalen Fertigungspart- nern und eigenen Produktionsstätten ermöglicht uns die Nähe zu unseren Kunden. Fachkundige Be- ratung vor Ort und ein umfangreiches lokales Ser- viceangebot machen uns zum richtigen Partner. CNCWerkzeuge Wir führen Wendeschneide- platten, Hartmetallmesser, Klingen, Halter und VDI- Aufnahmen aller namhaf- ten Hersteller aus besten Stählen. Diese hochwerti- gen Produkte sind auf Ihr individuelles Maschinensystem zugeschnitten. Entdecken Sie unsere Website! Erfahren Sie mehr in unserer Broschüre! Erkunden Sie die Produktion in unserer virtuellen Tour! FST Standorte Partnerstandorte 23 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

OnlineTools als digitales Hilfsmittel Freudenberg Sealing Technologies bietet mit zahlrei- chen Online-Tools Hilfsmittel, welche die tägliche Arbeit im Dichtungsgeschäft erleichtern. Egal, ob Sie über den Produktkatalog und die Bestellplattform Ihre neuen Dichtungen bestellen oder über die FST Kon- figuratoren zunächst die richtige Dichtung suchen, mit den Online-Tools klappt dies im Handumdrehen. Services – Online-Tools ONLINE-TOOLS INGENIEUR INSTANDHALTUNG EINKAUF/QM PRODUKTKATALOG Der FST Produktkatalog bietet einen Überblick über das Portfolio Benötigen Sie einen Simmerring®, einen O-Ring oder eine andere Dichtung? Egal, ob Sie eine Freudenberg Premiumdichtung oder eine Dichtomatik- Dichtung, die gängige Industriestandards erfüllt, suchen – hier finden Sie die richtige Dichtung. Überzeugen Sie sich selbst von den Möglichkeiten des Produkt- katalog oder kontaktieren Sie Ihren Ansprechpartner, sofern Sie nach einer individuellen Dichtungslösung suchen. EASY BESTELLPLATTFORM Dichtungen im Handumdrehen bestellen Auf der Bestellplattform EASY finden und bestellen Sie schnell und einfach Ihren Dichtungsbedarf und erhalten Sie Ihre spezifischen Preise und Verfüg- barkeiten in Echtzeit. EASY bietet Ihnen Zugriff auf ein einzigartig großes Portfolio von über 130.000 Produkten der Marken Freudenberg und Dichto- matik. Mit dem EASY Business Connector bietet FST eine leistungsfähige Schnittstelle, an die sich alle gängigen Warenwirtschaftssysteme anbinden lassen. EBC ist damit eine echte Alternative zu EDI. 24

SIMMERRING®SELEKTOR Sie suchen nach einem Simmerring® passend zu Ihrem Einsatzfeld? Mit Hilfe des Simmerring®-Selektors finden Sie durch die Eingabe spezifischer Einsatzparameter in nur wenigen Schritten schnell und einfach den geeigneten Simmerring® für Ihre Anwendung. ORING KONFIGURATOR Sie suchen nach einem ORing und dem entspre chenden Einbauraum? Der innovative, webbasierte O-Ring Konfigurator von FST setzt verbesserte Standards als Hilfsan- wendung für die Auswahl von O-Ringen. Das Ziel dieses Online-Tools ist die Auswahl einer optima- len Kombination aus O-Ring und Bauraum, um eine sichere Abdichtung zu gewährleisten. Im Ge- gensatz zu anderen O-Ring-Konfigurationspro- grammen basieren die Berechnungsanalysen und Zielwertempfehlungen auf der aktuellen ISO 3601 und anderen internationalen O-Ring-Standards. HYDRAULIK SELEKTOR Benötigen Sie Dichtungslösungen für Ihren Hydrau likzylinder? Finden Sie mit wenigen Klicks die richtige Dichtung für Neukonstruktionen oder Ersatzdichtungen! Die Online-Anwendung bietet Ihnen die richtige Dich- tungslösung für Ihre technischen Anforderungen und Ihren Bauraum. Der Selektor ist mit unserer Bestellplattform EASY verbunden, um eine schnelle Platzierung Ihrer Bestellung zu ermöglichen. Services – Online-Tools 25 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

Services – Online-Tools AKKUMULATOR SELEKTOR Unser innovativer Akkumulator-Selektor vereinfacht den Prozess, die richtigen Empfehlungen für einen Akkumulator zu finden. Mit dem Selektor können Sie Ihren Arbeitsablauf optimieren und maßge- schneiderte Lösungen für Ihre spezifischen Anfor- derungen erhalten. CHEMICAL RESISTANCE GUIDE Erhalten Sie exklusiven Zugriff auf die Ergebnisse jahrzehntelanger Tests und Erfahrungen. Der Che- mical Resistance Guide zeigt Ihnen passende Dich- tungsmaterialien zu gängigen Prozessmedien der allgemeinen Industrie und Prozessindustrie, wie Säuren und Sulfate, und unterstützt Sie so dabei, Ihre Prozesse zu optimieren und die Lebensdauer von Dichtungen im Einsatz zu maximieren. CIP/SIPGUIDE Bestimmen Sie die passenden Reinigungsmittel für Ihren Prozess, basierend auf den eingesetzten Freudenberg Werkstoffen. Oder umgekehrt: Finden Sie die passenden Dichtungsmaterialien für Ihren Reinigungsprozess. 26

CAD DOWNLOADS Nutzen Sie die zwei- und dreidimensionalen CAD- Geometrien und Bauformskizzen von mehreren Zehntausend dichtungstechnischen Komponenten. Diese stehen Ihnen in einer Vielzahl von Dateifor- maten zur Verfügung. Der CAD-Service von Freu- denberg Sealing Tech nologies erleichtert Ihnen die Konstruktion Ihrer Bauteile. Warum kompliziert, wenn’s auch einfach geht? 3DANIMATIONEN Entdecken Sie die innovativen Dichtungslösungen für Anwendungen in verschiedenen Marktseg- menten mit den 3D-Animationen von Freuden- berg Sealing Technologies. Services – Online-Tools 27 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

Services 28

V E R F A H R E N S T E C H N K I M A T E R A L , I W E R K S T O F F E U N D 2 9 STICHWORT- VERZEICHNIS STOPFBUCHS- PACKUNGEN MEMBRANEN FALTENBÄLGE HYDROSPEICHER SPEZIALDICHTUNGS- PRODUKTE STATISCHE DICHTUNGEN FLUID POWER ANWENDUNGEN – PNEUMATIK FLUID POWER ANWENDUNGEN – HYDRAULIK DICHTUNGEN FÜR ROTATORISCHE ANWENDUNGEN MATERIAL, WERKSTOFFE UND VERFAHRENSTECHNIK EINFÜHRUNG & SERVICES

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik INHALTSVERZEICHNIS 1. HISTORIE EINFÜHRUNG IN DIE WELT DER POLYMERE 2.1 2.2 Polymerwerkstoffe 2.3 Funktion einer Dichtung Werkstoff abkürzungen ALLGEMEINE WERKSTOFFAUSWAHL UND -BESCHREIBUNGEN 3.1 Werkstoffauswahl 3.2 3.3 Allzweckkautschuke Werkstoff beschreibungen NR – IR BR SBR 3.4 Spezialkautschuke IIR EPDM CR CSM NBR XNBR AU – EU ECO ACM AEM EVM FKM FFKM HNBR VMQ – FVMQ 3.5 Thermoplastische Elastomere (TPE) TPE-O TPE-V TPE-S TPE-U TPE-E TPE-A 3.6 Technische Thermoplaste PO POM PK PA PBT 2. 3. 30 34 36 36 36 44 48 48 48 50 50 52 53 54 54 55 56 57 58 60 61 62 63 64 65 66 68 69 70 72 72 73 74 75 76 77 78 78 80 81 82 84

3.7 Hochleistungsthermoplaste PPS PPA PEI PEEK ETFE / PVDF PFA / FEP PTFE PAI 3.8 Duromere UF UP EP PF PI Aufbau der FSTWerkstoff bezeichnungen 3.9 3.10 Werkstoffvielfalt 4. AUFBAU DER REZEPTUREN VON ELASTOMEREN 4.1 Rezeptbestandteile Kautschuk Füllstoffe Weichmacher Verarbeitungshilfsmittel Alterungsschutzmittel Vernetzungssystem Weitere Additive 5. VERNETZUNGSCHEMIE Vernetzungsdichte Vernetzungscharakteristik Optimierung der Elastomer- Verarbeitung Kompatibilität der Vernetzungschemikalien Vernetzer Vernetzung mit Schwefel Vernetzung mit Peroxiden Tempern 5.1 5.2 6. TRÄGERTEILE Auslegung des Verbundbauteils Vorbehandlung der Trägerteile Herstellung des Elastomer Verbundbauteils Inhaltsverzeichnis 85 85 86 88 89 90 92 94 96 97 98 99 100 101 102 103 103 104 104 105 105 108 110 110 112 113 114 114 115 117 117 117 118 120 121 123 124 124 125 31 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik 7. VOM ROHSTOFF ZUM FERTIGTEIL 7.4 7.1 Verfahrensablauf 7.2 7.3 Mischungs herstellung Formgebung und Vulkanisation Wahl des Formgebungsverfahrens Einfluss der Kautschukmischung Werkzeugkompetenz Formgebungs verfahren in der Übersicht Compression Molding Transfer Molding Injection Molding Kaltkanaltechnik Verfahrenswahl Extrusionsverfahren Roller-Head-Anlage (Press-)Sintern von PTFE 7.5 Kunststoff verarbeitung 8. PRÜFMETHODEN Kennwerte zur Verarbeitung Statisch-mechanische Eigenschaften Druckverformungsrest Temperatur-Frequenzverhalten Einfluss von Medien: Lagerungsversuche Wärmebeständigkeit, Alterungsverhalten Chemo-Spannungsrelaxation Lebensdauer 9. SCHADENSANALYSE 9.1 Schadensanalyse Prozess 9.2 Typische Schadens phänomene, Ursachen und Mechanismen Werkstoff-Fehler FertigungsFehler Design-Fehler Mechanische Beanspruchung Thermische Beanspruchung Explosive Dekompression Klimatische Belastung 10. FEHLERKONTROLLE 32 126 126 126 130 130 132 132 133 133 134 135 135 136 137 139 140 142 144 145 148 152 153 156 158 159 160 164 164 167 167 168 171 172 174 175 175 178

1 3 . 1 2 . I C H E M K A L I E N B E S T Ä N D G K E I T I Z U S A M M E N F A S S U N G D E R E R W Ä H N T E N N O R M E N 1 4 . E X K U R S : I G Ä N G G E B E G R I F F L I C H K E I T E N D E R G U M M I I N D U S T R I E L a g e r b e d n g u n g e n i 1 1 . S A C H G E R E C H T E L A G E R U N G l V o r s c h ä g e z u r B e g u t a c h t u n g d e r E l a s t o m e r b a u t e i l e n a c h d e r e r s t e n L a g e r z e i t 3 3 2 1 7 2 1 4 1 8 1 1 8 0 1 7 9 1 7 9 I n h a l t s v e r z e i c h n i s STICHWORT- VERZEICHNIS STOPFBUCHS- PACKUNGEN MEMBRANEN FALTENBÄLGE HYDROSPEICHER SPEZIALDICHTUNGS- PRODUKTE STATISCHE DICHTUNGEN FLUID POWER ANWENDUNGEN – PNEUMATIK FLUID POWER ANWENDUNGEN – HYDRAULIK DICHTUNGEN FÜR ROTATORISCHE ANWENDUNGEN MATERIAL, WERKSTOFFE UND VERFAHRENSTECHNIK EINFÜHRUNG & SERVICES

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik 1. HISTORIE EINE LANGE GESCHICHTE Gummi ist ein faszinierender Werkstoff, der bereits auf eine lange und abwechs- lungsreiche Geschichte zurückblickt. Naturkautschuk wird seit Jahrtausenden verwendet, die ältesten bekannten Ge- genstände aus Kautschuk stammen aus Mittelamerika und sind über 3.500 Jahre alt. Immer wieder taucht Naturkautschuk in der Geschichtsschreibung auf: Von Be- richten über Kinder im Amazonasgebiet, die mit einem kleinen, hüpfenden, gummi- artigen Ball spielen, oder indigenen Völkern, die wasserdichte Regenmäntel besaßen, über die ersten Erwähnungen im euro- päischen Raum im 16. Jahrhundert, bis hin zur Erfindung des Radiergummis oder der beeindruckenden Vorführung des Physikprofessors Jacques Alexandre Cesar Charles, der im Jahre 1783 mit Hilfe von Latexmilch einen mit Wasserstoff gefüllten Ballon abdichten konnte. Bahnbrechende Entdeckung Trotz all dieser frühen Verwendungsmög- lichkeiten der Latexmilch begann die wahre Erfolgsgeschichte erst mit der bahnbrechenden Entdeckung von Charles Nelson Goodyear. Goodyear war ein Tüftler und Erfinder und experimentierte viele Jahre mit Naturkautschuk. Er wollte eine kleb- und geruchsfreie sowie temperaturbe- ständige Imprägnierung von Geweben ent- wickeln, was ihm 1839 überraschend gelang. Wie genau es zu seiner Entdeckung kam, darüber existieren verschiedene Geschich- ten. Eine berichtet, wie er den letzten Rest Kautschuk-Schwefelgemisch in seinem hei- mischen Ofen vor seiner Frau versteckte. Als er das Gemisch am nächsten Morgen erneut in Augenschein nahm, erkannte er, dass es sich deutlich verändert hatte: von weich-klebrig zu trocken- elastisch. D a die Umwandlung von plastischem Naturkautschuk in elastisches Gummi mit Hilfe von Schwefel und Hitze gelang, nann- te er das Verfahren „Vulkanisation“, nach dem römischen Gott des Feuers Vulcanus. Leider war Goodyear kein geschickter Geschäftsmann, sodass er trotz seiner revolutionären Erfindung, die ihm 1851 sogar eine Einladung zur ersten Weltaus- stellung nach London bescherte, nie kommerziell erfolgreich war, sondern be- reits mit 59 Jahren verarmt starb. Monopol auf Zeit Mit der Kommerzialisierung des Luftreifens durch John Boyd Dunlop im ausgehenden 19. Jahrhundert stieg der Bedarf an Natur- kautschuk explosionsartig an. Kautschuk- bäume (Hevea brasiliensis), aus deren Rinde der Latexsaft gewonnen wird, waren vor allem im Amazonasbecken heimisch, und Brasilien achtete sehr auf seine wirt- schaftliche Vormachtstellung. Die Ausfuhr von Samen oder Pflanzen war strikt ver- boten – es drohte die Todesstrafe. Trotzdem gelang es dem Engländer Hen- ry Wickham 1876 keimfähige Samen nach England zu schmuggeln. Damit war das Monopol Brasiliens gebrochen und um die Jahrhundertwende entstanden die ersten Kautschukplantagen in Ceylon und anderen englischen Kolonien in den tropischen und subtropischen Klimazo- nen Südostasiens. Noch heute kommt die Hauptmenge an Naturkautschuk aus die- ser Region. Der ehemalige Weltmarkt- führer Brasilien hat nicht zuletzt wegen eines Pilzes, der den Plantagenanbau von Kautschukbäumen in Südamerika heute weitgehend unrentabel macht, seine wirtschaftliche Bedeutung vollständig verloren. 34

Die Zeit des Synthesekautschuks Als zu Beginn des 20. Jahrhunderts die Motorisierungswelle in Europa begann und deutlich mehr Reifen benötigt wurden, stieg auch die Nachfrage an Naturkautschuk sprunghaft an. 1909 wurde das erste Patent für synthe- tisch hergestellten Kautschuk erteilt: Fritz Hofmann hatte den Methylkaut- schuk erfunden. Ende der Zwanzigerjah- re ermöglichte ein industrielles Verfah- ren erstmals die Herstellung von Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR). Den al- lerersten vollsynthetischen Kautschuk er- fand Iwan Kondakow bereits 1901. Die Entwicklung zweier weiterer Synthese- kautschuke fällt ebenfalls in diese Zeit: Nitril-Kautschuk (NBR) und Chloropren- Kautschuk (CR). Heute verwendet die Gummiindustrie ne- ben dem Naturkautschuk, der immer noch rund 40 % des weltweit verwendeten Kautschuks ausmacht, etwa 25 Klassen an Synthesekautschuken. Spannende Zukunft Die Geschichte des Kautschuks ist außerge- wöhnlich und der Siegeszug des elastischen Werkstoffs ungebrochen. Ob Schlauch oder Babyschnuller, ob Schuh sohle oder Keil- riemen, ob Dichtung oder Förderband, ob Reifen, Schwingungsdämpfer oder Back- form: nie war das Portfolio an Gummi- produkten so viel fältig wie heute. Neben der weiter fortschreitenden Spezialisierung elastischer Werkstoffe gewinnt der schonende Umgang mit an Bedeutung. Das gilt sowohl für die Roh- stoffe und ihre Verarbeitung als auch für die Entsorgung und Wiederverwertung der Produkte. Neue Herausforderungen ergeben sich aktuell aus Neuerungen bei der Chemika- liengesetzgebung und einer gestiegenen Volatilität in den Lieferketten. Auch rückt der Ruf der Gesetzgebung und der Wunsch einer wachsenden Anzahl an Kunden nach nachhaltigeren Lösungen und einem aus- sagekräftigen Nachhaltigkeitsreporting zunehmend in den Fokus. 1. Historie 35 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik 2. EINFÜHRUNG IN DIE WELT DER POLYMERE 2.1 FUNKTION EINER DICHTUNG ALLGEMEINE DICHTWIRKUNG Oberflächen sind niemals glatt, jede Oberfläche hat mikroskopisch kleine Un- ebenheiten. Mit Oberflächenbehandlun- gen wie Schleifen oder Polieren kann die Rauheit vermindert werden, doch um ge- gen Flüssigkeiten oder Gase abzudichten, reicht dies nicht aus. Notwendig ist ein Material, das sich den Oberflächenrauheiten so gut anpasst, dass es sie weitgehend ausgleicht und damit Leckagepfade verschließt. So werden die Bauräume auf beiden Seiten einer Dich- tung komplett voneinander getrennt. Mit großem Abstand ist Gummi hier die ers- te Wahl: Elastomere besitzen die notwendi- ge Flexibilität, um sich den Oberflächen der Bauteile anzupassen und gleichzeitig die Steifigkeit, um dabei formstabil zu bleiben. EINTEILUNG DER DICHTPRINZIPIEN Dichtungsanwendungen lassen sich in zwei Kategorien unterteilen: Statische Dichtungen dichten zwei unbe- wegliche Bauteile zueinander ab. Typische Anwendungen sind Abdichtungen von Verschlüssen oder Flanschen – zu den ge- bräuchlichsten statischen Dichtungen zählt der O-Ring. Oberflächenrauheit erzeugt keine Dichtwirkung Dichtung gleicht Oberflächen rauheit aus und dichtet ab Abb. 1 Allgemeine Dichtwirkung von Dichtungen 36 Dynamische Dichtungen dichten zwei Bauteile, die sich relativ zueinander be- wegen, wechselseitig ab. Je nach Art der Bewegung unterscheidet man rotatorische Dichtungen (Wellendichtungen) und translatorische Dichtungen (z. B. Kolben- oder Stangendichtungen). Außerdem unterscheidet man berühren- de von berührungslosen Dichtungen. Letztere sind weitgehend reibungs-, ab- rieb- und erwärmungsfrei, allerdings um den Preis höherer Leckageraten. Die Dichtmechanismen der beiden Kate- gorien unterscheiden sich grundlegend und werden in den entsprechenden Ka- piteln dieses Handbuchs näher erläutert. 2.2 POLYMERWERKSTOFFE Polymerwerkstoff ist ein Sammelbegriff für Werkstoffe, die aus sehr großen, meist kettenförmigen Molekülen bestehen, den Makromolekülen oder Polymeren. Natür- liche Vertreter dieser Werkstoffklasse sind tierische und pflanzliche Fasern wie Seide, Wolle, Baumwolle oder Zellulose; auch Substanzen wie Stärke oder Gelatine und der Naturkautschuk gehören zu den na- türlichen Polymeren. Der überwiegende Teil der heute gebräuchlichen Polymere wird allerdings synthetisch (künstlich → „Kunststoffe“) hergestellt. Niedermole- kulare Grundbausteine verbinden sich in der Polymerisationsreaktion zu langen Polymerketten mit Molmassen zwischen 10.000 und 10 Mio. g/mol. Polymere, die aus nur einer Sorte Monomer bestehen, nennt man Homopolymere; werden sie aus zwei oder mehr verschiedenen Monome- ren hergestellt, spricht man von Copoly- meren.

2. Einführung in die Welt der Polymere in Ruhe bewegt Dichtungen Statische Dichtungen Dynamische Dichtungen drehend bewegt linear bewegt berührend berührungsfrei Wellendichtungen Stangen, Kolben, Linearführungsdichtungen Entlüftung ORing Balgdichtung Profildichtung Flachdichtung Membrandichtung Abb. 2 Einteilung von Dichtungen EIGENSCHAFTEN Anders als niedermolekulare Substanzen kristallisieren Polymere beim Abkühlen einer flüssigen Polymerschmelze meist nicht, sondern liegen im festen Aggregat- zustand amorph (= nicht kristallin) vor. Die Anordnung der Polymerketten im amorphen Festkörper folgt keinen Re- geln, die Polymerketten sind wirr ver- knäult, ein wenig wie ein molekularer Spaghettihaufen. Polymere mit beson- ders regelmäßigem Aufbau der Molekül- kette können kristallisieren, allerdings niemals vollständig, sondern nur ab- schnittsweise entlang der Kette; sie sind teilkristallin. Der Phasenübergang von fest nach flüs- sig wird bei kristallinen Feststoffen als Schmelzen bezeichnet; der umgekehrte Prozess beim Abkühlen als Kristallisation. Bei amorphen Materialien spricht man berührend berührungsfrei berührend Stopfbuchse Gleitringdichtung Spaltdichtung Labyrinthdichtung Nutring Abstreifer RadialWellendichtring Kompaktdichtung von Erweichen und Erstarren; der zuge- ordnete Phasenübergang wird Glasüber- gangspunkt genannt. Auch die chemischen und thermischen Beständigkeiten polymerer Werkstoffe werden durch den Aufbau der Polymer- ketten maßgeblich bestimmt. Beispiels- weise kann die Hauptkette eines Polymers aus aneinandergereihten Kohlenstoff- atomen bestehen, sie kann aber auch an- dere Atome wie Sauerstoff, Stickstoff oder Silizium enthalten. amorph teilkristallin Abb. 3 Abbildung amorph – teilkristallin 37 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik An die Atome der Hauptkette sind weitere Atome oder Molekülgruppen geknüpft, die sogenannten Seitengruppen. Das können Wasserstoff-, Chlor- oder Fluoratome ebenso sein wie Alkyl-, Nitril- oder Ester- gruppen und vieles mehr. Aus den Stabilitäten der chemischen Bin- dungen des Polymermoleküls resultiert die Temperaturbeständigkeit des Polymers: eine Kohlenstoff-Kohlenstoff- (C-C-) Dop- pelbindung ist weniger stabil als die ent- sprechende Einfachbindung, eine Kohlen- stoff-Fluor-Bindung ist stabiler als eine Kohlenstoff-Chlor-Bindung. C-C-Doppelbindungen stellen für Sauer- stoff und vor allem Ozon ein leichtes An- griffsziel dar, so dass Polymere mit vielen Doppelbindungen in der Hauptkette hohen Temperaturen oder aggressiven Medien nicht standhalten. Gesättigte Polymere ohne Doppelbindungen sind generell alte- rungsbeständiger. Um die Beständigkeit polymerer Werk- stoffe gegen Flüssigkeiten oder Gase ein- zuschätzen, hilft ein Vergleich der Polari- täten beider Stoffe. Sind sich Polymer und Flüssigkeit chemisch sehr ähnlich, wird die Flüssigkeit stark mit dem Polymer wechselwirken, d. h., in seine Struktur ein- dringen und es zum Quellen bringen oder komplett auflösen. „Similia similibus solvuntur“, zu Deutsch „Ähnliches löst sich in Ähnlichem“, ist eines der Grund- prinzipien in der Chemie. Wenn die Polaritäten von Flüssigkeit und Polymer sehr unterschiedlich sind, wird der Lösungsvorgang verhindert: Die Kräfte zwischen den einzelnen Molekülen der Flüssigkeit und den einzelnen Molekülen des Polymers sind dann jeweils so groß, dass die Moleküle der Flüssigkeit nicht in das Polymer eindringen können. Unpolare Stoffe: Zwischen den Molekülen unpolarer Stoffe gibt es nur schwache Anziehungskräfte, die Van-der-Waals-Kräfte. Diese beruhen auf induzierten Dipolen. Unpolare Stoffe werden nur von unpolaren Medien gelöst. Beispiele unpolarer Medien sind klassische Kraftstoffe oder Mineralöle. Polare Stoffe: Zwischen den Molekülen polarer Stoffe wirken die stärkeren Dipolkräfte. Im Unter- schied zu den Van-der-Waals-Kräfte be- ruhen diese auf permanenten Dipolen. Polare Polymere können nur durch polare Medien gequollen oder aufgelöst werden. Beispiele polarer Medien sind Wasser, Alkohole, Glykole oder Esteröle. NR NBR Abb. 4 Naturkautschuk: NR: unpolar – nur C und H; Nitrilkautschuk: NBR: polar wg. Nitrilgruppe CN 38

2. Einführung in die Welt der Polymere High Performance Polymers PI PAI TPI PES PEI PPSU PSU PEKK PEEK PTFE LCP PPS PA46 PPA Engineering Polymers Commodity Polymers PC PMMA PPE PBT PET PA66 PA6 POM PK ABS PVC PS SAN PE PP amorph teilkristallin i t i e k g h ä f s g n u t s e L d n u s e r P i i Abb. 5 Werkstoffpyramide der Thermoplaste Erhöhte Temperaturen begünstigen die Wechselwirkungen und damit die Quellung oder das Auflösen. Oft verursacht der Kon- takt mit einer Flüssigkeit auch den Austausch bestimmter Bestandteile des Mediums und des polymeren Werkstoffs, wie Weich- macheröle oder Alterungsschutzmittel. Dabei ändert sich nicht unbedingt das Volumen, jedoch migrieren wichtige Inhalts- stoffe aus der Polymermatrix in das um- gebende Medium, was die Eigenschaften deutlich verändert und das Medium selbst mit den extrahierten Stoffen verunreinigt. POLYMERKLASSEN Polymerwerkstoffe werden üblicherweise in vier Klassen eingeteilt, die sich wesent- lich im Temperaturverlauf ihrer Steifigkeit (ihres Moduls) unterscheiden (siehe auch → Tabelle Werkstoffübersicht, Seite 44). Thermoplaste Thermoplaste sind die mengenmäßig größ- te der vier Polymerklassen. Sie bestehen aus linearen oder verzweigten Molekül- ketten. Die räumliche Ordnung der Mole- külstruktur entscheidet darüber, ob ein Thermoplast amorph oder teilkristallin ist. Die Kristallinität hat erheblichen Ein- fluss auf die mechanischen Eigenschaften und das Verarbeitungsverhalten. Sie be- stimmt zum Beispiel wie hart, dehnbar, spröde oder zäh ein Werkstoff ist. Bei hohen Temperaturen erweichen bzw. schmelzen thermoplastische Werkstoffe und werden dadurch plastisch verform- bar. Bereits vor dem Erreichen des Phasen- umwandlungspunkts nimmt die Neigung zum Kriechen unter Last deutlich zu. In geeigneten Lösemitteln sind die aller- meisten Thermoplaste löslich. Thermoplaste werden in die drei Klassen Standardthermoplaste, technische Thermo- plaste und Hochleistungsthermoplaste unterteilt und oft als Werkstoffpyramide wie in → Abb. 5 dargestellt. 39 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik Standardthermoplaste sind preisgünstige Massenkunststoffe mit moderaten me- chanischen Eigenschaften und Tempera- turbeständigkeiten nicht wesentlich über +100 °C. Sie kommen vor allem in der Ver- packungs- und Bauindustrie zum Einsatz und machen rund 80 % des weltweiten Kunststoffvolumens aus. Technische Thermoplaste besitzen bessere mechanische Eigenschaften und sind damit für anspruchsvollere technische Anwendun- gen geeignet, die höhere Steifig keiten und Festigkeiten oder höhere Temperatur- oder Chemikalienbeständigkeiten erfordern. Hochleistungsthermoplaste, auch high performance polymers – HPP, sind Werk- stoffe, die für Spezialanwendungen ver- wendet werden und auf die deutlich unter 1 % des jährlichen Kunststoffvolumens entfallen. Ihre Dauergebrauchstempera- turen liegen über +150 °C, sie verfügen über eine hohe Alterungs- und Formbe- ständigkeit, gepaart mit hohen Chemika- lienbeständigkeiten und oft herausragen- den mechanischen Eigenschaften. äußerer Zwang führt zum Zustand höherer Ordnung freiwillig Abb. 6 Entropieelastizität 40 Elastomere Elastomere bestehen aus einer besonde- ren Sorte Polymere, den Kautschuken. Kautschuke sind in aller Regel amorph und haben einen niedrigen Glaspunkt von deutlich unter 0 °C. Durch chemische Reaktion mit geeigneten Vernetzerchemi- kalien werden die einzelnen Polymerketten während der Vulkanisation zu einem weitmaschigen drei dimensionalen Netz- werk verknüpft. So entsteht aus dem in der Wärme plastisch verformbaren Kautschuk der elastische Gummi. Aufgrund der chemischen Verknüpfung der Kautschukketten miteinander können Elastomere weder aufschmelzen noch sind sie lösbar, bei gleicher Polarität von Kautschuk und Flüssigkeit quellen sie je- doch stark. Der Grund für die Elastizität des Gummis findet sich in seinem molekularen Aufbau: Die Einwirkung einer äußeren Kraft zwingt die wirr geknäulten Polymerketten dazu, sich aus ihrem Gleichgewichtszustand in Richtung der Kraft auszurichten. Dieses Ordnen der Makromoleküle kostet Ener- gie, denn es geht mit einer Verringerung der Unordnung, der Entropie, einher. Die chemische Vernetzung der Polymerket- ten im Gummi verhindert dabei das irreversible Abgleiten der Kettensegmente aneinander. Nach der Entlastung streben die Makromoleküle in ihren geknäulten (unordentlichen), energetisch günstigeren Gleichgewichtszustand zurück. Die Rück- verformung geschieht spontan, sobald die Kraft nicht mehr einwirkt. Die Triebkraft für das elastische Verhalten von Gummi ist also die Entropieminimie- rung. Diese Art der Elastizität wird deshalb Entropieelastizität oder Gummielastizität

2. Einführung in die Welt der Polymere Steckdosen, Verkleidungen und Einhau- sungen bestehen häufig aus Duromeren, viele Klebstoffe und Lacke gehören in diese Materialklasse. Auf Grund der Ge- wichtseinsparung und der einstellbaren Wärmeausdehnung werden Duromer- materialien zunehmend als Metallersatz verwendet. Immer häufiger sind Duromere auch in Dichtungsanwendungen zu finden. Thermoplastische Elastomere Thermoplastische Elastomere (TPE) sind Multiphasensysteme und bestehen aus festen Hartphasen und elastischen Weichphasen. Die Hartphasen stellen physikalische Vernetzungsstellen dar, die sich bei hohen Temperaturen lösen. TPE-Werkstoffe vereinen die Eigenschaften von Thermoplasten und Elastomeren, in- dem sie in der Wärme plastisch verformbar sind und sich bei Gebrauchstemperatur gummielastisch verhalten. Die Weichphase ist für das elastische Ver- halten und die Kälteflexibilität verantwort- lich, die Hartphase bestimmt Festigkeit und Wärmeformbeständigkeit des Werkstoffs. Blockcopolymer Elastomerlegierung elastisches Segment thermoplastisches Segment Elastomer Thermoplast Abb. 7 Skizze zweier TPE Klassen 41 genannt. Entropieelastisches Verhalten wird bis zu großen Dehnungen von mehreren hundert Prozent beobachtet. Elastomere verhalten sich nur oberhalb ihres Glas- punktes entropieelastisch, darunter sind sie leder- oder glasartig hart und oft spröde. Man unterteilt die Kautschuke nach ihrer Hauptanwendung in Reifenkautschuke und Spezialkautschuke. Typische Elasto- meranwendungen im Alltag sind Gummi- bänder, Luftballons und Reifen, aber auch Dichtungen aller Art, Babyschnuller und Handschuhe. Duromere Bei Duromeren handelt es sich wie bei Elastomeren um chemisch vernetzte Poly- mere, der Vernetzungsgrad ist jedoch deutlich höher, so dass nach der Vernet- zungsreaktion ein engmaschiges Netz- werk entsteht und die Molekülketten sich nicht gegeneinander bewegen können. Die mechanischen Eigenschaften von Duromeren sind nur wenig temperatur- abhängig. Sie besitzen oft keinen Glaspunkt und gehen ab einer bestimmten Tempe- ratur direkt eine Zersetzungsreaktion ein, ohne vorher signifikant zu erweichen. Im Kontakt mit Lösungsmitteln sind Duro- mere sehr beständig: sie sind unlöslich und quellen nicht. Duromere zeichnen sich durch eine sehr geringe Kriechneigung und hohe Festig- keiten aus. Sie sind in der Regel sehr ab- riebbeständig und permeationsdicht. Ihr thermischer Ausdehnungskoeffizient be- wegt sich im Bereich gängiger Metalle wie Stahl und Aluminium und ist in ge- wissen Grenzen einstellbar. Nachteile von Duromeren sind ihre meist sehr geringe Elastizität und eine geringere Belastbar- keit unter Zug als unter Druck. & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik TPE Blockcopolymere Elastomerlegierungen Styroltypen (TPES) Thermoplastische Polyolefine Polyetherester (TPEE) (teil) vernetzte (TPEV) Polyurethane (TPEU) unvernetzte (TPEO) Polyetheramide (TPEA) Sonstige thermoplastische Vulkanisate (MPR *, EA **) * Melt Processable Rubber ** Elastomeric Alloys Abb. 8 Klassifizierung von TPE-Werkstoffen Die Gebrauchstemperatur liegt zwischen dem Glaspunkt des Weich- und dem Glas- oder Schmelzpunkt des Hartseg- ments. Bei Temperaturer höhung wird der Werkstoff durch das Auf schmelzen der Hartphase fließfähig und kann thermo- plastisch verarbeitet werden. Nach dem Abkühlen und Erstarren des Materials bilden sich die physikalischen Vernetzungsstellen wieder aus, sodass der TPE-Werkstoff seine ursprünglichen mechanischen Eigenschaften wieder- erlangt und somit auch recyclingfähig ist. Aufgrund der physikalischen Vernetzung werden die Materialeigenschaften von TPE nicht nur durch ihre Zusammen- setzung, sondern maßgeblich auch durch ihre morphologische Struktur bestimmt. Hart- und Weichphasen können im selben Molekül in Form verschiedener Molekül- segmente, aber auch als Gemisch von Elastomeren in Thermoplasten erzeugt werden. Wie in → Abb. 8 skizziert, wer- den TPE-Werkstoffe in zwei Klassen ein- geteilt: Blockcopolymere und Elastomer- legierungen (auch Polymerblends oder Elastomeric Alloys). Die Polymerketten von Blockcopolymeren bestehen aus zwei unterschiedlichen Mo- nomeren. Ein Kettensegment (Block) ist amorph und hat einen niedrigen Glaspunkt; diese Kettenabschnitte sind bei Gebrauchs- temperatur flexibel. Das andere Segment hat einen hohen Glaspunkt oder ist teil- kristallin mit einem Schmelzpunkt deutlich oberhalb der Gebrauchstempe ratur; diese Kettenabschnitte sind steif. 42

2. Einführung in die Welt der Polymere Aufgrund ihrer Unverträglichkeit entmi- schen die Segmente; es bilden sich harte Domänen in einer flexiblen Matrix. Liegt die Temperatur unterhalb des Glas- oder Schmelzpunktes der Hartdomänen, ver- hält sich der Werkstoff entropieelastisch, darüber schmilzt das Blockcopolymer. Elastomerlegierungen sind Gemische aus Thermoplasten und unvernetztem Kaut- schuk oder vernetztem Elastomer. Bei der Herstellung dieser Gemische muss gewähr- leistet sein, dass die steife Thermoplast- phase die kontinuierliche Phase (Matrix) bildet; die flexible Kautschukphase ist darin in Form kleiner flexibler Kügelchen disper- giert. Je kleiner die Elastomerkügelchen sind, desto besser sind die Eigenschaften der Legierung. Auch hier gilt: Unterhalb des Glas- oder Schmelzpunktes der Hart- domäne verhält sich das TPE elastisch, da- rüber erweicht es und kann mit gängigen thermoplastischen Verarbeitungsverfah- ren geformt werden. Hochwertige Soft-touch-Griffe und Tasten bestehen oft aus TPE. Daneben finden TPEs Anwendung als Form- und Profil- dichtungen, als Kabeldurchführungen, in Kinderspielzeug, und aufgrund ihrer Rein- heit vielfältig in der Medizin- und Lebens- mitteltechnik. In → Abb. 9 ist der E-Modul in Abhängig- keit von der Temperatur für die vier Poly- merklassen dargestellt. Thermoplast Thermoplastisches Elastomer Duromer Elastomer l u d o M E - l u d o M E - l u d o M E - l u d o M E - Temperatur Temperatur Temperatur Temperatur = Einsatzbereich = Vernetzungspunkte Abb. 9 Schematischer Strukturaufbau sowie Temperaturverhalten einzelner Kunststoffe 43 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik 2.3 WERKSTOFF- ABKÜRZUNGEN ÜBERSICHT Für alle Polymere existieren gebräuchliche Abkürzungen, die den Umgang mit den oft sperrigen Werkstoffbezeichnungen erleichtern; sie sind in international gül- tigen Werkstoffnormen festgelegt. Thermoplaste und Duromere werden üblicherweise nach den in DIN 7728-1, ISO 1043.1 oder ASTM D 1600 aufgeführ- ten Kurzbezeichnungen benannt. Für Kautschuke listen die Regelwerke ASTM D 1418 und die weitgehend iden- tische ISO 1629 die Abkürzungen auf. Kautschuke werden hier noch in verschie- dene Gruppen unterteilt, die sich am Auf- bau der Hauptkette orientieren. Für thermoplastische Elastomere (TPE) finden sich die Abkürzungen in der DIN EN ISO 18064. In der folgenden Tabelle sind die Werkstoff- abkürzungen der relevantesten dichtungs- technischen Werkstoffe zusammen gefasst. Für einen ersten Anhaltspunkt zu chemi- schen Verträglichkeiten wurden die Pola- ritäten der Polymere grob kategorisiert. Detailliertere Angaben zu Beständigkeiten der wichtigsten Kautschuke finden sich in → Abschnitt „12. Chemikalienbestän- digkeit“, Seite 181. KURZBEZEICHNUNG CHEMISCHE BEZEICHNUNG DER BASIS-POLYMERE unpolar halbpolar polar ELASTOMERE KURZBEZEICHNUNG NACH ASTM D 1418/ISO 1629 R-Gruppe: ungesättigte Kohlenwasserstoffe NR IR BR SBR IIR CIIR BIIR CR NBR X X X X X Naturkautschuk Isoprenkautschuk Butadienkautschuk Styrol-Butadien-Kautschuk Butylkautschuk Chlorbutylkautschuk Brombutylkautschuk Chloroprenkautschuk Nitrilkautschuk X X X X Tab. 1 Bezeichnungen und Polaritäten der gängigsten Polymere 44

2. Einführung in die Welt der Polymere & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A unpolar halbpolar polar R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V X X X X X X X X X X X 45 KURZBEZEICHNUNG CHEMISCHE BEZEICHNUNG DER BASIS-POLYMERE R-Gruppe: ungesättigte Kohlenwasserstoffe XNBR HNBR XHNBR carboxylierter Nitrilkautschuk hydrierter Nitrilkautschuk carboxylierter hydrierter Nitrilkautschuk M-Gruppe: gesättigte Kohlenwasserstoffe EPM EPDM CM CSM EVM ACM AEM FKM FEPM FFKM Ethylen-Propylen-Kautschuk Ethylen-Propylen-Dien-- Kautschuk chloriertes Polyethylen X X chlorsulfoniertes Polyethylen Ethylen-Vinylacetat-- Kautschuk Acrylatkautschuk Ethylen-Actrylat-Kautschuk Fluorkautschuk Tetrafluorethylen- Propylen- Kautschuk Perfluorkautschuk Q-Gruppe: Silizium in der Hauptkette MQ VMQ PVMQ FVMQ Silikonkautschuk Silikonkautschuk Phenyl-Silikonkautschuk Fluorsilikon-Kautschuk X X X X

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik KURZBEZEICHNUNG CHEMISCHE BEZEICHNUNG DER BASIS-POLYMERE unpolar halbpolar polar O-Gruppe: Sauerstoff in der Hauptkette CO ECO Epichlorhydrin-Kautschuk Ethylenoxid-Epichlorhydrin-- Kautschuk U-Gruppe: Kohlenstoff, Sauerstoff und Stickstoff in der Hauptkette AU EU Polyester-Urethan- Kautschuk Polyether-Urethan- Kautschuk THERMOPLASTE KURZBEZEICHNUNG NACH DIN 7728-1, ISO 1043.1, ASTM D 1600 PE PP POM PK PBT PA PPA PPS PEI PEEK PAI ETFE PVDF Polyethylen Polypropylen Polyoxymethylen Polyketon Polybutylenterephthalat Polyamid aromatisches Polyamid Polyphenylensulfid Polyetherimid Polyetheretherketon Polyamidimid Ethylen-Tetrafluorethylen- Copolymer Polyvinylidenfluorid X X X X X X X X Tab. 1 Bezeichnungen und Polaritäten der gängigsten Polymere 46 X X X X X X X X X

2. Einführung in die Welt der Polymere & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A unpolar halbpolar polar R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V KURZBEZEICHNUNG CHEMISCHE BEZEICHNUNG DER BASIS-POLYMERE THERMOPLASTE KURZBEZEICHNUNG NACH DIN 7728-1, ISO 1043.1, ASTM D 1600 PFA FEP PTFE Perfluoralkoxy-Copolymer fluoriertes Ethylen- Propylen-Copolymer Polytetrafluorethylen THERMOPLASTISCHE ELASTOMERE KURZBEZEICHNUNG NACH DIN EN ISO 18064 Blockcopolymere TPS TPU TPC TPA Blends TPO TPV thermoplastische Styrol-Blockcopolymere thermoplastisches Polyurethan thermoplastische Copolyesterelastomere thermoplastische Polyamidelastomere thermoplastische Elastomere auf Olefinbasis thermoplastische Vulkanisate X X X X X X X DUROMERE KURZBEZEICHNUNG NACH DIN ISO 1043.1/ASTM D 1600 UF PF UP EP PI Harnstoff-Formaldehyd-Harz Phenol-Formaldehyd-Harz Ungesättigte Polyester Epoxidharz Polyimid ASTM = American Society for Testing and Materials; ISO = International Organization for Standardization; DIN = Deutsches Institut für Normung e.V. X X X X X X X 47

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik 3. ALLGEMEINE WERKSTOFFAUSWAHL UND -BESCHREIBUNGEN Im Anschluss werden die wichtigsten Polymerwerkstoffe erläutert; natürlich hat auch dieser Detaillierungsgrad Grenzen und will kein Ersatz für ein Werkstoffkunde- buch sein. Die Auswahl der Vertreter der Thermoplaste, der TPEs und der Duromere wurde auf die Werkstoffe beschränkt, die für die Dichtungstechnik relevant sind. 3.1 WERKSTOFFAUSWAHL Die Auswahl des geeignetsten Polymer- werkstoffs für eine bestimmte Dichtungs- anwendung ist eine zentrale Aufgabe der Materialentwicklung. Sie verlangt fundier- tes Wissen um die spezifischen Eigen- schaften der Polymere sowie der Möglich- keiten, Werkstoffe durch Compoundierung auf die Anwendung hin maßzuschneidern. Auch ist ein gutes technisches Verständ- nis der Dichtung, ihrer genauen Einbau- situation und des Lastkollektivs von Einsatztemperatur, Medienkontakt und mechanischer Belastung wichtig. Spezi- elle Anforderungen wie Flammverhalten oder Verschleißschutz müssen ebenfalls berücksichtigt werden. Letzlich gelingt eine Dichtungsentwicklung nur im erfolgreichen Zusammenspiel von Material, Herstellprozess und Dichtungs- design. 3.2 WERKSTOFF- BESCHREIBUNGEN In der folgenden Tabelle sind die grund- legenden Eigenschaften der wichtigsten Elastomerklassen und die typischen Ein- satzgebiete aufgeführt. Hier sei noch einmal der Hinweis gegeben, dass derlei Kategorisierungen stets eine gewisse Unschärfe aufweisen und die teils erheblichen Spannbreiten innerhalb einer Kautschukklasse nicht berückichtigt werden. Auch können die Eigenschaften eines elastomeren Werkstoffs durch den geschickten Einsatz von Füllstoffen, Alterungsschutzmitteln und abgestimmten Vernetzungssystemen in gewissen Grenzen variiert werden. Chemical Resistance Guide 48

3. Allgemeine Werkstoffauswahl und -beschreibungen C ° h c i e r e b r u t a r e p m e T t s e r s g n u m r o f r e v k c u r D i t i e k g d n ä t s e b b e i r b A t i e k g i t h c i d s a G t ä t i l i b i x e l f e t l ä K t i e k g i t s e F i t i e k g d n ä t s e b s g n u r e t t i W i t i e k g d n ä t s e b r e s s a W i t i e k g d n ä t s e b n o z O i t i e k g d n ä t s e b ö l a r e n M i l i t i e k g d n ä t s e B . m e h C i t i e k g d n ä t s e b r u t a r e p m e T i t i e k g d n ä t s e b m m a l F EINSATZGEBIETE ‒40 / +150 + + + D + +++ + +++ D D −− +++ Ölschläuche, Dichtungen ‒25 / +150 − D D D D +++ −− + +++ D −− +++ Ölschläuche, Ölwannendichtungen WERK- STOFF AEM ACM ECO + + + + ‒40 / +140 D D + − +++ D +++ +++ +++ D VMQ ‒60 / +200 + D +++ −− −− +++ D +++ − B + + + Öl- und Benzinschläuche, Walzen +++ Kabel, Folien, Schläuche, Dichtungen FVMQ ‒80 / +175 B D +++ −− D +++ +++ +++ +++ B +++ +++ Luftfahrt, Kraftstoff- und Turbolader- schläuche, Membranen, Dichtungen SBR ‒50 / +100 FKM ‒25 / +200 HNBR ‒40 / +150 NBR ‒40 / +100 + + + + + + + D +++ B D + + + + −− + −− −− − −− D Reifen, Transportbänder +++ +++ +++ +++ +++ +++ +++ Luftfahrt, Turbolader-Schläuche, Membranen, Dichtungen +++ +++ +++ +++ +++ −− +++ Zahnriemen, Stangen- und Kolben- dichtungen −− + −− +++ D −− D Kfz-Teile, Benzin-/Ölschläuche, für Lebensmittel wie Milch + + ++ CIIR, BIIR ‒40 / +120 −− D IIR ‒40 / +120 −− D −− +++ +++ D −− +++ +++ +++ + + + −− NR, IR ‒60 / +80 +++ +++ +++ +++ −− −− +++ −− −− ‒60 / +100 B +++ +++ +++ −− −− +++ −− −− + + − − +++ +++ Reifenschläuche, Reifeninnenliner, Vibrationsdämpfer −− + Reifenschläuche, Reifeninnenliner, Vibrationsdämpfer −− −− Reifen, Transportbänder, hoch elasti- sche Artikel, Hochleistungsreifen, Bedarfsartikel für Lebensmittel −− −− Reifen, Transportbänder, dynamisch hoch beanspruchte Artikel BR CR ‒45 / +100 B EPDM ‒50 / +150 + +++ Ausgezeichnet ++ Gut/Ausgezeichnet + Gut + + + + + + + + D + + D +++ + Reifen, Transportbänder, dynamisch hoch beanspruchte Artikel D +++ +++ +++ −− + −− +++ Kfz-Profile, Kühlwasser-/Dampfschläu- che, Fensterdichtungen, Bauprofile B Ausreichend/Gut D Ausreichend − Mäßig/Ungeeignet − − Ungeeignet Tab. 2 Grundlegende Eigenschaften und typische Einsatzgebiete der wichtigsten Elastomerklassen 49 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik 3.3 ALLZWECKKAUTSCHUKE NR – IR NATURKAUTSCHUK ist der einzige Kaut- schuk natürlichen Ursprungs. Der Kaut- schukbaum produziert den weißen Latex- saft in erster Linie zum Schutz vor Tierfraß und zum Wundverschluss – chemisch ge- sehen handelt es sich um eine wässrige Dis- persion kleiner Naturkautschuktröpfchen – hochmolekulares cis-1,4-Polyisopren. Kautschukbäume gedeihen nur in einem schmalen Gürtel rund um den Äquator – die größten Produzenten sind Thailand und Indonesien. Wie jedes Natur produkt kann die Qualität des Naturkautschuks im Jahresverlauf und von Plantage zu Plantage deutlich schwanken. Für an- spruchsvolle Produkte garantieren tech- nisch spezifizierte NR-Typen heute eine gleichbleibende Qualität. NR-Vulkanisate zeichnen sich durch einige Besonderheiten aus: NR kann spontan oder unter Dehnung kristallisieren. Des- halb erreichen NR-Vulkanisate auch ohne Zusatz verstärkender Füllstoffe hohe me- chanische Festigkeiten und sind bei hohen Dehnungen selbstverstärkend. Sie sind NR –60° 0° +80° +/- hochelastisch – + gering TEMPERATUR- EINSATZ (°C) MEDIEN- DYNAMISCHE VERTRÄGLICHKEIT EIGENSCHAFTEN hochelastisch, außerordentlich verschleiß- fest und zeigen eine gute Kälte flexibilität. Diese Eigenschaftskombination macht Naturkautschuk zu einem wichtigen Roh- stoff für die Reifenindustrie, die rund 70 % der weltweiten NR-Menge benötigt, meist im Verschnitt mit anderen Reifenkaut- schuken. Weiterhin wird NR zur Fertigung schwingungstechnischer Bauteile, etwa von Motor-, Maschinen- und Baulagern, Buchsen und Gummi-Metall-Federele- menten, verwendet. Auch Schuhsohlen und Förder bänder werden aus Naturkaut- schuk hergestellt. Darüber hinaus gibt es eine Reihe an Produkten, die direkt aus dem Latex gefertigt werden: Dazu gehören Ein- weghandschuhe, Babyschnuller, Kondome und Luftballons. Cis-1,4-Polyisopren wird heute auch syn- thetisch hergestellt. Der synthetische ISOPRENKAUTSCHUK IR unterscheidet sich in einigen Details vom natürlichen „Bruder“ NR und findet seine Hauptver- wendung ebenfalls in der Reifenindustrie. 50

3. Allgemeine Werkstoffauswahl und -beschreibungen EIGENSCHAFTEN y thermischer Anwendungsbereich ‒60 °C bis +80 °C. Bei längerer Ein- wirkung höherer Temperaturen kann Naturkautschuk nach vorher- gehender Verhärtung erweichen y gute Medienbeständigkeit in ver- dünnten Säuren und Basen sowie in Alkoholen und Bremsflüssigkeiten auf Glykoletherbasis y nicht beständig in Mineralölen und Fetten, Kraftstoffen und aliphati- schen, aromatischen und chlorierten Kohlenwasserstoffen y nicht gut beständig gegen Ozon und UV-Licht y hohe Festigkeiten auch ohne ver- stärkende Füllstoffe y hochelastisch y abrieb- und ermüdungsbeständig 51 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik BR BUTADIENKAUTSCHUK oder cis-1,4- Polybutadien wird aus dem Monomer Butadien hergestellt. BR zeichnet sich durch hohe Elastizität und Abriebfestigkeit aus, und ist sehr ermü- dungsbeständig und deshalb dynamisch hoch belastbar. Sein niedriger Glaspunkt von unter ‒100 °C sorgt für eine herausra- gende Kälteflexibilität. Als reiner Kohlen- wasserstoff besitzt er die gleichen chemi- schen Beständigkeiten wie Naturkautschuk. BR ist wegen seiner geringen Klebrigkeit schwierig zu verarbeiten und wird fast aus- EIGENSCHAFTEN BR –70° 0° 0° +85° +/- ermüdungsbeständig – + gering TEMPERATUR- EINSATZ (°C) MEDIEN- DYNAMISCHE VERTRÄGLICHKEIT EIGENSCHAFTEN schließlich im Verschnitt mit NR, IR oder SBR verwendet. Dabei verbessert BR die Er- müdungsbeständigkeit und das Tieftem- peraturverhalten der Verschnitte und wird hauptsächlich in Reifen eingesetzt, vor allem in der Lauffläche und Seitenwand so- wie in höheren Mengen in Winterreifen. Weitere Anwendungen findet BR in der Schwingungstechnik, in Keilriemen, För- derbändern und Schuhsohlen. Der Kern von Golfbällen besteht aus BR. Butadien- kautschuk wird außerdem zur Schlag- zähmodifizierung spröder Thermoplaste verwendet. y thermischer Anwendungsbereich ‒70 °C bis +85 °C y gute Medienbeständigkeit in ver- dünnten Säuren und Basen, in Alko- holen und Wasser y nicht beständig in Mineralölen und Fetten, Kraftstoffen, aliphatischen, aromatischen und chlorierten Koh- lenwasserstoffen y hochelastisch y biegerissbeständig y nicht gut beständig gegen Ozon und UV-Licht y hauptsächlich im Verschnitt mit NR, IR, SBR 52

3. Allgemeine Werkstoffauswahl und -beschreibungen O SBR STYROLBUTADIENKAUTSCHUK ist ein statistisches Copolymer aus Butadien und Styrol. SBR-Kautschuke sind die mengenmäßig bedeutendsten Synthese- kautschuke. Nach den beiden Herstellver- fahren unterscheidet man Emulsions- und Lösungspolymerisate, E-SBR und S-SBR (E = Emulsion, S = Solution). Wie NR, IR und BR sind Styrol-Butadien- Katuschuke typische Reifenkautschuke. Charakteristisch für SBR-Vulkanisate sind eine hohe Verstärkungswirkung gefüllter Typen, niedrige Hystereseverluste und damit einhergehend ein niedriger Roll- widerstand sowie durch den hohen Glas- EIGENSCHAFTEN SBR –40° 0° +100° +/- abriebfest – + gering + TEMPERATUR- EINSATZ (°C) MEDIEN- DYNAMISCHE VERTRÄGLICHKEIT EIGENSCHAFTEN punkt des Styrols eine hohe Naßrutsch- festigkeit. SBR-Vulkanisate sind besser abriebbeständig als Elastomere aus Natur kautschuk, deshalb wird SBR haupt- sächlich zur Herstellung von Reifenlauf- flächen verwendet. Viele SBR-Kautschuke sind in Form stan- dardisierter Typen mit einheitlicher Be- zeichnung erhältlich. Neben Reifen werden Werkstoffe aus SBR bevorzugt zur Herstellung von Isolier- matten, Bodenbelägen, Förderbändern, Bauprofilen sowie Dichtelementen für hydraulische Bremsen benutzt. y thermischer Anwendungsbereich ‒40 °C bis +100 °C y gute Medienbeständigkeit in Säuren und Basen sowie in Alkoholen und Bremsflüssigkeiten auf Glykolether- basis y unbeständig in Mineralölen, Schmierfetten, Benzin und aliphati- schen, aromatischen und chlorierten Kohlenwasserstoffen y sehr abriebbeständig – besser als NR y nicht gut beständig gegen Ozon und UV-Licht y hohe Verstärkungswirkung 53 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik 3.4 SPEZIALKAUTSCHUKE IIR BUTYLKAUTSCHUK IIR – CIIR/BIIR –40° +130° 0° +/- gering – + gering TEMPERATUR- EINSATZ (°C) MEDIEN- GAS- VERTRÄGLICHKEIT DURCHLÄSSIGKEIT IIR BUTYLKAUTSCHUK ist ein Copolymer aus Isobutylen mit einem geringen Anteil an Isopren. Durch nachträgliche Reaktion mit elementarem Chlor bzw. Brom erhält man die halogenierten Kautschuke CHLORBUTYLKAUTSCHUK CIIR bzw. BROMBUTYLKAUTSCHUK BIIR. IIR-Vulkanisate sind gut witterungs-, alte- rungs- und ozonbeständig, was am geringen Anteil an Doppel bindungen in der Haupt- kette liegt. Die halogenierten Kautschuke zeigen ein etwas besseres Setzverhalten sowie leicht bessere Wärme- und Ermü- dungsbeständigkeit. Die Gas- und Wasser- dampfdurchlässigkeit von IIR-Vulkanisaten ist gering. Die Medienverträglichkeiten sind mit denen der Reifenkautschuke vergleichbar. Butyl-Kautschuk wird für Kabelisolierungen und -umantelungen, für Schutzkleidung und Klebstoffe verwendet. Aus den halogenier- ten Typen werden Reifen schläuche und die Innenlagen schlauchloser Reifen gefertigt. Auch für die zur Vulkanisation von Reifen notwendigen Heizbälge, für pharmazeuti- sche Artikel wie Stopfen und Verschlüsse und für Formdichtungen werden halogenierte Butylkautschuke eingesetzt. EIGENSCHAFTEN y thermischer Anwendungsbereich ‒40 °C bis +130 °C y gute Medienbeständigkeit in Brems- flüssigkeiten auf Glykoletherbasis, anorganischen und organischen Säuren und Basen, Heißwasser und Dampf bis zu +120 °C y unbeständig in Mineralölen und Fetten, Benzin und aliphatischen so- wie aromatischen und chlorierten Kohlenwasserstoffen y hochdämpfend y geringe Gasdurchlässigkeit y biegerissbeständig 54

3. Allgemeine Werkstoffauswahl und -beschreibungen & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A +/- witterungsbeständig – + gering + R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H EPDM –50° 150° 0° TEMPERATUR- EINSATZ (°C) MEDIEN- VERTRÄGLICHKEIT MECHANISCHE EIGENSCHAFTEN EPDM ETHYLENPROPYLEN DIEN KAUTSCHUK ist ein Copolymer aus Ethylen, Propylen und bis zu 12 % eines Diens. Die gebräuchlichs- te Dien-Komponente ist das in der Formel gezeigte Ethylidennorbornen. EPDM-Kaut- schuke mit einem Anteil an Ethylen von über 60 % können kristallisieren. Mit stei- gendem Ethylengehalt steigt die Festigkeit, die Kälteflexibilität verringert sich. Ethylen-Propylen-Kautschuke (EPM), also Copolymere ohne Dienkomponente, sind ebenfalls verbreitet. EPDM-Vulkanisate sind sehr gut ozon-, alterungs- und witterungsbeständig („Outdoor-Werkstoffe“) und deshalb der Werkstoff der Wahl für Dichtungsprofile in der Kfz- und Bauindustrie und für Kabel ummantelungen. Die gute Glykol- beständigkeit ermöglicht die Verwen- dung in Schläuchen sowie in Dichtungen für Bremsflüssigkeiten und Kühlwasser. Wegen ihrer guten Heißwasser- und Dampfbeständigkeit werden EPDM-Werk- stoffe für wasserführende Bauteile sowie für Produkte im Kontakt mit Trinkwasser und wässrigen Lebensmitteln eingesetzt. EPM wird zur Öladditivierung und zur Schlagzähmodifizierung von Thermo- plasten eingesetzt. EIGENSCHAFTEN y thermischer Anwendungsbereich ‒50 °C bis +150 °C y gute Medienbeständigkeit in Heiß- wasser, Dampf, Waschlaugen, oxi- dierend wirkenden Medien, Säuren, Basen, polaren organischen Medien, Ketonen, Bremsflüssigkeiten auf Glykoletherbasis y unbeständig in Mineralölen und Fetten, Benzin und aliphatischen so- wie aromatischen und chlorierten Kohlenwasserstoffen y witterungsbeständig 55 R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik CR –30° +110° 0° +/- ermüdungsbeständig – + mittel + Cl TEMPERATUR- EINSATZ (°C) MEDIEN- DYNAMISCHE VERTRÄGLICHKEIT EIGENSCHAFTEN CR CHLORBUTADIEN KAUTSCHUK ist ein Poly merisat auf Basis von Chloropren (Chlorbutadien). CR-Elastomere zeichnen sich durch gute Widerstandsfähigkeit gegen Alterung, Witterungseinflüsse, Ozonangriff und durch hohe Flammwid- rigkeit aus. Die polare Kohlenstoff-Chlor-Bindung ist der Grund für die gute Medienbeständig- keit in einfachen Mineralölen und Fetten. Die chemische Beständigkeit von CR-Vul- kanisaten entspricht in etwa denen von Nitrilkautschuk NBR mit einem Acrylnitril- gehalt von 18 %. CR-Vulkanisate zeigen gute mechanische Festigkeiten und sind dynamisch belastbar. Wie NR neigt CR zur Kristallisation, des- halb weisen auch unge füllte Vulkanisate eine hohe Festigkeit auf. Chloropren-Kautschuk wird in der Kleb- stoffindustrie verwendet. Surf- und Tauch- anzüge bestehen ebenso aus CR wie viele Schläuche, Ka bel und Profile. Auch Förder- bänder und Antriebsriemen werden aus CR gefertigt. In der Dichtungstechnik wer- den CR-Vulkanisate für Formdichtungen sowie für Faltenbälge und Staubkappen verwendet. EIGENSCHAFTEN y thermischer Anwendungsbereich ‒30 °C bis +110 °C y gut beständig in Mineralölen mit hohem Anilinpunkt, Fetten, Alkohol, Glykolether, Wasser, verdünnten Säuren und Basen y mittlere Beständigkeit in Mineralölen, niedermolekularen aliphatischen Kohlenwasserstoffen wie Benzin und Isooctan y unbeständig in Aromaten, chlorierten Kohlenwasserstoffen, Estern, Ketonen y flammwidrig y ermüdungsbeständig 56

3. Allgemeine Werkstoffauswahl und -beschreibungen & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A +/- elastisch R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V CSM –30° +120° 0° – + hoch Cl SO2CL TEMPERATUR- EINSATZ (°C) MEDIEN- DYNAMISCHE VERTRÄGLICHKEIT EIGENSCHAFTEN CSM CHLORSULFONIERTES POLYETHYLEN ent- steht bei der Umsetzung von thermo- plastischem Polyethylen mit Chlor und Schwefeldioxid. Durch gleichzeitige Sulfo- chlorierung und Chlorierung sind unter- schiedliche CSM-Typen synthetisierbar, die sich je nach Reaktionsführung in ihren chemischen und technischen Eigenschaf- ten unterscheiden. CSM-Vulkanisate sind hochelastisch und aufgrund ihrer gesättigten Hauptkette sehr witterungsbeständig. Wie bei Chloropren-Kautschuk (CR) führt das Chlor im CSM-Kautschuk zu einer guten Flammwidrigkeit. CSM ist sehr gut säurebeständig und bei hohem Chlor- gehalt auch gut beständig gegen Mineral- öle. CSM wird in der chemischen Industrie häufig für Schläuche und Behälterausklei- dungen eingesetzt. Weitere Anwendungs- gebiete sind farbige Kabelummantelun- gen, Teich- und Dachfolien, beschichtete Gewebe, u. a. für Schlauchboote, Dichtun- gen und Membranen. EIGENSCHAFTEN y thermischer Anwendungsbereich ‒30 °C bis +120 °C y gute Medienbeständigkeit in Heiß- wasser, Dampf, Waschlaugen, oxi- dierend wirkenden Medien, Säuren, Basen, polaren organischen Medien, Ketonen, Bremsflüssigkeiten auf Glykoletherbasis y mittlere Beständigkeit in aliphati- schen Kohlenwasserstoffen und Fetten, starken Basen y unbeständig in aromatischen, chlo- rierten Kohlenwasserstoffen und Estern y hochelastisch y flammwidrig 57

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik NBR –30° +100° +/- abriebfest 0° – + mittel + TEMPERATUR- EINSATZ (°C) MEDIEN- DYNAMISCHE VERTRÄGLICHKEIT EIGENSCHAFTEN CN NBR NITRILKAUTSCHUK auch ACRYLNITRIL BUTADIENKAUTSCHUK ist ein Copoly- mer aus Acrylnitril (ACN) und Butadien. Das Verhältnis der beiden Monomere kann in weiten Grenzen variiert werden und beeinflusst das Eigenschaftsprofil der NBR-Vulkanisate deutlich; üblich sind ACN-Gehalte zwischen 18 und 50 Prozent. Die polaren Nitrilgruppen sorgen für eine gute Öl- und Kraftstoffbeständigkeit, die mit steigendem ACN-Gehalt zunimmt. Elastizität und Druckverformungsrest werden mit steigendem Anteil an Acryl- nitril schlechter, die Gasdichtigkeit nimmt zu. Auch die Kälteflexibilität hängt deut- lich vom Monomerverhältnis ab und reicht von ‒40 °C bei 18 % ACN bis ‒5 °C bei 50 % ACN. NBR-Vulkanisate besitzen ein hohes mechanisches Eigenschaftsniveau, sind verschleißfest und hochdämpfend. NBR-Vulkanisate werden für Schläuche, Bo- denbeläge und in der Dichtungstechnik ver- wendet: Dichtungen aller Art werden im- mer dann aus NBR gefertigt, wenn die maximalen Einsatztemperaturen nicht we- sentlich über +100 °C liegen und eine gute Ölbeständigkeit gefordert wird. Wichtige Anwendungsfelder sind neben dem Kraft- fahrzeug- und Maschinenbau die Öl- und Gasexploration sowie die Gasversorgung. Neben statischen Dichtungen werden vor allem auch Radial-Wellendicht ringe – Sim- merringe und Dichtelemente für Hydraulik und Pneumatik aus NBR- Werkstoffen ge- fertigt. Freudenberg Sealing Technologies besitzt weltweit die längste Erfahrung aller Dichtungshersteller mit Nitrilkautschuk. 58

3. Allgemeine Werkstoffauswahl und -beschreibungen EIGENSCHAFTEN y thermischer Anwendungsbereich ‒20 °C bis +100 °C y gute Medienbeständigkeit in Mine- ralölen, pflanzlichen und tierischen Ölen und Fetten, leichtem Heizöl, Dieselkraftstoff y einige Werkstoffe sind besonders beständig in Heißwasser bis +100 °C, anorganischen Säuren und Basen bei nicht zu hoher Konzentration und Temperatur y mittlere Medienbeständigkeit in Kraftstoffen mit hohem Aromaten- oder Alkoholgehalt, additivierten Ölen y unbeständig in aromatischen und chlorierten Kohlenwasserstoffen, Estern, polaren Lösungsmitteln so- wie in Bremsflüssigkeiten auf Glykol- etherbasis 59 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik XNBR –25° +100° 0° +/- abriebfest – + mittel + CN COOH TEMPERATUR- EINSATZ (°C) MEDIEN- DYNAMISCHE VERTRÄGLICHKEIT EIGENSCHAFTEN Hauptanwendungen sind Antriebsriemen, Hydraulikschläuche, Walzenbezüge und hochwertige Schuhsohlen. In der Dichtungs- technik kommt XNBR zum Einsatz, wenn dynamische Anwendungen eine besondere Verschleißfestigkeit erfordern und das Setzverhalten von untergeordneter Be- deutung ist. XNBR CARBOXILIERTER NITRILKAUTSCHUK ist ein Terpolymer aus Acrylnitril (ACN), Butadien und einer Carboxylsäure. Die wesentlichen Eigenschaften sind mit NBR-Polymerisaten vergleichbar, XNBR zeichnet sich jedoch durch höhere Festig- keit, besseren Weiterreißwiderstand so- wie durch hohe dynamische Belastbarkeit aus. Das Alterungsverhalten, das Setz- verhalten sowie die Kälteflexibilität sind im Vergleich zu NBR etwas schlechter. EIGENSCHAFTEN y thermischer Anwendungsbereich ‒25 °C bis +100 °C y besser im Vergleich zu NBR: Festig- keit und Abriebbeständigkeit; bes- sere dynamische Eigenschaften y schlechter im Vergleich zu NBR: Setzverhalten, Wasser- und Alte- rungsbeständigkeit 60

3. Allgemeine Werkstoffauswahl und -beschreibungen & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A +/- elastisch AU/EU O –35° +110° R1 O O O N H R2 N H 0° – + mittel + TEMPERATUR- EINSATZ (°C) MEDIEN- DYNAMISCHE VERTRÄGLICHKEIT EIGENSCHAFTEN AU – EU URETHANKAUTSCHUK ist ein Kautschuk, der aus Polyol, Diisocyanat und Kettenver- längerer polymerisiert wird. Entsprechend der Zusammensetzung der verwendeten Polyole unterscheidet man Polyester- Urethan-Kautschuk – AU und Poly ether- Urethan-Kautschuk – EU. Vulkanisate aus Urethan-Kautschuk zeichnen sich durch eine ausgezeichnete Verschleiß- und Abriebfestigkeit, hohe Zugfestigkeit, hohe Elastizität sowie gute Beständigkeit ge- gen energiereiche Strahlen aus. Sie sind be- ständig gegen Sauerstoff, Ozon, Mineral öle und Fetten. Gegenüber wässrigen Medien sind Urethan- Kautschuke nur bedingt ver- wendbar, wobei EU-Kautschuke besser hy- drolysebeständig sind als AU-Kautschuke. Die Gasdurchlässigkeit ist gering und ver- gleichbar mit Butylkautschuk (IIR). Typische Anwendungsgebiete sind Ab- streifer, Zahnräder, Rollen und Walzenbe- züge; auch in der Dichtungstechnik finden diese Kautschuke Verwendung. Ein anderer Vertreter der großen Klasse der Polyurethan-Polymere ist das thermoplas- tische Polyurethan (TPU): Es gehört in die Polymerklasse der TPE und wird für Dich- tungen in Pneumatik und Hydraulik ein- gesetzt. (siehe → Abschnitt „3.5 Thermo- plastische Elastomere (TPE)“, Seite 72.) EIGENSCHAFTEN y thermischer Anwendungsbereich ‒35 °C bis +110 °C y gute Medienbständigkeit in Mineral- ölen und Fetten, Wasser-Öl-Gemi- schen, Silikonölen und -fetten y nicht beständig gegen polare Lösungs- mittel, chlorierte Kohlenwasserstoffe, Aromaten, Bremsflüssigkeiten auf Glykol etherbasis, Säuren und Basen, Aminen y ebenfalls nicht beständig in Heißwas- ser und Wasserdampf 61 R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik ECO CH2Cl –40° +140° 0° +/- gering – + mittel + O O ECO ETHYLENOXIDEPICHLORHYDRINKAUT SCHUK ist der Hauptvertreter der O-Klasse: es handelt sich um ein Copolymer aus Ethylenoxid und Epichlorhydrin. ECO-Vulkanisate zeichnen sich durch ge- ringe Gasdurchlässigkeit sowie gute Ozon- und Witterungsbeständigkeit bei gleichzeitig guter Kälteflexibilität aus. Sie sind dynamisch hoch belastbar, außerdem gut öl- und kraftstoffbeständig – gleich- zeitig guter Beständigkeit gegen Säuren und Laugen. EIGENSCHAFTEN TEMPERATUR- EINSATZ (°C) MEDIEN- GAS- VERTRÄGLICHKEIT DURCHLÄSSIGKEIT ECO-Vulkanisate sind bei vergleichbarer Ölbeständigkeit deutlich hitzebeständiger als Nitril-Kautschuk. Sie werden dort ein- gesetzt, wo gute Mineralölbeständigkeit und gleichzeitig gute Witterungs- und Ozonbeständigkeit verlangt wird. Zu den wichtigsten Anwendungen ge hören Öl- und Kraftstoffschläuche, Walzen bezüge und Textilgummierungen, Motor lager so- wie Dichtungen und Membranen, vor allem für Hydrospeicher. y thermischer Anwendungsbereich ‒40 °C bis +140 °C y gute Medienbeständigkeit in Mineral- ölen und Fetten, pflanzlichen und tierischen Ölen und Fetten, aliphati- schen Kohlenwasserstoffen (Propan, Butan etc.) und Benzin sowie Wasser y unbeständig in aromatischen und chlorierten Kohlenwasserstoffen, schwerentflammbaren Hydraulik- flüssigkeiten der Gruppe HFD 62

CSM ACM –30° +150° 0° C = C O = C O = C C O C2H5 C4H9 O CH2 CH2 O CH3 ACM ACRYLATKAUTSCHUK ist ein Copolymer aus verschiedenen Acrylsäurestern mit einem geringen Zusatz eines weiteren zur Vernetzung erforderlichen Monomers (CSM: cure site monomer). ACM-Vulkanisate sind sehr gut alterungs- und ozonbeständig und zeigen sehr gute Beständigkeiten gegen heiße und hoch- additivierte Öle und Schmierstoffe. Je nach Monomerzusammensetzung sind sie EIGENSCHAFTEN 3. Allgemeine Werkstoffauswahl und -beschreibungen & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A +/- moderat elastisch – + mittel R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H TEMPERATUR- EINSATZ (°C) MEDIEN- DYNAMISCHE VERTRÄGLICHKEIT EIGENSCHAFTEN mäßig bis gut kälteflexibel. Elastomere auf Basis von ACM sind hitzestabiler als solche auf Basis von NBR oder CR, zeigen jedoch eher moderate mechanische Eigenschaften. ACM-Werkstoffe werden hauptsächlich in der Kfz-Industrie für Schläuche und Dich- tungen eingesetzt: Radial-Wellendicht ringe – Simmerringe zur Getriebeabdichtung, O-Ringe und andere Formteile wie Ventil- deckel- oder Ölwannendichtungen werden aus ACM gefertigt. y thermischer Anwendungsbereich ‒30 °C bis +150 °C y gute Medienbeständigkeit in Mineral- ölen, auch in hochadditivierten Moto- ren-, Getriebe- und ATF-Ölen y unbeständig in aromatischen und chlorierten Kohlenwasserstoffen, Alkoholen, Bremsflüssigkeiten auf Glykol etherbasis und schwerent- flammbaren Hydraulikflüssigkeiten y Heißwasser, Dampf, Säuren, Laugen und Amine wirken zerstörend 63 R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik O = C O CH3 COOH AEM ETHYLENACRYLATKAUTSCHUK ist ein Copolymer aus Ethylen und Methylacrylat. Im Vergleich zu ACM-Vulkanisaten sind AEM-Elastomere wärmebeständiger und besser kälteflexibel, die Festigkeiten sind meist höher. Die chemische Beständigkeit gegen Mineralöle ist aufgrund der Ethylen- komponente geringer und mit CR ver- gleichbar, die Beständigkeit gegen Wasser und Wasser/Glykol-Gemische höher als bei ACM. Werkstoffe auf Basis von AEM sind hochdämpfend. EIGENSCHAFTEN AEM –40° +160° 0° +/- dämpfend – + mittel + TEMPERATUR- EINSATZ (°C) MEDIEN- DYNAMISCHE VERTRÄGLICHKEIT EIGENSCHAFTEN Wie ACM wird auch AEM-Kautschuk häufig im Kfz-Bereich verwendet: Aufgrund der hohen Dämpfung werden öl- und tempe- raturbeständige Schwingungsdämpfer aus AEM-Vulkanisaten gefertigt. Neben Kabel ummantelungen finden AEM-Werk- stoffe Verwendung in Schläuchen und Dichtungen von Luftführungssystemen wie Turboladern sowie in Motoren und Getrieben. y thermischer Anwendungsbereich ‒40 °C bis +160 °C y gute Medienbeständigkeit in additi- vierten und paraffinbasischen Mi- neralölen y gute Witterungs- und Ozonbestän- digkeit y unbeständig in ATF- und Getriebe- ölen, aromatenreichen Mineral ölen, Bremsflüssigkeit auf Glykol ether- basis, Estern, Ketonen und konzent- rierten Säuren y im Gegensatz zu ACM beständig in Wasser und Wasser/Glykolgemischen y hochdämpfend 64

3. Allgemeine Werkstoffauswahl und -beschreibungen & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A +/- ﬂammwidrig – + mittel + R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H EVM –40° +160° 0° TEMPERATUR- EINSATZ (°C) MEDIEN- VERTRÄGLICHKEIT MECHANISCHE EIGENSCHAFTEN R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V O O = C CH3 EVM ETHYLENVINYLACETATKAUTSCHUK ist ein Copolymer aus Ethylen und Vinylacetat mit Vinylacetat-Gehalten zwischen 40 und 80 %. EVM-Werkstoffe sind gut hitze- beständig und zeigen ein gutes Gleichge- wicht zwischen Ölbeständigkeit und Kälte- flexibilität. Im Unterschied zu ACM und AEM sind Werkstoffe auf Basis von EVM nicht nur gut wasser- sondern auch gut dampfbeständig. EVM-Vulkanisate sind halogen frei und trotzdem flammwidrig, im Brandfall ist die Rauchgasdichte gering und die Brandgase sind nicht korrosiv. Oft werden Verschnitte mit HNBR eingesetzt. Ein Hauptanwendungsbereich von EVM- Vulkani saten ist aufgrund des günstigen Brandverhaltens die Kabelindustrie. Auch elastische Bodenbeläge, Walzenbezüge sowie die Außenhüllen von Kraftstoff- schläuchen werden aus EVM gefertigt, außerdem findet EVM in der Klebstoff- industrie vor allem als Schmelz- und Lösungsklebstoff sowie in der Dichtungs- technik Verwendung. EIGENSCHAFTEN y thermischer Anwendungsbereich ‒40 °C bis +160 °C y gute Medienbeständigkeit in Wasser und Wasserdampf y gute Witterungs- und Ozonbestän- digkeit; hinreichend beständig in aliphatischen Kohlenwasserstoffen, Mineralölen und Fetten y unbeständig in aromatischen und chlorierten Kohlenwasserstoffen und Estern y flammwidrig 65

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik F F F F F CF3 FKM FLUORKAUTSCHUK wird durch Polyme- risation von Vinylidenfluorid (VDF) und wahlweise Verwendung variabler Anteile weiterer Monomere wie Hexafluorpropylen (HFP), Tetrafluorethylen (TFE) und Perfluor- methylvinylether (PMVE) synthetisiert. Es lassen sich so Co-, Ter- oder Tetrapolymere mit unterschiedlichem Aufbau und Fluor- gehalten von 65 bis 71 % und dadurch unter schiedlicher Medienbeständigkeit und Kälteflexibilität (Standardtypen ‒20°C; Spezialtypen ‒40°C) herstellen. FKM-Kaut- schuke können je nach Typ mit Hilfe von Diaminen, Bisphenolen oder organischen Peroxiden vernetzt werden. Die besondere Bedeutung von FKM-Werk- stoffen liegt in ihrer hohen Temperatur- beständigkeit und chemischen Stabilität, beides Resultat der hohen Stabilität der Kohlenstoff-Fluor-Bindung. Die Gasdurch- lässigkeit ist gering, die Ozon-, Witterungs- und Lichtrissbeständigkeit ist hervor- ragend. FKM-Vulkanisate sind flammwidrig, bisphenolisch vernetzte Typen sind besser temperatur- und verschleißbeständig, da- für weniger beständig in Säuren und Wasser- dampf als peroxidisch vernetzte Typen. Amine wirken zerstörend auf FKM-Werk- stoffe, in Ketonen und Estern quellen Standard-FKM-Vulkanisate stark. FKM –20° 0° 0° +/- gering – + +200° hoch TEMPERATUR- EINSATZ (°C) MEDIEN- GAS- VERTRÄGLICHKEIT DURCHLÄSSIGKEIT Neben FKM gibt es die Klasse der FEPM Kautschuke, die aus TFE und Propylen synthetisiert werden. Sie besitzen einen Fluorgehalt von 57 %, zeigen ausgezeich- nete Beständigkeit gegen Heißwasser, Dampf sowie gegen basische Medien wie Amine und aminhaltige Flüssigkeiten bei mittlerer Beständigkeit gegen Mineral öle. FKM-basierte Werkstoffe werden in der Automobil- und Nutzfahrzeugindustrie, in der Luft- und Raumfahrt, in Lebensmittel- anwendungen sowie in der Erdölförderung und im Anlagenbau verwendet. Neben Turbolader- und Kraftstoffschläuchen wer- den vor allem dynamische und statische Dichtungen wie Ventilschaftdichtungen, Radial-Wellendichtringe – Simmerringe, Formteile, O-Ringe, Flachdichtungen und Membranen aus FKM-Vulkanisaten ge- fertigt. Freudenberg Sealing Technologies bietet unter der Bezeichnung Fluoroprene XP ein spezielles Werkstoffsortiment für den Einsatz in der Prozess- und Lebensmittel- industrie an, dessen Eigenschaften über das Eigenschaftsniveau konventioneller FKM-Werkstoffe deutlich hinausgehen. 66

3. Allgemeine Werkstoffauswahl und -beschreibungen EIGENSCHAFTEN y thermischer Anwendungsbereich ‒20 °C bis +200 °C y gute Medienbeständigkeit in Mineral- ölen und Fetten (vor allem hochaddi- tivierten Motorölen), aliphatischen und aromatischen Kohlenwasser- stoffen wie Benzin y gute Witterungs-, Heißluft- und Ozon beständigkeit; hinreichend be- ständig in aliphatischen Kohlenwas- serstoffen, Mineralölen und Fetten y speziell peroxidisch vernetzte FKM sind außerdem gut beständig in Alkoholen, Heißwasser, Dampf und alkoholhaltigen Kraftstoffen y unbeständig in Ketonen, Estern, Aminen und additivierten Ölen und Fetten mit hohem Aminanteil y geringe Gasdurchlässigkeit 67 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik F F R F F F F F FFKM –20° +/- abriebfest 0° 0° +300° – + hoch + TEMPERATUR- EINSATZ (°C) MEDIEN- DYNAMISCHE VERTRÄGLICHKEIT EIGENSCHAFTEN FFKM PERFLUORKAUTSCHUK entsteht durch den Einsatz spezieller perfluorierter (d. h. vollständig wasserstofffreier) Monomere und spezieller Compoundier- und Ver- arbeitungstechniken. FFKM verbindet die Elastizität eines Elastomers mit einer Medien- und Temperaturbeständigkeit, die FKM-Werkstoffe nochmals übertrifft und dem PTFE sehr nahekommt („elastisches PTFE“). FFKM-Mischungen sind nicht ein- fach verarbeitbar, die Vulkanisate sind schlecht kälteflexibel und die physikali- schen Eigenschaften eher moderat; FFKM- Werkstoffe sind sehr teuer. FFKM-Vulkanisat wird überall dort einge- setzt, wo Temperaturen herrschen, die von keinem anderen elastischen Werkstoff toleriert werden, oder wo eine nahezu universelle Chemikalienbeständigkeit er- forderlich ist. Hochleistungswerkstoffe auf Basis von FFKM werden hauptsächlich als Dichtungs- werkstoff in der chemischen, erdölfördern- den und -verarbeitenden Industrie, im Appa- rate- und Kraftwerksbau sowie in der Luft- und Raumfahrt eingesetzt. Aufgrund ihrer hohen Reinheit werden Vulkanisate aus FFKM auch in der Halbleiterindustrie und Fotovoltaik, in der Medizintechnik und im Pharma- und Lebensmittelbereich verwendet. Freudenberg Sealing Technologies bietet seit vielen Jahren maßgeschneiderte Dichtungslösungen aus dem firmeneigenen Perfluorelastomer Simriz® an. EIGENSCHAFTEN y thermischer Anwendungsbereich Standardtypen ‒10 °C bis +230 °C (spezielle Typen ‒30 °C bis +320 °C) y fast universelle chemische Bestän- digkeit, u. a. auch gegen Ester, Ketone, Amine, konzentrierte Säuren und Basen y unbeständig gegen Alkalimetalle und perfluorierte Kohlenwasser- stoffe y vereint die Beständigkeit von PTF E mit der Elastizität eines Elastomers 68

3. Allgemeine Werkstoffauswahl und -beschreibungen & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A +/- abriebfest R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V HNBR –20° +150° 0° – + mittel + CN TEMPERATUR- EINSATZ (°C) MEDIEN- DYNAMISCHE VERTRÄGLICHKEIT EIGENSCHAFTEN HNBR HYDRIERTER ACRYLNITRIL BUTADIEN KAUTSCHUK wird aus NBR-Polymerisaten durch einen anschließenden Hydrierungs- schritt erhalten, in dem der Doppel- bindungsgehalt der Butadienkomponente auf < 1 – 7 % reduziert wird. Dadurch steigt, vor allem bei peroxidischer Vernetzung, die Hitze- und Oxidationsstabilität. Hohe mechanische Festigkeit auch bei hohen Temperaturen sowie eine verbesserte Ab- riebbeständigkeit und gute dynamische Beständigkeiten zeichnen die daraus her- gestellten Werkstoffe aus. Die Medien- beständigkeit gleicht jener von NBR. Wie bei NBR gibt es CARBOXYLIERTEN HNBR KAUTSCHUK, XHNBR mit verbes- sertem Abrieb- und Weiterreißwider- stand; außerdem Typen mit besonderer Hitzebeständigkeit sowie Tieftemperatur- typen. HNBR wird gerne im Automobilsektor als Standardmaterial für Zahnriemen und Schläuche eingesetzt. Doch auch als Stan- gen- oder Kolbendichtung findet dieser Werkstoff Verwendung, ebenso werden Radial-Wellendichtringe – Simmerringe aus HNBR gefertigt. Aufgrund seiner guten Beständigkeit gegen Rohöle ist HNBR auch ein gebräuchlicher Dichtungswerkstoff in der Ölexploration. EIGENSCHAFTEN y thermischer Anwendungsbereich ‒20 °C bis +150 °C y Medienbeständigkeit vergleichbar mit NBR y sehr gute Witterungs- und Tempe- raturbeständigkeit y abrieb- und ermüdungsbeständig 69

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik CH3 CH = CH2 CH3 R Si O Si O VMQ: R = – CH3 FVMQ: R = – CH2 – CH2 – CF3 PVMQ: R = O VMQ – FVMQ SILIKONKAUTSCHUKE werden aus un- terschiedlichen Siloxan-Monomeren syn- thetisiert. Das Polymerrückgrat besteht abwechselnd aus Sauerstoff- und Silizium- atomen. VMQ-Vulkanisate zeichnen sich besonders durch hohe thermische Be- ständigkeit und gute Kälteflexibilität so- wie sehr gute Beständigkeit gegen Sauer- stoff, Ozon und energiereiche Strahlen aus. Weiterreißwiderstand und Abrieb- festigkeit sind moderat, die Temperatur- abhängigkeit der technologischen Eigen- schaften ist im Vergleich zu anderen Elastomeren gering, die Durchlässigkeit für Gase signifikant höher. Werkstoffe auf Basis von VMQ sind elektrisch hoch isolie- rend, schwer entflammbar und physiolo- gisch inert. VMQ-Vulkanisate werden unter Sauerstoffausschluss bei höheren Temperaturen durch Depolymerisation abgebaut. PHENYLVINYLMETHYLPOLYSILOXAN, PVMQ ist eine besonders kälteflexible Variante der Silikon-Kautschuke, die ihre elastischen Eigenschaften bis ‒90 °C behält. FLUORSILIKONKAUTSCHUK, FVMQ ent- hält fluorhaltige Seitengruppen. Elasto- mere aus FVMQ sind in Kraftstoffen, mineralischen, synthetischen, aber auch aromatischen Ölen wesentlich beständiger VMQ –50° 0° 0° +/- elastisch – + +200° mittel + TEMPERATUR- EINSATZ (°C) MEDIEN- DYNAMISCHE VERTRÄGLICHKEIT EIGENSCHAFTEN als solche aus VMQ und PVMQ, ihre Ein- satztemperaturen reichen von ‒55 °C bis +175 °C. Silikonelastomere werden aufgrund ihrer Reinheit und physiologischen Inertheit in der Pharmaindustrie, der Medizintechnik und im Kontakt mit Lebensmitteln einge- setzt. Aufgrund ihres hohen elektrischen Widerstands finden sie Verwendung als Vergussmassen in der Elektronik und als Isolatoren an Freileitungsmasten. Darüber hinaus werden Schläuche, Membranen, Kabel und Dichtungen in der Automobil- und Elekroindustrie aus VMQ gefertigt. FVMQ-Vulkanisate eignen sich besonders gut für Schlauchinnenlagen (z. B. in Turbo- laderschläuchen) sowie für Dichtungen in Kontakt mit Kraftstoffen. Weitere An- wendungsfelder sind Erdgasanlagen und Fördereinrichtungen für Erdgas sowie die Luft- und Raumfahrttechnik. 70

3. Allgemeine Werkstoffauswahl und -beschreibungen EIGENSCHAFTEN y thermischer Anwendungsbereich von VMQ ‒50 °C bis +200 °C y gute Medienbeständigkeit in Mine- ralölen, tierischen und pflanzlichen Fetten (vergleichbar mit CR-Werk- stoffen) sowie in Bremsflüssigkeiten auf Glykoletherbasis y Einsatz in Wasser bis +100 °C möglich; ausreichend beständig in wässrigen Salzlösungen, ein- und mehrwertigen Alkoholen y unbeständig in niedermolekularen Estern und Ethern, aromatischen Kohlenwasserstoffen y konzentrierte Säuren und Basen, Wasser und Dampf bei Temperatu- ren über +100 °C und unter Druck wirken zerstörend y schwer entflammbar, wenig gasdicht 71 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik 3.5 THERMOPLASTISCHE ELASTOMERE (TPE) TPE-O –40° 0° +100° +/- – + mittel witterungs-/ alterungsbeständig TPE-O POLYOLEFINBASIERTE ELASTOMERLEGIE RUNGEN MIT UNVERNETZTER KAUTSCHUK PHASE: Elastomerlegierungen auf der Basis von EPD M und isotaktischem Polypropylen (iPP) sind zurzeit die bedeutendste TPEO-Materialklasse für technische An- wendungen. Das iPP bildet im Material teilkristalline Phasen aus und ermöglicht somit oberhalb der Schmelztemperatur die thermoplastische Verarbeitbarkeit des Materials. TPE-O zeichnen sich aus durch ihre hohe Beständigkeit gegenüber EIGENSCHAFTEN TEMPERATUR- EINSATZ (°C) MEDIEN- VERTRÄGLICHKEIT MECHANISCHE EIGENSCHAFTEN polaren Medien, hohe Witterungs- und Alterungsbeständigkeit und ihre geringe Dichte. Oberhalb von +100 °C können die Produkte nicht eingesetzt werden. TPE-O werden hauptsächlich für Haptik- anwendungen, insbesondere elastisch- ergonomische Soft-Touch-Griffe (beispiels- weise für Zahnbürsten, Werkzeuge und Haartrockner) verwendet. Darüber hinaus finden sie Verwendung im Autoinnen- raum und für Kinderspielzeug. y thermischer Anwendungsbereich ‒40 ˚C bis +100 °C y gute Medienbeständigkeit in Wasser, Waschlaugen, Säuren und Bremsflüs- sigkeiten auf Glykolbasis y niedrige Beständigkeit gegenüber Mineralölen, Fetten und Benzin y gute Witterungs- und Alterungsbe- ständigkeit 72

3. Allgemeine Werkstoffauswahl und -beschreibungen & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S TPE-V +120° –50° 0° +/- – + mittel witterungs-/ alterungsbeständig TEMPERATUR- EINSATZ (°C) MEDIEN- VERTRÄGLICHKEIT MECHANISCHE EIGENSCHAFTEN TPE-V POLYOLEFINBASIERTE ELASTOMERLEGIE RUNGEN MIT UNVERNETZTER KAUTSCHUK PHASE: TPEV sind wie TPE-O Elastomer- legierungen aus Thermoplast- und Elastomermaterial, wobei letzteres oft- mals noch während der Herstellung in der Schmelze chemisch vernetzt wird (dynamische Vulkanisation), wodurch sich stabile Elastomerdomänen ausbilden. Größe und Vernetzungsgrad der Elastomer- domänen sind entscheidend für die me- chanischen Eigenschaften des Materials. In technischen Anwendungen werden ver- mehrt EPDM/PP-Legierungen eingesetzt, die sich durch ihre gute Beständigkeit in polaren Medien sowie gute Witterungs- und Alterungsbeständigkeit auszeichnen. Für Anwendungen in unpolaren Medien sind ebenfalls Spezialtypen erhältlich. Oberhalb von +120 °C können klassische TPE-V in der Regel nicht eingesetzt wer- den. TPE-V auf Basis von EPDM/PP werden für Tüllen, Bremsschlauchummantelungen, Stecker und Kabeldurchführungen ver- wendet. Verbreitet ist die Verwendung in Konsumgütern und im Gesundheits wesen. In der Dichtungstechnik werden TPE-V als Profildichtungen in der Automobil- und Bauin dustrie eingesetzt. Formdichtungen aller Art in der Medizin- und Lebensmittel- technik, in Trink- und Abwasser aber auch in Haushaltsgeräten werden aus TPE-V gefertigt. EIGENSCHAFTEN y thermischer Anwendungsbereich ‒50 ˚C bis +120 °C y hohe Medienbeständigkeit in (Heiß-) Wasser, Waschlaugen, Säuren und Bremsflüssigkeiten auf Glykolbasis y Spezialtypen für Medienbeständig- keit in Ölen und Fetten y hohe UV-, Witterungs- und Alte- rungsbeständigkeit y erhöhte mechanische Festigkeits- werte 73 , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik n m n TPE-S –40° 0° +80° +/- kratzbeständig – + gering TEMPERATUR- EINSATZ (°C) MEDIEN- DYNAMISCHE VERTRÄGLICHKEIT EIGENSCHAFTEN TPE-S STYROLBLOCKCOPOLYMERE: Kennzeich- nend für TPES ist der Dreiblockaufbau aus thermoplastischen Polystyrol-Hart- segmenten als Endblöcke und einem elastomeren Mittelblock. Nach Art des Mittel blocks werden folgende Styrolblock- copolymere unterschieden: Butadien (SBS), Isopren (SIS), Ethylen/Butylen (SEBS), Ethylen/Propylen (SEPS), Polyisobutylen (SIBS). Das Verhältnis von Polystyrol- zu Polydiensegmenten bestimmt die mecha- nischen Eigenschaften des Werkstoffs; mit zunehmendem Polystyrolgehalt nimmt dessen Steifigkeit zu. Das Elastomer- segment bestimmt hingegen maßgeblich die Beständigkeit des Materials gegen- über thermo- oxidativer Alterung bei der Gebrauchstemperatur. Gebrauchsfertige TPE-S-Werkstoffe werden durch Compoun- dierung mit anderen Kunststoffen, Weich- macherölen, Füllstoffen und weiteren Addi- tiven erhalten. Der Erweichungspunkt der Poly styrol-Hartphase bestimmt die Tem- peratureinsatzgrenze: oberhalb +100 °C treten Kriechen und Verlust an Zugfestig- keit ein. TPE-S werden zur Modifizierung von Bitu- men und Asphalt eingesetzt, sie finden als Haft- und Schmelzklebstoff, in Kinder- spielzeug, in Verpackungen und elastischen Soft-Touch-Griffen Verwendung. Spezialtypen auf Basis SEBS und SEPS wer- den in der Medizintechnik, in Lebensmittel- und Trinkwasseranwendungen sowie im Autoinnenraum verwendet. Auch einfache Dichtungsanwendungen können mit Styrol- Blockcopolymeren realisiert werden. EIGENSCHAFTEN y thermischer Anwendungsbereich ‒40 ˚C bis +80 °C y hohe Medienbeständigkeit in Wasser, Waschlaugen, Säuren und Bremsflüs- sigkeiten auf Glykolbasis y hohe UV-, Witterungs- und Alterungs- beständigkeit y erhöhte mechanische Festigkeits- werte 74

3. Allgemeine Werkstoffauswahl und -beschreibungen & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A +/- abriebfest – + hoch R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H TPE-U +120° –50° 0° O O O O R O X X O o N H N H O n O 4 N H N H m TEMPERATUR- EINSATZ (°C) MEDIEN- DYNAMISCHE VERTRÄGLICHKEIT EIGENSCHAFTEN TPE-U THERMOPLASTISCHE POLYURETHAN ELASTOMERE: TPEU sind mehrphasige Blockcopolymere, die aus der Reaktion zwi- schen Isocyanaten, Kettenverlängerer und Polyolen erhalten werden. Das langkettige Polyol bildet dabei die Weichsegmente, die die Tieftemperatureigenschaften, Medien- und Alterungsbeständigkeit des Materials bestimmen. Isocyanat und Kettenverlän- gerer (z. B. kurzkettige Diole) bilden thermo- reversible physikalische Vernetzungsstellen aus. Die TPE-U gehören zu den Materialien, die sich besonders durch ihre hohe Festig- keit, hohe Flexibilität, hohes Rückstellver- mögen und geringen Abrieb auszeichnen. Sie sind beständig gegenüber Fetten und Ölen bei extremer Kälte (‒50 °C) und ho- hen Temperaturen (kurzzeitig bis +120 °C). Daher wird dieser Werkstoff gerne in hydraulischen Anwendungen eingesetzt. Allerdings sind die TPE-U unbeständig ge- genüber Säuren und Heißwasser. Aus TPE-U werden Sportartikel wie Teile von Sportschuhen und Skistiefeln herge- stellt, bestimmte Typen sind für den Le- bensmittel- und Hautkontakt geeignet. Auch Schläuche, Kabelummantelungen, Riemen, Folien und Profile werden aus TPE-U gefertigt, außerdem hochwertige Instrumententafeln. In der Dichtungstechnik kommen TPE-U-Werkstoffe bei hochbelasteten Membranen sowie vor allem bei Stangen- und Kolbendichtungen und Abstreifern für Hydraulik und Pneumatik zum Einsatz. EIGENSCHAFTEN y thermischer Anwendungsbereich ‒50 ˚C bis +120 °C y hohe Medienbeständigkeit in Fetten und Ölen y unbeständig gegen Säuren und Heißwasser y sehr hohe mechanische Festig- keitswerte y hohes Rückstellvermögen y hoch abrieb- und ermüdungsbe- ständig 75 R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik O O 4 O O O n O o O m O TPE-E +120° –65° 0° +/- ermüdungsbeständig – + hoch TEMPERATUR- EINSATZ (°C) MEDIEN- VERTRÄGLICHKEIT MECHANISCHE EIGENSCHAFTEN TPE-E THERMOPLASTISCHE COPOLYESTERPOLY ETHERELASTOMERE: TPEE sind Multi- block-Copolymere, bestehend aus Oxy- alkylenglykol-Einheiten unterschiedlicher Länge, die über Polyesterblöcke mitein- ander verbunden sind. Die Polyetherseg- mente bilden die weiche Elastomerphase, die Polyestersegmente bilden physikalische Vernetzungsstellen aus. TPE-E zeichnen sich besonders aus durch ihre Langlebig- keit bei dynamischer Belastung, hohe Festigkeit und Verschleißbeständigkeit. Sie sind gut kälteflexibel und bis +120 °C thermisch beständig. Darüber hinaus sind sie beständig gegenüber unpolaren Medien, jedoch unbeständig gegenüber konzentrierten Säuren und Laugen sowie Heißwasser. TPE-E-Werkstoffe sind eine halogenfreie und flammhemmende Alter- native zu PVC. Kabelisolierungen und Ummantelungen, Stecker und Aufhängungssysteme werden aus TPE-E gefertigt, ebenso Rollen und Riemen. TPE-E finden Verwendung in Luftkanälen, Rohren und Schläuchen. Auch in Sportartikeln und in der Medizin- technik kommen sie zum Einsatz. Im Dichtungsbereich sind TPE-E prädes- tiniert für dynamisch hochbelastete, knickbeanspruchte Bauteile wie Achs- manschetten und Faltenbälge. EIGENSCHAFTEN y thermischer Anwendungsbereich ‒65 ˚C bis +120 °C y hohe Medienbeständigkeit in Schmierstoffen und Ölen y unbeständig gegen konzentrierte Säuren und Laugen, Heißwasser und Wasserdampf y sehr hohe mechanische Festigkeits- werte y hohes Rückstellvermögen in einem breiten Temperaturbereich y ermüdungsbeständig 76

3. Allgemeine Werkstoffauswahl und -beschreibungen & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A +/- schlagzäh – + mittel R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H TPE-A –40° +120° 0° H N 11 n O 4 O O O O 4 m TEMPERATUR- EINSATZ (°C) MEDIEN- DYNAMISCHE VERTRÄGLICHKEIT EIGENSCHAFTEN TPE-A POLYETHERPOLYAMIDBLOCKCOPOLY MERE: TPEA sind Blockcopolymere in denen die Polyetherblöcke die elastomere Phase bilden, während die Polyamidblöcke als thermoplastische Hartphase fungieren. Sie zeichnen sich aus durch eine hohe Fle- xibilität und ein hohes Rückstellvermögen über den gesamten Gebrauchstemperatur- bereich. Darüber hinaus haben TPE-A gute Abrieb- und Gleiteigenschaften und auch in der Kälte eine hohe Kerbschlagzähigkeit. Sie sind nur bedingt beständig gegenüber Säuren, Laugen und unpolaren Medien. Sie finden Anwendung z. B. in der Medizin- technik und sind bis +120 °C temperatur- beständig. TPE-A kommen in Sportartikeln wie Laufsohlen von Sportschuhen und Teilen von Skistiefeln zum Einsatz. Förderbänder, Riemen, Getriebeteile wie Zahnräder, Druckleitungen und Airbag- Deckel werden aus TPE-A-Werkstoffen gefertigt. Spezialtypen finden in der Medizintechnik vor allem in Kathetern Verwendung. EIGENSCHAFTEN y thermischer Anwendungsbereich ‒40 ˚C bis +120 °C y bedingt beständig gegen Säuren, Laugen, Öle und Fette y hohe mechanische Festigkeitswerte y hohe Kerbschlagzähigkeit y hohe Elastizität y Spezialtypen für Medizintechnik 77 R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik 3.6 TECHNISCHE THERMOPLASTE PE: PP: PO –40° 0° +110° +/- ﬂexibel – + hoch TEMPERATUR- EINSATZ (°C) MEDIEN- DYNAMISCHE VERTRÄGLICHKEIT EIGENSCHAFTEN PO POLYOLEFINE: Polyethylen PE und Poly propylen PP sind die wichtigsten Vertreter der Klasse der Polyolefine. Innerhalb beider Werkstofffamilien gibt es eine Vielzahl von Typen, von denen die allermeisten teil- kristallin sind. Polyolefine zeigen gutes Verschleiß- und Reibungsverhalten sowie gute Isolationseigenschaften. Sie sind be- ständig gegen eine Vielzahl verschiedener Medien, gegen fast alle unpolaren Flüssig- keiten wie Öle, Fette oder Benzin, aber auch gegen Wasser, Säuren, Basen und Alkohole. Zusätzlich zeigen sie eine sehr geringe Wasseraufnahme, weshalb sie sich gut für den Einsatz in der Prozessindustrie eignen. PE und PP sind die am häufigsten einge- setzten Thermoplaste weltweit mit einer Vielzahl von Alltagsanwendungen. Haupteinsatzgebiete von PE sind Tüten und Folien zur Verpackung, Kanister, Kabel- ummantelungen und andere nichtleitende Bauteile in der Elektroindustrie sowie Rohrleitungen und Fasern für chirurgi- sches Nähmaterial. PP wird ebenfalls hauptsächlich in der Ver- packungsindustrie sowie im Lebens mittel- und Kosmetikbereich verwendet. Abwas- serrohre sind ebenso aus PP wie Gehäuse von Kleinelektrogeräten, Karosserieteile (Stoßfänger) oder Gartenmöbel. PP-Fasern finden in feuchtigkeitsabweisenden und milbendichten Matratzenbezügen, aber auch in Bekleidung Ver wendung, da Ge- webe aus Polypropylen atmungsaktiv sind und sehr schnell trocknen. Wegen ihrer hohen Flexibilität lassen sich Polyolefine auch hervorragend zum Dich- ten einsetzen, z. B. als Schraubverschlüsse von Getränkeflaschen. 78

3. Allgemeine Werkstoffauswahl und -beschreibungen EIGENSCHAFTEN y thermischer Anwendungsbereich: PE: ‒60 °C bis +90 °C; PP: ‒40 °C bis +110 °C y hervorragende Verschleißbestän- digkeit y sehr gutes Reibungsverhalten y hervorragende Isolierungseigen- schaften y geringe Wasseraufnahme y hohe Medienbeständigkeit (z. B. ge- genüber Säuren, verdünnten Basen, Ölen und Fetten); spezielle Typen mit Lebensmittel- und Trinkwasser- zulassungen y höhere Flexibilität als andere ther- moplastische Werkstoffe, wie z. B. PA, POM und PEEK 79 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik O POM –50° 0° +110° +/- reibungsarm – + mittel + TEMPERATUR- EINSATZ (°C) MEDIEN- DYNAMISCHE VERTRÄGLICHKEIT EIGENSCHAFTEN POM POLYOXYMETHYLEN: POM ist ein teil- kristalliner Kunststoff und zählt zu den me- chanisch hoch belastbaren Thermoplasten. Dank seiner Steifigkeit, Härte und Festig- keit, verbunden mit einer ausgezeichneten Formbeständigkeit bis ca. +80 °C, kann es in vielen Fällen Teile aus Metall- Druckguss, Messing oder Aluminium ersetzen. Auf- grund seiner hohen Rückstellelastizität wird POM auch häufig für Schnappver- bindungen und Federelemente verwendet. Bemerkenswert ist die geringe Wasser- aufnahme. Hierdurch ist gegenüber Formteilen aus Polyamid eine bessere Maßhaltigkeit auch unter Feuchtigkeits- einfluss gewährleistet. POM findet vielfältigen Einsatz im Ma- schinenbau und der Fahrzeugindustrie: Zahnräder, Teile von Tankverschlüssen und Pumpen, Ventile, Armaturen Schrauben und Muttern, aber auch Präzisionsteile für die Elektrotechnik werden aus POM ge- fertigt. Darüber hinaus wird POM für Tür- und Fenstergriffe sowie für Reiß- verschlüsse, Aufsteckzahnbürsten und Kinderspielzeug verwendet. EIGENSCHAFTEN y thermischer Anwendungsbereich: ca. ‒50˚C bis +110 °C y hervorragendes Reib- und Verschleiß- verhalten y geringe Wasseraufnahme y hohe Medienbeständigkeit gegen viele organische Lösungsmittel, Öle, schwache Säuren, Basen und Alkohole y unbeständig gegen starke Säuren und Oxidationsmittel y Spezialtypen mit Lebensmittel- und Trinkwasser-Zulassungen 80

3. Allgemeine Werkstoffauswahl und -beschreibungen & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A +/- ﬂexibel – + mittel R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H PK –40° +120° 0° TEMPERATUR- EINSATZ (°C) MEDIEN- DYNAMISCHE VERTRÄGLICHKEIT EIGENSCHAFTEN R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V O O PK POLYKETON ist ein teilkristalliner Ther- moplast. Es vereint die guten Gleit- und Reibeigenschaften, die niedrige Wasserauf- nahme und die hervorragende Hydro- lysebeständigkeit von POM mit der höheren Schmelztemperatur von PA6. Polyketone werden in ähnlichen Anwendungen wie POM eingesetzt, z. B. in Komponenten und Zahnrädern für Kaffeevollautomaten oder in der Elektronikindustrie in Schaltern und Gehäusen. Die hohe Verschleißfestigkeit und die guten Barriereeigenschaften gegen Sauerstoff und viele Medien sowie die allgemein gute Chemikalienbeständigkeit erlaubt den Einsatz in Präzisionsteilen in der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie sowie im Schiffs- und Maschinenbau, bei- spielsweise in Komponenten von Kraft- stoffsystemen. Oft werden Gehäuse aus PK in 2K-Verfah- ren gleich mit einer Elastomerdichtung versehen. Polyketon wird in der Dichtungstechnik beispielsweise als Hydraulikdichtung ein- gesetzt. EIGENSCHAFTEN y thermischer Anwendungsbereich: ca. ‒40 ˚C bis +120 °C y hervorragendes Reib- und Ver- schleißverhalten y geringe Wasseraufnahme y hohe Medienbeständigkeit gegen viele organische Lösungsmittel, Öle, Säuren, schwache Basen und Alkohole. y PK ist im Gegensatz zu POM gut säurebeständig y Starke Basen können PK angreifen y Spezialtypen mit Lebensmittel- und Trinkwasser-Zulassungen oder mit Flammschutzausrüstung 81

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik PA: PA 6.6: N N PA –40° +130° 0° +/- steif – + mittel TEMPERATUR- EINSATZ (°C) MEDIEN- DYNAMISCHE VERTRÄGLICHKEIT EIGENSCHAFTEN O O N O PA6.6 PA ALIPHATISCHE POLYAMID E umfassen eine große Werkstoffklasse unterschied- licher Polymere, die wichtigsten Vertre- ter sind PA 6, PA6.6, PA 4.6, PA11 und PA12. Polyamide sind zähe Kunststoffe mit hohen Festigkeiten und Steifigkeiten, ausgezeichneter Schlagzähigkeit sowie guter Abrieb- und Verschleißfestigkeit. PA6, PA11 und PA12 werden aus einem Monomer synthetisiert, wobei die Ziffer die Anzahl der Kohlenstoffatome zwi- schen den Stickstoffatomen in der Haupt- kette angibt. PA6.6 und PA4.6 werden aus zwei unterschiedlichen Monomeren, den Diaminen und den Dicarbonsäuren, her- gestellt, so dass sich die Anzahl der Koh- lenstoffatome zwischen den Stick- stoffatomen und den Carbonylfunktionen unterscheiden können. PA6, PA6.6 und PA4.6 werden meist für glasfaserverstärkte Formteile eingesetzt; das Anwendungsspektrum ist breit und reicht von Zahnrädern bis zu LKW- Ölwannen. Diese Polyamide nehmen unter Umgebungsbedingungen mehrere Ge- wichtsprozent Wasser auf, was bei der Bau- teil auslegung berücksichtigt werden muss und eine hohe Maßhaltigkeit erschwert. PA6 wird darüber hinaus in großen Men- gen zu Fasern und Textilien verar beitet. Auch Angelschnüre bestehen aus PA6. PA11 und PA12 nehmen sehr viel weniger Feuchtigkeit auf als die vorgenannten Typen. Wegen ihres hohen Diffusionswider- standes werden sie als Barriereschicht in Kraftstoffschläuchen eingesetzt. In der Dichtungstechnik werden an Ge- häuse aus PA häufig Dichtungen aus Elastomeren, Flüssigsilikon (LSR) oder TPE in 2K-Verfahren direkt angespritzt und er- öffnen so völlig neue Produktgestaltungen. Es gibt auch Pneumatikdichtungen aus PA. 82

3. Allgemeine Werkstoffauswahl und -beschreibungen EIGENSCHAFTEN y thermische Anwendungsbereiche: PA11 und PA12: ‒70 °C bis +110 °C PA6: ‒40 °C bis +130 °C PA6.6: ‒40 °C bis +140 °C PA4.6: ‒40 °C bis +180 °C y hohe mechanische Festigkeiten und Steifigkeiten y sehr gutes Verschleiß- und Reibungs- verhalten y geringe Kriechneigung y sehr gute Beständigkeit gegenüber Schmierstoffen und Benzin, be- ständig gegen Kohlenwasserstoffe (aliphatisch, cyclisch und aromatisch) y beständig gegen halogenierte Lö- sungsmittel und Heißdampf y unbeständig gegenüber organischen und mineralischen Säuren und Basen y viele Sondertypen, z. B. mit Flamm- schutz oder Reibungsoptimierung 83 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik O O O O O PBT POLYBUTYLENTEREPHTALAT ist ein teil- kristalliner, thermoplastischer Polyester- werkstoff. PBT zeichnet sich durch hohe Steifigkeit und Festigkeit, gutes Gleit- verhalten und eine sehr geringe Wasser- aufnahme aus. Dadurch eignet es sich hervorragend für maßhaltige Gehäuse- und Strukturbauteile und Stecker. Üblicher- weise werden hier Typen mit mittleren bis hohen Glasfasergehalten eingesetzt. Viele Produkte aus PBT werden in der Auto- mobilindustrie und der Elektroindustrie eingesetzt. PBT lässt sich hervoragend flammhem- mend ausstatten, so dass auch die hohen EIGENSCHAFTEN PBT –50° +130° 0° +/- steif – + mittel TEMPERATUR- EINSATZ (°C) MEDIEN- DYNAMISCHE VERTRÄGLICHKEIT EIGENSCHAFTEN Brandschutzanforderungen in Elektro- fahrzeugen erfüllt werden können. Durch sein guten tribologischen Eigenschaften, insbesondere durch sein gutes Gleitver- halten, findet PBT auch Verwendung in bewegten Teilen. Trinkwassertaugliche Typen werden im Sanitärbereich eingesetzt, beispielsweise in Duschbrausen. In der Dichtungstechnik werden Gehäuse aus PBT meist mit Elastomeren oder Flüs- sigsilikon (LSR) überspritzt und reduzieren so den Montageaufwand. y thermischer Anwendungsbereich ‒50 °C bis +130 °C y gute tribologische Eigenschaften y sehr geringe Wasseraufnahme y beständig gegenüber mineralöl- haltigen Schmierstoffen und allen Druckflüssigkeiten, verdünnten Basen, Säuren und Alkoholen y unbeständig gegenüber Heißwasser und starken Säuren und Basen y Spezialtypen mit Zulassungen für den Trinkwasserkontakt oder flamm- hemmend ausgestattete Typen 84

3. Allgemeine Werkstoffauswahl und -beschreibungen 3.7 HOCHLEISTUNGSTHERMOPLASTE S PPS –100° 0° 0° +/- steif – + +240° mittel + TEMPERATUR- EINSATZ (°C) MEDIEN- DYNAMISCHE VERTRÄGLICHKEIT EIGENSCHAFTEN PPS POLYPHENYLENSULFID ist ein teilkristal- liner Thermoplast, dessen aromatische Monomereinheiten über Schwefelbrücken miteinander verbunden sind. Der Kristal- lisationsgrad ist mit bis zu 70 % deutlich höher als jener der meisten anderen teil- kristallinen Kunststoffe. Der Abfall der me- chanischen Eigenschaften am Glasüber- gang fällt bei PPS deshalb niedriger aus als bei anderen Thermoplasten. Der Werkstoff zeichnet sich durch sehr gute mechanische Eigenschaften und hohe Wärmeformbe- ständigkeiten sowie hohe Chemikalien- beständigkeit und Steifigkeiten aus, ist elektrisch isolierend und von Natur aus flammwidrig. Die UV- und Witterungs- stabilität ist gering. PPS gibt es in zwei Strukturvarianten: PPS mit rein linearen Ketten zeigt eine höhere Zähigkeit, während PPS-Typen mit ver- zweigten Ketten etwas höhere Festigkeiten aufweisen. Aufgrund seiner hervorragen- den mechanischen Eigenschaften kommt PPS als Formteil in anspruchsvollen An- wendungen zum Einsatz. Pumpengehäuse und Lampen sockel werden aus PPS gefer- tigt. Der Werkstoff wird häufig im Elektro- nik- und Fahrzeugsektor eingesetzt, aber auch in der Luft- und Raumfahrt sowie bei der Ölförderung. EIGENSCHAFTEN y thermischer Anwendungsbereich ‒100 °C bis +240 °C y gute tribologische Eigenschaften y sehr geringe Wasseraufnahme y gut chemikalienbeständig gegen Alko- hole, Ketone, aliphatische Kohlenwas- serstoffe, Säuren und Laugen y schlecht heißdampfbeständig und wenig beständig in stark oxidierenden Medien y geringe UV- und Witterungsbestän- digkeit y inhärent flammhemmend 85 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik O O O NR N PPA TEILAROMATISCHE POLYAMID E, auch be- zeichnet als „Po lyphthalamide“ oder „partiell aromatische Polyamide“, haben in ihrer Molekülstruktur ein aromatisches Strukturelement, meist Benzoldicarbon- säuren; die wichtigsten Vertreter sind PAMXD6, PA6T/6I, PA 6T/66, PA 10T/X, PA4T, PA9T. PPAs sind teilkristallin, sind hoch tempe- raturbeständig und besitzen hohe Glas- übergangstemperaturen; damit sind sie gut wärmeformbeständig. Die Werkstoffe besitzen hohe Steifigkeiten und Zugfes- tigkeiten, eine gute Dimensionsstabilität, sind kriechfest und neigen kaum zum Verzug. Polyphthalamide sind besser che- mikalienbeständig als Standardpolyamide und gut korrosionsbeständig. Sie können in Kontakt mit Biodiesel, Bremsflüssigkeiten, synthetischen Motorölen, Getriebe- und Transformatorölen und Glycolen einge- setzt werden. Häufig werden PPA als Metallersatz in Strukturbauteilen eingesetzt, oft dort, PPA –40° +180° 0° +/- steif – + mittel + TEMPERATUR- EINSATZ (°C) MEDIEN- DYNAMISCHE VERTRÄGLICHKEIT EIGENSCHAFTEN wo hohe Hitzebeständigkeit bei gleich- zeitiger hoher mechanischer Stabilität er- forderlich ist, z. B. im Motorraum oder in Pumpen und Versorgungsleitungen. Da- bei sind die eingesetzten Typen meist mit großen Mengen and Glas- oder Kohlen- stofffasern gefüllt. Teilaromatische Poly amide finden wegen ihrer geringen Feuchtigkeitsaufnahme Anwendung in Sanitäranlagen, z. B. als Gehäuse für Thermostate, Ventilkörper in Duscharmaturen sowie in der Elektronik als Steckverbinder und in Elektrohaushalts- geräten. Auch in der Medizintechnik und im Kontakt mit Trinkwasser und Nahrungs- mitteln und sowie als Trägerteile in Wasser- hähnen und Duschbrausen werden PPA eingesetzt. In der Dichtungstechnik wird PPA meist für Gehäusebauteile eingesetzt, an die elasto- mere Dichtungen angespritzt werden. 86

3. Allgemeine Werkstoffauswahl und -beschreibungen EIGENSCHAFTEN y thermischer Anwendungsbereich: ‒100 °C bis +180 °C, Sondertypen auch höher y hohe Steifigkeiten, hoher E-Modul, kriechfest, wärmeformbeständig y gute Verschleißfestigkeit y geringere Wasseraufnahme als PA6 und PA4.6 y gute chemische Beständigkeit ge- gen eine Vielzahl von Ölen, Fetten und anderen Kohlenwasserstoffen y unbeständig gegen Säuren und Laugen y hochisolierend 87 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik O O N O O O O PEI –100° 0° 0° +/- schwer entﬂammbar – – + +170° mittel + TEMPERATUR- EINSATZ (°C) MEDIEN- DYNAMISCHE VERTRÄGLICHKEIT EIGENSCHAFTEN PEI POLYETHERIMID ist ein amorpher Hoch- leistungskunststoff, der sich durch sehr hohe Steifigkeit auch bei hohen Tempe- raturen auszeichnet und sehr gut kriech- fest ist. Durch die Zugabe von Glasfasern kann die mechanische Stabilität von PEI deutlich erhöht werden. Der Werkstoff ist sehr gut gegen säurehaltige Chemikalien beständig, Ketone und chlorierte Kohlen- wasserstoffe greifen PEI an. PEI ist gut beständig gegen energiereiche Strahlung und besitzt von allen nicht fluorierten Polymeren die höchste Flamm- widrigkeit. In normaler Atmosphäre ist PEI nicht entzündbar; erst ab einem Sauer- stoffanteil von mehr als 40 % beginnt es zu brennen. Deswegen werden PEI-Werkstoffe häufig in der Luft- und Raumfahrt im Flugzeug- innenbereich eingesetzt, da die Rauchgas- entwiclung im Brandfall nur gering ist. Weil viele Eigenschaften über einen breiten Bereich von Temperaturen und elektri- schen Frequenzen sehr konstant sind und PEI-Werkstoffe über eine hohe elektrische Durchschlagfestigkeit verfügen, findet PEI in der Elektronikindustrie für Spulen und Sicherungen Verwendung. Auch Membra- nen und Folien werden aus PEI gefertigt. EIGENSCHAFTEN y thermischer Anwendungsbereich ‒100 °C bis +170 °C y ausreichende tribologische Eigen- schaften y hohe Steifigkeiten, gut kriechfest y PEI nimmt Wasser auf, jedoch etwas weniger als Polyamide y gute Chemikalienbeständigkeit, gut hydrolysebeständig y inheränt flammhemmend y hoch elektrisch isolierend 88

3. Allgemeine Werkstoffauswahl und -beschreibungen & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A +/- verschleißfest – + +260° mittel + R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H PEEK –65° 0° 0° O O O O O O TEMPERATUR- EINSATZ (°C) MEDIEN- DYNAMISCHE VERTRÄGLICHKEIT EIGENSCHAFTEN PEEK POLYETHERETHERKETON ist ein teilkristal- liner Thermopast mit nahezu universeller chemischer Beständigkeit gegenüber fast allen organischen und anorganischen Chemikalien. Ausnahmen bilden sauer oxidierende Medien wie konzentrierte Salpeter- und Schwefelsäure sowie UV-Strahlung in Kombination mit Luftsau- erstoff. Während die Chemikalienbeständigkeit jener von PTFE nahekommt, zeigt PEEK im Vergleich zu PTFE deutlich überlegene mechanische Eigenschaften und höchste Verschleißfestigkeiten, die durch Hinzufü- gen von verschiedenen Füllstoffen wie Glas- oder Kohlefasern weiter optimiert werden können. Zudem ist der Stoff in klassischen Spritzgießverfahren verarbeitbar. Das Material wird häufig in Anwendungen mit heißem Wasser oder Dampf eingesetzt, beispielsweise in Dampfturbinen. Aufgrund der hohen Temperaturbeständigkeit und Beständigkeit gegen aggressive Chemika- lien eignet es sich besonders für die Prozess- industrie. PEEK findet außerdem Verwen- dung in Motoren-, Kompressoren- und Pumpenkomponenten, Antrieben, Ventilen, Stütz- und Backringen und vielen weiteren Bereichen. Einige Werkstoffvarianten be- sitzen die relevanten Freigaben für Anwen- dungen in der Lebensmittel- und Getränke- industrie. In der Medizintechnik findet PEEK Verwendung für dauerhafte Implantate. EIGENSCHAFTEN y thermischer Anwendungsbereich: ‒65 °C bis +260 °C y fast universelle chemische Bestän- digkeit y exzellente mechanische Festigkeit y höchste Verschleißfestigkeit y nicht beständig gegenüber stark oxidierenden Chemikalien und spe- ziellen Lösemitteln y besondere Typen für elektronische Anwendungen und für die Medizin- technik 89 R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik PVDF: F F ETFE: F F ETFE/PVDF –30° +150° 0° +/- extrem beständig – + hoch TEMPERATUR- EINSATZ (°C) MEDIEN- CHEMISCHE VERTRÄGLICHKEIT EIGENSCHAFTEN F F ETFE PVDF Die beiden wichtigsten Vertreter der Poly- merklasse der teilfluorierten Thermoplaste sind ETHYLENTETRAFLUORETHYLEN COPOLYMER ETFE und POLYVINYLIDEN FLUORID PVDF. Beides sind teilkristalline Kunststoffe. Im Gegensatz zu dem meist- verbreiteten Fluorkunststoff PTFE sind teilfluorierte Thermoplaste in den meisten thermoplastischen Formgebungsprozes- sen wie Spritzgießen, Extrudieren oder Schweißen verarbeitbar. Die Verarbeitung benötigt jedoch spezielle Maßnahmen wie z. B. den Einsatz säurebeständiger Stähle im Kontakt mit den heißen Thermo- plastschmelzen und ausreichende Absau- gung und Belüftung. Durch den Einsatz von Füllstoffen wie Kohlen stofffasern können die mechanischen Eigenschaften teilfluorierter Thermo- plaste weiter verbessert werden. PVD F hat mit POM vergleichbare mecha- nische Eigenschaften und ist gut gasdicht. Die meisten anderen teilfluorierten Thermo plaste einschl. des ETFE haben deutlich niedrigere Steifigkeiten und hö- here Dehnungen. Dadurch eignen sie sich hervorragend für die Dichtungstechnik, aber auch für Membranen und Folien, die in der Architektur zunehmend Verwen- dung finden. Neben PVD F und ETFE gibt es eine Reihe weiterer teilfluorierter Thermoplaste, die jedoch meist für sehr spezielle Anwen- dungen optimiert sind und keine weite Verbreitung finden. 90

3. Allgemeine Werkstoffauswahl und -beschreibungen EIGENSCHAFTEN y thermische Anwendungsbereiche: PVD F ‒30 °C bis +150 °C ETF E ‒100 °C bis +150 °C y ausreichende bis gute tribologische Eigenschaften y keine Wasseraufnahme y hoher thermischer Ausdehnungs- koeffizient schränkt die Dimensi- onsstabilität ein y sehr umfassende Chemikalienbe- ständigkeit y nicht beständig gegen Alkalimetalle, fluorierte Lösungsmittel und spezi- elle Säuren und Basen y inhärent flammhemmend 91 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik PFA: FEP: F C F F C F F F n F F F C F F F C O m FC F CF3 F F F PFA/FEP +/- extrem beständig 0° – + –200° +250° hoch + TEMPERATUR- EINSATZ (°C) MEDIEN- CHEMISCHE VERTRÄGLICHKEIT EIGENSCHAFTEN PFA FEP Die beiden wichtigsten Vertreter der Poly- merklasse der vollfluorierten Thermoplaste sind PERFLUORALKOXYCOPOLYMERE PFA (Copolymere aus Tetrafluorethylen und Perfluoralkoxyvinylether) und FLUO RIERTES ETHYLENPROPYLENCOPOLYMER FEP (Copolymere aus Tetrafluorethylen und Hexafluorpropylen). Beides sind teilkristalline Kunststoffe, die chemisch weitgehend inert sind. Genau wie die zu- vor beschriebenen teilfluorierten Kunst- stoffe sind auch die vollfluorierten Thermo- plaste in den meisten thermoplastischen Formgebungsprozessen verarbeitbar, wobei die Verarbeitung einige spezielle Maßnahmen erfordert. Vollfluorierte Thermoplaste werden mitunter als „thermo plastisches PTFE“ vermarktet. Für die Temperatur- und Chemikalienbestän- digkeiten ist die Bezeichnung zutreffend, bestimmte mechanische Eigenschaften wie die Biegewechselfestigkeit oder auch die Kratzfestigkeit sind allerdings deutlich niedriger. Dies liegt daran, dass die Poly- merketten des PTFE deutlich länger sind. Durch den Einsatz von Füllstoffen wie Kohlenstofffasern können die mechani- schen Eigenschaften weiter verbessert werden. Vollfluorierte Kunststoffe haben deutlich niedrigere Moduli und höhere Dehnungen als nicht fluorierte Typen und sind anfällig gegen hochenergetische Strahlung. PFA und FEP sind transparent, elektrisch hoch isolierend und UV-beständig. Sie finden vielfältige Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt, Petrochemie, Elek- tronik- und Halbleiterindustrie sowie in der Medizintechnik und Lebensmittel- industrie. 92

3. Allgemeine Werkstoffauswahl und -beschreibungen EIGENSCHAFTEN y thermische Anwendungsbereiche: PF A ‒200 °C bis +240 °C FEP ‒200 °C bis +200 °C y ausreichende bis gute tribologische Eigenschaften y keine Wasseraufnahme y hoher thermischer Ausdehnungs- koeffizient schränkt die Dimensions- stabilität ein y sehr umfassende Chemikalienbe- ständigkeit, UV-beständig y nicht beständig gegen Alkalimetalle, fluorierte Lösungsmittel y inhärent flammhemmend y viele Typen sind für den Pharma- und Lebensmittelbereich zugelassen 93 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik F F F F PTFE +/- reibungsarm 0° – + –200° +260° hoch + TEMPERATUR- EINSATZ (°C) MEDIEN- DYNAMISCHE VERTRÄGLICHKEIT EIGENSCHAFTEN PTFE POLYTETRAFLUORETHYLEN ist ein weite- rer vollfluorierter, teilkristalliner Kunst- stoff. Seine herausragenden Eigenschaften resultieren neben der vollständigen Flu- orierung aus den im Vergleich zu anderen Polymeren deutlich längeren Molekül- ketten. Dadurch ist PTFE nicht schmelz- bar und nicht in klassischen thermoplas- tischen Formgebungsverfahren wie dem Spritzgießen verarbeitbar. Meist wird in einem Sinterprozess ein Halbzeug herge- stellt und anschließend zerspanend in die finale Geometrie gebracht. Sein Eigenschaftsprofil ist mit dem von FEP vergleichbar. Es ist chemisch hoch be- ständig, lediglich flüssige Alkalimetalle sowie einige Fluorverbindungen greifen PTFE bei höheren Drücken und Tempera- turen an. An der glatten Oberfläche von PTFE haftet nichts an (antiadhäsiv). PTFE ist nicht gut beständig gegen energie- reiche Strahlung und nur schlecht verkleb- bar. Reines PTFE wird wegen seines hohen Kaltflusses und geringer Abrieb- und Ver- schleißbeständigkeit in der Dichtungs- technik nur bei geringen Anforderungen eingesetzt. Für Hochleistungs dichtungen werden PTFE-Mischungen mit speziellen Füllstoffen verwendet. Zu den wichtigsten Füllstoffen zählen Bronze und Stahl, Glas- fasern, Glaskugeln, Kohlefaser, Graphit, keramische Füllstoffe sowie feste Schmierstoffe wie Molybdänsulfid. PTFE-Werkstoffe sind unentbehrlich in nahezu allen Bereichen der Industrie. Zu den Einsatzgebieten von PTFE zählen u. a. der Maschinenbau, die Chemieindustrie und der Anlagenbau, die Elektro- und Halb- leitertechnik, die Pharma- und Lebens- mittelindustrie sowie die Medizin- und Analysetechnik. 94

3. Allgemeine Werkstoffauswahl und -beschreibungen EIGENSCHAFTEN y thermischer Anwendungsbereich: ca. ‒200 °C bis +260 °C y nahezu universelle chemische Be- ständigkeit y beste elektrische Isolationswerte und gute dielektrische Eigenschaften y licht- und witterungsbeständig y keine Alterung y physiologisch unbedenklich im Be- reich bis +200 °C y sehr gute Gleiteigenschaften, kein „Stick-slip“-Effekt y selbstschmierend, so dass Lager und Bewegungsdichtungen unter bestimmten Bedingungen auch trocken laufen können y antiadhäsives Verhalten y nicht brennbar y keinerlei Wasseraufnahme y Typen mit Lebensmittel- und Trink- wasserzulassung sind erhältlich 95 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik O N O N O O O O PAI POLYAMIDIMID ist ein amorpher Thermo- plast, der in der Polymerkette verschiedene aromatische Struktureinheiten besitzt, was ihn zu einem der thermisch stabilsten Polymere mit Kohlenstoffrückgrat macht. Artikel aus PAI müssen nach der Formge- bung in einem aufwändigen 17-tägigen Temperprozess vernetzt werden. Erst durch diese thermische Nachbehandlung erhalten die Produkte die einzigartigen mechanischen Eigenschaften, die bei Temperaturen bis +260 °C erhalten bleiben. Neben einem hohen Maß an Zug- und Druckfestigkeit zeigt PAI eine geringe Wärmeausdehnung, was sehr formstabile Bauteile ermöglicht. EIGENSCHAFTEN PAI –100° 0° 0° +/- verschleißfest – + +260° mittel + TEMPERATUR- EINSATZ (°C) MEDIEN- DYNAMISCHE VERTRÄGLICHKEIT EIGENSCHAFTEN Es gibt sowohl reibungs- und verschleiß- optimierte Typen, die bei Temperaturen bis +275 °C einsetzbar sind, als auch Typen mit Glas- und Kohlenstofffasern für opti- mierte Steifigkeit und Festigkeit. Diese Eigenschaften zusammen mit dem inhärenten Flammschutz prädestinieren PAI für viele Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt sowie in der Kraft- werkstechnik. Auch sehr hitzebeständige Beschichtungen werden aus PAI gefertigt. Anwendungen finden sich auch in der Automobilindustrie bei extremen tribo- logischen Anforderungen wie bei Recht- eckdichtringen und Anlaufscheiben. y thermischer Anwendungsbereich ‒100 °C bis +260 °C y hohe Druckfestigkeit und Kriechbe- ständigkeit y hervorragende tribologische Eigen- schaften y gut chemikalienbeständig y hydrolyseempfindlich bei höheren Temperaturen y inhärent flammhemmend 96

3. Allgemeine Werkstoffauswahl und -beschreibungen 3.8 DUROMERE Bei Duromeren handelt es sich um hoch- vernetzte Werkstoffe, die in der Hitze weder erweichen noch schmelzen. Nach ihrer Aushärtung sind sie formstabiler als un- vernetzte Kunststoffe. Duromere zeigen die geringste Kriechneigung und die höchste Festigkeit aller Polymerwerkstoffe. Sie sind besonders interessant für struk- turelle Anwendungen, weil die thermische Ausdehnung in der gleichen Größenord- nung wie jene von Stahl und Aluminium liegt und in Grenzen einstellbar ist. Duromere werden auf Grund ihrer Sprö- digkeit häufig mit Fasern gefüllt. Beispiels- weise werden Kurz- und Langfasern (BMC), Endlosfasern (SMC) sowie mit Harzen ge- tränkte Gewebe und Gelege (Prepregs) verwendet. Die Art der Faserverstärkung bestimmt dabei die möglichen Verarbei- tungsverfahren. Die meisten Duromerbauteile werden im Compression Molding gefertigt (SMC, Prepregs). Es sind aber auch zunehmend spritzgussfähige Granulate erhältlich (BMC). 97 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik CH2 N CH2 N CH2 N CH2 N C=O C=O N CH2 N CH2 N CH2 N CH2 C=O C=O UF HarnstoffFormaldehydHarze gehören zur ältesten Klasse industriell genutzter Duromere, den Aminoplasten. Die Oligo- mere (z. T. Polymere) werden durch eine Kondensationsreaktion von Methylolharn- stoffen mit Harnstoff hergestellt. Die Ver- netzung wird säurekatalysiert (mit latenten Härtungskatalysatoren) durchgeführt. Der thermische Anwendungsbereich ist mit +80 °C im Dauergebrauch eher gering. UF-Harze zeichnen sich durch gute Ein- färb barkeit und Lichtechtheit aus. Darüber hinaus sind sie hoch kratzfest und sehr kostengünstig. Wie die meisten Duromere sind UF-Harze eher spröde und steif. UF-Harze sind beständig gegenüber orga- nischen Lösemitteln, Fetten und Ölen sowie kaltem Wasser. UF-Harze sind nicht hydrolysebeständig und daher selbst für UF +80° +/- farbecht 0° – + –200° gering + TEMPERATUR- EINSATZ (°C) MEDIEN- MATERIAL VERTRÄGLICHKEIT EIGENSCHAFTEN schwache Säuren und Basen ebenso un- geeignet wie für heißes Wasser. Darüber hinaus neigen sie auf Grund hoher Nach- schwindung zur Spannungsrissbildung. UF-Harze werden viel in der Holz- und Möbelindustrie eingesetzt, beispielsweise für Tür- und Wandbeläge sowie für deko- rative Schichtstoff-, Press- und Fassaden- platten. Sie finden aber auch Verwendung in der Textilveredelung und als Bindemittel für Papier. EIGENSCHAFTEN y thermischer Anwendungsbereich: ‒200 °C bis +80 °C y kostengünstig y gut witterungs- und lichtbeständig y beständig gegen viele Lösemittel, Öle und Fette, Kaltwasser y unbeständig gegen Säuren und Basen, ungeeignet für Heißwasser- anwendungen y hoher Glanz, hohe Kratzfestigkeit y spröde 98

3. Allgemeine Werkstoffauswahl und -beschreibungen O O O O O O O CH2 CH2 O O CH2 CH2 O O C C O CH CH CH CH O C C O CH3 O CH2 CH O O CH2 CH O CH3 UP 0° 0° +/- – + –200° +185° gering + gute elektrische Isolierung TEMPERATUR- EINSATZ (°C) MEDIEN- VERTRÄGLICHKEIT MECHANISCHE EIGENSCHAFTEN harzen oft eine geringere Schwindung und aufgrund geringerer Wasseraufnahme eine bessere Maßhaltigkeit. Aus UP-Harzen werden Heizöltanks und Rohre hergestellt, aber auch Möbel, Auto karosserieteile, Wohnwagen sowie Formteile mit elektrisch isolierenden Eigen schaften wie Verteilerkästen, Stecker- leisten und Gehäuse für Haushaltsgeräte. UP UNGESÄTTIGTE POLYESTERHARZE werden in zwei Schritten hergestellt. Durch eine Polykondensation von ungesättigten Di- carbonsäuren oder deren Anhydriden mit Diolen werden zunächst ungesättigte lineare Polyesterharze hergestellt. Diese werden dann im zweiten Schritt mit vinyl- haltigen Monomeren wie z. B. Styrol oder Methacrylsäuremethylester in einer radi- kalischen Copolymerisation vernetzt. Die thermische Belastbarkeit hängt von den verwendeten Monomeren ab und ist umso höher, je mehr aromatische Mono- mere genutzt werden. UP zeichnet sich durch eine gute Beständigkeit gegenüber Kohlenwasserstoffen aus, ist jedoch hydrolyse empfindlich. Ungesättigte Polyesterharze sind kosten- günstig und zeigen im Vergleich zu Phenol- EIGENSCHAFTEN y thermischer Anwendungsbereich stark typenabhängig: ‒270 °C bis +100 °C; Spezialtypen bis +185 °C y kostengünstig y beständig gegenüber Mineralöl, Ben- zin, Fetten und Kohlenwasserstoffen y gute Isolationseigenschaften y geeignet für Lebensmittelkontakt y gute Einfärbbarkeit y spröde, geringe Elastizität y schlechte Beständigkeit gegen Säuren, Basen, Heißwasser, Ketonen und halo- genierten Kohlenwasserstoffen 99 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

100

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik N O R[ O ] n HO HO HO HO N O R[ O ] n N O R O N HO HO N n OH HO N O R[ O ] n O R[ O ] n HO HO EP EPOXIDHARZE sind meist oligomere Di- glycidylether des Bisphenol A, die durch Umsetzung mit Epichlorhydrin mit einer verschiedenen Anzahl an Epoxidgruppen pro Molekülkette funktionalisiert werden. Die Vernetzung dieser Epoxidgruppen wird anschließend mit aminischen Härtern durchgeführt. Man unterscheidet zwi- schen Kalt- (aliphatische Amine) und Heißhärtung (aromatische Amine), da die Art der Härtung auch die maximale An- wendungstemperatur bestimmt. Epoxidharze zeichnen sich unter den Duro- meren dadurch aus, dass die Eigenschaften sehr variabel eingestellt werden können. Einerseits stehen viele verschiedene Mo- nomere und Vernetzer zur Verfügung, um eine gezielte Struktur zur erzeugen. Zum anderen kann die Funktionalität der Bau- steine und somit auch der resultierenden Vernetzungsdichte gut gesteuert werden. EIGENSCHAFTEN N N EP +/- ﬂexibel 0° – + –200° +170° mittel + TEMPERATUR- EINSATZ (°C) MEDIEN- DYNAMISCHE VERTRÄGLICHKEIT EIGENSCHAFTEN Hierdurch können EP-Duromere auch mit vergleichsweise hohen Elastizitäten her- gestellt werden. Die Hauptanwendungen von Epoxidharzen sind Bauteile für Elektromotoren, Isolatoren und Kondensatoren, Lacke und chemikalien- resistente Böden. Auch werden Rotorblätter von Windrädern und Hubschraubern sowie Bootskörper aus EP-Harzen gefertigt. Da- rüber hinaus sind sie oftmals die Basis für gedruckte Schaltungen, für Rohrleitungen, Behälter, Pumpenbauteile und Haftmittel für Gummi-Metall-Verbunde. y thermischer Anwendungsbereich: ‒40 °C bis +80 °C (Kalthärtung), bzw. +170 °C (Heißhärtung), Sondertypen bis +200 °C y gute Beständigkeit gegen organische Lösemittel, Mineralöl, Benzin und Wasser y geringer Schrumpf, gute Wärme- y große Eigenschaftsbandbreite y Kalt- und Heißvernetzung y geeignet für Lebensmittelkontakt y hohe Elastizität (für Duromere) formbeständigkeit y wenig beständig gegen starke Säuren, Basen und Oxidationsmittel 100

101

3. Allgemeine Werkstoffauswahl und -beschreibungen & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A +/- abriebfest R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V OH PF –30° 0° – + +250° hoch + n TEMPERATUR- EINSATZ (°C) MEDIEN- DYNAMISCHE VERTRÄGLICHKEIT EIGENSCHAFTEN PF PHENOLFORMALDEHYDHARZE Bei der Reaktion von Phenol mit Formaldehyd entstehen harzartige Kondensations- produkte. Man unterscheidet Novolake (aminisch vernetzend) und Resole (selbst- vernetzend). DIN-typisierte Massen unter- scheiden sich durch verschiedene Füll- und Verstärkungsstoffe und deren Gehalte. Wie alle Duromere weisen Phenolharze eine hohe Härte und Festigkeit auf und sind schwer entflammbar. Neben ihrer guten Medienresistenz weisen Phenolharze außerdem eine hohe Abrieb- festigkeit auf. Die Dauereinsatztemperatur kann bis zu +250 °C betragen. Getemperte Teile können kurzzeitig sogar bis +300 °C belastet werden. Aus PF-Harzen werden Steckdosen, Schalter- gehäuse, Lampenfassungen sowie Lager und Pumpenteile gefertigt. Sie eignen sich auch zur Herstellung aller möglichen Griffe, z. B. für Töpfe und Pfannen, Bügel- eisen und Grillgeräte; außerdem für Billard kugeln, Zahnräder, Bindemittel für Reibbeläge von Bremsscheiben sowie als Haftmittel bei der Herstellung von Gummi- Metall-Verbunden. Im Bereich der Dichtungstechnik kommen PF-Harze zum Einsatz, wenn tribologisch herausfordernde Anwendungen bedient werden müssen: beispielsweise bei Ge- triebeanlaufscheiben, Kolbenringen für Hydraulikdichtungen und anderen Ver- schleißschutzringen sowie bei Dichtungen für Ansaugstutzen oder in Bremszylindern. EIGENSCHAFTEN y thermischer Anwendungsbereich: ‒30 °C bis +250 °C y hohe Härte und Festigkeit y geringe Kriechneigung y schwer entflammbar y hohe Druckbelastbarkeit y gelb bis braune Färbung, Nachdunkeln im Einsatz (Licht, Wärme) y spröde, kerbempfindlich y nicht für den Lebensmittelkontakt y beständig gegen organische Lösungs- mittel, Säuren, Laugen und Salzlösungen y geringe Elastizität und Zugbelastbar- keit y nicht beständig gegen starke Säuren und Basen 101

102

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik PI +/- reibungsarm 0° – + –270° +260° hoch n TEMPERATUR- EINSATZ (°C) MEDIEN- DYNAMISCHE VERTRÄGLICHKEIT EIGENSCHAFTEN beständigkeit von Polyimiden sind ausge- zeichnet. Die Materialien sind weitgehend bestän- dig gegen Lösungsmittel, Fette, Kraft- stoffe, Öle und Säuren. Lediglich starke Basen können Polyimide angreifen. Aus Polyimiden werden Triebwerks- und Kompressorteile, Flugzeugteile, hochwer- tige Kabel- und Drahtummantelungen, Leiterplatten und Ventilsitze sowie Fasern für feuerfeste Schutzanzüge gefertigt. In der Dichtungstechnik stehen tribologi- sche Anwendungen im Vordergrund: Getriebeanlaufscheiben, Dichtungsan- wendungen für die Luft- und Raumfahrt, Kolbenringe und andere Verschleiß- schutzringe. y schwer entflammbar y starke Basen können Polyimide an- greifen y hoher Preis y sehr hart und spröde O N O O N O O PI POLYIMID E Ausgangsstoff für Polyimide sind Bismaleinimid oder andere Tetracarbon- säureanhydride. Aus diesen entstehen durch Polykondensation mit Diaminen duromere Polyimide mit unterschiedlichem Molekülaufbau. Gemeinsames Kennzeichen dieser heterozyklischen Polymere ist der sehr stabile Imid-Ring innerhalb der Hauptkette. Polyimidbauteile sind gekenn- zeichnet durch eine hohe Temperatur- beständigkeit bis über +260 °C, kurzfristig auch bis über +300 °C, unter weitgehender Beibehaltung der mechanischen Eigen- schaften. Weiter zeichnen sich die Materialien durch gute Gleit- und Verschleißeigenschaften aus, die durch Zugabe geeigneter Additive noch verbessert werden können. Die elek- trischen Eigenschaften und die Strahlen- EIGENSCHAFTEN y thermischer Anwendungsbereich: ‒270 °C bis +260 °C (kurzzeitig über +300 °C) y hohe Härte und Festigkeit y gute Gleit- und Verschleißeigen- schaften y sehr beständig gegen Lösungsmittel, Fette, Kraftstoffe, Öle und Säuren y hohe Strahlenbeständigkeit 102

103

3. Allgemeine Werkstoffauswahl und -beschreibungen Weltmärkten Gründe für die kontinuier- liche Weiterentwicklung. Darüber hinaus veranlassen Freudenberg- interne, oft weit über die gesetzlichen Vorschriften hinausgehende Sicherheits- standards vor allem im Bereich des Um- welt- und Arbeitsschutzes die Entwickler- teams immer nachhaltigeren Lösungen. Speziell die Verwendung gesund heitsschädlicher oder potenziell umweltgefährdender Rohstoffe in unseren Formulierungen unterliegt strikten inter- nen Sicherheitsstandards. zu Die kontinuierliche Anpassung und Weiter entwicklung unseres Werkstoff portfolios ist nur unter drei Voraus setzungen möglich: y eine Vielzahl an gut ausgebildeten und erfahrenen Werkstoffentwicklern und Prozessingenieuren y eigene Labore mit umfassender Prüf- kompetenz y gut ausgerüstete Technika zur ständi- gen Kontrolle und Optimierung des Verarbeitungsverhaltens der Werk- stoffe 3.9 AUFBAU DER FST-WERKSTOFF- BEZEICHNUNGEN Freudenberg Sealing Technologies ver- wendet einheitliche Werkstoffbezeich- nungen für seine elastischen Werkstoffe. 70 75 EPD M FKM 120209 585 Härte (Shore A) Kautschuk- bezeichnung Mischungs- nummer y Härte: Die Vorzahl bezeichnet die Härte des Werkstoffs in Shore A. y Kautschukbezeichnung: An zweiter Stelle wird der Basiskautschuk gemäß Norm ISO 1629:1995 genannt. y Mischungsnummer: Bei der Zahl hinter der Kautschukbezeichnung handelt es sich um eine FST-interne Kennzahl, die 3 bis 6 Ziffern enthalten kann und die das Rezept codiert. 3.10 WERKSTOFFVIELFALT Als weltweiter Markt- und Technologiefüh- rer in der Dichtungstechnik bedient FST die Bedürfnisse seiner Kunden mit einem Portfolio von über 1.300 verschiedenen Werkstoffen aus 1.000 verschiedenen Rohstoffen. Jedes Jahr ergänzen neu entwickelte Formulierungen das Portfolio, während veraltete Rezepte aufgegeben werden. Neben den stetig wachsenden Ansprü- chen unserer Kunden sind auch die sich ständig verschärfenden Anforderungen des Chemikalienrechts sowie die sich ver- ändernde Rohstoffverfügbarkeit auf den Map-Marker-Exclamation Anpassung und Weiter- entwicklung von Werkstoffen 103 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

104

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik 4. AUFBAU DER REZEPTUREN VON ELASTOMEREN Alles beginnt mit dem Rezept – ob ein Standardelastomer für ein breites Anwen- dungsspektrum oder eigens konzipierte Spezialmischungen. Welche Roh stoffe ver- wendet werden und welche Eigenschaften eines Elastomers sie be einflussen, be- leuchtet dieses Kapitel im Detail. REZEPTBESTANDTEILE In der Gummiindustrie kommt eine Viel- zahl an Rohstoffen zum Einsatz, die sich in ihrer Beschaffenheit deutlich unterschei- den: Neben den Kautschuken in Ballen-, Chip- oder Pelletform werden Feststoffe – meist in Form von Pulvern, Granulaten oder Pellets – sowie Flüssigkeiten ver- wendet. So unübersichtlich ein Rezept auf den ers- ten Blick erscheinen mag, so lassen sich seine Inhaltsstoffe in sieben wesentliche Rohstoff-Gruppen zusammenfassen. 7 RohstoffGruppen eines Rezeptes 1. Kautschuk 2. Füllstoffe 3. Weichmacher 4. Alterungsschutzmittel 5. Verarbeitungshilfsmittel 6. Vulkanisationsmedien • Vernetzer • Beschleuniger • Aktivatoren • Verzögerer • Coagentien 7. Spezialzusätze Bei der Auswahl der Rohstoffe für eine Kautschukmischung ist es wichtig, neben den gewünschten Endeigenschaften des Elastomers auch die Lagerstabilität der Mischung und ihre Verarbeitbarkeit zu berücksichtigen. ffotshoR kuhcstuaK 1 ffotsllüF 2 ffotsllüF rehcamhcieW Verarbeitungshilfsmittel Alterungsschutzmittel 1 Alterungsschutzmittel 2 Vulkanisationsmedien lefewhcS Beschleuniger Cobeschleuniger Aktivator Zinkoxid Aktivator Stearinsäure Vulkanisationsverzögerer tnemgiP Summe rhp 001 03 51 01 1,5 2 2 1 3 1,5 4 2 1 3 176 %-sthciweG Nicht jede Formulierung beinhaltet zwin- gend alle sieben Rohstoff-Gruppen. 28,65 50,71 25,8 86,5 0,85 1,14 1,14 75,0 1,70 0,85 2,27 1,14 0,57 07,1 100 Die Angabe der Mengen der verwendeten Rohstoffe in einem Rezept erfolgt in der Einheit phr (=parts per hundred rubber). Phr bezeichnet die Massenanteile der ein- zelnen Rohstoffe im Rezept, die Angaben werden dabei stets auf 100 Massenteile des Kautschuks bezogen. Im Vergleich zu einer Mengenangabe in Gewichtsprozent liegt der Vorteil der phr-Einheit darin, dass bei Gegenüberstel- lung von Rezepten deren Unterschiede auf einen Blick erkennbar sind. → Abb. 10 zeigt ein allgemeines Rezept- beispiel. Abb. 10 Beispiel eines Kautschukrezepts mit Schwefelvernetzung 104

104

4. Aufbau der Rezepturen von Elastomeren Verschiedene Rohstoffe werden in sehr un- terschiedlichen Mengen eingesetzt. Die Viel- falt der verwendeten Rohstoffe, die ver- schiedenen Mengenverhältnisse im Rezept sowie ihre unterschiedlichen physikalischen Anlieferformen stellen hohe Ansprüche an die Mischtechnik (siehe auch → Abschnitt „7.2 Mischungsherstellung“, Seite 126). KAUTSCHUK Die wichtigsten Eigenschaften eines elasto- meren Werkstoffs sind die Temperaturein- satzgrenzen und die chemischen Bestän- digkeiten: beide werden wesentlich durch den Kautschuk bestimmt. Durch geeignete Auswahl und geschickte Kombination aller sonstigen Mischungsbestandteile sind die weiteren Eigenschaften vielfältig variierbar und können für den jeweiligen Verwen- dungszweck maßgeschneidert werden. Folgende allgemeine Fragen sind zu stellen, um den für die Anwendung am besten ge- eigneten Kautschuk zu finden: y mit welchen Medien tritt der Werk stoff in Kontakt? y in welchem Temperaturbereich wird der Werkstoff eingesetzt? y welche Umgebungsbedingungen liegen vor? Diese können vielfältig sein – von direkter Sonneneinstrahlung, Druck bis hin zu Meeresluft y welche mechanischen Belastungen er- fährt der Werkstoff? Starke Deforma- tion, dynamische Beanspruchung oder Beanspruchung auf Verschleiß MEDIUM BELASTUNG TEMPERATUR UMGEBUNG Die wichtigsten Kautschukklassen und ihre Eigenschaftsprofile werden in den → Abschnitten „3.3 Allzweckkautschuke“, Seite 50, und „3.4 Spezialkautschuke“, Seite 54, im Detail behandelt. FÜLLSTOFFE Unter Füllstoffen versteht man feste, meist partikelförmige, mitunter auch plättchen- oder faserförmige Feststoffe im Größenbereich zwischen 10 nm und 500 µm. Anders als das Wort „Füllstoff“ sugge- riert, wird diese Stoffklasse meist nicht verwendet, um das Volumen der Mi- schung kostengünstig zu vergrößern. Vielmehr können durch die gezielte Ver- wendung von Füllstoffen wichtige Eigen- schaften eines Elastomers wie Härte, Steifigkeit, Zug- und Weiterreißfestigkeit, maximale Dehnung oder Verschleiß be- einflusst und optimiert werden. Spezielle Füllstoffe werden auch dazu ein- gesetzt, die thermische oder elektrische Leitfähigkeit oder das Brandverhalten von Elastomeren zu beeinflussen, oder um die Werkstoffe magnetisch oder magne- tisierbar zu machen. Die allermeisten Kautschuke zeigen ohne den Einsatz von Füllstoffen keine ausreichenden Weiter- reiß- und Zugfestigkeiten. Gängige Füllstoffklassen zur Verstärkung von Elastomeren sind Industrieruße, mineralische Füllstoffe wie Kreide, Kiesel- erde, Kaolin und Talkum sowie synthetische Kieselsäuren und eine Reihe von Metall- oxiden, -sulfaten und -hydroxiden. Ver- mehrt kommen inzwischen auch nach- wachsende Füllstoffe wie Cellulosen, Lignine oder aus Altreifen gewonnene Ruße zum Einsatz. 105 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

106

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik Füllstoffe werden hauptsächlich mit den folgenden Parametern beschrieben: y spezifische Oberfläche y geometrische Struktur y chemische Beschaffenheit der Ober- fläche In Abhängigkeit von der Partikelgröße und damit der spezifischen Oberfläche unterscheidet man aktive (verstärkende) und inaktive (nichtverstärkende) Füllstof- fe. Die Partikeldurchmesser verstärken- der Füllstoffe liegen zwischen 10 und 100 nm, inaktive Füllstoffe haben Parti- keldurchmesser zwischen 500 und 1000 nm. In allen Fällen ist die Vorausset- zung für optimale Eigenschaften der Kautschukmischungen eine möglichst gleichmäßige Verteilung der Füllstoffe so- wie eine gute Dispergierung (siehe auch → Abschnitt „7.2 Mischungsherstellung“, Seite 126). Verstärkende Füllstoffe wechselwirken stark mit der Kautschukmatrix. Das führt dazu, dass diese Füllstoffklasse die Eigen- schaften der Kautschukmischung und des Vulkanisats deutlich beeinflusst. Verstärkende Füllstoffe erhöhen die Viskosität der Kautschukmischungen und die Härte der Vulkanisate. Sie verbessern die Festigkeiten und das Abriebverhalten der Vulkanisate. Für diese Eigenschaften gibt es jeweils eine optimale Füllstoff- dosierung, d. h. diese Eigenschaften wer- den bei hohen Füllstoffmengen wieder schlechter. → Abb. 11 zeigt, dass be- stimmte Eigenschaften nicht unabhängig voneinander optimiert werden können. Inaktive Füllstoffe haben keine oder nur geringe verstärkende Wirkung. Um zu verstehen, wie die Verstärkungs- wirkung von Füllstoffen (FS) in Kautschuken (K) funktioniert, müssen vier Kräfte betrach- tet werden, die sehr unterschiedlich groß sind und miteinander wechselwirken: Innerer Zusammenhalt der FSPartikel >> Adsorptionskräfte F S – K > Wechsel wirkungskräfte K – K > Wechselwir kungskräfte FSPartikel – FSPartikel Die Kautschukmoleküle lagern sich wäh- rend des Mischprozesses an der Ober- fläche der Füllstoff-Partikel an (→ Abb. 12). t ä t i s o k s V i e t r ä H t i e k g f i t s e ß e R i b e i r b A Füllstoffmenge Füllstoffmenge Füllstoffmenge Füllstoffmenge verstärkend inaktiv Abb. 11 Einfluss aktiver und inaktiver Füllstoffe in Elastomeren 106

107

4. Aufbau der Rezepturen von Elastomeren Füllstoffe mit stark polarer, hydrophiler (wasserliebender) Oberfläche wie Kiesel- säuren vertragen sich besser mit polaren Kautschuken und sind tendenziell schwie- riger einzumischen, weil die Wechsel- wirkungskräfte FS-Partikel – FS-Partikel sehr hoch sind. Mit derartigen Füllstoffen können hohe Festigkeiten erzielt werden, das elastische Rückstellverhalten ist oft- mals nicht optimal. Füllstoffe mit unpolarer, hydrophober (wasserunähnlicher) Oberfläche wie Ruße oder chemisch modifizierte (hydro- phobierte) Kieselsäuren zeigen schwächere Wechselwirkungskräfte zwischen den FS-Partikeln. Sie sind deshalb leichter ein- mischbar, beeinflussen die Mischungs- viskosität weniger stark und ermöglichen Werkstoffe mit hoher Elastizität. Füllstoffe, deren Oberflächen so beschaf- fen sind, dass sie während der Vulkani- sation chemisch an die Kautschukmole- küle anbinden, ermöglichen besondere Eigenschaftsprofile der Kautschuk mischungen: vor allem eine gute Kombi- nation aus Festigkeit, Abrieb, Verschleiß und Elastizität. Map-marker-edit Besondere Eigen- schaftsprofile der Kautschuk- mischungen H O H O Si Si Si Si SiSi H H O O CH3 CH3 Si CH3 O H O Si Si Si Si SiSi CH3 Si O O CH3 O H O H O H O CH3 Si CH3 CH3 Abb. 13 Hydrophile und modifizierte hydrophobe Kieselsäure- oberfläche 107 Abb. 12 Polymerketten, angelagert an ein Füllstoffpartikel Die dabei auftretenden Adsorptionskräfte tragen zur Festigkeit bei, diese steigt zu- nächst bei steigendem Füllstoffgehalt. Wird ein gewisser Füllgrad überschritten, sind nicht mehr genügend Kautschukmole- küle vorhanden, um sich an die Füllstoff- partikeln anzulagern, und es kommt ver- mehrt zu direkten Kontakten zwischen Füllstoffpartikeln. D a diese Wechselwir- kungskräfte weitaus geringer sind als jene zwischen Kautschukmolekülen und Füll- stoffpartikeln, nimmt die Festigkeit bei hohen Füllstoffdosierungen wieder ab. Eigenschaften wie Viskosität oder Härte hingegen steigen stetig mit steigender Füllstoffmenge. Das liegt daran, dass feste Partikel im Vergleich zu den Kautschuken um ein Vielfaches steifer sind. Je höher deren Anteil im Kautschuk, desto hoch- viskoser wird die Mischung und desto steifer und härter wird das Vulkanisat. Die chemische Beschaffenheit der Ober- fläche von Füllstoffpartikeln hat ebenfalls einen großen Einfluss auf die Mischungs- eigenschaften. Sie entscheidet darüber, wie gut sich die Füllstoffpartikel in einen Kautschuk einmischen lassen und wie stark die Adsorptionskräfte zwischen Kautschukmolekülen und Füllstoffpartikeln sind. & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

108

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik WEICHMACHER Weichmacher sind Flüssigkeiten, Fette oder Harze, die den Kautschukmischungen aus verschiedenen Gründen beigemischt werden. Vorteile ergeben sich sowohl in der Verarbeitung der Kautschukmischung als auch in den Eigenschaften des Vulka- nisats. y Als Verarbeitungshilfe Weichmacher senken die Mischungs- viskosität und erleichtern die Verar- beitbarkeit der Kautschukmischungen y Zur Füllgraderhöhung Der Einsatz von Weichmachern er- möglicht hohe Füllstoffdosierungen. Kautschukmischungen mit großen Mengen an Füllstoffen sind sehr hoch- viskos und deshalb meist schwierig zu mischen und weiterzuverarbeiten. Die Zugabe von Weichmachern senkt die Viskosität und erlaubt die Verwen- dung größerer Mengen an Füllstoffen bei trotzdem guter Füllstoffverteilung und Dispersion y Zur Reduktion von Steifigkeit und Härte des Vulkanisats Wie das Wort „Weichmacher“ bereits suggeriert, reduzieren Weichmacher Härte und Steifigkeit; gleichzeitig er- höht sich die Dehnung des Vulkanisats y Zur Verbesserung der Kälteflexibilität Durch Zugabe geeigneter Weichmacher kann die Glasübergangstemperatur des Vulkanisats gesenkt und damit die minimale Einsatztemperatur zu nied- rigeren Temperaturen hin verschoben werden Die Zugabe von Weichmachern führt dazu, dass sich verschiedene Eigenschaften eines Vulkanisats gleichzeitig ändern. So kann zum Beispiel mit Hilfe von Weichmachern die Kälteflexibilität verbessert werden, dies führt allerdings oft auch zu einer Ver- schlechterung der Heißluftbeständigkeit. Die Wirkungsweise von Weichmachern kann in zwei Gruppen unterschieden werden: y Primäre Weichmacher (→ Abb. 14) Dieser Weichmachertyp ist in seinem molekularen Aufbau dem eingesetzten Kautschuk sehr ähnlich, deshalb mischt sich der Weichmacher sehr gut mit dem Kautschuk. Einzelne Weichmacher- moleküle lagern sich an die Polymer- ketten an, wodurch die Beweglichkeit der Polymerketten erheblich verbessert wird. Dies resultiert in einer starken Ab- senkung der Viskosität der Mischung sowie einer verbesserten Kälteflexibi- lität und verringerten Steifigkeit Abb. 14 Kautschukmatrix mit Füllstoffpartikeln (links) und eingemischtem primären Weichmacher (rechts) 108

109

4. Aufbau der Rezepturen von Elastomeren Abb. 15 Kautschukmatrix mit Füllstoffpartikeln (links) und angelagertem sekundären Weichmacher (rechts) Ein Beispiel ist die Kombination von EPD M mit paraffinischen Mineralölen. Die Kautschuk- und Weichmacher- moleküle unterscheiden sich erheblich in ihrer Größe. Allerdings ähneln sie einander chemisch sehr stark und sind deshalb gut miteinander mischbar y Sekundäre Weichmacher (→ Abb. 15) Dieser Weichmachertyp unterschei- det sich in seinem chemischen Aufbau und seiner Polarität so sehr vom Kaut- schuk, dass er sich mit dem Kautschuk nur schwer mischt und deshalb von der Kautschukmatrix nicht bzw. nur in geringen Mengen aufgenommen wer- den kann. Sekundäre Weichmacher wir- ken wie innere Gleitmittel. Sie haben kaum einen Einfluss auf die Viskosität, neigen aber aufgrund der geringen Kautschukverträglichkeit zum Aus- schwitzen. Dieser Effekt ist zeit- und temperaturabhängig: So kann es nach dem Abkühlen der Mischung zum Aus- schwitzen des Weichmachers kommen, da die Menge an sekundärem Weich- macher, den die Kautschukmischung aufnehmen kann, mit sinkender Tempe- ratur schnell abnimmt. Dieser Effekt kann die Entformung des Vulkanisats aus dem Werkzeug deutlich begünstigen Ein Beispiel ist der Einsatz paraffini- scher Mineralöle in ölbeständigen NBR-Kautschuken Die gängigsten Weichmacher sind in der folgenden Liste zusammengestellt: MINERALÖLWEICHMACHER (ERDÖLRAFFINATION) NATURSTOFFE UND MODIFIZIERTE NATURSTOFFE SYNTHETISCHE WEICHMACHER y paraffinisch y naphthenisch y aromatisch y hocharomatisch y Fettsäuren y Fettsäureester y Wollfett (Lanolin) y pflanzliche Öle y Harze y Faktis y Esterweichmacher y Etherweichmacher y Thioetherester y Polyether, Polythioether y Polyester y Chlorkohlenwasserstoffe 109 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

110

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik VERARBEITUNGSHILFSMITTEL Verarbeitungshilfsmittel sind eine Klasse von Chemikalien, die den Kautschuk- mischungen in kleinen Mengen zuge- geben werden, um die Verarbeitbarkeit zu verbessern. Die Verwendung ist oft eng an ein spezielles Verarbeitungs- bzw. Form- gebungsverfahren geknüpft. Neben der Verbesserung des Fließverhaltens oder Wandgleitens werden Verarbeitungshilfs- mittel auch zur Reduktion oder Erhöhung der Klebrigkeit der Rohmischungen sowie zur besseren Entformung eingesetzt. Verarbeitungshilfmittel, die das Fließ- verhalten verbessern, wirken ähnlich wie sekundäre Weichmacher, ihre Schmier- wirkung ist jedoch besonders stark ausge- prägt. Schon bei einem sehr geringen An- teil in der Mischung sorgen sie dafür, dass die Kautschukketten aneinander abgleiten, wodurch neben dem Fließ- auch das Ent- formungsverhalten der Mischung oft er- heblich verbessert wird. Diese Chemikalien kommen zum Einsatz, wenn Kautschuk- mischungen sehr gut fließen müssen, vor allem bei der Formgebung im Spritzgieß- verfahren. Besondere Ansprüche an das Fließverhalten stellen Prozesse mit langen Fließwegen, filigranen Verteilern sowie jene, bei denen die Temperaturen während des Fließens niedrig bleiben, wie bei der Kalt- kanaltechnik (siehe auch → Abschnitt „7.3 Formgebung und Vulkanisation“, Seite 130). ALTERUNGSSCHUTZMITTEL Bei den in der Gummiindustrie eingesetzten Kautschuken handelt es sich um organi- sche Moleküle, die wesentlich aus den Atomen Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauer- stoff und Stickstoff bestehen, in manchen Kautschuken sind darüber hinaus Silizium-, Chlor- oder Fluoratome enthalten, und während der Vulkanisation kommt in einigen Fällen noch Schwefel dazu. Die chemischen Bindungen zwischen diesen Atomen sind unterschiedlich stabil, die am wenigsten stabile Bindung bestimmt die Lebensdauer des Vulkanisats. Kautschukmoleküle altern unterschiedlich schnell und stark; am wenigsten alte- rungsstabil sind R-Kautschuke mit vielen Doppelbindungen sowie schwefelver- netzte Vulkanisate. Einen ersten Hinweis auf die Alterungsbeständigkeiten geben die in → Abb. 16 gezeigten maximalen Einsatztemperaturen. Die schraffierten Flächen geben Temperatureinsatzbereiche an, denen Standardtypen nur kurzzeitig ausgesetzt werden können bzw. die nur von Spezialtypen erreicht werden. Unter dem Begriff „Alterung“ fasst man eine Vielzahl physikalischer und chemi- scher Prozesse zusammen, die unter der Ein wirkung von Sauerstoff, Ozon, UV- Licht, Temperatur, Heißwasser, Dampf, Säuren, Laugen oder anderen Medien so- wie unter mechanischer Beanspruchung auftreten und die Werkstoffeigenschaf- ten irreversibel verändern. Alterung kann sich unterschiedlich auf Elastomere auswirken: Alterungseffekte hängen von der Art der Änderung des Polymernetzwerks ab und lassen sich in drei Gruppen einteilen: y Kettenabbau y Abbau von Vernetzungsstellen y zusätzliche Vernetzung Wie in → Abb. 17 schematisch dargestellt, kann Alterung einerseits zu einem Abbau von Polymerketten oder Vernetzungsstellen führen. In der Folge sinken Härte, Steifigkeit und Elastizität und die Dehnung steigt. 110

111

4. Aufbau der Rezepturen von Elastomeren e k u h c s t u a K AU FFKM PVMQ FVMQ VMQ FKM AEM ACM HNBR ECO IIR/CIIR NBR EPDM CR SBR NR –100 –50 0 +50 +100 +150 +200 +250 +300 Temperatur [°C] Abb. 16 Temperatureinsatzgrenzen der wichtigsten Kautschuke Andererseits kann Alterung auch zusätz- liche Vernetzungsstellen generieren; in diesem Fall steigen Härte, Steifigkeit und Elastizität, während die Dehnung deut- lich abnimmt. Die Mechanismen der Alterung sind kom- pliziert und in vielen Fällen nicht in allen Einzelheiten aufgeklärt. Oft überlagern sich mehrere Effekte. Es kommt vor, dass alternde Vulkanisate erst erweichen und nach längerer Alterung oder bei höheren Temperaturen schließlich verhärten und verspröden. Je höher die Einsatztemperaturen, desto schneller altern die Vulkanisate. Als Faust- regel kann gelten: Eine Erhöhung der Temperatur um +10 °C beschleunigt die Alterung um den Faktor 2 (Arrhenius- Gesetz). Das Altern organischer Werkstoffe lässt sich prinzipiell nicht verhindern, kann aber durch den Einsatz geeigneter Chemikalien (Alterungsschutzmittel), deutlich ver- zögert werden. Die Alterungsschutzmittel werden dabei im Laufe der Zeit ver- braucht, und ihre Schutzwirkung lässt nach. Zwei Wirkweisen von Alterungsschutz- mitteln werden im Folgenden kurz er- läutert: 111 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

112

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik Vernetzte Polymerketten + Angreifendes Medium (z. B. Sauerstoff, Öl, Wasser, Ozon, UV-Licht …) Kettenabbau (Spannungsverlust) Zusätzliche Vernetzung (Spannungserhöhung) Abbau von Vernetzungsstellen (Spannungsverlust) Polymermolekül (Kautschukmolekül) Vernetzungsstellen Abb. 17 Alterung von Elastomeren y Oberflächenschutz Paraffinwachse haben die Eigenschaft, an die Oberfläche des Vulkanisats zu wandern und dort einen Schutzfilm aufbauen. Paraffine sind Kohlenwasser- stoffe ohne Doppelbindungen und schützen Gummi effektiv vor dem An- griff von Ozon. Vor allem Kautschuke mit Doppelbindungen in der Hauptkette profitieren von dieser eingebauten „Sonnencreme“ y Schutz vor Alterung aufgrund von Sauer stoff und Wärme (thermooxi- dative Alterung) Sauerstoff zählt zu den Medien, die Kaut- schukmoleküle angreifen und zerstören können. Wenn Sauerstoff mit einem Kautschukmolekül reagiert, entstehen hochreaktive Radikale, die in einer Ket- tenreaktion weitere Moleküle angreifen und schädigen können. Um das zu ver- hindern, werden Alterungsschutzmit- tel zugesetzt, die anstelle des Polymer- netzwerks angegriffen werden und so den Radikalangriff abfangen Der Einsatz von Alterungsschutzmitteln muss auf den Basiskautschuk, die weite- ren Bestandteile des Rezepts und den späteren Einsatz des Elastomers abge- stimmt sein. Für den bestmöglichen Schutz werden vor allem bei den nicht gut alterungsbeständigen R-Kautschuken oft zwei oder drei Alterungsschutz mittel kombiniert, die synergistisch wirken. VERNETZUNGSSYSTEM Das Thema Vernetzung wird ausführlich in Abschnitt → „5. Vernetzungschemie“, Seite 114, behandelt. Deshalb werden im Folgenden die wichtigsten Substanz- klassen, die zu den gängigsten Vernetzungs- systemen ge hören, nur kurz beschrieben. Vernetzer Vernetzer sind Chemikalien, die kovalente Bindungen, sogenannte Vernetzungs- brücken, zwischen den einzelnen Kaut- schukmolekülen ausbilden. Dazu gehören u. a. elementarer Schwefel, Schwefel- spender oder Peroxide. 112

113

4. Aufbau der Rezepturen von Elastomeren Beschleuniger Schwefel allein reagiert mit den Kautschuk- molekülen auch bei hohen Temperaturen nur sehr langsam. Obwohl die Vulkanisa- tion mit reinem Schwefel bei +150 °C mehrere Stunden dauert, bleibt die Ver- netzung unvollständig, die so hergestellten Elastomere haben ein nur mäßiges Eigen- schaftsprofil und altern schnell. Um die Reaktionszeiten, Temperaturen und die erforderliche Schwefelmenge zu verringern, werden Beschleunigerchemi- kalien zugemischt. Gängige Vertreter dieser Substanzklasse sind stickstoff- oder schwefelhaltige organische Verbindungen wie Benzo thiazole, Benzothiazolsulfen- amide, Dithio carbamate, Guanidine oder Amine, die einzeln oder in Kombination verwendet werden. Aktivatoren Zur Verbesserung der Wirksamkeit der Beschleuniger werden Metalloxide und Fettsäuren eingesetzt. Am gebräuch- lichsten ist die Kombination von Zinkoxid und Stearinsäure. Vulkanisationsverzögerer Bei schwefelbasierten Vulkanisations- systemen kommen mitunter Verzögerer oder Retarder zum Einsatz, vor allem bei dickwandigen Bauteilen oder in Verarbei- tungsprozessen mit langen Fließwegen. Diese Chemikalien verzögern die Vulkani- sation, d. h. sie verlängern die Zeit bis zum Start der Vernetzungsreaktion (Scorch- zeit), ohne die Gesamtgeschwindigkeit der Reaktion deutlich zu beeinflussen. Oft werden organische Säuren wie Benzoe- säure, Salicylsäure, Phthalsäureanhydrid eingesetzt, die durch ph-Wert-Senkung verzögernd wirken. Coagenzien Werden Kautschukmischungen peroxidisch vernetzt, werden zusätzlich zum Peroxid- Vernetzer oft Coagenzien eingesetzt. Diese Chemikalien erhöhen die Vernetzungs- dichte, einige Vertreter der Substanz klasse beschleunigen die Vulkanisation zusätz- lich. Der Einsatz von Coagenzien erlaubt oft die Reduktion der eingesetzten Menge an Peroxid, die Vulkanisate zeigen höhere Elastizitäten. Coagenzien besitzen min- destens 2 aktive Doppelbindungen, typi- sche Vertreter sind Triallylcyanurat, Trial- lylisocyanurat, di- oder trifunktionelle Acrylate und Meth acrylate sowie kurz- kettige 1,2-Polybutadiene. WEITERE ADDITIVE In speziellen Anwendungen können wei- tere Chemikalien zum Einsatz kommen. y Farbpigmente werden farbige Elastomere benötigt, werden helle Füllstoffe verwendet und passende Farbpigmente eingemischt y Treibmittel zur Herstellung von geschäumtem Gummi oder Moosgummi werden den Kautschukmischungen auf das jeweili- ge Vernetzungssystem abgestimmte Treibmittel zugesetzt, die während der Vulkanisation ein Gas freisetzen, welches die Schaumstrukturen erzeugt y Brandschutzadditive die meisten Kautschuke sind brennbar. Für Brandschutzanwendungen werden den Kautschukmischungen deshalb spezielle Additive zugemischt, damit das Elastomer auch bei direktem Kontakt mit einer Flamme selbst verlöscht, also weder weiterbrennt noch nachglüht 113 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

114

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik 5. VERNETZUNGSCHEMIE Wer die Geschichte des Gummis kennt, weiß, dass der entscheidende Schritt erst 1839 mit der Entdeckung der Vulkanisati- on durch Charles Goodyear gelang. Davor war Naturkautschuk sicher in vielerlei Hin- sicht ein nützlicher Werkstoff, doch hatten seine Eigenschaften nur wenig mit denen eines vulkanisierten Elastomers gemein. Unvulkanisierte Kautschukmischungen sind plastisch verformbar und fließen unter Druck. Erst durch die während der Vulkanisation ablaufenden chemischen Reaktionen wird aus einer Kautschukmi- schung ein vernetzes Elastomer mit hoher Formstabilität und elastischen Eigen- schaften. unvulkanisierter vulkanisierter Kautschuk Abb. 18 Vernetzungsstellen durch Vulka- nisation Wie in → Abb. 19 zu sehen, zeigen unver- netzte Kautschukmischungen in gerin- gem Umfang auch elastisches Material- verhalten, obwohl der plastische Anteil stets deutlich überwiegt. Genauso zeigen vulkanisierte Kautschuke, die sich haupt- sächlich elastisch verhalten, abhängig vom Vernetzungsgrad, dem Polymer und vom restlichen Rezept in geringem Umfang auch plastisches Materialverhalten. Moderne Fertigungsverfahren erfordern die enge Abstimmung von Rezept und Verarbeitungsprozess. Die Zusammen- setzung der Mischung und insbesondere die Art und die Menge an Vernetzungs- chemikalien müssen so gewählt werden, dass der Gummiartikel im gewählten Herstellverfahren zuverlässig gefertigt werden kann und die gewünschten End- eigenschaften aufweist. VERNETZUNGSDICHTE Die Anzahl geknüpfter chemischer Bindun- gen zwischen den Polymerketten während der Vulkanisation hängt neben dem Kaut- schuktyp in erster Linie von der eingesetz- ten Menge der gewählten Vernetzungs- chemikalien ab und wird Vernetzungsgrad oder Vernetzungsdichte genannt. vorher bei Verformung nach Verformung vorher bei Verformung nach Verformung unvulkanisierter Kautschuk vulkanisierter Kautschuk Abb. 19 Verhalten bei Verformung (Unterschied unvulkanisierter und vulkanisierter Kautschuk) 114

115

n e t f i a h c s n e g e a s n a k u V t l i 5. Vernetzungschemie Weiterreißfestigkeit Ermüdung Elastizität Härte Steifigkeit (E-Modul) Zugfestigkeit Hysterese, Dämpfung bleibende Verformung Reibungskoeffizient Bruchdehnung Vernetzungsdichte Abb. 20 Einfluss der Vernetzungsdichte auf die Elastomereigenschaften Die Vernetzungsdichte hängt auch von der Temperatur und der Dauer der Vulka- nisation ab und hat einen entscheidenden Einfluss auf die Werkstoffeigenschaften (→ Abb. 20). Mit zunehmender Vernet- zungsdichte nehmen Steifigkeit (E-Modul), Härte und Elastizität zu, Bruchdehnung, Dämpfung, bleibende Verformung nehmen ab. Weiterreißwiderstand und Zugfestig- keit durchlaufen jeweils ein Maximum. Wie aus → Abb. 20 erkennbar, kann durch Wahl einer bestimmten Vernetzungsdichte nicht für alle Materialeigenschaften ein Optimum erzielt werden kann. Der Ver- netzungsgrad wird stets so gewählt, dass für die jeweilige Anwendung der best- mögliche Kompromiss an physikalischen Eigenschaften erhalten wird. VERNETZUNGSCHARAKTERISTIK Der Verlauf der Vernetzungsreaktion kann mit Hilfe der Vulkametrie bestimmt werden. In einem speziellen Rheometer wird bei konstanter Temperatur die Änderung der Steifigkeit einer Kautschukmischung im Verlauf der Zeit gemessen. Die Probe wird dabei mit einer festen Frequenz zwischen zwei Platten oszillierend verformt, und die Änderung des Drehmoments, dass dem Vernetzungsgrad proportional ist, wird in Abhängigkeit von der Zeit erfasst. Typische Vulkameterkurven sind in → Abb. 21 schematisch dargestellt. Man unterscheidet drei charakteristische Kurvenabschnitte (→ Abb. 21) 1. Die Fließperiode umfasst das Zeitinter- vall vom Beginn der Messung bis zum Be- ginn der Vernetzung, d. h. bis zum Anstieg des Drehmoments. Sie kennzeichnet den Bereich des viskosen Fließens. 115 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

116

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik Anfänglich nimmt das Drehmoment aufgrund der Erwärmung der Kaut- schukmischung ab. Der Zeitraum bis zum Start der Vernetzungsreaktion wird als Inkubationszeit bezeichnet. In dieser Zeit muss die Formfüllung des Werkzeugs abgeschlossen sein. 2. Während der Vernetzungsperiode steigt das Drehmoment stark an. Diese Zeit wird benötigt, um die Kautschukmischung in den optimal vernetzten Zustand zu überführen. Die Steigung der Kurve hängt stark vom Kautschuktyp und von den verwendeten Vernetzungs- chemikalien ab. 3. Die Vernetzung ist abgeschlossen, wenn das Drehmoment seinen Endwert er- reicht hat. Nun sind alle chemischen Reaktionen vollständig abgelaufen. Es werden mitunter auch Kurvenverläufe beobachtet, bei denen das Drehmoment ein Maximum erreicht und danach wieder abnimmt (Reversion) oder bei denen das Drehmoment stetig weiter ansteigt (marching modulus). Jede Kautschukmischung zeigt ihren ty- pischen Kurvenverlauf; die Vulkameter- kurve stellt damit eine Art Fingerabdruck des Vernetzungsverhaltens jeder Kaut- schukmischung dar. Durch die passende Wahl der Vernetzungschemikalien wird die Vernetzungscharakteristik einer Kaut- schukmischung eingestellt und auf den Verarbeitungsprozess abgestimmt. So wird die Qualität und die wirtschaftliche Herstellbarkeit der Gummibauteile ge- währleistet. Vulkameterprüfungen werden außer zur Rezeptentwicklung vor allem zur Waren- eingangskontrolle und zur Freigabeprüfung von Kautschukmischungen durchge- führt. Fließ- periode Vernetzungs- periode T = const ] m N [ t n e m o m h e r D 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0 0 1 2 3 4 5 6 Zeit [min] Abb. 21 Typische Vulkameterkurven zur Messung des Vernetzungsprozesses 116

117

5. Vernetzungschemie OPTIMIERUNG DER ELASTOMER VERARBEITUNG Für eine robuste Prozessführung zur Her- stellung fehlerfreier Gummiartikel mit möglichst geringem Ausschuss muss neben der Vernetzungscharakteristik (Vernetzungskinetik) auch das Fließ- verhalten der Kautschukmischung be- rücksichtigt werden. Denn nicht nur das Wissen um die Geschwindigkeit der Ver- netzungsreaktion ist bei der Formgebung entscheidend, sondern auch, wie schnell die Form gefüllt werden kann. Am Ende bestimmen beide Eigenschaften – Fließverhalten und Vernetzungscharak- teristik – gemeinsam maßgeblich die Ge- samt-Zykluszeit, also die Zeit, in der das Werkzeug gefüllt, die Kautschukmischung vulkanisiert und das fertige Bauteil aus der Form entnommen werden kann. Die gezielte Abstimmung beider Kenngrößen aufeinander und auf das Herstellverfahren erlaubt sowohl Materialeinsparungen durch Reduzierung des Ausschusses als auch Energieeinsparungen durch kürzere Heizzeiten und damit eine kostengünstige Fertigung des Elastomerformteils. Die komplexen Zusammenhänge von Formfüllung und Vulkanisation können mit Hilfe der Füllsimulation berechnet und optimiert werden. Schon während der Ent- wicklungsphase einer Kautschukmischung für eine bestimmte Anwendung können Strömungsgeschwindigkeiten und Tem- peraturverteilungen am Computer simuliert und die Einflüsse quantifiziert werden. Verarbeitungsfehler wie Lufteinschlüsse oder das vorzeitige Anvulkanisieren wer- den so früh erkannt und durch Anpassung der Mischungszusammensetzung oder des Verarbeitungsprozesses vermieden. Das reduziert den Entwicklungsaufwand erheblich. KOMPATIBILITÄT DER VERNETZUNGS CHEMIKALIEN Es ist zu beachten, dass nicht jeder Kaut- schuktyp mit jeder Art von Vernetzungs- chemie vulkanisiert werden kann. Zum Beispiel funktioniert die Vernetzung mit Schwefel nur bei Kautschuken, die Dop- pelbindungen enthalten. Die aktiven Stel- len für die Schwefelvernetzung sind die Wasserstoffatome am Kohlenstoffatom neben der Doppelbindung, die Wasser- stoffatome in Allylstellung. Einige Vernetzungsarten können nur verwendet werden, wenn die Kautschuk- moleküle spezielle funktionelle Gruppen enthalten. Diese werden bereits bei der Synthese des Kautschuks durch Einpoly- merisation spezieller Cure-site-Monomere geschaffen. VERNETZER Das Vernetzungssystem bestimmt das Verarbeitungsverhalten der Kautschuk- mischung sowie den chemischen Aufbau des polymeren Netzwerks und damit die physikalischen Eigenschaften der Elasto- mere. Viele Kautschukklassen lassen sich auf mehrere Arten vernetzen. Für die Wahl des geeignetsten Vernetzungs- systems müssen das Fertigungsverfahren sowie das gewünschte Eigenschafts profil des elastomeren Bauteils berücksichtigt werden. Die zwei gängigsten Vernetzungsarten sind die Vernetzung mit Schwefel und mit Peroxiden, die beide in den folgenden Kapiteln näher beschrieben werden. Die Schwefelvernetzung wird vornehm- lich in der Klasse der Dien-Kautschuke 117 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

118

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik (R-Kautschuke) eingesetzt, mit Peroxiden lassen sich auch Kautschuke ohne Doppel bindungen vernetzen. Daneben gibt es verschiedene weitere Arten der Kautschukvernetzung, die meist sehr spezifisch für bestimmte Kautschuk- klassen entwickelt wurden. Die Vernetzungsstellen in vulkanisierten Elastomeren sind üblicherweise 30 bis 100 Monomereinheiten voneinander entfernt. Eine Übersicht der möglichen Arten von Vernetzungschemie der gängigsten Kaut- schuke gibt → Tab. 5, Seite 122. 5.1 VERNETZUNG MIT SCHWEFEL Für die Schwefelvernetzung kommen ele- mentarer Schwefel oder Schwefelspender zum Einsatz. Unter Schwefelspendern versteht man Moleküle, die bei hohen Temperaturen Schwefel abspalten. S S S S S S S S8-Ring S Ringöffnung S S S S S S S S S S S SX Abb. 22 Arten von Schwefelbrücken bei der Schwefelvernetzung: mono-, di- und polysulfidisch 118 BINDUNGSART BINDUNGS ENERGIE C-S-Bindung S-S-Bindung S-S-Sx-Bindung C-C-Bindung [kJ/mol] 285 268 < 268 356 Tab. 3 Bindungsenergien im Überblick Netzknotenstrukturen Wie bereits erwähnt, funktioniert die Vernetzung mit Schwefel bei allen Kautschukklassen, die eine ausreichende Anzahl C=C-Doppelbindungen besitzen und deren Strukturen Wasserstoffatome am Kohlen stoffatom neben der Doppel- bindung, sogenannte Allyl-Wasserstoff- atome, aufweisen. Bei der Vernetzung mit Schwefel erfolgt die chemische Verknüpfung der Kautschuk- moleküle durch Schwefelbrücken. Diese können sich auf verschiedene Art und Weise ausbilden; je nach eingesetzem Vernetzungssystem bilden sich Netzknoten- strukturen aus nur einem Schwefelatom (monosulfidische Schwefelbrücken, S1), aus zwei Schwefelatomen (disulfidisch, S2) oder aus mehr als zwei Schwefelatomen (polysulfidisch, S-S-Sx). Eigenschaften der Netzknoten Monosulfidische Brücken besitzen die höchste Bindungsenergie der drei Arten von Schwefelbrücken und sind damit am stabilsten, polysulfidische Brücken hin- gegen besitzen die niedrigste Bindungs- energie. Schwefelbrücken sind stets weniger stabil als Bindungen zwischen zwei Kohlenstoffatomen (→ Tab. 3).

119

5. Vernetzungschemie Elastomere mit überwiegend mono- und disulfidischen Strukturen zeigen eine ge- ringere bleibende Verformung, bessere thermische Beständigkeiten und neigen weniger zur Reversion als Elastomere mit einem hohen Anteil polysulfidischer Brücken. Dagegen sind Elastomere mit überwiegend polysulfidischen Strukturen ermüdungs- beständiger. Das liegt daran, dass poly- sulfidische Vernetzungsstellen bei erhöhter Temperatur entlang der Polymerkette wandern können, ohne dass es dabei zur Kettenspaltung kommt. Das führt zu einem gewissen Selbstheilungseffekt, lokale Spannungsspitzen können abgebaut werden und ein frühes Versagen unter dynamischer Last wird vermieden. Vernetzungssysteme Welche Art der Verknüpfung entsteht, hängt stark von der Menge des einge- setzten Schwefels ab. Bei höheren Schwefelmengen bilden sich vorwiegend S-S-Sx-Verbindungen, bei schwefelarmen Systemen eher S2-Brücken. Mit Schwefelspendersystemen erhält man vorwiegend S- und S2-Brücken. Ein Schwefelvernetzungssystem beinhal- tet neben Schwefel und/oder Schwefel- spendern sowie Aktivatoren wie Zinkoxid und Stearinsäure auch einen oder mehrere Beschleuniger. Das Verhältnis des Beschleunigers zum Schwefel charakterisiert das Vernetzungs- system. Ein niedriges Verhältnis wird als „Conventional Vulcanization System“ oder CV- System bezeichnet; ein hohes Beschleu- niger: Schwefel-Verhältnis als „Efficient Vulcanization System“ oder EV-System. Das „Semi-efficient Vulcanization System“ oder SEV-System liegt zwischen dem „Conventional“ und dem „Efficient Vulca- nization System“ (→ Tab. 4). Scharfe Abgrenzungen zwischen den Ver- netzungssystemen gibt es nicht. Die Menge an eingesetztem Schwefel hat nicht nur Einfluss auf die Art der Schwefel- brücken, sondern auch auf die Anzahl der geknüpften Vernetzungsstellen. Bei üblichen Schwefelgehalten von einigen Gewichtsprozent in der Kautschukmi- schung spricht man von Weichgummi, bei sehr hohen Schwefelgehalten von über 25 Gewichtsprozent von Hartgummi. SCHWEFEL BESCHLEUNIGER VERHÄLTNIS S-S-SX-BRÜCKEN S1-BRÜCKEN VERNETZUNGS- SYSTEM Conventional Vulcanization (CV) Semi-efficient Vulcanization (SEV) Efficient Vulcanization (EV) [phr] [phr] BESCHL. : SCHWEFEL 2,0 … 3,5 0,4 … 1,2 0,1 … 0,6 1,0 … 1,7 1,2 … 2,5 0,7 … 2,5 0,4 … 0,8 2,0 … 5,0 2,5 … 12,0 [%] 95 50 20 Tab. 4 Schwefel-Vernetzungssysteme & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V [%] 5 50 80 119

120

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik Gummielastizität lederartiger Zustand Stahlelastizität 0,25 … 7 phr Schwefel 7 … 25 phr Schwefel 25 … 40 phr Schwefel t ä t i z i t s a E l Vernetzungsgrad Abb. 23 Einfluss des Schwefelgehalts auf die Werkstoffeigen- schaften Bei mittleren Schwefeldosierungen werden leder artige Materialien erhalten, die keine brauchbaren Eigenschaften aufweisen. Typische Produkte aus Hartgummi sind Eishockey-Pucks, Mundstücke für Holz- blasinstrumente wie Klarinette oder Saxophon sowie hochwertige Kämme. 5.2 VERNETZUNG MIT PEROXIDEN Die Peroxidvernetzung ist eine radi- kalische Vernetzung, bei der neben den Peroxiden oft auch Coagenzien zum Einsatz kommen. Üblicherweise werden Peroxide verwendet, die im Temperaturbereich von +150 bis +220 °C in wenigen Minuten zerfallen und aktive Radikale bilden. Diese Radikale re- agieren in einem Folgeschritt mit der Hauptkette des Kautschuks und übertra- gen die Radikalfunktion auf das Kautschuk- molekül. Die Verknüpfung zweier solcher Polymerradikale liefert einen Netzknoten. Die beiden Ketten sind dabei direkt über eine thermisch sehr stabile C-C-Bindung verknüpft. (→ Abb. 24) Durch den Einsatz von Coagenzien, auch Coaktivatoren genannt, lässt sich die Effizienz der Vernetzungsreaktion erhöhen: die Vernetzungsdichte steigt, einige Coagenzien beschleunigen die Vulkanisa- tion zusätzlich. Ihr Einsatz erlaubt es, die eingesetzte Menge an Per oxid zu redu- zieren, die Vulkanisate zeigen höhere Elastizitäten. Zerfall des Peroxids → Radikalbildung R O O R Peroxid Temperatur 2 R O● Radikal Übertrag des Radikals auf die Polymerkette R O● H ● R OH Rekombination → Vernetzungsstelle ● ● Abb. 24 Reaktionsmechanismus der Peroxidvernetzung 120

121

5. Vernetzungschemie Coagenzien besitzen mindestens 2 aktive Doppelbindungen, die zur Radikalbildung neigen; typische Vertreter sind Triallyl- cyanurat, Triallylisocyanurat, di- oder tri- funktionelle Acrylate und Methacrylate sowie kurzkettige 1,2-Polybutadiene. Der Einsatz von Coagenzien ändert die Netzknotenstruktur der radikalischen Vernetzung: die im ersten Schritt gebil- deten Polymerradikale reagieren nun mit dem Coagenz-Molekül und übertragen die Radikalfunktion auf das Coagenz. Ein einziger Radikalübertrag resultiert dann in mehreren vernetzungseffektiven Folge- reaktionen. So fungiert das Coagenz- Molekül als Brückenmolekül und vergrößert den Abstand der verbrückten Kautschuk- ketten (→ Abb. 25). Die Bildung von Radikalen erfordert wäh- rend der Vulkanisation höhere Tempera- turen, als dies bei der Schwefelvernetzung der Fall ist. Eine Umlagerung der gebildeten Vernetzungsbrücken ist hier nicht möglich. Im Vergleich zu schwefelvernetzten Elastomeren sind peroxidisch vernetzte Elastomere besser hitzebeständig und zei- gen eine geringere bleibende Ver formung (niedrigerer Druckverformungsrest). Nach- teile der Peroxidvernetzung sind neben der Empfindlichkeit gegen Sauerstoff und der geringeren Flexibilität in der Einstellung der Vernetzungscharakteristik vor allem die geringere Reißfestigkeit und ein niedriger Weiterreiß widerstand sowie eine schlech- tere Ermüdungsbeständigkeit bei dynami- scher Beanspruchung. Die Peroxidvernetzung kommt vor allem bei Elastomeren mit nur wenigen oder ohne Doppelbindungen in der Hauptkette zum Einsatz (→ Tab. 5). Polymerkette Polymerkette O N N O N O Abb. 25 Peroxid-Vernetzung: Netzknoten mit Coagenz Triallylcyanurat (TAC) Polymerkette TEMPERN Peroxidisch vernetzte Formteile werden nach der Vulkanisation oftmals getempert. Dabei wird das elastomere Bauteil bei erhöh- ter Temperatur im Ofen eine bestimmte Zeit nachgeheizt. Verweildauer und Temperatur sind polymer- und mischungsabhängig, außerdem spielt die Dicke des Bauteils eine entscheidende Rolle. Übliche Nachheiztem- peraturen liegen zwischen +150 °C und +220 °C, übliche Nachheizzeiten zwischen 4 und 24 Stunden. Das Nachheizen dient der Optimierung der Bauteileigenschaften. Die Vernetzungs- reaktion, die möglicherweise während der Vulkanisation noch nicht vollständig ab- gelaufen ist, wird beendet. Leichtflüchtige Bestandteile und unerwünschte Reaktions- produkte können aus dem Werkstoff ent- weichen, was den Geruch reduziert und einige physikalische Eigenschaften, vor al- lem die Festigkeit und das Setzverhalten, verbessert. Das Tempern erlaubt be- stimmten Rezeptbestandteilen wie Alte- rungsschutz- oder Ozonschutz mitteln, an die Bauteiloberfläche zu migrieren und dort ihre volle Wirkung zu entfalten. 121 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

122

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik Es gibt auch peroxidisch vernetzte Werk- stoffe, die von einem Temperschritt nicht profitieren oder wo Nachheizen aufgrund von Herstellprozess (z. B. kontinuierliche Fertigung durch Extrusion) oder Bauteil- größe nicht möglich ist. Übertriebenes Tempern führt zu Alterung und kann das Bauteil schädigen. KAUTSCHUK SCHWEFEL PEROXIDE BISPHENOLE DIAMINE METALLOXIDE PLATIN HARZ NR IR BR SBR IIR XIIR CR NBR HNBR EPDM CM CSM EVM ACM AEM FKM VMQ/FVMQ ECO B B B B B B F B B B F F D D D D B B B B B B B B B B B B D D D B B B B B B B F F B B B F B = möglich D = möglich, aber unüblich F = spezielle Chemie oder Spezialtypen Tab. 5 Arten von Vernetzungschemie für die gängigsten Kautschukklassen 122

123

6. TRÄGERTEILE Wenn Gummielastizität und hohe Steifig- keit in einem Bauteil realisiert werden müssen, verbindet man Elastomere mechanisch oder chemisch mit Metall- oder Kunststoffträgern. Das Träger- oder Versteifungselement verleiht dem Elasto- mer-Formteil dann die notwendige Formstabilität. Geeignete Festigkeitsträ- ger bestehen entweder aus metallischen Werkstoffen oder aus thermoplastischen oder duromeren Kunststoffen. Abhängig von der Anwendung kommen neben unlegierten Stählen vor allem Vergütungsstähle sowie rost- und säure- beständige Stähle zum Einsatz. Auch Nichteisenmetalle finden Verwendung, insbesondere Buntmetalle wie Kupfer, Zink, Messing oder Bronze sowie leicht- metallische Aluminiumlegierungen. Im Bereich der Kunststoffe finden techni- sche oder Hochleistungsthermoplaste wie aliphatische oder teilaromatische Polyamide, Polybutylenterephthalat, Poly- phenylensulfid, Polyetheretherketone sowie Duromere Verwendung. Aus- reichende Steifigkeiten werden hier insbesondere durch die Verwendung glas- oder carbonfaserverstärkter Typen erreicht. Beispiele: Unlegierte Stähle nach DIN EN 10139 y D C 01 (1.0330) Rost- und säurebeständige Stähle nach DIN EN ISO 3506 y 1.4301 (X 5 Cr Ni 1810) y 1.4404 (X2CrNiMo17-12-2) y 1.4571 (X 6 Cr Ni Mo Ti 17122) y 1.4112 (X 90 Cr Mo V 18) y 1.4542 (X 5 Cr Ni Cu Nb 174) 6. Trägerteile Abb. 26 Schnitt durch Einschichtsystem; rasterelektronen- mikroskopische Aufnahme Gummi Zement Gummi Cover Primer Vorbehandlung Vorbehandlung Metall Metall Abb. 27 links: Einschicht-System (Zement ), rechts: Zweischicht- System (Primer + Cover) Vergütungsstähle nach DIN EN 10132 y 1.0501 (C35) y 1.0503 (C45) y 1.1191 (CK 45) Kunststoffe y PA 6.6 GF30 y PPS GF30 y PEEK Die Mehrheit aller Elastomer-Verbundteile wird heute mit einer unlösbaren, chemi- schen Bindung hergestellt, die zeitgleich zur Vulkanisation des Elastomers im formgebenden Werkzeug unter Druck und Temperatur entsteht. In einigen Anwendungen reicht eine physikalische Verankerung des Elastomers mit dem Verstärkungsteil aus, um die Funktion des Verbundteils sicherzustellen. 123 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

124

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik Sowohl bei der Auslegung als auch bei der Herstellung von Verbundbauteilen, bei denen die Bindungspartner chemisch ver- bunden sind, ist einiges zu beachten. AUSLEGUNG DES VERBUNDBAUTEILS y die Gummiauflage auf dem Trägerteil sollte mindestens 0,5 mm betragen, damit beim Füllvorgang des Werk- zeugs die Fließgeschwindigkeit des Elastomers möglichst gering gehalten wird. Bei zu engen Spalten besteht durch die Düsenwirkung die Gefahr, dass das Bindemittel vom Trägerteil geschoben wird und dadurch Bindungs- und/oder Fließfehler entstehen y soll das Trägerteil nur teilweise mit Elastomer überspritzt werden, muss das Trägerteil genügend Fläche für die Abdruckkanten des Werkzeugs vorse- hen. Die Breite der Abdruckfläche sollte nach Möglichkeit mindestens 1 mm betragen y bei vollkommen ummantelten Form- teilen muss die Zentrierung des Träger- teils im Werkzeug durch Zentriernocken oder -stifte ermöglicht werden. Außer- dem lassen sich die Bindekräfte er- höhen, wenn am Trägerteil Hinter- schneidungen oder Bohrungen eine zusätzliche mechanische Verankerung des Elastomers ermöglichen y bei engen Toleranzen oder Passungen sollten die Trägerteile für eine not- wendige Endbearbeitung groß genug dimensioniert sein y insbesondere bei thermoplastischen Kunststoffen ist darauf zu achten, dass die Trägerteile bei Vulkanisati- onstemperatur noch formstabil sind, damit sie sich während des Vulkanisa- tionsvorgangs nicht verformen VORBEHANDLUNG DER TRÄGERTEILE Um eine gute chemische Anbindung und damit eine lange Lebensdauer des Ver- bundbauteils zu gewährleisten, ist eine geeignete Oberflächenbehandlung der Trägerteile unabdingbar. y die Trägerteile müssen von anhaften- dem Schmutz befreit und entfettet werden. Danach wird die Oberfläche vergrößert und aufgeraut, wobei fol- gende Verfahren angewendet werden: • mechanisches Anrauen: Unter der Einwirkung eines festen Strahl mittels, z. B. Sand, unter Druck, werden Ver- unreinigungen der Ober fläche ent- fernt und die Oberfläche angeraut • Beizen: Die Beizreaktion mit Säure ist ein Reinigungsschritt zur Entfer- nung unerwünschter Metalloxide wie Rost-, Korrosions- und Anlauf- schichten, die üblicherweise mit dem Grundmetall verbunden sind • Phosphatieren: Unlegierte Stähle er- halten durch den chemischen Prozess der Zink- oder Eisenphosphatierung auf der Oberfläche eine feinkristalline nadelförmige Schicht aus Metall- phosphaten. Die Metallphosphat- schicht ist in der Metalloberfläche fest verankert, vergrößert die Ober- fläche und bietet Schutz gegen Rost. Außerdem ermöglicht sie das Auftra- gen und Anhaften von Binde mitteln y nach der Oberflächenvorbehandlung und -aktivierung erfolgt die Behand- lung mit dem Bindemittelsystem. Die wässrigen oder lösemittelbasierten Bindemittel werden ein- oder mehr- schichtig durch Streichen, Spritzen, Trommeln oder Tauchen auf die vor- behandelten Trägerteile aufgetragen. Das Wasser bzw. das verwendete Lösemittel müssen anschließend voll- 124

125

Gesamtzykluszeit mitberücksichtigt wird. Insbesondere wenn die Träger- teile kalt in das heiße Formgebungs- werkzeug eingelegt werden, muss die für das Aufheizen notwendige Zeit mit einkalkuliert werden, anderenfalls sind der Vernetzungsgrad des Elastomers sowie die chemische Anbindung an das Trägerteil ungenügend. Wenn das Trägerteil großvolumig ist und wäh- rend der Vulkanisation der Kautschuk- mischung eine große Masse erwärmt werden muss, ist ein Vorwärmen der Trägerteile in beigestellten Öfen vor- teilhaft y vor allem im Spritzgießprozess be- steht die Gefahr, dass das Bindemittel durch die hohen Einspritzdrücke der Kautschuk mischung vom Trägerteil abgeschert wird und die chemische Anbindung fehlerhaft ist. Die Auslegung der Spritzgieß-Werkzeuge sollte deshalb eine rechtwinklige Anordnung der Ein- spritzdüsen zum Trägerteil vorsehen y die Prozessparameter (Druck, Tempe- ratur, Heizzeit) sind so zu wählen, dass beim Entformen nicht nur die Vulkani- sation der Kautschukmischung weitest- gehend beendet ist, sondern auch die chemischen Reaktionen, die zur Aus- bildung der Bindung zwischen Elasto- mer und Trägerteil ablaufen müssen, abgeschlossen sind ständig abgelüftet werden. In vielen Fällen muss das Bindemittelsystem in einem nachfolgenden Schritt durch Wärmebehandlung in einem Ofen ein- gebrannt werden y aktivierte und mit Bindemittel verse- hene Trägerteile müssen sachgerecht gelagert werden. So muss die Umge- bung trocken und staub- und fettfrei sein. Zu hohe oder zu niedrige Tempe- raturen beeinträchtigen die spätere Bindung des Elastomers ebenso wie zu lange Lagerzeiten der vorbehandelten Trägerteile. y für bestmögliche Anbindung des Elastomers an das Trägerteil muss das verwendete Bindemittelsystem auf die zu bindende Kautschukmischung und den zu bindenden Werkstoff des Trägerteils abgestimmt sein. Wasser- basierte Systeme sind im Sinne des Umwelt- und Gesundheitsschutzes zu bevorzugen, sind aber herausfordernder in der Anwendung. Die folgenden drei Bindemittelsysteme werden üblicher- weise verwendet. • Phenolharze mit Härter • Polymerdispersionen mit Füllstoff und Vernetzer • reaktive Silane Diese Systeme sind verarbeitungssicher und bieten nach der Vulkanisation eine sehr gute mechanische, thermische und chemische Beständigkeit der Elastomer- Verbunde. HERSTELLUNG DES ELASTOMER VERBUNDBAUTEILS y eine gute chemische Anbindung der Kautschukmischung an das Trägerteil wird nur erreicht, wenn im Vulkanisa- tionsprozess die zum Aufheizen des Trägerteils notwendige Zeit in der 6. Trägerteile 125 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

126

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik 7. VOM ROHSTOFF ZUM FERTIGTEIL 7.1 VERFAHRENSABLAUF Verschiedene Verarbeitungsschritte sind notwendig, um aus der Vielzahl an Roh- stoffen das elastomere Formteil herzu- stellen. In jedem einzelnen Prozessschritt sind Spezialwissen und passende Maschi- nentechik notwendig, damit Bauteile aus Gummi wirtschaftlich und in hoher Qualität gefertigt werden können. Die wichtigsten Verarbeitungsschritte sind: 1. Eingangskontrolle und Einwaage der Rohstoffe 2. Herstellung der Kautschukmischung einschl. Strainern 3. Herstellung einer Vorform (Rohling) 4. Artikelherstellung durch Formgebung Eine Mischlinie in einem typischen Misch- werk zur Herstellung von Kautschuk- mischungen besteht aus einem Knet- aggregat, dem Innenmischer sowie zwei nachgeschalteten Walzwerken, eines zum Mischen, das zweite zum Ausformen. Daran schließt sich im Regelfall eine Batch-off-Anlage an, in der das Mischgut in Form von Endlosfell oder Endlosstreifen auf Raumtemperatur abgekühlt und in ei- nigen Fällen mit Trennmittel versehen wird, damit die Felle und Streifen während der Lagerung der Fertigmischungen nicht miteinander verkleben. Der Mischprozess im Innenmischer be- steht aus den folgenden vier Schritten: 1. Zerkleinerung des als Ballen zugeführ- und Vulkanisation ten Kautschuks 5 Nachheizen 6. Nachbearbeitung (Entgraten, Stechen, Waschen u. a.) 7. Endkontrolle Nicht immer werden alle Prozessschritte bis zum fertigen Artikel durchlaufen. So werden viele Kautschukmischungen nicht gestrainert und einige Formgebungs- verfahren benötigen keine spezielle Vor- form. Ein Nachheizen elastomerer Bau- teile ist nur bei bestimmten Mischungen und nicht unbedingt für alle Anwendungen erforderlich. Auch müssen nicht alle Artikel speziell nachbearbeitet werden. 7.2 MISCHUNGS- HERSTELLUNG Im Mischprozess werden alle Rohstoffe zu einer homogenen Kautschukmischung verarbeitet. 2. Einarbeitung von Füllstoffen und Weichmacher (Inkorporation) 3. Zerteilung der Füllstoffagglomerate (dispersives Mischen) 4. Verteilung der zerkleinerten Füllstoffe in der Kautschukmatrix (distributives Mischen) Zunächst wird der Rohkautschuk vorberei- tet, indem die Rohballen zerkleinert und durch die im Innenmischer auftretenden hohen Scherkräfte auf Temperatur ge- bracht werden. Die Viskosität des Kaut- schuks verringert sich, er wird fließfähig und kann so die weiteren Mischungsbe- standteile leichter aufnehmen. Als Nächstes erfolgt die Zugabe der Füll- stoffe und Weichmacher, die sogenannte Inkorporation. Das Gemenge ist zunächst sehr inhomogen und weist kaum Zusam- menhalt auf. Durch weiteres Mischen bildet sich nach und nach eine äußerlich homogene Masse. Dabei wird die Luft, die 126

127

7. Vom Rohstoff zum Fertigteil zwischen den Füllstoffpartikeln einge- schlossen ist, verdrängt und die Leer- räume auf den Oberflächen der Partikel füllen sich mit Kautschuk. Ist dieser Vorgang abgeschlossen, liegt dem äußeren Anschein nach bereits eine homogene Masse vor. Allerdings befinden sich zu diesem Zeitpunkt immer noch Füllstoffagglomerate im Mischgut. Diese werden durch das anschließende disper- sive Mischen aufgebrochen (zerteilt), so- dass ihr Volumen abnimmt und sich ihre Oberfläche vergrößert. Dies ist notwendig, um die Füllstoffe optimal mit dem Kaut- schuk zu benetzen; erst so entsteht im späteren Produkt die verstärkende Wirkung der Füllstoffe. Zu diesem Zeitpunkt werden meist auch die weiteren Bestandteile des Rezepts wie Alterungsschutzmittel, Pig- mente, Prozesshilfsmittel, Aktivatoren, Coagenzien und unter Umständen auch Vernetzerchemikalien zugemischt. Schlussendlich wird beim sogenannten distributiven Mischen die optimale Ver- teilung aller Rohstoffe in der Kautschuk- matrix erzielt. Erst jetzt entsteht eine vollständig homogene Kautschukmi- schung. Welche großen Anforderungen der ge- samte Mischprrozess zu erfüllen hat, zeigt ein Größenvergleich der einzelnen Polymerknäuel Ruß-Aggregat ZnO-Partikel (Ausschnitt) Proportionsmodell: Spaghetti Länge [nm] Durchmesser Partikel [nm] Länge [m] Durchmesser [m] 1.000 … 3.000 0,15 Kautschukmolekül 10 … 30 0,015 50 190 320 4 50 50 180 0,15 Polymerknäuel Ruß-Aggregat 330 Ruß-Aggregat N990 Weichmacher 5.000 5.000 ZnO 0,5 1,9 3,2 0,04 50 0,5 0,5 1,8 0,015 50 0,8 0,8 Schwefel/Beschleuniger 0,008 0,008 Abb. 28 Größe der Bestandteile einer Gummimischung im Vergleich 127 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

128

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik Bestandteile, die miteinander möglichst homogen vermischt werden müssen. In einem Proportionsmodell betrachtet, in dem Spaghetti die Polymermoleküle veranschaulichen, reichen die Größen- ordnungen von 8 mm bis hin zu 30 m (→ Abb. 28). Neben der gängigen Technologie des Mischens im Batchverfahren in Knetern (→ Abb. 29) und auf Mischwalzen kön- nen Kautschukmischungen auch in kon- tinuierlicher Arbeitsweise in Extruderpro- zessen hergestellt werden. Diese sind weniger verbreitet und finden wegen der längeren An- und Abfahrzeiten vor allem in Misch werken Verwendung, wo groß- volumige Mischungen mit nur wenigen Rezeptwechseln hergestellt werden. Abb. 29 Aufbau eines Innenmischers (hier mit tangierender Rotorgeometrie) 128 Den schematischen Aufbau eines Innen- mischers, auch Stempelkneter genannt, zeigt → Abb. 29: Herzstück ist die durch den Stempel und den Klappsattel ge- schlossene, temperierbare Mischkammer, in der zwei rotierende Knetschaufeln (Rotoren) die Mischleistung erbringen. Sie sind entweder tangierend (nebeneinan- der laufend mit Friktion) oder ineinander- greifend (gleichlaufend mit Überdeckung) ausgeführt. Die Mischkammer, die Rotoren sowie der Entleerungssattel sind temperiert, damit die durch die Scherkräfte in das Mischgut eingebrachte Wärme kontrolliert ab- geführt werden kann. Der Vorteil des ineinandergreifenden Rotorsystems liegt im höheren Energieeintrag in das Mischgut und damit im Vergleich zu tan- gierenden Systemen deutlich besserer disper siver Mischwirkung. Tangierende Innenmischer mischen schonender und bieten bei gleicher Baugröße mehr Misch- volumen. Durch den Einfüllschacht gelangen die vorverwogenen Rohstoffe in die Misch- kammer, die während des Mischvorgangs mit dem Stempel verschlossen wird und so das Mischgut unter Druck hält. Am Ende des Mischvorgangs wird am Boden der Mischkammer der Sattel geöffnet und das Mischgut fällt nach untem aus dem Kneter. Die Mischkammervolumen üblicher In- nenmischer reichen von 30 l bis zu Groß- knetern mit über 700 l. Mit diesen Knetern werden, je nach Dichte der Rohstoffe, Chargengewichte von 25 kg bis über 500 kg erreicht. Aufgrund der benötigten Misch- und Scherenergie sind hohe An- triebsleistungen erforderlich.

129

7. Vom Rohstoff zum Fertigteil Walzwerke werden im Regelfall als Folge- aggregate nach Innenmischern einge- setzt. Die Walzen eines Walzwerks werden mit unterschiedlichen Drehzahlen betrieben. Die hintere Walze läuft 10 bis 30 % schneller als die vordere Walze (Friktion), wodurch im Walzenspalt die für eine gute Mischwirkung erforderlichen Scherkräfte entstehen. Die Spaltbreite der Walzwerke ist verstellbar; die Zugabe von Mischungs- bestandteilen erfolgt bei großer Spalt- breite, zur anschließenden Homogenisie- rung wird der Spalt reduziert (→ Abb. 30). Auf dem ersten Walzwerk wird das Misch- gut, das vor allem bei hohen Füllstoffge- halten während des Mischvorgangs im Innenmischer Temperaturen von mehr als +140 °C erreichen kann, auf Tempera- turen unter +80 °C abgekühlt und im engen Walzenspalt nochmals homogenisiert. Temperaturempfindliche Rohstoffe wie Vernetzungschemikalien können prozess- sicher auf dem ersten Walzwerk einge- mischt werden. Das zweite Walzwerk dient im Wesentli- chen dem Nachmischen, der Ausformung und dem Übertrag auf die nachfolgende Batch-off-Anlage. Alternativ können Mischungen auch mehr- stufig hergestellt werden. Im ersten Schritt wird die Grundmischung ohne tempera- turempfindliche Chemikalien gefertigt und läuft nach Ablagerung noch einmal komplett über dieselbe Mischerlinie, wobei im zweiten Durchgang hitze empfindliche Rohstoffe wie Vernetzungschemikalien im Innenmischer eingemischt werden können. Bei Sicherheitsbauteilen oder filigranen Dichtungsformen wie Dichtlippen ist oft eine erhöhte Mischgüte notwendig. Daher ist eine nachgelagerte Homogenisierung über eine Mischwalze oder ein mehr- stufiges Mischverfahren für diese An- wendungen obligatorisch. Häufig werden Kautschukmischungen dieser Produkt- gruppen einem zusätzlichen Prozessschritt, dem Strainern, unterzogen. Über einen Extruder mit feinmaschigen Netzen wer- den die Mischungen unter hohem Druck Abb. 30 Illustration Mischwalze 129 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

130

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik gesiebt (gestrainert) und damit alle Par- tikel ab einer gewissen Größe wie nicht gescherte Mischungsbestandteile oder nicht zerteilte Überkorne sicher entfernt. Am Ende der Mischlinie werden entweder Mischungsfelle geschnitten, ein breites Endlosband abgelegt oder schmale Streifen geschnitten und ebenfalls endlos in Behäl- ter abgelegt. Zur weiteren Verarbeitung kann es notwen- dig sein, die Form der Kautschukmischung zu verändern, um beispielsweise die Form- gebungsmaschine kontinuierlich befüllen oder passgenaue Rohlinge in Formge- bungswerkzeuge einlegen zu können. Daher wird die Mischung häufig mit einem Extruder in Bahnen, Schnüre, Streifen oder Einzelrohlinge geformt. Dieser Schritt dient ausschließlich zur Vorformgebung und nicht zum Einmischen weiterer Rohstoffe. Sämtliche Schritte der Mischungsherstel- lung und -bereitstellung unterliegen der kontinuierlichen Qualitätsüberwachung. In einem zertifizierten Mischwerk werden alle Rohstoffe von zertifizierten Lieferanten bezogen. Zusätzlich zu den Herstellerzer- tifikaten der einzelnen Rohstoffchargen wird die Qualität der Rohstoffe im Rahmen der Wareneingangsprüfung stichproben- artig geprüft. Nach positivem Ergebnis erfolgt die Rohstofffreigabe. Die Mischprozesse sind durch Betriebs- rezeptvorgaben und exakte Mischanwei- sungen in Bezug auf Einwaagetoleranzen und Zugabezeitpunkt der Rohstoffe in den Kneter oder auf das Walzwerk genau festgelegt. Während der einzelnen Misch- phasen werden Prozessparameter wie Energieeintrag in die Kautschukmischung, Rotordrehzahl, Temperatur, Mischzeiten sowie Stempelbewegung und -druck er- fasst. Auch für die Walzwerke sind Prozess vorgaben definiert, so dass bis zum Ablassen der fertigen Mischungsbahnen in die Batch-off-Anlage eine Kontrolle sämtlicher Prozessschritte möglich ist. Werden von einer Kautschukmischung nur wenige Chargen produziert, wird jede Charge final kontrolliert; hierzu werden sowohl die rheologischen Eigenschaften als auch die Dichte und die mechanischen Werte (Härte, Zugfestigkeit, Bruchdeh- nung, Druckverformungsrest, ggf. weitere) bestimmt. Bei größeren Kampagnen kann der Prüfaufwand nach QS-Vorgabe durch Skip-lot-Stichprobenprüfungsver- fahren reduziert werden. Befinden sich sämtliche Messwerte innerhalb der vor- gegebenen Toleranzen, wird die Kaut- schukmischung zur Weiterverarbeitung im formgebenden Bereich freigegeben. 7.3 FORMGEBUNG UND VULKANISATION Elastomere Formteile werden in der Regel in Prozessen gefertigt, bei denen die Formgebung und die Vulkanisation der Kautschukmischung am selben Ort und zur selben Zeit erfolgen. Bei der Herstellung von endlos gefertigten Gummiprodukten wie Schläuchen und Profilen erfolgt die Formgebung hingegen räumlich und zeit- lich getrennt von der Vulkanisation. WAHL DES FORMGEBUNGSVERFAHRENS Zur Herstellung elastomerer Formteile stehen heute unterschiedliche Verfahren zur Verfügung. Die Wahl des technolo- gisch und wirtschaftlich geeignetsten Verfahrens erfolgt in Abhängigkeit von den folgenden Parametern: 130

131

7. Vom Rohstoff zum Fertigteil y Stückzahl y Dimensionen des Bauteils y Fließfähigkeit der Kautschukmischung y Bauteilgeometrie und -toleranzen Bei einer Wirtschaftlichkeitsbetrachtung spielen die Werkzeugkosten eine wichtige Rolle und müssen in einem vernünftigen Verhältnis zur angefragten Stückzahl liegen. Endbearbeitungszustand. Oft werden auf den Anfragezeichnungen gratfreie Formteile gefordert, was die vollständige Entfernung des Austriebs in einem zusätz- lichen Prozesschritt erfordert. Anwen- dungstechnisch ist dies oft nicht er- forderlich und kann im Einzelfall Kosten verursachen, die höher liegen als die gesamten Herstell- und Materialkosten des Formteils selbst. Ebenfalls wichtig bei der Kostenbetrach- tung ist die Ausführung des Formteils, vor allem die geforderten Toleranzen und der Sinnvoll ist die Zeichnungsangabe der zuläs- sigen Gratausdehnung, z. B. 0,3 × 0,5 mm (Größtmaß der Dicke und Länge des Grates). KLASSE M1 KLASSE M2 KLASSE M3 KLASSE M4 NENNMASS ÜBER BIS F ± C ± F ± C ± ZULÄSSIGE MASSABWEICHUNGEN IN mm 0,30 (* 0,50 (* 0,80 (* 1,50 1,50 Tab. 6 Zulässige Maßabweichungen für Formteile (DIN ISO 3302) (* – Werte nur nach Vereinbarung) 131 F ± 0,25 0,30 0,40 0,50 0,60 0,80 1,00 1,30 C ± 0,40 0,50 0,60 0,80 1,00 1,30 1,60 2,00 F ± 0,50 0,70 0,80 1,00 1,30 1,60 2,00 2,50 C ± 0,50 0,70 0,80 1,00 1,30 1,60 2,00 2,50 6,3 10 16 25 40 63 100 160 0,10 0,10 0,15 0,20 0,20 0,25 0,35 0,40 0,10 0,15 0,20 0,20 0,25 0,35 0,40 0,50 0,15 0,20 0,20 0,25 0,35 0,40 0,50 0,70 0,20 0,20 0,25 0,35 0,40 0,50 0,70 0,80 ZULÄSSIGE MASSABWEICHUNGEN IN % 0 6,3 10 16 25 40 63 100 160 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

132

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik Bei der Herstellung von Formteilen entste- hen Maßabweichungen durch Fertigungs- toleranzen bei der Werkzeugherstellung, durch das Verfahren zur Herstellung der Elastomermischung, den Formgebungs- vorgang und durch das Schwundverhalten der Elastomermischung während der Vul- kanisation. Die zulässigen Toleranzen für Gummi- formteile sind in DIN ISO 3302 beschrie- ben. Die nachstehende → Tab. 6 ist ein Auszug aus Teil 2 dieser Norm. Die Norm unterschiedet an das Werkzeug gebun- dene Maße (F) und an den Formschluss gebundene Maße (C). Verfahrensbedingt sind die an den Formschluss gebundenen Maße (C) größer toleriert als die an die Form gebundenen Maße (F). Ist in der Produktzeichnung keine Toleranz- klasse angegeben, gilt üblicherweise Klas- se M3 (mittlerer Genauigkeitsgrad). Eine Fertigung in Toleranzklassen mit höherem Genauigkeitsgrad ist nur dann sinnvoll, wenn dies für die Funktion des Bauteils unabdingbar ist. Zu enge Toleranzen ver- teuern das Produkt unnötig. EINFLUSS DER KAUTSCHUKMISCHUNG Nicht jede Kautschukmischung kann in jedem Verfahren verarbeitet werden. Oft müssen Rezepte angepasst werden, wenn von einem Formgebungsverfahren auf ein anderes gewechselt werden soll. Um das Verarbeitungsverhalten einer Kautschukmischung zu beurteilen, müssen ihr Fließvermögen und die Geschwindigkeit der Vulkanisation (Vernetzungskinetik) in Abhängigkeit von der Temperatur be- stimmt werden. Diese rheologischen Un- tersuchungen werden in geeigneten Rheometern durchgeführt, die auch zur ständigen Kontrolle der Werkstoffe ein- gesetzt werden – siehe auch → Abschnitt „5. Vernetzungschemie“, Abb. 21, Seite 116. Die Rheometerkurve zeigt bei einer fest- gelegten Temperatur die zeitliche Ände- rung des Drehmoments. Durch die Erwär- mung der kalt in das Werkzeug eingelegten Kautschukmischung beginnt diese an- fänglich zu fließen, das Drehmoment sinkt. Sobald die Vernetzungsreaktion beginnt, nimmt die Fließfähigkeit ab, die Viskosität der Mischung und damit auch das Dreh- moment steigen. Nach abgeschlossener Vulkanisation ändert sich das Drehmoment nicht mehr und erreicht einen stabilen Endwert. (→ Abb. 21, Seite 116.) Es ist die Aufgabe des Mischungs- entwicklers, durch die Einstellung der Mischungsviskosität, die Auswahl des Vernetzungssystems und den übrigen Mischungsaufbau das Fließ- und Vernet- zungsverhalten der Kautschukmischung auf das jeweilige Verarbeitungsverfahren abzustimmen. WERKZEUGKOMPETENZ Neben der Mischungszusammensetzung muss auch das Werkzeug auf den gewähl- ten Formgebungsprozess abgestimmt werden. Die richtige Auswahl der Werk- zeugstähle und die Herstellung und Wartung der Werkzeuge sind wichtige Voraussetzungen für einen erfolgreichen Werkzeugbau und eine optimale Elasto- merverarbeitung. Im Allgemeinen erfolgt die Werkzeugherstellung durch span- abhebende Bearbeitung wie Drehen, Fräsen und Bohren. Aber auch das Elektro erodieren ist als Bearbeitungs- verfahren bei vielen Werkzeugen heute im Einsatz. 132

133

7. Vom Rohstoff zum Fertigteil Die richtige Wahl der Stahlsorte und die richtige Oberflächenbehandlung der Form- gebungswerkzeuge sind von besonderer Bedeutung, da Kautschukmischungen mit- unter einen hohen Anteil an verschleiß- fördernden Füllstoffen enthalten und durch oxidierende Ausscheidungen bei der Vulkanisation Korrosion an den Werkzeug- stählen hervorrufen. Häufig werden Edelstähle mit mehr als 15 % Chrom als Hauptlegierungsbestandteil ver- wendet, die eine ausreichend hohe chemi- sche Beständigkeit aufweisen. Alternativ können die geschliffenen und polierten Werkzeugoberflächen durch nachträgliches Hartverchromen oder spezielle Beschich- tung hinreichend verschleißfest und korro- sionsbeständig ausgerüstet werden. Die Qualität der Werkzeuge und insbe- sondere ihrer Oberflächen muss ständig überwacht und durch vorbeugende War- tung und Reparaturen erhalten werden. Das einfachste Mittel dazu ist die Be ur- teilung der Oberflächengüte des Formteils selbst. Schon geringste Veränderungen der Werk zeugoberfläche werden optisch als Spiegel bild am Formteil sichtbar, häufig lange vor der Messbarkeit der maßlichen Veränderung. 7.4 FORMGEBUNGS- VERFAHREN IN DER ÜBERSICHT Die Formgebung von Kautschukmischun- gen erfolgt bei den diskontinuierlichen Verfahren in aller Regel gleichzeitig mit der chemischen Vernetzungsreaktion (Vulka- nisation). Formgebung und Vulkanisation finden in den meisten Fällen in geschlos- senen Werkzeugen (Kavitäten) statt. Die wichtigsten Formgebungsverfahren für technische Gummierzeugnisse sind: y Compression Molding (CM) y Transfer Molding (TM) y Injection Molding (IM; Heißkanal- und Kaltkanaltechnik) y Extrusionsverfahren; Roller-Head-Anlage COMPRESSION MOLDING Das Compression Molding (CM) gehört zu den ältesten Formgebungsverfahren in der Elastomerverarbeitung. Ein aus der Kaut- schukmischung vorgefertigter Rohling mit definiertem Gewicht wird in die geöffnete, auf Vulkanisationstemperatur vorgeheizte Werkzeugform gelegt und durch Schließen des Werkzeugs in einer Presse ausgeformt. Die geheizten Werkzeugplatten erwärmen den Rohling, welcher zu fließen beginnt und die Form ausfüllt, dabei entweichen Luft und überschüssiges Material aus der Trennebene des Werkzeugs. Nachdem der Fließvorgang abgeschlossen ist, beginnt die Kautschukmischung zu vulkanisieren. Das fertige Bauteil kann entformt werden, so- bald die Vulkanisation abgeschlossen ist. Der entlang der Trennebene der beiden Werkzeughälften entstandene Grat muss in einem nachgelagerten Prozessschritt entfernt werden. Abb. 31 Prinzip des Compression Mouldings – CM 133 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

134

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik Die Vorteile des Compression Moldings liegen in kostengünstigen Werkzeugen, wodurch auch kleinere Stückzahlen wirt- schaftlich produziert werden können. Die Effizienz kann durch Verwendung von Mehrfachkavitäten gegebenenfalls mit automatisierter Rohlingsbestückung ge- steigert werden. Das Professional-Molding-Verfahren ist aber auch für die Herstellung sehr großer Bauteildimensionen geeignet, beispiels- weise für Dichtungen von Windrädern. wendet, im Unterschied zum CM wird dieser in einer Transfereinheit platziert, die über kleine Kanäle mit dem eigentlichen Werkzeug verbunden ist. Beim Zufahren des Kolbens der Transfereinheit wird der Rohling verpresst und die Kautschuk- mischung über die Kanäle in die heiße, ge- schlossene Werkzeugkavität gespritzt, wo sie zu vulkanisieren beginnt. Das fertige Bauteil sowie das verbliebene Restmaterial im Transfertopf können entformt werden, sobald die Vulkanisation abgeschlossen ist. Nachteilig sind die im Vergleich zu den anderen Verfahren längeren Heizzeiten, da der Rohling von Umgebungstemperatur auf Werkzeugtemperatur (in der Regel +160 bis +180 °C) aufgeheizt werden muss. Dies kann je nach Größe des Rohlings mehrere Minuten dauern, weil Kautschuk- mischungen in aller Regel die Wärme nur schlecht leiten. TRANSFER MOLDING Das Transfer-Molding-Verfahren (TM) ist eine Weiterentwicklung des Compression Moldings. Auch hier wird ein Rohling ver- Abb. 32 Prinzip des Transfer Moldings – TM 134 Der Vorteil des Transfer Moldings ist, dass mit einem Rohling mehrere Kavitäten gleichzeitig gefüllt werden können und dass die Kautschukmischung durch die Kanäle besser verteilt wird, wodurch kompliziertere Bauformen möglich wer- den. Außerdem wird der Rohling bereits im Transfertopf aufgeheizt, was kürzere Schließzeiten zur Folge hat und die Grat- bildung am Bauteil verringert. Im Transfer Molding lassen sich deshalb mittel- bis hochpräzise Bauteile wirt- schaftlich herstellen. Sowohl durch ausvulkanisiertes Material in den Kanälen und in der Transfereinheit als auch durch Gratbildung am Bauteil entsteht Abfall, der entsorgt werden muss. Bauteile müssen in der Regel nach- bearbeitet werden. Die Anforderungen an die Kautschukmi- schung sind im Vergleich zum CM höher: Um durch die Kanäle gepresst werden zu können, muss die Kautschukmischung besser fließen, außerdem dürfen die früh- zeitige Wärmezufuhr und die längeren Fließwege nicht zu vorzeitiger Vulkanisa- tion führen.

135

7. Vom Rohstoff zum Fertigteil INJECTION MOLDING Beim Spritzgießverfahren oder Injection Molding (IM) wird die Kautschukmischung in Form von Endlosstreifen oder Rund- schnur in eine Plastifiziereinheit gefüttert, dort vorgewärmt und anschließend unter hohem Druck über heiße Verteilerkanäle in die heiße geschlossene Werkzeugkavi- tät gespritzt, wo die Kautschukmischung nach der kompletten Füllung der Form zu vulkanisieren beginnt. Bei dieser sogenannten Heißkanaltechnik wird nach Abschluss der Vulkanisation neben dem fertigen Bauteil auch das aus- vulkanisierte Restmaterial aus den Ver- teilerkanälen (Angüssen) entformt, vom Bauteil abgetrennt und entsorgt. Die Lage und die Anzahl der Anspritz- punkte können genau auf die Bauteilgeo- metrie und das Bauteilvolumen abge- stimmt werden; auch das Arbeiten mit Mehrfachkavitäten, die einzeln ange- spritzt werden können, ist üblich. D a die Kautschukmischung durch die be- heizbare Förderschnecke und die durch das Plastifizieren auftretende mechanische Arbeit bereits vorgewärmt wird, kann sie deutlich leichter durch die engen Ver teil er- kanäle fließen. Die erforderliche Vulkani- sationstemperatur wird so schneller erreicht und es können sehr kurze Schließzeiten realisiert werden, was das Injection Mol- ding-Verfahren zum schnellsten der drei Molding-Verfahren macht. Injection-Molding-Verfahren benötigen keine Rohlingskonfektion und sind voll automatisierbar. Ähnlich wie beim Transfer Molding müssen die Kautschukmischun- gen gut fließfähig sein; die Vorteile kurzer Zykluszeiten lassen sich vor allem mit Abb. 33 Prinzip des Injection Moldings – IM schnell vulkanisierenden Mischungen realisieren, was mitunter deren Lagersta- bilität begrenzt. Bei der Heißkanaltechnik müssen nach je- dem Zyklus die anfallenden Angüsse ent- fernt und entsorgt werden. Diese Art der Formgebung ist mit hohen In- vestitionskosten für Spritzgießmaschinen, Werkzeuge und Verteilerkanäle verbunden, weshalb Spritzgießverfahren vor allem bei hohen Stückzahlen wirtschaftlich sind. KALTKANALTECHNIK Beim Injection-Molding-Verfahren mit Kaltkanaltechnik wird die Verteilerplatte, in der sich die Kanäle befinden, vom heißen Werkzeug thermisch getrennt und kann in- dividuell temperiert werden. Damit vulka- nisiert die in den Kanälen verbleibende Kautschukmischung nicht aus und es ent- stehen keine Angüsse, die vom Bauteil ab- getrennt und entsorgt werden müssen. Neben diesem zusätzlichen Prozess- schritt kann so auch deutlich Material eingespart werden, was insbesondere bei teuren Kautschukmischungen zu einer deutlichen Kostenreduktion führen kann. 135 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

136

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik Abb. 34 Prinzip der Kaltkanaltechnik Das Injection-Molding-Verfahren mit Kaltkanaltechnik eignet sich besonders gut für die vollautomatisierte Formteil- herstellung, da beim Einsatz sogenannter Flashless-Werkzeuge nacharbeitsfreie Bauteile ohne Abfall realisiert werden können. Auch hier führen die hohen Invest- und Werkzeugkosten dazu, dass sich das Verfahren erst bei größeren Stückzahlen rechnet. VERFAHRENSWAHL Die Wirtschaftlichkeit der drei vorgestell- ten Formgebungsverfahren hängt vor allem von der Größe des zu fertigenden Bauteils und den geforderten Stück- zahlen ab. Mit zunehmender Stückzahl werden TM- und IM-Verfahren interessanter; bei großen Außendurchmessern ist CM auch bei größeren Stückzahlen oft am wirt- schaftlichsten (→ Abb. 35). l h a z k c ü S t TM Transfer Molding IM Injection Molding CM Compression Molding Außendurchmesser [mm] Abb. 35 Einfluss von Bauteilgröße und Stückzahl auf die Wirtschaftlichkeit der Formgebungsverfahren 136

137

7. Vom Rohstoff zum Fertigteil EXTRUSIONSVERFAHREN Extrusionsverfahren erlauben die kontinu- ierliche Herstellung endloser Bauteile wie Schläuche, Kabel, Profile oder Bahnenware. Die Kautschukmischung wird in den Ex- truder eingezogen und von der rotieren- den Schnecke kontinuierlich gefördert, dabei erwärmt und am Ende des Extru- ders durch eine Werkzeugdüse ausge- drückt. Dabei erfolgt die Formgebung des Profilquerschnitts. Neben Produkten wie Rundschnüren, Kabeln oder Schläuchen mit einfachen Querschnitten sind auch komplizierte Geometrien, wie sie in Dich- tungs- oder Hohlkammerprofilen zum Einsatz kommen, realisierbar (→ Abb. 37). Ein häufig auftretendes Phänomen bei der Extrusion von Polymeren, bei der zur Herstellung der gewünschten Proben- geometrie ein Polymerstrang durch eine Düse gepresst wird, ist die Strangaufwei- tung. Abhängig von der Kautschukmischung und den Prozessparametern sorgt sie für eine deutliche Vergrößerung des Durch- messers des Kautschukstranges nach dem Durchtreten durch die engen Öffnungen der Werkzeugdüse (→ Abb. 36). Grund dafür ist das viskoelastische Materialver- halten der Kautschukmischung, deren Polymermoleküle sich im Durchtritt durch die Werkzeugdüse deutlich verstre- cken und danach wieder in ihren energie- ärmeren Knäuelzustand zurückkehren. Beim Einfahren einer neuen Düsenscheibe ist in der Regel ein iterativer Anpassungs- prozess erforderlich, bis die gewünschte Zielkontur erreicht ist. Dem Extruder sind Anlagen nachgeschal- tet, die zur Vulkanisation des Extrudats dienen. Dabei erfolgt die Vernetzung der Kautschukmischung entweder kontinu- Abb. 36 Beispiele für Strangaufweitung ierlich oder diskontinuierlich. Bei der kon- tinuierlichen Fertigung wird mit Hilfe von Infrarotstrahlern (IR), Heißluftanlagen (HL) oder Mikrowellenanlagen (UHF), oft in Kombination, die zur Vulkanisation notwendige Wärme in die ausgeformte Kautschukmischung eingebracht. Alter- nativ kann das Extrudat auch durch ein heißes Salzbad geführt werden. In allen Verfahren wird das Material drucklos auf Temperatur gebracht und vernetzt. Die Kautschukmischung muss auf die drucklo- se Vulkanisation abgestimmt sein und darf keine Bestandteile beinhalten, die in der Hitze ausgasen oder gasförmige Bestand- teile bilden können, weil das Extrudat sonst aufschäumt und eine unregelmäßige Ober- fläche ausbildet. Wasser Dampf Einfüllöffnung Abb. 37 Extruder zur Herstellung von Dichtungsprofilen 137 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

138

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik Bei der diskontinuierlichen Fertigung er- folgt die Vernetzung im Autoklaven mit Wasserdampf. Durch den dabei auf das Material wirkenden Druck wird das Ausgasen flüchtiger Bestandteile und so- mit die Entstehung von Poren im Bauteil verhindert. Die Zusammensetzung der Kautschukmischung ist hier weniger kritisch. Die Wahl des passenden Fertigungsver- fahrens ist in erster Linie abhängig vom Material sowie von der Geometrie und Dicke des Querschnitts. So kann im Auto- klaven z. B. eine für die Anwendung er- forderliche Eigenkrümmung in das Profil einvulkanisiert werden, was in der konti- nuierlichen Fertigung nicht möglich ist. Unabhängig vom Fertigungsverfahren muss eine extrusionsfähige Kautschuk- mischung folgende Kriterien erfüllen: y reproduzierbare Strangaufweitung y Standfestigkeit: Die noch unvernetzte Mischung darf sich nach der Formge- bung nicht deformieren oder undefiniert „wegfließen“, sondern muss eine aus- reichende Formstabilität für die wei- teren Prozessschritte mitbringen y hinreichende Oberflächenqualität: sowohl nach der Extrusion als auch nach dem Vulkanisationprozess Sowohl die Strangaufweitung als auch Formänderungen bis zur vollständigen Vernetzung des Elastomers unterliegen gewissen Schwankungen und sind Gründe dafür, dass in der Extrusionsfertigung von Elastomerartikeln die bei den formgebun- denen Fertigungsprozessen üblichen Toleranzen nicht realisierbar sind. Ferti- gungstoleranzen für Extrudate sind in DIN EN ISO 3302-1 E1 bis E3 festgelegt. NENNMASS TOLERANZKLASSE [mm] [mm] ÜBER BIS E1* E2 E3 0 1,5 2,5 4,0 6,3 10 16 25 40 63 1,5 2,5 4,0 6,3 ±0,15 ±0,25 ±0,40 ±0,20 ±0,35 ±0,50 ±0,25 ±0,40 ±0,70 ±0,35 ±0,50 ±0,80 10,0 ±0,40 ±0,70 ±1,00 16 25 40 63 ±0,50 ±0,80 ±1,30 ±0,70 ±1,00 ±1,60 ±0,80 ±1,30 ±2,00 ±1,00 ±1,60 ±2,50 100 ±1,30 ±2,00 ±3,20 Tab. 7 Fertigungstoleranzen nach DIN EN ISO 3302-1 (* in Einzelfällen teilweise möglich) Der übliche Standard E2 liegt um ca. einen Faktor 3 höher als der übliche Standard M3 bei formgebundenen Prozessen, was bei der Produktauslegung entsprechend berücksichtigt werden muss (→ Tab. 7). Abweichungen von der Norm können vorkommen und müssen in Abhängigkeit von Material, Vulkanisationsprozess und Konturkomplexität geprüft werden. In der Dichtungstechnik verwendete Profile können als Meterware oder in konfektionierter Form (z. B. Dicht ringe, Profilstücke) ausgeliefert werden. 138

139

7. Vom Rohstoff zum Fertigteil Map-Marker-Exclamation Verbindungs- stellen müssen in der Anwendung berücksichtigt werden Bei der Konfektionierung wird aus der fer- tig vulkanisierten Meterware in weiteren Arbeitsschritten eine Dichtung hergestellt. Das häufigste Produkt ist ein geschlossener Dichtring, bei dem durch Kleben oder Stoßvulkanisieren eine Verbindungsstelle erzeugt wird. Diese Verbindungsstelle stellt aus technischer Sicht immer einen Bereich mit geringerer Qualität dar (Oberflächenqualität, Zugfestigkeit, Bruchdehnung), was in der späteren An- wendung berücksichtigt werden muss. Beim Kleben wird das Dichtungsprofil in der Regel schräg angeschnitten; das ver- größert die Klebefläche und führt zu einer höheren Belastbarkeit der Verbindungs- stelle. Die Wahl des Klebstoffs muss auf das Elastomer abgestimmt werden. Vor allem die Temperatur- und die Medienbe- ständigkeit, aber auch die Steifigkeit und Elastizität des Klebstoffs sollten mit de- nen des Elastomers vergleichbar sein. Beim Stoßvulkanisieren wird das Dich- tungsprofil in der Regel rechtwinklig an- geschnitten. Die zu verbindenden Enden werden in einem Vulkanisationswerk- zeug, das die Negativform des Dichtpro- fils abbildet, unter Druck und Tempera- tur verbunden. Bevor das Werkzeug schließt und die beiden Enden zusam- menpresst, wird eine dünne Folie der Elastomer-Rohmischung zwischen den Enden platziert, die den Formschluss der beiden Profilenden ermöglicht. Die so ge- schaffene Verbindungsstelle besitzt die- selbe Flexibilität und identische Medien- und Temperaturbeständigkeiten wie das Grundmaterial des Dichtungsprofils. Aus technischer Sicht ist das Stoßvulkanisieren daher die zu bevorzugende Lösung. ROLLERHEADANLAGE Daneben wird Flachmaterial aus Platten- und Bahnenware hergestellt. Dieses dient in der Dichtungstechnik in erster Li- nie als Halbzeug für die Weiterverarbei- tung zu Flachdichtungen und Membra- nen. Das Flachmaterial wird aus Presswerkzeugen als Einzelplatte oder in sogenannten Roller-Head-Anlagen konti- nuierlich als Bahnenware hergestellt. Hierbei fördert ein Extruder – ausge- rüstet mit Breitspritzkopf und Breit- schlitzdüse – die plastifizierte und auf- gewärmte Kautschukmischung in einen 2-Walzen-Kalander. Im Walzenspalt wird die Bahn auf eine definierte Dicke und Breite kalandriert und anschließend mit Hilfe eines Stahlbands umlaufend an eine rotierende Heizwalze gepresst und dabei kontinuierlich vulkanisiert. Extruder Zweiwalzenkalander Ablage Abb. 38 Prinzip einer Roller-Head-Anlage 139 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

140

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik Anschließend werden die Ränder be- schnitten, die Oberfläche ggf. gepudert und die Bahnen aufgerollt oder zu Streifen oder Einzelplatten geschnitten. Bei der Herstellung von Bahnenware kann zudem eine zweite Komponente (z. B. PTFE-Folie als Permeationssperre, Gewebe zur mechanischen Verstärkung) in die Anlage eingezogen und während der Vulkanisation mit dem Elastomer chemisch verbunden werden. Durch trennende Nachbearbeitung (z. B. Stanzen, Bohren, Plotten, Schneiden, Laser- oder Wasserstrahlschneiden) wird das Flachmaterial zu Flachdichtungen kon- fektioniert. (PRESS)SINTERN VON PTFE Sintern ist im Allgemeinen ein Verfahren, bei dem pulverförmige oder körnige Aus- gangsmaterialien vermischt und durch Zusammenpressen meist unter Tempe- ratur und Druck „zusammengebacken“ werden. Dabei gibt es Verfahren, bei denen zunächst Agglomerate in eine Form ge- presst und unter hohem Druck und hoher Temperatur werden. Auch gibt es Ver- fahren, bei denen drucklos gearbeitet werden kann. Auch wenn Sinterprozesse letztlich auf einem (An-)Schmelzen fester Partikel be- ruhen, grenzt sich das Verfahren von den Gießprozessen dadurch ab, dass bei letz- teren das gesamte Bauteil aus einer Schmelze geformt wird. Sinterprozesse sind in der Keramikfertigung und in der Metallurgie weit verbreitet, werden aber auch in der Fertigung von Halbzeugen aus nichtschmelzbaren Kunststoffen wie ultrahochmolekularem Polyethylen (UHMPE) und Polytetrafluor- ethylen (PTFE) eingesetzt. Press- und Sintertechnologien ermöglichen die Her- stellung geometrisch einfacher Halb- zeugformen wie Vollstäbe, Hohlstäbe und Platten. PTFE ist wegen seines hohen Molekular- gewichts und der damit einhergehenden hohen Schmelzviskosität nicht in typischen thermoplastischen Verarbeitungsver fahren wie Spritzgießen oder Blasformen verarbeit- bar, obwohl es sich um einen Vertreter der Werkstoffklasse der Thermo plaste handelt. Im Schmelzbereich von ca. +340 °C besitzt PTFE noch eine feste, gelartige Konsistenz. Daher wird hier das Press-Sinter-Verfahren zur Formgebung eingesetzt (→ Abb. 26). Die Herstellung von Formteilen aus PTFE erfolgt in mehreren Schritten: 1. der PTFE-Compound wird vorgemischt und in die Form gefüllt 2. der PTFE-Compound wird bei spezifi- schen Drücken > 250 bar zum Grünling verpresst 3. der Grünling wird bei Temperaturen > +360 °C zum Halbzeug gesintert 4. das Halbzeug wird nach vollständiger Abkühlung mechanisch weiterver- arbeitet Zur Verbesserung bestimmter Eigenschaf- ten werden den PTFE-Pulvern vor dem Sintern Füllstoffe zugesetzt, die die Härte des Materials erhöhen, seine Verschleiß- festigkeit verbessern und die Neigung zum Kaltfluss reduzieren. Gebräuchlich sind an- organische Füllstoffe wie Glas, Kohle, Gra- phit, Bronze, Molybdänsulfid und Keramik- pulver. Auch werden pulverförmige, hochschmelzende Thermoplaste wie Poly- etheretherketon (PEEK) verwendet. 140

141

7. Vom Rohstoff zum Fertigteil Werkzeug geöffnet Werkzeug füllen Werkzeug schließen Werkzeug geöffnet – und pressen Grünling entformt Abb. 39 Herstellung von Hohlzylindern durch Press-Sintern Der PTFE-Compound wird bei Pressdrücken zwischen 250 und 700 bar mechanisch ver- dichtet. Die Weiterverarbeitung dieser Rohlinge, „Grünlinge“ genannt, erfolgt anschließend in speziellen Sinteröfen. Hier wird der Grünling in definierten Sinterzyklen, die abhängig von der PTFE- Type, den Füllstoffen sowie von den Wandstärken gewählt werden, zu einem homogenen Gefüge gesintert. Die übli- che Sintertemperatur liegt zwischen +360 °C und +380 °C. D a die einzelnen PTFE Partikel nicht aufschmelzen, verblei- ben Poren im fertigen Produkt. Durch die Auswahl des eingesetzten Ausgangs- materials, seiner Korngröße sowie der Prozessparameter kann die Porengröße sehr genau eingestellt werden. Das Pressteil muss nach dem Sintern unter definierten Bedingungen langsam abgekühlt werden. Mit Erreichen der Kristallisationstemperatur schrumpfen die Pressteile stark und können mitunter große Spannungen aufbauen, die bei zu schneller Abkühlung zu Rissen führen können. Nach dem vollständigen Abkühlen der Halbzeuge werden aus diesen in spanab- hebenden Verfahren wie Drehen, Bohren oder Fräsen oder durch Abschälen zu Folien und Ausstanzen die endgültigen Teilegeometrien gefertigt. Im Folgenden sind die gängigsten Verar- beitungstechnologien aufgeführt: y manuelles PressSinterVerfahren zur Herstellung von Halbzeugen (→ Abb. 39) y RamExtrusion zur Herstellung von endlosen Stäben und Rohren (→ Abb. 40) y Tablettierverfahren – vollauto mat- isiertes Press-Sinter-Verfahren zur Her- stellung komplexer Formteile mit oder ohne mechanische Nachbe arbeitung y automatisches PressSinterVerfahren zur Herstellung von dünnwandigen Hohlzylindern Bei der Ram-Extrusion wird der riesel- fähige PTFE-Compound mittels eines Pressstempels (Ram) schubweise in den formgebenden Extrusionszylinder ver- dichtet. Der Stempel wird nach einer gewissen Zeit angehoben und neues Pulver in den Zylinder dosiert. 141 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

142

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik Verschiedene Heizzonen entlang des Ram-Extrusionswerkzeugs sorgen dafür, dass die einzelnen Dosier chargen zu ei- nem kontinuierlichen Extrudat zusam- mensintern. Mit Hilfe der Ram-Extrusion werden stangenförmige Halbzeuge (Voll- stäbe, Hohlstäbe, Schläuche) quasi-kon- tinuierlich hergestellt. 7.5 KUNSTSTOFF- VERARBEITUNG Thermoplaste und thermoplastische Elastomere wie z. B. thermoplastisches Polyurethan können ebenfalls mit einer Vielzahl verschiedener Verfahren zu Bau- teilen ausgeformt werden. Das klassische Kunststoffspritzgießen ist neben der Ex- trusion sicher am weitesten verbreitet. Im Unterschied zum Injection Molding von Kautschukmischungen beinhaltet das Spritzgießen thermoplastischer Ma- terialien keinen zusätzlichen Vulkanisati- onsschritt. Die Hauptunterschiede beider IM-Verfahren liegen in der Art der Zufüh- rung der Werkstoffe, in der Temperatur- führung sowie in den Anforderungen an die Werkzeuge (→ Abb. 41). Anders als beim Kautschukspritzgießen wird beim Thermoplastspritzgießen die über den Glas- oder Schmelzpunkt hinaus aufgeheizte Polymerschmelze in das kalte Werkzeug gespritzt, aus dem nach vollständiger Erstarrung oder Kris- tallisation das Bauteil entformt werden kann. Füllstellung p Kühlung PTFE-Granulat Extrusionswerkzeug beheizt (ca. +380 °C) Pressstellung p Abb. 40 Prinzip der Ram-Extrusion 142

143

7. Vom Rohstoff zum Fertigteil Schnur oder Streifen & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A +160 °C … +190 °C +60 °C … +80 °C Elastomer → lange Zykluszeit → Vulkanisation Thermoplast → kurze Zykluszeit → physikalische Erstarrung oder Kristallisation +30 °C … +70 °C +170 °C … +350 °C Granulat recyclierbar Abb. 41 Vergleich Kautschuk- und Thermoplastspritzgießen Thermoplast- und TPE-Schmelzen sind in aller Regel deutlich dünnflüssiger als er- wärmte Kautschukmischungen – deshalb müssen Werkzeuge für das Thermoplast- Spritzgießen mit deutlich höherer Präzi- sion gefertigt werden. Für weitere Details wird an dieser Stelle auf die einschlägige Literatur verwiesen. 143 R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

144

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik 8. PRÜFMETHODEN Material- prüfungen Elastomere müssen in ihren Anwendungen verschiedensten Beanspruchungen genü- gen. Dabei sind unterschiedlichste Eigen- schaften wie z. B. Festigkeit, Setzverhalten, Abrieb, Permeation oder Beständigkeit gegen Medien gefordert, die nur im Zu- sammenspiel die komplexen Situationen der realen Einsatzfälle abbilden können. Für den Anwender müssen also Möglich- keiten geschaffen werden, diese Eigen- schaften neutral, reproduzierbar und ein- deutig zu bewerten. Aus diesem Grund werden Prüfmethoden und Testverfahren entwickelt, genormt und finden in qualifi- zierten Laboren wie denen der Freudenberg Gruppe ihre Anwendung (siehe auch → Kapitel „Services“, Seite 7). Die Freuden- berg Labore werden regelmäßig zertifiziert oder akkreditiert, um dem eigenen hohen Standard gerecht zu werden. Das nach- folgende Kapitel soll den Leser in die gän- gigsten Prüfmethoden einführen und einen Überblick über die Testverfahren geben. Die Nutzung der Prüfmethoden geht da- bei über die reine Beschreibung der Anfor- derungen bei der Anwendung der Dich- tungsprodukte hinaus. Sie beginnt schon mit der Rohstoffkontrolle bzw. Material- entwicklung und erstreckt sich über die Verarbeitungsphase der Compounds, die Vulkanisation bis hin zur Schadensanalyse im Falle einer Beanstandung (→ Abb. 42). Die verschiedenen Prüfverfahren lassen sich in Gruppen einteilen, die ihren Zweck und Hintergrund beschreiben. Das Schau- bild → Abb. 43 zeigt eine Auswahl der ver- wendeten Methoden ordnet sie aufgrund der übergeordneten Effekte. PRÜFUNGEN VON ELASTOMEREN Entwicklung: Rezeptentwicklung Prüfkörperherstellung Freigabe Materialprüfung Produktion: Mischprozess Verarbeitungsprozess Freigabe Prüfung: Rohmischung Vulkanisat Materialprüfung Fertigteilprüfung Schadensanalyse: Materialprüfung Fertigteilprüfung Abb. 42 Prüfungen von Elastomeren 144

145

8. Prüfmethoden VERARBEITUNGSKENNWERTE STATISCH-MECHANISCHE EIGENSCHAFTEN DYNAMISCH-MECHANISCHE EIGENSCHAFTEN Vernetzungskinetik Fließverhalten Chargenvarianz Dichte Härte Spannung/Dehnung (Zugversuch) Weiterreißeigenschaft DVR Volumenänderung Frequenzverhalten Temperatur-Frequenz- Überlagerung Ermüdungsprüfung Tg-Bestimmung BESTÄNDIGKEITEN KALORISCHE EIGENSCHAFTEN ELEKTRISCHE EIGENSCHAFTEN Einlagerungen • Medien • Ozon • Licht Relaxation Chemolumineszenz Wärmekapazität (DSC) Wärmeleitfähigkeit Wärmedehnung Oberflächen- und Durchgangswiderstände Durchschlagsfestigkeiten DIFFUSIONS EIGENSCHAFTEN TRIBOLOGISCHE EIGENSCHAFTEN Gas- und Flüssigkeits- permeation Leckagemessungen Porenverteilung Haft- und Gleitreibungs- koeffizient Verschleißmessungen geschwindigkeits-, druck-, und medienabhänige Tribologiestudien Abb. 43 Prüffelder bei Gummi KENNWERTE ZUR VERARBEITUNG Dichte Die Dichte gehört zu den grundlegendsten Größen und wird anhand der Prüfvorschrift der Norm DIN EN ISO 1183 bestimmt. Der individuelle Aufbau jeder Roh mischung aus unterschiedlichen Grundmaterialien eröffnet eine gute Möglichkeit der Unter- scheidung von Materialien anhand der Dichte. Die Dichte von Elastomermaterialien ist weitestgehend unabhängig vom ge- wählten Messverfahren und kann als spezifisch angesehen werden. Man spricht von einer sogenannten „Fingerabdruck- Methode“. Materialverwechslungen können in der Regel anhand einer Dichtemessung aufgeklärt werden. Dichte: p = m  V 145 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

146

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik Drehmomenterfassung bei jeder Schwingung Oszillation mit variabler Frequenz und Amplitude Abb. 44 Schematischer Aufbau einer Vulkametermesszelle Vernetzungskinetik Die Geschwindigkeit, mit der die Roh- mischung im heißen Werkzeug durch Ver- netzung zum Elastomer wird, ist unter technischen und wirtschaftlichen Ge- sichtspunkten von Bedeutung. Zum ein ist die Rohmischung nach Beginn der Vernetzung nicht mehr fließfähig, muss also die Kavität des Herstellungswerk- ] m N [ t n e m o m h e r D 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Abb. 45 Rheometerkurve 146 zeugs plastisch abgebildet haben, zum anderen sollte das Elastomerprodukt nicht länger als notwendig im späteren Werkzeug verbleiben, um z. B. Reversions- effekte zu vermeiden und wirtschaftliches Arbeiten zu ermöglichen. Die Vulkameter- prüfung bietet die beste Möglichkeit, um den Vernetzungsprozess zu beschreiben. Dabei wird ein festgelegtes Volumen der Rohmischung zwischen zwei oszillierende und auf Vernetzungstemperatur erwärm- te, strukturierte Kammerhälften einge- bracht. Messgröße ist das zeitabhängige Drehmoment, das benötigt wird, um die Oszillationsbewegung auszuführen. Mit zunehmendem Vernetzungsgrad steigt das Drehmoment solange, bis der Vernetzungsprozess abgeschlossen ist. Der Verlauf der Vulkanisation kann direkt abgelesen werden. Durch Variation der Temperatur kann die mischungsabhängige Vernetzungskinetik ermittelt und auf den Fertigungsprozess übertragen werden. +190 °C +180 °C +170 °C Zeit [min]

147

8. Prüfmethoden 1ste Newtonsche Region ] s a P [ t ä t i s o k s V i 1.000.000 100.000 10.000 1.000 100 10 Scherverdünnender Bereich Stick-Slip Bereich mit möglichem Wandgleiten 1 1E-03 Abb. 46 Scherrate 1E-02 1E-01 1E+00 1E+01 1E+02 1E+03 1E+04 1E+05 1E+06 1E+07 1E+08 1E+09 Scherrate [1/s] Fließverhalten Moderne Spritzgießverfahren erfordern genaue Kenntnisse des Verhaltens der Rohmischung während des Injektionsvor- gangs. Scherverdünnung, Wandgleiten, Strangquellung und Schmelzebruch sind dabei nur einige der Phänomene, die materialabhängig beschrieben werden sollten. Beispielhaft soll hier die Viskosität genannt werden, die bei Kautschuken über der Scherrate (Geschwindigkeit bei gleichem Kanalquerschnitt) deutlich ab- nimmt. Die Hochdruckkapilarrheometrie liefert hierzu zuverlässige Messwerte, die zur Auslegung der Vulkanisationswerk- zeuge bzw. der Fließkanäle derselben be- nötigt werden (→ Abb. 46). Allerdings wäre die Messtechnik allein nicht in der Lage, das Fließverhalten ausreichend zu be- schreiben. Nur in Kombination mit Simula- tionsverfahren können die erzeugten Messwerte dazu beitragen, die Werkzeug- auslegung mit geringen Nachbesserungen zum Ziel zu führen. Auf dieses Zusammen- spiel zwischen geeigneter Prüfmethode, er- mittelten Kennwerten und dazu passenden Simulationstools werden wir an anderer Stelle in diesem Kapitel nochmals eingehen. Praxisnahe Kombination aus Vulkani sation und Fließverhalten Im fertigungsnahen Einsatz hat es sich be- währt, eine Methode zu verwenden, die eine Schnittmenge aus den beiden zuvor beschriebenen Methoden bildet. Mit der Messmethode „Rheovulkameter“ lassen 147 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

148

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik sich zwar keine exakten Kennwerte zu Viskositäten oder Reaktionszeiten bei der Vulkanisation ermitteln, aber vergleichen- de Prüfungen zwischen verschiedenen Compounds oder im Falle einer Mischungs- entwicklung der Einfluss einzelner Be- standteile auf das Fließverhalten lassen sich sehr schnell und aussagefähig durch- führen. Dabei wird eine exakte Menge Roh mischung durch eine Kapillare in ein definiertes Test- werkzeug gedrückt. Der Füllgrad des Werk- zeugs ist, bei konstant gehaltenen Prüf- parametern, dabei der Indikator für die Güte des Verarbeitungsprozesses in Gänze. Parameter für Simulationen lassen sich hierbei keine be stimmen. STATISCHMECHANISCHE EIGENSCHAFTEN Härteprüfung Eine der grundlegendsten mechanischen Prüfungen ist die sogenannte Härte- prüfung. Es ist eine einfache, schnell Abb. 47 Rheovulkameter: Prüfgeräteaufbau und Werkzeug- einsatz 148 durchzuführende und damit günstige Methode. Prinzipiell versteht man unter dem Begriff „Härte“ den Widerstand eines Körpers (Materials) gegen das Eindringen eines härteren Körpers (Indentor) unter definierter Kraft. Bei Metallen entsteht dabei ein plastischer Eindruck, der nach Entfernen der Kraft vermessen werden muss, um den Härtewert zu bestimmen. D a Elastomere sich nach dem Verformen durch den Eindringkörper elastisch rück- stellen, wird hier die Eindringtiefe wäh- rend der Krafteinwirkung gemessen. (Bei Kunststoffen werden je nach Typ beide Methoden benutzt.) Bei Elastomeren folgt die Prüfung prinzipiell zwei ver- schiedenen Verfahren. Zum einen dem Aufbringen einer konstanten Gewichts- kraft (IRHD) oder der Verformung durch eine definierte Federkraft (Shore). Die Härtezahlen stellen aus der Eindring tiefe abgeleitete Einheiten dar und umfassen einen Bereich von 0 bis 100 Härtegraden. Die Messwerte sind von den viskoelasti- schen Eigenschaften, insbesondere von der Steifigkeit bzw. dem Spannungswert abhängig. Die einzelnen Härteprüfungen unter- scheiden sich nach der geometrischen Form der Eindringkörper (Kegel, Kegel- stumpf oder Kugel), Größe und Art der Belastung sowie weiteren Parametern bei der Prüfung (Messdauer, Auflage- fläche, Dicke des Probekörpers, Abstand zum Rand des Probekörpers usw.). Die örtliche Verformung des Werkstoffes setzt sich dabei zu unter schiedlichen Teilen aus Druck-, Zug-, und Schubverfor- mungen zusammen. Die Bestimmung der Härte ist somit von den viskoelastischen Eigenschaften der Materialien abhängig. → Abb. 48 zeigt einen Überblick über die meist verwendeten Verfahren.

149

Shore A (DIN 53505) IRHD Teilbereich weich (DIN 53519) IRHD Teilbereich normal (DIN 53519) Shore D (DIN 53505) Kugeldruckhärte (DIN 53456) 10 10 90 40 35 98 30 90 1,0 48 Abb. 48 Überblick über die gängigen Härteprüfverfahren für Gummi und TPE weicher härter Härte Zwischen den einzelnen Methoden be- steht keine lineare Korrelation und eine Umrechnung von z. B. Shore A in IRHD ist nicht möglich. Erfahrungswerte zeigen, dass bei weichen, hochelastischen Mischungen die Shore-A- und IRHD-Normal-Messwerte fast übereinstimmen, bei Materialien mit höheren Härten es bei der IRHD-Messung im Vergleich zu höheren Messwerten kommt. Prinzipiell werden die Härteprüfungen an aus sog. Prüfplatten ausgearbeiteten Probe körper (Geometrie bestimmt die Norm) durchgeführt. Kleine Restproben oder Fertigteile können mit der Mikrohärte- Prüfung bestimmt werden. Die Mess- genauigkeit nimmt dabei jedoch ab. Mögliche Fehler sind: y zu geringe Probendicke → führt zu hö- heren Messwerten (normativ vorge- gebene Dicke: 6 mm). Das Gleiche gilt für zu starken Anpressdruck y Messungen zu dicht am Rand, z. B. bei zu kleinen Formteilen → zu niedrige Werte y unebene Prüfkörper; die Probe und das Messgerät sind immer parallel zu halten Normen: y ISO 48: IRHD (Verfahren M beschreibt die Prüfung der Mikrohärte mit deulich kleinerem Indetor (Halbugel 0,4 mm) y ISO 868: Ersatz für DIN 53505: Shore Härte Anwendungsgebiete der Härteprüfung sind: Chargenkontrolle, Untervernetzung, Materialverwechslung, Verhärtung oder Erweichung des Werkstoffes aufgrund von Alterung und Materialhomogenität. Härtemessungen und -angaben sind Regel mit einer Schwankungsbreite von ±3 Härte- punkten systemseitig bedingt. In dieser Angabe sind noch keine Materialschwan- kungen berücksichtigt. 8. Prüfmethoden 149 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

150

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik Zugfestigkeit ] a P M [ g n u n n a p S 30 25 20 15 10 5 0 Spannwert bei 300 % Bruchdehnung 200 mm/min 0 100 200 300 400 500 600 700 Dehnung [%] Abb. 49 Spannungs-Dehnungs-Diagramm g n u n n a p S Stahl g n u n n a p S Hohe Verformungs- geschwindigkeit Niedrige Verformungs- geschwindigkeit Thermoplast Elastomer Pseudo-statisches Verhalten Dehnung Dehnung Abb. 50 Spannungs-Dehnungs-Diagramm. Links: Vergleich von Stahl, Thermoplast, Elastomer. Rechts: Verhalten von Elastomeren bei unterschiedlichen Verformungsgeschwindigkeiten. 150

151

8. Prüfmethoden Zugversuche Nach der Härteprüfung ist der Zugversuch die am weitesten verbreitete Prüfmethode für Elastomere. Definierte Probekörper in Stab oder Ringform werden in geeignete Klemm- oder Haltevorrichtungen einge- spannt und mit gleichbleibender Ge- schwindigkeit bis zum Zerreißen gedehnt. Die Geschwindigkeit ist dabei gering und gleichbleibend, man spricht vom quasi- statischen Kennwert (→ Abb. 49). Die primären Messgrößen sind die Kraft, die zur Dehnung benötigt wird, und der Weg bzw. die Strecke, die dabei zurück- gelegt wird. Daraus werden die Größen Spannung (aus Probekörpergeometrie und Kraft) sowie relative Dehnung (aus Probekörpergeometrie und Weg) ermittelt und im Spannungs-Dehnungs-Diagramm dargestellt. Der Verlauf der Spannung über die Deh- nung ist bei Elastomeren nichtlinear, da- her kann kein E-Modul ermittelt werden. Eine zuverlässige Größe ist stattdessen der Spannungswert, ermittelt bei einer festen Dehnung (z. B. 50, 100, 200 % usw.). Dieser Wert wird bei Elastomeren auch als Modul bezeichnet z. B. Modul 100 (Spannungswert bei 100 % Dehnung). Er gibt die „Steifigkeit“des Materials bei der entsprechenden Dehnung wieder und korreliert in Grenzen mit der Härte (→ Abb. 50) Bei allen ermittelten Größen handelt es sich um Kennwerte und nicht um Stoffkonstanten. Sie sind damit von den Prüfbedingungen, z. B. Probekörper- geometrie und Abzugsgeschwindigkeit, abhängig. Zugversuche werden standardmäßig an virginen Proben durchgeführt, d. h. der Probekörper hat zuvor keine Belastung er- fahren. Damit wird der Effekt der Span- nungserweichung (Mullins-Effekt), der bei der späteren Anwendung von Produkten auftreten kann, ausgeschlossen. Elasto- mere sind als isotrop anzusehen, somit sind ihre Eigenschaften bei idealer Her- stellung richtungsunabhängig. Durch den Herstellungsprozess der Prüfkörper, bzw. deren Entnahme aus Fertigteilen kann es aber zur Orientierung der Polymerketten kommen. Diese Effekte müssen bei der Prüfung beachtet werden. Die Zug- eigenschaften sind von Temperatur und Feuchte abhängig und damit im Normkli- ma zu prüfen. Anwendungsgebiete sind die Ermittlung statischer Festigkeitswerte, Qualitäts- und Chargenkontrollen sowie die Prüfung der Beeinträchtigung der Elastomere durch Einflüsse beim Gebrauch, z. B. Betriebs- medien, Licht, Wärme und Sauerstoff. Bei der Verwendung der ermittelten Größen zur Bauteilauslegung kann auf den genormten Zugversuch kaum zurückge- griffen werden, da Effekte wie Änderung der Entropie mit der Temperatur, Span- nungserweichung, dynamische Verhär- tung und Geometrieeinflüsse keine Be- rücksichtigung finden. A C D B Abb. 51 Schulterstab nach der ISO 37 (Ausgabe 12-2011) 151 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

152

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik MASSE [mm] Gesamtlänge A Breite der Köpfe B Länge des Stegs C SCHULTERSTAB TYPE 1 TYPE 1A TYPE 2 TYPE 3 TYPE 4 115 25 ± 1 33 ± 2 100 25 ± 1 21 ± 1 75 50 35 12,5 ± 1 8,5 ± 0,5 6 ± 0,5 25 ± 1 4 ± 0,1 2 ± 0,2 16 ± 1 12 ± 0,5 4 ± 0,1 2 ± 0,2 2 ± 0,1 1 ± 0,1 Breite des Stegs D 6,2 ± 0,2 5 ± 0,1 Dicke des Schulterstabes 2 ± 0,2 2 ± 0,2 Anfangsmesslänge 25 ± 0,5 20 ± 0,5 20 ± 0,5 10 ± 0,5 10 ± 0,5 Tab. 8 Maße der Schulterstäbe nach ISO 37 (Ausgabe 12-2011) Die Versuche werden je nach Norm (z. B. DIN 53504 oder ISO 37) mit Prüfstäben oder Ringen durchgeführt, die aus einer Prüfplatte ausgearbeitet werden. Dabei ist die Richtung der Entnahme gleich zu halten. Die Herstellung des Rohlings der Prüfplatte kann zur anisotropen Beein- flussung des eigentlich isotropen Elasto- mers führen. Normen sind hier z. B. die DIN 53504 und die ISO 37. Auf Klimatisierung der Proben ist zu achten (→ Abb. 51 und → Tab. 8). Elastomere reagieren sensibel auf Ände- rung der Temperatur wie ggf. auch der Feuchte. Die DIN 53504 schreibt für S2, S3 und S3A eine Vorschubgeschwindig- keit von 200 mm/min vor. Größere Stäbe (S1 und S1A) werden mit einer höheren Ge- schwindigkeit von 500 mm/min geprüft. DRUCKVERFORMUNGSREST Gilt es die Eignung eines Elastomeres als Dichtungsmaterial zu bewerten, kommt der Prüfung des Druckverformungsrestes (Com- pression Set) eine zentrale Bedeutung zu. Er beschreibt das viskoelastische Verhalten von Elastomeren unter dauernder Druckbean- spruchung und konstanter Verformung. Dabei ist die ISO 815 ist eine der meistver- wendeten Prüfnormen. Ein zylindrischer Probekörper bestimmter Höhe (h0) wird um einen prozentualen Anteil seiner Höhe verpresst (Standard: 25 %). Harte Werkstoffe werden geringer gestaucht. In diesem Zustand erfährt der Probekörper eine Beanspruchung unter erhöhter/ erniedrigter Temperatur. Zeitdauer und Temperaturniveau werden dabei durch die jeweilige Vorgabe geregelt oder ergeben sich aus der Fragestellung, die beantwortet werden soll (z. B. Einsatztemperatur). Nach der Temperaturlagerung wird der Probekörper wieder entspannt, ausgelagert und seine neue Höhe vermessen. Aus An- fangshöhe, verpresster Höhe und Höhe 152

153

Anlieferung Deformation bei konstanter Temperatur h0 F F hs Erholung nach Deformation Berechnung des Druckverformungsrests C h1 C = h0-h1 h0-hs · 100 % Abb. 52 Berechnung des Druckverformungsrests nach Auslagerung kann die prozentuale Rückstellung ermittelt werden. Wenn sich der Probekörper wieder fast vollständig er- holt hat, d. h. seine Höhe nach Lagerung fast dem Startwert entspricht, ist seine Restverformung und damit auch der Druck- verformungsrest gering. Bleibt der Probe- körper nach Lagerung deformiert, d. h. entspricht seine Höhe fast der Höhe im verpressten Zustand, ist der Druckverfor- mungsrest hoch. Der angegebene Zahlen- wert ist ein prozentualer Ausdruck der Restverformung (→ Abb. 52). Je nach Vorschrift wird der Körper vor oder nach dem Abkühlen aus der Vorrich- tung entnommen und erneut die Höhe (hs) gemessen. Über die nachfolgende Formel wird im Anschluss der Druckver- formungsrest ermittelt. Neben einer Aussage über Dichtverhalten/ Alterung unter Einsatzbedingungen durch Verwendung langer Prüfzeiten kann der Druckverformungsrest (DVR) bei kurzen Prüfzeiten auch eine Aussage zum Vulka- nisationszustand liefern. Bei Prüftempe- raturen nahe dem Glasübergang oder Kristallisationspunkten ist eine Aussage zur Eignung des Materials zur statischen Abdichtung möglich. TEMPERATURFREQUENZVERHALTEN Elastomere sind entropieelastische Werk- stoffe. Maßgeblich für diese Eigenschaft ist die Möglichkeit der Makromolekühle, bei Gummi oft auch Ketten genannt, sich zu bewegen. Ihre Elastizität beruht auf dem Streben dieser Polymerketten, sich immer wieder in einen „geknäulten“ Zustand (ähnlich eines Wollknäuels) zu bringen und steigt mit zunehmender Temperatur. Entzieht man diesem System Energie, z. B. durch Senken der Temperatur, wird die Be- wegung der Polymerketten eingeschränkt bzw. ganz eingefroren (→ Abb. 53). In die- sem Zustand ist aus dem elastischen, dehnbaren Material ein starrer, spröder Körper geworden, der Druck- oder Zugbe- anspruchung eine um Faktoren höhere Steifigkeit entgegensetzt oder bricht. Die Übergangs temperatur von der gummie- lastischen zur glasharten Struktur nennt man Glaspunkt. 8. Prüfmethoden 153 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

154

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik Im Vergleich zur sehr genau definierten Schmelztemperatur von Wasser ist der Glaspunkt eher ein Übergangsbereich im Temperaturspektrum und stark von der Prüfmethode abhängig. In der Vergangenheit wurde eine Vielzahl verschiedener Prüfverfahren genormt, die das Verhalten von Elastomeren bei tiefen Temperaturen beschreiben und den Glaspunkt ermitteln sollten. Die da- bei ermittelten Kennwerte für das „Ein- frieren“ des Elastomers unterscheiden sich teilweise erheblich und sind nicht systematisch (→ Tab. 9). Die Interpreta- tion ist daher keineswegs einfach und muss dem Fachmann überlassen werden. Dies ist unter anderem auf die Tatsache zurückzuführen, dass Elastomere in ihrem Verhalten nicht nur von der Temperatur abhängig sind, sondern ihre Reaktion auch von der Geschwindigkeit der auf- tretenden Belastung abhängt. PRÜFUNG KENNWERT Gehmann-Test T100, T10, T5, T2 Kältesprödigkeit TS, TB Temperature Retraction-Test TR10, TR30, TR50, TR100 Torsionsschwingungs- versuch Differential- thermoanalyse TÜ, TR TR Tab. 9 Unterschiedliche Verfahren zur Beschreibung der Glasübergangs- temperatur Duromer Thermoplast Elastomer ] a P M [ G 10.000 1.000 100 10 1 glaselastischer Bereich gummielastischer Bereich TG –150 –100 –50 0 +50 +100 +150 +200 +250 Temperatur [°C] Abb. 53 Modulverhalten von polymeren Werkstoffen über der Temperatur 154

155

8. Prüfmethoden glaselastisch Temperaturverhalten bei konstanter Frequenz Frequenzverhalten bei konstanter Temperatur glaselastisch G l u d o m b u h c S gummielastisch gummielastisch –150 –100 –50 0 +50 +100 +150 +200 +250 10-4 10-2 100 102 104 Temperatur [°C] Frequenz [Hz] Abb. 54 Spiegelbildliche Diagramme des Temperatur- und Frequenzverhaltens von Elastomeren Wie schon beim Zugversuch gezeigt, steigt der Wider stand gegen eine Bewegung mit der Schnelligkeit, in der sie ausgeführt wird. Die Erklärung ist wieder im makro- molekularen Aufbau der Materialen zu suchen. So wird die Elastomermatrix im Falle einer Dehnung in eine äußere Ord- nung gezwungen. Die Kettenstruktur wird aus dem „idealen“ Knäuel in eine ge- streckte Struktur gebracht. Neben dem Bestreben, wieder in den energieärmeren frei beweglichen Status zurückzukehren, muss beim Dehnen der Ketten auch Ener- gie für das Ordnen der Molekülstränge aufgenommen werden. Je schneller das Elastomer die Bewegung ausführen muss, desto größer ist der Energieaufwand. Ist die Geschwindigkeit so hoch, dass diese Ordnungsvorgänge nicht richtig durch- geführt werden können, die Ketten sich so- zusagen gegenseitig behindern, wird die Bewegung sogar unterbunden. Dann ver- steift das Elastomer im gleichen Maße wie beim Passieren des Glaspunkts und kann dabei ebenfalls brechen. Wird an- stelle der Geschwindigkeit die Frequenz als Maß für die Zeitabhängigkeit gewählt, erhält man im Vergleich zur Temperatur- abhängigkeit ein spiegelbildliches Ver- halten (→ Abb. 54): hohe Frequenzen und niedrige Temperaturen führen beide zur Versteifung des Elastomers. Schon im Zu- stand der eingeschränkten Beweglichkeit ist die Eignung als Dichtungsmaterial vom jeweiligen Einsatzfall abhängig und muss experimentell ermittelt werden. Mit der dynamisch-mechanischen Analyse ist heute eine Methode nutzbar, bei der sich Frequenz, Amplitude und Temperatur an die Belastung einer Dichtung angleichen lassen und somit deren Verhalten besser vorhersehbar ist. Sollte die Aus sage nicht direkt getroffen werden können, sind die Ergebnisse einer DMA- Prüfung zumindest als Parameter in einer Bauteil simulation verwendbar. 155 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

156

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik EINFLUSS VON MEDIEN: LAGERUNGSVERSUCHE Eine der wesentlichen Funktionen einer Dichtung ist das Trennen von Medien. So trennt eine mittels O-Ring abgedichtete Steckkupplung im Garten Wasser von Luft, und die Dichtung im Bereich einer Zylinder- laufbuchse trennt Kühlflüssigkeit von Motoröl. In jedem Fall werden elastomere Dichtungsmaterialien vom jeweiligen Medium beeinflusst. Für den Materialent- wickler und für den Nutzer ist entschei- dend, ob die Effekte ausreichend klein sind, um die Lebensdauer der Dichtung in der Anwendung nicht zu gefährden. Hinsichtlich der Einwirkung von Medien kann man allgemein zwischen physikali- schen und chemischen Einflüssen unter- scheiden. Im Falle physikalischer Wechsel- wirkung oder physikalischer „Quellung“ löst sich aufgrund der chemischen Ähnlichkeit (z. B. Polarität) das zu dichtende Medium im Elastomer. Ist die Löslichkeit hoch, kommt es durch die nun im Elastomer zu- sätzlich vorhandenen Flüssigkeitsmoleküle zur Volumenver größerung (Quellung) der Dichtung. Bei schlecht gewählten Material- kombinationen kann die Volumenzunahme mehrere 100 % betragen, ist aber nach einer gewissen Zeit abgeschlossen (Gleichge- wichtsreaktion). Verursacht durch die Volu- menänderung/Medienaufnahme ändern sich auch andere Eigenschaften des Dich- tungsmaterials wie Härte, Bruchdehnung und Festigkeit sowie Dämpfungseigen- schaften. Im Gegensatz zur chemischen Wechselwirkung bzw. chemischen Angrif- fes ist dieser Effekt weitestgehend reversi- bel. Gelingt es, das Medium wieder aus dem Elastomer auszutreiben, verhält sich das Elastomer wie vor der Medienaufnahme. ] C ° [ r u t a r e p m e t s b e i r t e B e a m x a m i l +275 +250 +225 +200 +175 +150 +125 +100 +70 +50 PTFE FFKM FKM FVMQ ACM HBNR ECO TPE-E NBR VMQ PVMQ AEM CR AU SBR EPDM IIR NR 0 20 40 60 80 100 160 Quellung in Referenzöl IRM 903 [%] 140 120 Abb. 55 Wärme- und Ölbeständigkeit von Elastomeren (nach ASTM D 2000) 156

157

8. Prüfmethoden Ein verwandter Effekt ist die Extraktion von Inhaltsstoffen aus dem Elastomer in die umgebende Flüssigkeit. Hierbei dif- fundieren Inhaltsstoffe des Elastomers aufgrund der besseren Löslichkeit in der Flüssigkeit aus der Matrix und gehen in die Flüssigkeit über. Besteht das Elastomer aus einem nennenswerten Prozentsatz dieser löslichen Inhaltsstoffe, kann die Folge ein Volumenschrumpf sein, der bei Dichtungen aufgrund nun fehlender Verpressung zur Leckage führen kann. Werden wesentliche Teile des Elastomers, wie z. B. Polymerketten oder Vernetzungs- stellen durch das Medium beeinflusst, findet ein chemischer Angriff statt. In die- sem Fall kann es zum einen, neben einer überlagerten physikalischen Medienauf- nahme, durch die fortdauernde chemische Veränderung (z. B. Kettenabbau) zur einer zeitlich unbegrenzten Volumenzunahme des Elastomers kommen. Daneben ist auch eine Versprödung ohne weitere Volumen- zunahme möglich. In jedem Fall ist der Vorgang nicht reversibel. Temperatur und Konzentration beeinflus- sen sowohl Geschwindigkeit als auch Stärke der zu beobachtenden Effekte aller drei beschriebenen Phänomene. Neben Flüssigkeiten können auch Gase die beschriebenen Phänomene auslösen. Die Auswahl des richtigen Dichtungs- materials kann ohne die Kenntnis seines Verhaltens unter Medieneinfluss nicht getroffen werden. Daher kommt der exakten Bestimmung der oben beschrie- benen Phänomene eine entscheidende Bedeutung zu. Im einfachsten Fall werden die notwendigen Probekörper (z. B. Zug- stäbe oder Ronden zur Volumenbestim- mung bzw. Härtemessung) in einem Glasgefäß so platziert, dass sie von einem zuvor festgelegten Volumen-Überschuß des entsprechenden Mediums umgeben werden. Das Gefäß wird bei festgelegter Temperatur über verschiedene Zeiträume im Wärmeschrank gelagert und die Än- derung der Materialeigenschaften relativ zu den Eigenschaften vor dem Start be- stimmt. Die Durchführung einer solchen Prüfung muss nach exakt festgelegten Parametern erfolgen, da die normative Grundlage (z. B. ISO 1817) allein nicht aus- reicht, um eine gute Reproduzierbarkeit zu erzielen. Ohne entsprechende Sach- kenntnis und Erfahrung sind Ergebnisse nicht belastbar. Dies gilt im gleichen Maße für die Bestimmung der Medienbe- ständigkeit bei komplexer Lagerung wie im Druckgefäß, in der Dampfphase oder bei sich im Laufe der Zeit verändernden Medien, die regelmäßig erneuert werden müssen. Eine geringe Volumenquellung der Dich- tung stellt bei geeigneter Auslegung des Einbauraumes keine Gefahr für die Funk- tion dar. Volumenschrumpf ist dagegen Medien-Angriff Druck Strahlung Wärme Sauerstoff Quellung Schrumpfung Temperatur Dynamische Beanspruchung Ozon Verschleiß Reibung Abb. 56 Alterungsprozesse 157 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

158

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik Einwirkung von Sauerstoff und Temperatur O2 Kettenabbau Vernetzungsabbau Nachvernetzung Abb. 57 Effekte der Alterung auf die Polymerstruktur kritisch zu bewerten. Es gibt kein Elastomer, welches alle Anforderungen an Ölbestän- digkeit, Wärme- und Kältebeständigkeit gleichermaßen erfüllt. Für die Auswahl eines geeigneten Dichtwerkstoffes sind daher das Umgebungsmedium und die Temperaturbedingungen im Einsatzfall zu berücksichtigen. Es gilt der chemische Grundsatz „Gleiches löst Gleiches“. Das bedeutet beispielsweise, dass polare Elastomere (z. B. NBR) in polaren Medien (z. B. Glykol) stark aufquellen, während unpolare Elastomere (z. B. EPDM) in un- polaren Medien (z. B. Mineralöl) nicht beständig sind. Nähere Angaben über die Eignung von Elastomerwerkstoffen in ausgewählten Dichtmedien finden sich im Anhang zu diesem Kapitel (→ Abschnitt „12. Chemikalienbeständigkeit“, Seite 181). WÄRMEBESTÄNDIGKEIT, ALTERUNGSVERHALTEN Elastomere verändern, wie alle organischen Werkstoffe, ihre Eigenschaften während des Gebrauchs. Auslöser sind die äußeren Einflüsse (wie Sauerstoff, Temperatur, Medien, Strahlung, dynamischer Stress usw.), die während seiner Einsatzzeit auf sie wirken. Der Oberbegriff ist Alterung. In welchem Maß die Effekte auf das Elastomer wirken, hängt zum einen von der Dauer und Stärke der Effekte ab. Je hö- her z. B. die einwirkende Temperatur ist, umso geringer ist die Lebensdauer eines Teiles. Daraus ergeben sich unterschiedliche zulässige maximale Einsatztemperaturen für Kurz und Dauerbelastung bei den ein- zelnen Werkstoffen (vgl. → Abschnitt 4 – „Alterungsschutzmittel“, Seite 110). Zum anderen hängen die Grenzen von der Eignung des Elastomers und dabei vor allem vom Grundpolymer ab. Wobei durch geschickte Compoundierung die Eigen- schaften der jeweiligen Polymerklasse durchaus verbessert werden können. Zur Beurteilung des Alterungsverhaltens wer- den meist die Veränderungen der Härte, der Zugfestigkeit und der Reißdehnung sowie der Druckverformungsrest bestimmt. Dies geschieht nach Lagerung im Wärmeschrank (DIN 53508). Die Alterung wird bei erhöh- ter Temperatur und bei verkürzter Prüfzeit erfasst. Prüftem peratur und tatsächliche 158

159

relative Zugspannung [%] Material: NBR (peroxidisch vernetzt) -1 1000/T [K ] 180 160 140 120 100 80 60 40 20 = 0,25 % +100 °C +110 °C +120 °C +100 °C +100 °C kont. Luft kont. Luft kont. Luft diskont. Luft kont. N2 E = 122 kJ/mol A 3,0 2,9 2,8 2,7 2,6 2,5 2,4 2,3 0 10 -2 -1 10 0 10 1 10 2 10 3 10 2,2 4 10 Zeit [h] Abb. 58 Lebensdauervorhersage anhand der Extrapolation der Messwerte der Spannungs- relaxation Einsatztemperatur sollen sich jedoch nicht allzu sehr unterscheiden (vgl. → Abschnitt 14 – „RGT-Regel“, Seite 221). Für die entropieelastische Werkstoff- familie der Elastomere sind bei der Alte- rung vor allem die Änderungen in ihrer Netzwerkstruktur ausschlaggebend. Im Wesent lichen werden dabei drei Prozesse unterschieden: Die Kettenspaltung, der Abbau von Vernetzungsstellen und der Aufbau neuer Vernetzungsstellen, die so- genannte Nachvernetzung. In den ersten beiden Fällen zieht die Alterung eine Er- weichung des Werkstoffs nach sich, die bis zur Klebrigkeit der Oberfläche reichen kann. Der letztgenannte Effekt führt zur Versprödung bzw. ist mit einem Härte- anstieg verbunden. Wissenschaftlich be- trachtet, laufen bei der Alterung alle Effekte neben einander ab. Je nach Stärke und Geschwindigkeit der Reaktionen kommt es zur makroskopischen Erwei- chung oder Verhärtung (→ Abb. 58). CHEMOSPANNUNGSRELAXATION Mit Hilfe der Prüfmethode der Chemo- spannungsrelaxation lassen sich Alte- rungsvorgänge präzise beschreiben und die genannten Effekte untersuchen. In Grenzen ist sogar eine Lebensdauerab- schätzung möglich. Hierzu ist eine Prüfung bei mehreren, meist hohen Temperaturen notwendig. Um die verschiedenen chemischen Alterungseinflüsse besser zu beurteilen, werden die Messungen zum Vergleich auch in Stickstoff oder in flüssigen Medien durchgeführt. Ein Arrhenius-Plot der Er- gebnisse erlaubt die Extrapolation auf lange Expositionszeiten bei tieferen, ein- satznäheren Temperaturen. 8. Prüfmethoden 159 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

160

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik Bei Prüfkörpern mit hohem Volumen-Ober- fläche-Verhältnis kann die Diffusion des Sauerstoffs bzw. Ozons in das Elastomer ein begrenzender Faktor für die Zerstörung der Elastomermatrix und die damit verbunde- nen Alterungsvorgänge sein. Daher altern dicke Elastomerbauteile in der Praxis oft wesentlich langsamer als dünnere Bauteile. Eine besondere Form der Alterung ist die Ozonalterung. Die bekannte Rissbildung an gedehnten, der Witterung ausgesetz- ten Gummiteilen wird vor allem durch das in der Luft vorhandene Ozon verursacht, jedoch sind auch künstliche Quellen wie Laserdrucker oder Desinfektionsgeräte für Schäden verantwortlich. Verfahren zur Prüfung der Ozonbeständigkeit werden in der DIN ISO 1431-1 beschrieben. LEBENSDAUER Statische Dauerbelastung und Dauer verformung Wird ein Elastomerbauteil auf konstante Dicke verformt, so bleibt nach Entspannung eine gewisse Deformation bestehen. Im Versuch nach DIN ISO 815 (Druckverfor- mungsrest) bestimmt und in Prozenten der ursprünglichen Verformung angege- ben, heißt diese Restdeformation Druck- verformungsrest (compression set). nicht gealtertes nicht gealtertes Elastomer Elastomer ohne ohne mit mit Ozonschutzmittel Ozonschutzmittel Ozonschutzmittel Ozonschutzmittel Abb. 59 Schädigung des Elastomers durch Einwirken von Ozon 160 Die Verformung ist stark von Temperatur und Dauer abhängig. Bei tieferen Tempe- raturen überwiegt der Einfluss der Visko- elastizität, bei höheren Temperaturen der Einfluss der Alterung. Der Druckverformungsrest liefert in be- stimmten Fällen direkt eine Aussage zur Funktion von Dichtelementen, z. B. für O-Ringe. Jedoch sind Messungen oft nur bei wenigen Alterungszeiten und einer Tempe- ratur vorhanden. Eine Lebensdauerabschät- zung kann hier nicht getroffen werden. Die Methode der Druckspannungsrelaxa- tion ist für die Abschätzung der Lebens- dauer besser geeignet (DIN ISO 3384-1); sie gibt die zeitliche Abnahme des An- pressdrucks einer konstant verformten Dichtung an, ein für die Dichtigkeit we- sentlicheres Kriterium. Daneben kann mit Hilfe diese Methode, wie im vorangegan- genen Abschnitt gezeigt, eine tatsächli- che Lebensdauerabschätzung ermittelt werden. Im Kombination mit der entspre- chenden Bauteilsimulation können sogar die von der Alterung besonders betroffe- nen Bereiche ermittelt und optimiert werden. Stehen gummielastische Teile statt unter konstanter Verformung unter konstanter Belastung (z. B. Krafthauptschluss), setzt sich die Verformung immer weiter fort (kein begrenzender Anschlag). Man spricht von Kriechen. Spannungsrelaxation und Kriechen sind verwandte Erscheinungen mit den gleichen Ursachen. Liegen die Prüf- temperaturen unterhalb der maximal zu- lässigen Dauereinsatztemperatur des Basis- polymers, folgen Druckspannungsrelaxation und Kriechen einem annähernd logarith- mischen Zeitgesetz (→ Abb. 58).

161

Dynamische Beanspruchung, Ermüdung und Zermürbung Weit häufiger als durch einmaliges Über- schreiten der Festigkeits- oder Dehn- nungsgrenzen ist eine Zerstörung von Gummiteilen auf dynamische Beanspru- chung zurückzuführen. Durch ständig sich wiederholende Verfor- mung wird das Material infolge innerer Reibung geschädigt, wodurch zunächst kleine Risse auftreten können, die wachsen und schließlich zum Bruch führen. Dieser Effekt ist mit einer durch Biegen verform- ten Büroklammer vergleichbar. Ein ein- maliger Biegevorgang mag die Festigkeit nicht beeinflussen. Doch nach mehreren Biegevorgängen bricht das Material. Genormte Methoden für Prüfbedingun- gen sind z. B. in DIN ISO 132 und 53533 festgelegt. Verschleißfestigkeit Diese bei reibender Beanspruchung wich- tige Eigenschaft ist ebenfalls in starkem Maße von den Einsatzbedingungen abhän- gig, wie Art der Schmierung, Werkstoff und Rauigkeit der Gegenfläche, Gleitgeschwin- digkeit, Schlupf, Anpressdruck, Tempera- tur. Verschleißprüfungen sollten deshalb nur mit dem Fertigprodukt und möglichst praxisnah vorgenommen werden. Materialmodelle Die ermittelten mechanischen, thermi- schen und dynamischen Kennwerte sind die Basis bei der Entwicklung von Material- modellen. Anders als z. B. bei metallischen und keramischen Werkstoffen besteht bei Elastomeren zwischen Spannung und Dehnung kein linearer Zusammenhang. Folglich genügt es nicht, für Simulationen „einfache“ linear-elastische Werkstoff- modelle zu verwenden, sondern es werden spezielle Modelle, sogenannte „hyper- elastische Materialmodelle“, eingesetzt. Neben dem statisch nichtlinearen Verhal- ten von Elastomeren muss die Steifigkeit des Werkstoffes in Abhängigkeit von der Belastungsgeschwindigkeit berücksichtigt werden. Hierzu hat Freudenberg opti- mierte Materialmodelle entwickelt, die auch bei großen Materialverformungen (> 150 %) noch ihre Gültigkeit behalten. Zusätzliche Informationen von Bauteil- analysen und Alterungsversuchen führen zu komplexen Simulationen, die ein um- fassendes Bild bezüglich der Lebensdauer von Elastomerdichtungen liefern. Simu- lationen mit entsprechenden FEM-Mo- dellen dienen zur Topologie und Gestalt- optimierung mechanisch belasteter Bauteile unter Berücksichtigung modera- ter Nichtlinearitäten sowie der Absiche- rung der Bauteilfunktion. Weiterführende Informationen erfragen Sie bitte bei der TSI. Permeation Der Transport von gasförmigen oder flüs- sigen Stoffen durch Materialien festen Ag- gregatzustands, die sog. Permeation, ist in den verschiedensten technischen Anwen- dungen von großer Bedeutung. Neben dem bekannten Phänomen des Entweichens komprimierter Luft aus Auto- oder Fahr- radreifen sollen z. B. auch Kunststoffge- tränkeflaschen möglichst wenig des in der Flüssigkeit gelösten CO2 entweichen lassen. Die Forderung nach immer leichte- ren Bauteilen und im Sinne des Umwelt- schutzes verbesserten Dichtungs- und Membransystemen setzt Kenntnisse über die Transportvorgänge in den verwende- ten Werkstoffen voraus. Für Klimaanla- gen im Kfz-Bereich kommt zum Beispiel vermehrt CO2 als Betriebsmedium zum Einsatz. Aufgrund der hohen Löslichkeit 8. Prüfmethoden Play-circle  Permeation und explosive Dekompression 161 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

162

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik Werkstoff Adsorption Desorption Diffusion Diffusion Abb. 60 Permeationsprozess von CO2 in vielen Elastomeren und wegen des weiten Temperaturbereichs, in dem die Funktionsfähigkeit des Dichtungssys- tems garantiert werden muss, handelt es sich hier um einen äußerst anspruchsvol- len Anwendungsbereich für Elastomer- dichtungen (siehe auch → Abschnitt 9 – „Explosive Dekompression“, Seite 175). Der eigentliche Permeationsvorgang (von lat. permeare: durchwandern, passieren) gliedert sich in drei Teilschritte (→ Abb. 60): y das Lösen des Mediums in dem Werk- stoff y die Diffusion des Mediums durch den Werkstoff y die Desorption des Mediums aus dem Werkstoff heraus Einfluss Polymer auf Permeation ] ) r a b h ² m m ( / ) m m ) T P N ( ³ m c ( [ P 800 600 400 200 100 80 60 40 20 0 M V Testgas: Stickstoff T= +80°C Q T P E-V E P M D M F K P T F E R B N O C E CIIR ( ³ m c ( [ P Wie eingangs erwähnt, hängt der Perme- ationskoeffizent von verschiedenen Fak- toren ab. Als Stoffkonstante ist er vom Material ab- hängig. Bei elastomeren Werkstoffen ist das verwendete Polymer die die Permea- tion bestimmende Größe und muss in Dichtungsfragen, neben der Eignung des Werkstoffes (Beständigkeit), beachtet werden. Neben den Basispolymeren kann in gewissen Grenzen auch der Füllstoff die Mediendurchlässigkeit beeinflussen. In → Abb. 61 ist die Werkstoffabhängigkeit des Permeationskoeffizienten bei einer Messtemperatur von +80 °C dargestellt. Aus den verschiedenen Polymergruppen wurden jeweils Beispiele herangezogen, wobei ein anderer Mischungsaufbau auch zu abweichenden Permeationswerten führt. Werkstoffe mit niedrigen Permeationswer- ten, wie Chlor-Isobuten-Isopren- Kautschuk (CIIR), Ethylenoxid-Chlormethyl oxiran- Kautschuk (ECO) bzw. Nitril-Butadien-Kaut- schuk stehen dabei sehr durchlässigen Werkstoffen wie EPD M (Terpolymer aus Ethylen, Propylen und einem Dien), TPE oder VMQ (Silikonkautschuk) gegenüber. Werkstoffe aus VMQ fallen hier beson- ders auf – ihre Gasdurchlässigkeit ist um ] ) r a b h ² m m 1000 100 ( / ) m m ) T P N Einfluss Temperatur auf Permeation VMQ TPE EPDM FKM PTFE NBR ECO CIIR Testgas: Stickstoff 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Temperatur [°C] 10 1 0.1 Abb. 61 Abb. 61a Einfluss auf Permeation Abb. 61b Einfluss auf Permeation 162

163

8. Prüfmethoden Einfluss Medium auf Permeation NBR T= +80°C 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 Stickstoff Sauerstoff Kohlendioxid H eliu m W asserstoff ] ) r a b h ² m m ( / ) m m ) T P N ( ³ m c ( [ P 50 40 30 20 10 0 Einfluss Füllstoff auf Permeation HNBR 10 phr Füllstoff 30 phr Füllstoff 40 phr Füllstoff Testgas: Stickstoff ] ) r a b h ² m m ( / ) m m ) T P N 30 40 50 60 70 80 Temperatur [°C] ( ³ m c ( [ P Abb. 61c Einfluss auf Permeation Abb. 61d Einfluss auf Permeation mehr als eine Größenordnung höher als die aller anderen Kautschuke. Die Einsatztemperatur spielt für die Per- meation ebenfalls eine wichtige Rolle. Der Permeationskoeffizent ändert sich je nach Material zwischen +20 °C und +80 °C um mehr als den Faktor 10. Ausnahmen sind lediglich Silikonkautschuk und Teflon, deren Kurvensteigungen geringer sind. Größere Permeationskoeffizienten bei hohen Temperaturen haben nicht unbe- dingt auch im Raumtemperaturbereich einen größeren Koeffizienten zu Folge. Im Falle von ECO und FKM (Fluorkautschuk) schneiden sich die Kurven aufgrund un- terschiedlicher Steigung bei +50 °C. Neben der Temperatur hat auch das durchtretende Gas wesentlichen Einfluss auf den Permeationskoeffizenten. Kleine Moleküle, wie Helium oder Wasserstoff, wandern schneller durch den Werkstoff als Sauerstoff oder Stickstoff. → Abb. 61 a–d zeigt exemplarisch die Gas artabhängigkeit für einen NBR-Werkstoff auf. Andere Werkstoffe verhalten sich ähnlich, wobei die Verhältnisse zwischen den Werten der einzelnen Gase durchaus unterschiedlich sein können. Interessant ist das Verhalten von Elastomeren gegenüber Kohlendioxid. Obwohl es sich bei CO2 um ein relativ großes Gasmolekül handelt, ist die Ge- schwindigkeit, mit der es durch das Elastomer wandert, größer als bei Helium oder Wasserstoff. Dies kann mit der chemischen Ähnlichkeit von CO2 und den Elastomeren zusammenhängen. Die be- kanntermaßen hohe Löslichkeit des Kohlen dioxides im Werkstoff bestätigt diese Vermutung. In diesem Kapitel wurde auf die grund- legenden Materialprüfungen eingegangen. Für spezielle Anwendungen können wei- tere physikalische Eigenschaften wie z. B. Wärmeausdehnung, Reibungsver halten, elektrische Eigenschaften, Durchlässig- keit gegenüber Gasen oder Flüssigkeiten von Bedeutung sein. Viele dieser Eigen- schaften können nur in aufwendigen Spezialprüfungen ermittelt werden. Diese Prüfungen werden nur bei Notwendigkeit durchgeführt, beispielsweise, um bei einem Schadensfall die genaue Ursache ermitteln zu können. Bei Fragen zu anderen als den vorgestellten Prüfungen wenden Sie sich bitte an die Prüfspezialisten der FST. 163 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

164

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik 9. SCHADENSANALYSE Auch wenn Produkte und Bauteile nach bestem Wissen und unter Berücksichti- gung aktuellster Erkenntnisse aus Ent- wicklung, Design und Einsatz konstruiert werden, treten doch immer wieder uner- wartete Schäden auf. Diese können in sämtlichen Produktphasen (Entwicklung, Lagerung, Fertigung, Betrieb, …) auf- treten und sind oft mit kostspieligen Produktions ausfällen und Rückrufaktionen verbunden. Sind zudem Menschen ge- fährdet, ist ein zusätzlicher Imageschaden zu befürchten. Zu Forschung und Entwicklung gehört zwingend auch eine detaillierte Schadens- analyse oder Ursachenforschung sowie das Definieren geeigneter Abhilfemaß- nahmen. Einen Leitfaden für die systema- tische Bearbeitung von Schadensfällen bietet die VD I 3822. Diese Richtlinie wurde vom VD I in Zusammenarbeit mit Unter- nehmen und Instituten (darunter FST) entwickelt und wird bei Freudenberg seit- her erfolgreich angewendet. Der Werkstoff Gummi stellt insbesondere im Falle einer Schadensanalyse ein kom- plexes Themengebiet dar, in dem eine interdisziplinäre Zusammenarbeit von besonderer Wichtigkeit ist. Die während des Vulkanisationsprozesses ablaufenden chemischen Reaktionen sowie die Emis- sion und Aufnahme verschiedenster Substanzen während der Herstellung, der Lagerung und dem Gebrauch machen es oft nicht einfacher, die Ergebnisse chemi- scher Analysemethoden und physikalischer Messgrößen zu interpretieren. Weiterhin können während der Nutzung Veränderun- gen in der Netzwerkstruktur und/oder der weitmaschig vernetzten Makromoleküle selbst auftreten. Neben chemischen und physikalischen Analysen kommen in der Schadensanalyse häufig mikroskopische und röntgenographische Methoden zum Einsatz, beispielsweise bei fraktographi- schen Untersuchungen. Zuletzt sei auch erwähnt, dass die Methode der richtigen photographischen Dokumentation auch zur Grundlage einer leistungsstarken Schadensanalyse gehört. 9.1 SCHADENSANALYSE- PROZESS Eine systematische Vorgehensweise ist in der Schadensanalyse essenziell. Bei Freudenberg wird die Schadensanalytik nach der VD I Richtlinie 3822 durchge- führt. Eine Visualisierung der Vorgehens- weise ist in → Abb. 62 dargestellt. Schadensbeschreibung Bestandsaufnahme Schadenshypothese(n) Instrumentelle Analyse Ergebnisauswertung und Interpretation Schadensursache(n) Abhilfemaßnahme(n) Schadensbericht Auswertung Failure Analysis Management System Abb. 62 Schadensanalyse-Prozess 164

165

9. Schadensanalyse Mechanismus des Fehlers Andere Probleme Beschreibung des Fehlers Allgemeine Bewertung Fehlerursachen F e h M l e a r t h e a r i f t a l e s F F e e M e F e h h h V l e e r r a h D l e e r s i r a g a b f e t n f t B c H l e e h l a n s t i s u c a r n h d a l i f t n h a e e e s g e s n h g i t u n g Tribologische Beanspruchung Klimabedingte Beanspruchung Medienbedingte Beanspruchung Thermisch bedingte Beanspruchung Abb. 63 Ishikawa-Diagramm zur Formulierung möglicher Schadenshypothesen Liegt eine Leckage im System vor und eine defekte Dichtung wird ausgebaut, erscheint das Problem oft simpel, das de- fekte Dichtelement wird als vermeintliche Ursache angenommen und zur Analyse eingereicht. Die Realität ist oft jedoch deutlich komplexer. Um die Schadens- analyse erfolgreich voranzutreiben, ist es notwendig, den Ausfallhergang und das Produkt ganzheitlich zu betrachten – von der Entwicklung über die Zwischenschritte wie Produktion und Qualitätskontrolle (und vieles mehr) bis hin zur Anwendung mit all ihren Einflüssen. Oft ist es sinnvoll, Experten aus den Bereichen Material, Prozess, Design und Anwendungstechnik hinzuzuziehen. Der erste Schritt in der Schadensbeschrei- bung ist eine Dokumentation mithilfe von Bildern und Skizzen. Werden Proben in wei- terführenden Analysen zerstört, kann so der Ursprungszustand zumindest virtuell rückwirkend nochmals betrachtet werden. Dazu gehört eine Beschreibung der Proben mit allen Auffälligkeiten wie z. B. Rissen, Verformungen, Verfärbungen usw. Durch detailliertere makroskopische Untersuchun- gen werden schließlich charakteristische Schadensphänomene dokumentiert und bewertet, um festzustellen, ob bei allen vorliegenden Proben derselbe Schadens- mechanismus vorliegt. In der Bestands- aufnahme werden Informationen zu den Proben und den Begleit umständen ge- sammelt. Dazu gehören die Produktphase (Feldausfall, Entwicklung, Prüfstand), die Produkthistorie (Wie lange existiert das Produkt? Sind ähnliche Ausfälle bekannt?) und die Ausfallhistorie (Anzahl der Aus- fallteile, örtliche Eingrenzung der Schä- den?), siehe auch → Kapitel „Services“ ab Seite 7). Mit den Informationen aus Schadensbe- schreibung und Bestandsaufnahme sowie Kenntnissen zu Schadensmechanismen und Erfahrungen aus anderen Schadens- fällen werden schließlich eine oder mehrere Schadenshypothesen aufgestellt. Map-Marker-Exclamation Services und Beratung 165 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

166

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik Bei der Formulierung der Schadenshypo- thesen dient das in → Abb. 63 gezeigte Ishikawa-Diagramm als Vorlage. Die Schadenshypothesen dienen als Richtschnur für die Analysen. Gerade im Schadensfall ist es wichtig, die Reihenfol- ge, Ort und Art der Präparations- und Analysemethoden geschickt zu wählen. Zusätzlich zu den ausgefallenen Produk- ten sind für vergleichende Analysen im- mer auch Neu- und Gutteile erforderlich. Bei der Auswertung und Bewertung der Ergebnisse in Hinblick auf den Schadens- fall ist eine enge Zusammenarbeit im in- terdisziplinären Team erforderlich. Wenn Ergebnisse die aufgestellte Hypothese nicht bestätigen oder unerwartete Ergeb- nisse auftreten, muss der Analyseplan stets so flexibel gestaltet sein, dass wei- tere Methoden zur Verifikation hinzuge- zogen werden können. WERKSTOFF- FERTIGUNGS- FEHLER FEHLER DESIGN- FEHLER MECHANISCHE BELASTUNG THERMISCHE BELASTUNG MEDIALE BELASTUNG KLIMATISCHE BELASTUNG Material- verwechslung Anvulkanisierte Elastomer- partikel Spalt- extrusion Risse Risse Quellung Falsche Rohstoffmenge Kontamination von Rohstoffen oder des Compounds Heißrisse Versatz Kratzer/Riefen Delamination Risse, Anrisse Geometrie- änderungen/ Permanente Deformation Funktions- störung bei un- beschädigtem Bauteil Erweichen Extraktion Austausch von Additiven durch Kompo- nenten des Mediums Orientierte Risse durch Ozon- einwirkung Nicht orientierte Risse durch Einwirkung von UV-Licht Frosting Unzureichendes Mischen Gasblasen Luft-/Gas- einschlüsse Abrieb/Ver- schleiß Verhärten Reaktion von Additiven mit Medien Erweichen, Verhärten, Klebrigkeit Verwendung von falsch gelagerten oder abgelaufenen Rohmaterialien oder Compounds Unverträg- lichkeit von Komponenten Fließfehler Fließfehler Unter-/Über- vulkanisation Tab. 10 Häufige Schadensphänomene und Ursachen 166 Verkohlte Ober- Rissausgang im Risse mit fläche Material- inneren Farbänderung Erweichen, Verhärten Porosität, Risse

167

9. Schadensanalyse 9.2 TYPISCHE SCHADENS- PHÄNOMENE, URSACHEN UND MECHANISMEN In → Tab. 10 sind einige häufige Schadens phänomene und Ursachen zu- sammengestellt. Auf den ersten Blick er- schließt sich, dass viele Schadensphäno- mene (z. B. Risse, Verhärtung, Erweichen) unterschiedliche Ursachen haben kön- nen. So kann ein Bauteil, welches viele kleine Anrisse aufweist, sowohl durch mechanische Einwirkung als auch durch Ozonbelastung geschädigt worden sein. Dies zeigt, dass Schadensbilder oft trüge- risch sind und eine Analyse nicht allein aufgrund des ersten optischen Eindrucks durchgeführt werden kann. Im Zuge einer Schadensursache ist stets auch die Relevanz der gefundenen Phänomene zu bewerten. Das heißt: Ist ein Phänomen ursächlich für den Ausfall, begünstigend oder nicht ursächlich? Im Folgenden werden anhand ausge- wählter Beispiele einige der typischen Schadensphänomene und die ihnen zu- grundeliegenden Mechanismen erläutert. WERKSTOFFFEHLER Bei der Compoundierung werden der Roh- kautschuk und Zuschlagsstoffe wie Füll- stoffe, Weichmacher, Vernetzungschemi- kalien, Alterungsschutzmittel und einiges mehr zusammengeführt. Danach schlie- ßen sich im Prozess Formgebung und Vul- kanisation an. Als Werkstoff- Fehler werden hier Fehler betrachtet, welche ihre Ursache im Compounding, beim Transport und der Lagerung der Elastomer-Mischung haben. Vor allem in nicht zertifizierten Mischwer- ken kann es zur Verwechslung von Materi- alien oder zur fehlerhaften Einwaage von Additiven kommen, was sich in Eigen- schaftsabweichungen des Werkstoffes von der Spezifikation äußern kann. Ebenfalls möglich sind Kontaminationen des Rohma- terials oder Compounds während Trans- port, Lagerung und Verarbeitung. Beispie- le hierfür sind in den → Abb. 64 und → Abb. 65 gegeben. Die gezeigten Fehler kön- nen dabei einen optischen Effekt haben (wenn die Kontamination an der Bauteilo- berfläche sichtbar ist), zu Fehlern wie z. B. Rissen führen, oder je nach Anwendung des Produktes und Größe der Kontamination keine Eigenschaftsänderung bewirken. Eine generelle Aussage zur Schadenswahr- Abb. 64 REM-Bild eines Metallpartikels (hell) in der Elastomermatrix Abb. 65 Mikroskopische Aufnahme einer Faser an der Oberfläche eines hell gefüllten Vulkanisats 167 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

168

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik Abb. 66 Schlechte Rußverteilung Abb. 67 Gute Rußverteilung scheinlichkeit anhand von Partikelgrößen kann hierbei leider nicht getroffen werden. Ob ein Einschluss einen Riss verursacht, ist nicht nur von der Größe und der Beschaf- fenheit, sondern auch von den Umge- bungsbedingungen (Bauteilgeometrie, Belastung usw.) abhängig. z. B. wenn Alterungsschutzmittel an die Oberfläche des Produktes wandern und dort durch chemische Reaktion das Bauteil schützen. In Anwendungen mit Lebens- mittelkontakt oder bei optisch anspruchs- vollen Komponenten kann dies jedoch zur Beanstandung führen. Ein weiteres Beispiel für Werkstoff-Fehler ist unzureichendes Mischen. Wie sich dies auswirken kann, ist in den → Abb. 66 und → Abb. 67 gezeigt. Hierfür wurden die in einer Rezeptur angegebenen Ausgangs- stoffe in zwei Chargen gemischt, aller dings mit unterschiedlicher Mischdauer. Nach der Vulkanisation wurden Kältedünn- schnitte angefertigt und im Durchlicht mikroskopiert (die dunklen Flecken sind Rußagglomerate). Elastomere Werkstoffe sind wie erwähnt aus den unterschiedlichsten, nicht immer miteinander kompatiblen Komponenten aufgebaut. Dies kann dazu führen, dass die beim Mischprozess fein verteilten Komponenten sich später zu größeren Domänen zusammenlagern (Koaleszenz) oder aus der Mischung auswandern und eine Änderung der physikalischen Eigen- schaften bewirken. Im Falle mancher Inhaltsstoffe ist dies durchaus erwünscht, FERTIGUNGSFEHLER Bei der Herstellung und Auswahl ge eigneter Dichtungslösungen ist höchste Sorgfalt ge- boten, um den unterschiedlich sten Anfor- derungen der vielfältigen Anwendungsbe- reiche gerecht zu werden. Umso wichtiger ist ein kompetenter Partner, der bereits beim Herstellungsprozess mit einer „NullFehler Strategie“ auf höchste Qualität achtet. Freudenberg Sealing Technologies verfolgt seit vielen Jahren genau diesen Weg und ist hierdurch in der Lage, Ihnen beste und fehler freie Qualität im Bereich Dichtungs- technik zu liefern – genau abgestimmt auf Ihre Anforderungen. Trotz aller Sorgfalt können im Herstellungs- prozess, z. B. bei der Formgebung, Vulka- nisation oder der Nachbearbeitung, Fehler auftreten, auf die im Folgenden einge- gangen werden soll. Nur durch Kenntnis möglicher Fehlerquellen können Fehler erkannt und vermieden werden. Map-Marker-Exclamation „Null-Fehler- Strategie“ beim Herstellungs- prozess 168

169

9. Schadensanalyse Bindenaht Zusammenflussstellen im Werkzeug kön- nen sich zu optisch sichtbaren Fehlstellen, sogenannten Bindenähten, entwickeln. Ursachen hierfür können unter anderem unzureichende Prozess parameter (z. B. zu geringes Füllvolumen, zu hohe Compound- oder Werkzeugtemperatur), aber auch Fremdsto ffe oder Trennmittel sein. umgebenden Elastomermatrix. Ein Bei- spielbild ist in → Abb. 70 gegeben. Ein sol- ches Fehlerbild kommt durch zu lange Misch- oder Lagerdauer, zu hohe Com- pound- oder Werkzeugtemperatur, Toträume in Werkzeugen oder Grate von zuvor produzierten Teilen zustande. Abb. 68 Bindenaht: Draufsicht im Raster- elektronenmikroskop Abb. 69 Bindenaht: Makroskopische Auf- nahme eines Dünnschnitts im Durchlicht Anvulkanisiertes Material Waren Elastomerpartikel bereits vor dem eigentlichen Herstellungssprozess in der Pressform anvulkanisiert, so vernetzen diese nicht oder nur unzureichend mit der Abb. 70 Anvulkanisierter Elastomerpartikel (makroskopische Aufnahme eines Dünnschnitts im Durchlicht) Über oder untervernetzes Material Sind die Vulkanisationsbedingungen nicht korrekt gewählt oder ist die Menge der Vernetzungschemikalien nicht optimal, so führt dies zu Abweichungen der Material- eigenschaften vom Sollzustand bzw. der Spezifikation. Speziell Abweichungen in der Vulkanisationstemperatur oder in der Temperaturverteilung innerhalb der Pressform führen rasch zu Fehlern. Es ist sicherzustellen, dass die Vulkanisation- bedingungen zu jeder Zeit korrekt sind. Als Beispiel soll hier die Temperaturemp- findlichkeit einer peroxidisch vernetzten HNBR-Mischung gezeigt werden. Schon eine Temperaturänderung von +10 °C kann einen 30 % geringeren Polymerisationsgrad nach sich ziehen. Die physikalischen so- wie die Alterungseigenschaften können sich dabei grundlegend verändern. 169 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

170

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik n e t f a h c s n e g E e h c s n a h c e M i i 75 A 180 % 21 MPa Härte Reißdehnung 60 A 60 % Zugfestigkeit 3,5 MPa -50 0 RT 50 100 150 200 250 Temperatur [°C] Abb. 71 Mechanische Eigenschaften bei verschiedenen Temperaturen Heißrisse In → Abb. 75 sind beispielhaft mechani- schen Eigenschaften eines Vulkanisats in unterschiedlichen Temperaturbereichen aufgetragen. Die deutliche Änderung der Festigkeit und der Reißdehnung bei er- höhten Temperaturen kann zur möglichen Fehlerquelle werden. Bei der Öffnung der Pressform nach der Vulkanisation kann es durch Dehnung oder Zugkräfte zu soge- nannten Heißrissen im Bauteil kommen. Die Widerstandsfähigkeit gegenüber mechanischen Einflüssen ist massiv her- abgesetzt. Auch scharfe Kanten können hier Schäden verursachen. Blasenbildung Unzureichende Entlüftung des Werk- zeugs bei der Befüllung oder Restfeuchte in der Gummimischung selbst führen zu Blasen bildung während des Herstell- prozesses. Abb. 72 Gasblasen im Querschnitt eines voluminösen Bauteils Abb. 73 Delamination (Bild: Freudenberg Technologie Innovation, Auftrag) 170

171

9. Schadensanalyse Abb. 74 Delamination (VDI-Richtlinie Fer- tigung, Freudenberg Technologie Innovation) Abb. 75 Versatz Auch kann die Luft vor der Fließfront her- geschoben werden und sich im Bereich der Zusammenflussstelle sammeln. Es bilden sich Blasen, Porositäten oder glatte Einkerbungen entlang der Dichtungsober- fläche aus. Das Phänomen der Gasblasen- bildung tritt vorrangig bei großvolumigen Bauteilen auf. Delamination Beim Schadensbild Delamination liegt eine schichtartig getrennte Struktur (blätter teigartig) des Elastomermaterials vor. Mögliche Ursachen sind u. a. Luft- einschlüsse (→ Abb. 73), bevorzugt bei gasdichten Elastomeren oder großvo- lumigen Baut eilen, Trennmittel oder Fremdmaterial zwischen den Fließfronten (→ Abb. 74). Versatz Hier sind Werkzeugteile verschlissen oder nicht korrekt montiert und schließen nicht mehr symetrisch. Es kommt es zur Ausbildung eines Absatzes im Bereich der Trennebene. Auch Fehler bei der Werkzeugauslegung (Design-Fehler) können dieses Schadens- bild bedingen. Trotz eines ansonsten einwandfreien Zustandes kann das Bauteil oft der Dich- tungsaufgabe nicht gerecht werden. DESIGNFEHLER Spaltextrusion Unter einer Spaltextrusion versteht man ein Einwandern der Dichtung in den von der Druckseite abgewandten Dichtspalt. Weiter hin kommt es zu diesem Schadens- bild z. B. durch Auslegungsfehler des Dichtspalts, bei zu geringer Möglichkeit der Temperaturausdehnung oder bei zu starker Volumen quellung. Es kommt im statischen Fall zur Ausbildung der in → Abb. 77 gezeigten typischen Extrusions- fahne. Bei dynamischer Belastung wird das Elastomer „abgeknabbert“ (→ Abb. 78). Auch Fehler bei der Werkstoff auswahl (zu geringer Deformationswiderstand) oder das Einwandern von Medien in den Werk- stoff können das Schadensphänomen her- vorrufen bzw. begünstigen. Druck p Druck p Abb. 76 Prinzipskizze Spaltextrusion Material- prüfungen 171 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

172

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik Abb. 77 Spaltextrusion – statische Anwen- Abb. 78 Spaltextrusion – dynamische An- dung wendung MECHANISCHE BEANSPRUCHUNG Entsprechend der VD I Richtlinie zur Scha- densanalyse VD I 3822, Blatt 2.2.5, zählen zu den durch mechanische Beanspruchung verursachten Schäden solche, die wäh- rend des Einsatzes oder der Montage ent- stehen. Neben der Belastungsart (Zug, Druck, Torsion, Knicken usw.) ist, insbe- sondere bei tiefen Temperaturen (siehe auch „thermische Belastung“), die Be- lastungsgeschwindigkeit wichtig. Kann der Werkstoff der Bewegung begrenzen- der Bauteile nicht folgen, kann dies zu Leckage des Systems oder im glasharten Zustand zur Zerstörung des Bauteiles führen. Mechanische Überbeanspruchung/ Ermüdung Auch wenn eine mechanische Belastung bei zyklischer Beanspruchung weit unter- halb der max. Dehnung und Festigkeit des Materials erfolgt, kommt es durch dauerhaft schwellende Belastung zur Än- derung der mechanischen Eigenschaften. Man spricht von Ermüdung. Die Folge sind auf mikroskopischer Ebene Ketten- brüche bzw. makroskopisch viele kleine Anrisse im Material, welche schließlich zum Versagen führen können. Auch bleibende Deformationen oder Abrieb können infolge von dynamischer Belastung auftreten. Mechanische Verletzung Kratzer, Riefen und Risse werden häufig durch scharfe Kanten oder ungeeignete Werkzeuge, beispielsweise bei der Ent- nahme aus der Pressform verursacht. Bei- spielhafte Schadensbilder für mechanische Verletzungen sind in den REM-Aufnahmen in den folgenden Abbildungen gezeigt (→ Abb. 79 und → Abb. 80). Abrieb Wie wichtig die Einzelauslegung von Dichtungen ist, zeigt das Abriebverhalten bei einer geänderten Oberflächengüte. Schon kleinste Umstellungen in der Ober- flächenbearbeitungsmethode können ei- nen vorzeitigen Ausfall einer Dichtung bedeuten. Daher ist von einem schlichten Übertragen einer Dichtungslösung drin- gend abzuraten. Sauberkeit ist bei der Montage ebenfalls oberstes Gebot, da bereits Späne, Staub 172

173

9. Schadensanalyse Chemische Medien Biologische Medien Strahlung ? Temperatur Natürliche Belastung Mechanische Belastung oder Schmutz zum selben Effekt führen und so enorme Auswirkungen auf die Langlebigkeit der Dichtung haben können. Generell ist zu sagen, dass es für Elasto- mere zwar spezielle Rezepturen gibt, die ein verbessertes Abriebverhalten zeigen, jedoch bei dynamisch eingesetzten Dich- tungen nur eine Schmierung einen schnellen Verschleiß verhindert. Verdrillung Dieses Fehlerbild beschreibt Risse in der Dichtung, hervorgerufen durch eine Torsi- onsbeanspruchung. Wenn die Dichtung in sich verdreht wird, reißt diese nach häu- figen Lastenwechseln. Ursache ist eine dynamische Beanspruchung, bei der eine Seite der Dichtung unbeweglich bleibt bzw. gleitet, während die andere Seite haftet und somit tordiert wird. Gerade bei häufigen Richtungswechseln kommt es zur Materialermüdung – die Dichtung zeigt typische Spiralrisse. Hier gilt es, mögliche Exzentrizität, also den Abstand des Nut- mittelpunkts zur Symmetrieachse des Bauteils, zu vermeiden. Durch eine Exzen- trizität treten z. B. bei Druck schwankungen ungleichmäßige Belastungspunkte auf, Abb. 79 Schadensbild Mechanische Ver- Abb. 80 Schadensbild Mechanische Ver- letzung, REM-Aufnahme letzung, REM-Aufnahme 173 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

174

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik was die was die Wahrscheinlichkeit einer Verdrillung erhöht. Ebenfalls helfen eine gute Oberflächengüte und gute Schmier- verhältnisse. Außerdem tritt der Effekt bei höheren Schnurstärken potenziell seltener auf (siehe auch → Kapitel „Statische Dichtungen und O-Ringe – 11. Technische Unterstützung – Verdrillung“, Seite 627). THERMISCHE BEANSPRUCHUNG Niedrige Temperaturen → Abb. 81 zeigt das Verhalten der Werk- stoffklassen Elastomer, Thermoplast und Duroplast schematisch über der Tempe- ratur. Elastomere liegen unterhalb des Glasübergangs (Tg) glasartig erstarrt vor. In diesem Bereich können auch geringe Belastungen zum Versagen durch Bruch führen. Daneben steigt der Modul auch schon vor Erreichen des Glaspunktes stark an, sodass auch eine Veränderung des Widerstandes bei der Anregung dynamischer Dichtungen oder Membranen zu erwarten ist. Das für Elastomere typische entropie- elastische Verhalten zeigt sich oberhalb des Glasübergangs. Hier liegt der eigent- lich Anwendungsbereich elastomerer Werkstoffe. Eine Versteifung des Werk- stoffes findet jedoch nicht allein bei Ab- senkung der Temperatur statt. Auch bei Temperaturen oberhalb des Glasüber- gangs kann es bei hohen Deformations- geschwindigkeiten dazu kommen, dass die Polymerketten der Verformung nicht schnell genug folgen können. Neben katastrophalem Versagen führt dieses Verhalten auch zu anderen Funk- tionsstörungen wie z. B. zur Leckage. Dies ist in der → Abb. 84 anhand der Dicht- funktion eine O-Ringes gezeigt. Einer dy- namischen Last/Öffnung der Gegenfläche Duromer Thermoplast Elastomer ] a P M [ G 10.000 1.000 100 10 1 glaselastischer Bereich gummielastischer Bereich TG –150 –100 –50 0 +50 +100 +150 +200 +250 Temperatur [°C] Abb. 81 Modulverhalten von polymeren Werkstoffen über der Temperatur 174

175

9. Schadensanalyse Abb. 82 Schädigung durch übermäßige mechanische Belastung bei Tempe- raturen nahe dem Glasübergang bei Raumtemperatur kann der O-Ring aus- reichend schnell folgen und eine Spaltent- stehung verhindern. Geschieht das Gleiche bei Temperaturen nahe dem Glaspunkt (oder bei sehr hohen Frequenzen), ist die Beweglichkeit der Polymerketten so stark eingeschränkt, dass die Dichtung nicht ausreichend schnell folgen und somit eine Leckage entstehen kann. Hohe Temperaturen und mediale Bean spruchung Siehe hierzu → Abschnitt „Wärmebestän- digkeit, Alterungsverhalten“, Seite 158. EXPLOSIVE DEKOMPRESSION Tritt bei plötzlichem Abfall eines auf die Dichtung wirkenden hohen Gasdrucks, z. B. durch Bersten einer Leitung, eine Zerstörung der Dichtung auf, spricht man von explosi- ver Dekompression. Hervorgerufen wird die- ses Schadensbild durch in der Dichtung ge- löstes Gas. Je höher der Gasdruck, desto größer ist die Menge des gelösten Gases in der Dichtung. Fehlt der Gegendruck (z. B. wegen Druckabfall im System), strebt das gelöste Gas ähnlich dem Kohlendioxid in der Sprudelflasche danach, die Dichtung zu verlassen. Im Elastomer ist dieser Prozess an die Diffusionsgeschwindigkeit gebunden, Abb. 83 Schadensbild Explosive Dekom- pression läuft also nur langsam ab. Übersteigt der so entstehende innere Druck die Festigkeit des Materials, kommt es zur Zerstörung durch Blasenbildung oder Risse in der Dichtung. Je größer das Volumen des Bauteils im Ver- hältnis zu seiner Oberfläche, desto wahr- scheinlicher ist das Auftreten des Fehlers. Der Fehler hängt stark von Material und Gasart ab. KLIMATISCHE BELASTUNG Hydrolyse Bei der Hydrolyse handelt es sich um die Spaltung einer chemischen Verbindung durch die Anwesenheit von Wassermole- külen. Dabei werden hydrolyseempfind- liche Gruppen wie z. B. Ester, Amide,… gespalten. In der Folge kommt es zum Abbau der Polymerketten und damit all- gemein zu einer Änderung der Material- eigenschaften. In Gegenwart von Säuren und Basen wird der Vorgang katalysiert, also beschleunigt. D a bei der Hydrolyse Säuregruppen ent- stehen, beschleunigen diese autokataly- tisch weiter. Bei erhöhter Temperatur nimmt die Reaktionsgeschwindigkeit zu, ebenso kann bei höherer Temperatur Play-circle  Permeation und explosive Dekompression 175 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

176

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik stehenden Bauteilen kommt es zur ober- flächlichen Rissbildung senkrecht zur Be- lastungsrichtung. Im Unterschied zur Schädigung durch Ozon entstehen aber daneben auch feine nicht gerichtete Riss- strukturen, ohne Vorbelastung sogar nur diese. Man spricht von einer sogenannten Bewitterungshaut (Crazing, „Elefanten- haut“). Es kann auch zur Erweichung oder Verhärtung der Oberfläche, insbesondere bei gleichzeitiger Anwesenheit von Sauer- stoff kommen. Auch wenn der Fehler zu Beginn nur auf der Oberfläche auftritt, kann es durch klassisches „Weiterreißen“, für das bekanntlich geringere Kräfte not- wendig sind, zur Zerstörung der Elastomer- teile kommen. Farbveränderungen durch Licht sind ebenfalls bekannt. +23 °C 0 °C Abb. 84 Temperaturabhängiges Rückstellverhalten (aus VDI Standard 3822, Part 2.2.7) mehr Feuchtigkeit von der Luft aufge- nommen werden, was ebenfalls zu einer beschleunigten Hydrolyse führen kann. Dieser Effekt ist vor allem bei Kunststoffen (z. B. Polyester, Polyamid….) und bei Poly- urethanen von hoher Bedeutung. Elasto- mere Werkstoffe sind seltener betroffen. Einwirkung von UVLicht Energiereiches Licht führt zu Veränderun- gen in den Polymerketten der Werkstoffe. Besonders anfällig sind dabei Elastomere, die Doppelbindungen in der Hauptkette enthalten (R-Familie). Im Vergleich zu transluzenten Kunststoffen, die auch im Volumen geschädigt werden, tritt bei Elastomeren durch ihren Füllstoffanteil oft nur eine Schädigung im oberflächen- nahen Bereich auf. Bei unter Dehnung Einwirkung von Ozon Elastomere mit ungesättigter Hauptkette sind neben der geringeren Widerstands- fähigkeit gegen Luftsauerstoff auch gegen- über einer speziellen Form des Sauer stoff- moleküls, dem Ozon, anfällig. Der Angriff des Ozonmoleküls erfolgt im Bereich der Doppelbindung (→ Abb. 86), wobei sich zu- nächst ein sogenanntes Primärozonid aus- bildet. Die instabile Ring struktur lagert sich im unbelasteten Zustand zum Ozonid um. Abb. 85 Oberflächenveränderung durch Licht bzw. UV-Strahlung bei unterschiedlicher Vergrößerung 176

177

9. Schadensanalyse Angriff an Doppelbindung R1 H C = C R2 R2 Kautschuk (O3) + O + O – O O h n e D e h n u n g O O O R1 R2H R2 Primärozonid Mit Dehnung R1 O H O O R2 R2 Ozonid (verhärtete Schicht – Crazing) R1 H C = O – O + O + C(R2)2 Rissbildung bei „kritischer Dehnung” Abb. 86 Ozonisierung Es bildet sich eine verhärtete Schicht auf der Ober fläche aus. Bei unter mechanischer Spannung stehenden Polymerketten kommt es zur Kettenspaltung unter Bildung von Carbonyloxiden und Carbonylverbin- dungen. Makroskopisch führt die Spaltung der Molekülketten zu den für Ozonein- wirkung typischen, senkrecht zur Dehnungs- richtung verlaufenden Rissen. Die Rissbildung tritt oberhalb einer be- stimmten kritischen Dehnung (abhängig von Material und Umgebungsbedingun- gen) auf und wird mit zunehmender Deh- nung des Elastomers verstärkt. (→ Abb. 88). 5 % keine Risse 10 % Risse 20 % Risse 25 % Risse g n u t h c i r s g n u n h e D Abb. 87 Orientierte Risse, verursacht durch Ozoneinwirkung (Bild Freuden- berg Technologie Innovation) Abb. 88 Ozonrisse durch Dehnungsbe an- spruchung 177 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

178

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik 10. FEHLERKONTROLLE Fehlerkontrollen sind in der Dichtungs- industrie üblich, wobei man zwischen manuellen und maschinellen Kontrollen unterscheidet. Bei beiden Kontrollmöglich- keiten ist jedoch auf die Vor- und Nach- teile zu achten. Die manuelle Kontrolle gestattet ggf. eine intensivere Prüfung des Bauteils, kann aber subjektiv beeinflusst sein. Bei zu langen Prüfintervallen besteht zudem die Gefahr der Materialermüdung. Eine maschinelle Prüfung ist ebenso nicht zu 100 % fehlerfrei, denn die Grenze zwi- schen Bestehen und Nichtbestehen muss vorher eingestellt werden. Ist diese zu ge- ring, so gelangen mehr fehlerhafte Teile zum Kunden, ist die Grenze zu scharf, er- höht sich der Pseudoausschuss. Ein weiterer Nachteil der automatischen Kontrolle ist es, dass Fehler eingelernt werden müssen. Kundiges Fachpersonal ist in dieser Hinsicht flexibler gegenüber neuen Fehlerbildern. Kontrollmöglichkeit besteht in erster Linie bei äußerlich erkennbaren Fehlern (Ober- fläche). Andere Möglichkeiten: Röntgen, CT, Dichte, Maße etc. 178

179

11. SACHGERECHTE LAGERUNG 11. Sachgerechte Lagerung Die richtige Lagerung elastomerer Bau- teile hat einen großen Einfluss auf deren Haltbarkeit und gehört somit ebenso zur Handhabung wie etwa das sachgerechte Montieren und Einbauen. Durch unsach- gemäße Lagerung können Bauteile vor- geschädigt werden, was im Falle von Dichtungen zu einem vorzeitigen oder unmittelbaren Ausfall der Dichtung füh- ren kann. LAGERBEDINGUNGEN Die Lagertemperatur muss unter +25 °C liegen; die elastomeren Formteile müssen fern von direkten Wärmequellen lagern und dürfen keiner direkten Sonnenstrah- lung ausgesetzt sein. Außerdem muss darauf geachtet werden, dass die Luftfeuchtigkeit bei Temperatur- änderungen im Lagerraum nicht zu Kon- densation führt. Ebenso muss die Einwir- kung von Licht, UV-Strahlung, Ozon und ionisierender Strahlung grundsätzlich ausgeschlossen sein. enthalten, die ein vorzeitiges Altern der Bauteile begünstigen. Die Verpackung darf andererseits auch keine Inhaltsstoffe des Elastomers aufnehmen. Als Verpackungsmaterial sind z. B. be- schichtetes Kraftpapier, Aluminiumfolie oder undurchsichtige PE-Folie (min. 0,075 mm Stärke) geeignet. Die Verpackung muss folgende Beschrif- tung haben, um die Teile später bei Bedarf genau zuordnen zu können: y Teile/Artikelnummer O-Ring Hersteller 20-2/335674 y Beschreibung des Polymers 72 NBR 872 y Quartal und Jahr der Herstellung des Elastomer-Teils 1/22 y Klassifikation des Elastomers Gruppe 2 10 Stück (→ Tab. 11) y Anzahl der Packungen y Name oder Handelsmarke des Herstellers Freudenberg Verpackung Werkstoffe für Verpackungen wie Behälter, Beutel oder Folien dürfen keine Substanzen Elastomererzeugnisse werden entspre- chend ihrer maximal zulässigen Lagerzeit in drei Gruppen eingeteilt (→ Tab. 11). 1. LAGERZEIT IN JAHREN 1. VERLÄNGERUNG IN JAHREN Gruppe 1 NR, AU, EU, SBR Gruppe 2 Gruppe 3 NBR, HNBR, ACM, AEM, XNBR, ECO, CIIR, CR, IIR FKM, VMQ, EPDM, FVMQ, PVMQ, FFKM, CSM Tab. 11 Empfohlende Lagerzeiten für Elastomere 5 7 10 2 3 5 179 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

180

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik Verlängerungen der Lagerzeit sind unter Umständen möglich, bedürfen jedoch stets der Rücksprache mit der jeweiligen Fachabteilung, die notwendige Prüfungen vornimmt und letztlich entscheidet, ob die Produkte weiter verwendet werden können oder entsorgt werden müssen. Achtung! Bei Wellendichtringen ist nur eine Verlängerung zulässig, danach wer- den die Teile verschrottet. VORSCHLÄGE ZUR BEGUTACHTUNG DER ELASTOMERBAUTEILE NACH DER ERSTEN LAGERZEIT y Prüfung entsprechend der jeweiligen Produktspezifikation Es gibt Produktspezifikationen, die nach Ablauf des Haltbarkeitsdatums be- stimmte Prüfungen vorsehen. Enthält die entsprechende Produktspezifikati- on solche Angaben nicht, ist folgende Kontrolle notwendig: y Sichtkontrolle Jedes Teil oder jede Komponente in einer repräsentativen Probe ist auf fol- gende Merkmale hin zu kontrollieren: • Rissbildung an der Oberfläche, beob- achtet unter einer Lupe mit 10-facher Vergrößerung • Änderungen des Zustandes der Oberfläche, wie Verhärtung, Erwei- chung, Klebrigkeit, Verfärbung oder Verschmutzung • zusätzliche Prüfungen: Mikrohärte, Dichte, Funktionsmaße: Dichtlippe, Staublippe, Innendurchmesser und Radialkraft Die geprüften Merkmale der gelagerten Teile oder Komponenten müssen in ge- eigneter Weise dokumentiert werden. Sollte es die Anzahl an gemessenen Bau- teilen erlauben, ist der vertretbare Ver- trauensbereich um den Mittelwert jeder abgelegten Prüfung mit anzugeben. y Jede Aufzeichnung muss die nachfol genden Informationen enthalten: • die gelagerte Anzahl an Teilen oder Komponenten, das Datum des ersten Verpackens, das Datum des Einla- gerns • das Datum jedes folgenden Wieder- verpackens • die Chargennummer des Herstellers, • bleibende Verformung, wie Falten sofern vorhanden oder Flachstellen • mechanische Schäden, wie Schnitte, Risse, abgeriebene Stellen oder ge- löste Lagen • die Anzahl der Teile oder Kompo- nenten, die geprüft wurden Map-Marker-Exclamation Nur einmalige Verlängerung bei Wellendichtringen 180

181

12. CHEMIKALIENBESTÄNDIGKEIT 12. Chemikalienbeständigkeit Die in der nachfolgenden Tabelle ent- haltenen Angaben wurden nach eigenen Prüfungen, Empfehlungen unserer Liefe- ranten sowie Erfahrungsberichten unserer Kunden erarbeitet und zusammengestellt. Die jeweils aktuellste Version dieser Zu- sammenstellung findet sich ausschließlich auf unserer Homepage. übliche Reinheit, Konzentration sowie die jeweils angegebenen Temperaturen bei den entsprechenden Medien vorausgesetzt. Im Zweifelsfall, besonders bei nicht erprobten oder neuen Anwendungsfällen, empfehlen wir Rücksprache zu halten, damit gegebe- nenfalls spezielle Untersuchungen durch- geführt werden können. Chemical Resistance Guide Diese Angaben können nur zur groben Orientierung dienen. Sie sind nicht ohne weiteres auf alle Betriebsverhältnisse übertragbar. Auch innerhalb der Werk- stoffklassen kann es durch unterschied- liche Mischungszusammensetzungen zu gravierenden Unterschieden kommen. Bei der Vielzahl der auf die Dichtungen und Formteile einwirkenden Faktoren stellt die chemische Beständigkeit zwar einen sehr wichtigen, aber doch nur einen Teil aspekt der Gesamtbetriebsverhältnisse dar. Als weitere Faktoren sollten bei der Auswahl der Werkstoffe von Freudenberg Sealing Technologies und der Form des Dicht- elementes stets folgende Größen berück- sichtigt werden: y Hitze- und Kältebeständigkeit y Statische oder dynamische Beanspru- chung IN DEN BESTÄNDIGKEITSTABELLEN AUFGEFÜHRTE ELASTOMERE ACM Acrylat-Kautschuk AU CR Polyurethan Chlorbutadien-Kautschuk CSM Chlorsulfoniertes Polyethylen EPDM Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk FFKM FKM Perfluor-Kautschuk Fluor-Kautschuk FVMQ Fluorsilikon-Kautschuk HNBR Hydrierter Acrylnitril-Butadien-- Kautschuk IIR Butyl-Kautschuk y Art des Werkstoffes der abzudichten- NBR Acrylnitril-Butadien-Kautschuk den Maschinenteile y Oberflächenbeschaffenheit der metal- lischen Teile bzw. der Kunststoffteile y Bei rotierenden Dichtungen: Drehzahl y Bei axial bewegten Teilen: Hublänge und Hubgeschwindigkeit y Bei anderen dynamisch belasteten Dichtungen: Belastungsfrequenz und Amplitude NR PTFE Naturkautschuk Polytetrafluorethylen SBR Styrol-Butadien-Kautschuk VMQ XP Silikon-Kautschuk Fluoroprene XP Sind in den Tabellen keine besonderen Hinweise angegeben, so werden handels- Tab. 12 Werkstoffkurzbezeichungen 181 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

182

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik Die in → Tab. 12 aufgeführten Elastome- re sind mit ihren chemischen Bezeichnun- gen sowie den in ASTM D 1418 festgeleg- ten Kurzbezeichnungen benannt. In dieser Tabelle und in den nachfolgend aufgeführten Beständigkeitsübersichten fehlen einige gebräuchliche Elastomer- arten, z. B. BR, ECO, CIIR, BIIR, EVM, AEM und PVMQ. Analogieschlüsse sind hier in vielen Fällen möglich. Bei Fluoroprene XP handelt es sich um eine Klasse an Premium- Dichtungswerkstoffen von Freudenberg Sealing Technologies. Bei speziellen Fragen oder Unsicherheiten ist die entsprechende Fachabteilung zu konsultieren. In den Tabellen auf den folgenden Seiten sind die in → Tab. 12 aufgeführten Werk- stoffe hinsichtlich ihrer Beständigkeit ge- gen Medien bei der jeweils angegebenen Prüftemperatur (Spalte 2) vergleichend gegenübergestellt. Den aktuellen Stand der Beständigkeiten finden Sie online in unserem Chemical Resistance Guide. 182

183

12. Chemikalienbeständigkeit MEDIUM °C 1) M C A U A R C M S C M D P E M K F F M K F Q M V F R B N H R B N R N E F T P R B S R I I Q M V P X Abgase, fluorwasserstoff haltig, Spuren +60 F G B B B B B F B B B B B B F B Abgase, kohlendioxidhaltig +60 B F B B B B B B B B B B B B B B Abgase, kohlenoxidhaltig +60 B B B B B B B B B B B B B B B B Abgase, nitrosehaltig, Spuren +60 D G B B B B B C F C F D B F D B Abgase, nitrosehaltig, Spuren +80 D G B B B B B C F C F D B F D B Abgase, salzsäurehaltig +60 G G B B B B B F C B C B B B F B Abgase, schwefeldioxidhaltig +60 G G B B B B B F C B C C B C F B Abgase, schwefelsäurehaltig +60 G G C B B B B F C B C C B C F B Abgase, schwefelsäurehaltig +80 G G C B B B B F D B D C B C F B Acetaldehyd mit Essigsäure, 90/10 % Acetamid Aceton +20 D G D C C B D D D C D C B C D F +20 G G G F F B G F F F F G B G G F +20 D D D F B B D D D B D B B B D F Acetophenon +20 G G G F F B G G G F G G B G G F Acetylen Acrylnitril +60 B F B B B B B B B B B B B B B B +60 G G D G F B D D D D D D B D D F Acrylsäureethylester +20 D D G G F B D D D C D G B G D F B = Geringer oder kein Angriff C = Schwacher bis mäßiger Angriff D = Starker Angriff bis vollständige Zerstörung H = Besonderer Mischungsaufbau erforderlich. F = Keine Daten vorhanden, wahrscheinlich geeignet, vor Einsatz prüfen. G = Keine Daten vorhanden, wahrscheinlich nicht geeignet. 1) Prüftemperatur in °C Die vorstehenden Angaben beruhen auf den Erfahrungen jahrzehntelanger Forschung auf dem Gebiet der Entwicklung und Her- stellung von Dichtungen bei der Unternehmensgruppe Freudenberg. Dennoch ist die chemische Beständigkeit nur ein Teil aspekt der Gesamtbetriebsverhältnisse und es besteht die Möglichkeit, dass aufgrund unbekannter Faktoren beim praktischen Einsatz von Dichtungen die Eigenschaften merklich eingeschränkt werden. Somit können die Angaben nur allgemeine, unverbindliche Richtwerte darstellen. Wir empfehlen daher, konkrete Einsatzfälle mit unserem Beratungsservice zu besprechen und grundsätz- lich im Vorfeld zu testen. Den aktuellen Stand der Beständigkeiten finden Sie online in unserem Chemical Resistance Guide. 183 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

184

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik MEDIUM °C 1) M C A U A R C M S C M D P E M K F F M K F Q M V F R B N H R B N R N E F T P R B S R I I Q M V P X Adipinsäure, wässrig +20 F F B B B B B F B B B B B B F B Akkusäure (Schwefelsäure) +60 G D D B B B B G D B D C B C G B Alaun, wässrig +60 G D D B B B B G D B D C B C G B Alaun, wässrig +100 G G B B B B B F B B B D B B F B Allylalkohol +80 G D C C B B D G C B C B B B G F Aluminiumsulfat, wässrig +60 G D C B B B B F B B B B B B F B Aluminiumsulfat, wässrig +100 G D C B B B D F B B B C B B F B Ameisensäure, wässrig +60 G D D C C B G G D C D C B C G G Ammoniak, 100 % +20 G D C B B C D G C B C B B B G G Ammoniakwasser (Salmiakgeist) +40 D D C B B B D C B B B B B B C F Ammoniumacetat, wässrig +60 G D C B B B D F B B B B B B F F Ammoniumcarbonat +60 G D C B B B D F B B B B B B F F Ammoniumchlorid, wässrig +60 G D C B B B B F B B B B B B F B Ammoniumfluorid, wässrig +20 G G C B B B B B B B B B B B B B Ammoniumfluorid, wässrig +100 G G C B B B D F B B B D B B F F Ammoniumnitrat, wässrig +60 G D C B B B B F B B B B B B F B B = Geringer oder kein Angriff C = Schwacher bis mäßiger Angriff D = Starker Angriff bis vollständige Zerstörung H = Besonderer Mischungsaufbau erforderlich. F = Keine Daten vorhanden, wahrscheinlich geeignet, vor Einsatz prüfen. G = Keine Daten vorhanden, wahrscheinlich nicht geeignet. 1) Prüftemperatur in °C Die vorstehenden Angaben beruhen auf den Erfahrungen jahrzehntelanger Forschung auf dem Gebiet der Entwicklung und Her- stellung von Dichtungen bei der Unternehmensgruppe Freudenberg. Dennoch ist die chemische Beständigkeit nur ein Teil aspekt der Gesamtbetriebsverhältnisse und es besteht die Möglichkeit, dass aufgrund unbekannter Faktoren beim praktischen Einsatz von Dichtungen die Eigenschaften merklich eingeschränkt werden. Somit können die Angaben nur allgemeine, unverbindliche Richtwerte darstellen. Wir empfehlen daher, konkrete Einsatzfälle mit unserem Beratungsservice zu besprechen und grundsätz- lich im Vorfeld zu testen. Den aktuellen Stand der Beständigkeiten finden Sie online in unserem Chemical Resistance Guide. 184

185

12. Chemikalienbeständigkeit MEDIUM °C 1) M C A U A R C M S C M D P E M K F F M K F Q M V F R B N H R B N R N E F T P R B S R I I Q M V P X Ammoniumnitrat, wässrig +100 G G C B B B D F B B B D B B F F Ammoniumphosphat, wässrig +60 G D C B B B D F B B B B B B F F Ammoniumsulfat +60 G D C B B B B F B B B B B B F B Ammoniumsulfat +100 G D C B B B D F B B B D B B F F Ammonsulfid, wässrig +60 G D C B B B B F B B B B B B F B Ammonsulfid, wässrig +100 G D C B B B D F C B C D B C F F Amylacetat Amylalkohol Anilin +20 G G G F B B D G D B D B B D G F +60 G D C B B B D F C B C B B B F F +60 G D D G G B D D D G D D B D D G Anilinchlorhydrat +20 G D C C C B B F C C C D B D C B Anilinchlorhydrat +100 G D F G G B G G D G D D B D G G Anisol Anon +20 G G D G G B G G D G D D B D G F +20 G G D G D B G G D D D D B D G B Anthrachinonsulfonsäure, wässrig +30 G D G B B B G G C B C B B B G B Antimonchlorid, wässrig +20 B G B B B B B B B B B B B B B B Antimontrichlorid, wasserfrei +60 G G C B B B G G B B B B B B G F Arsensäure, wässrig +100 G G C B B B D F B B B D B B F B Arsensäure, wässrig +60 F D C B B B B F B B B B B B F B B = Geringer oder kein Angriff C = Schwacher bis mäßiger Angriff D = Starker Angriff bis vollständige Zerstörung H = Besonderer Mischungsaufbau erforderlich. F = Keine Daten vorhanden, wahrscheinlich geeignet, vor Einsatz prüfen. G = Keine Daten vorhanden, wahrscheinlich nicht geeignet. 1) Prüftemperatur in °C Die vorstehenden Angaben beruhen auf den Erfahrungen jahrzehntelanger Forschung auf dem Gebiet der Entwicklung und Her- stellung von Dichtungen bei der Unternehmensgruppe Freudenberg. Dennoch ist die chemische Beständigkeit nur ein Teil aspekt der Gesamtbetriebsverhältnisse und es besteht die Möglichkeit, dass aufgrund unbekannter Faktoren beim praktischen Einsatz von Dichtungen die Eigenschaften merklich eingeschränkt werden. Somit können die Angaben nur allgemeine, unverbindliche Richtwerte darstellen. Wir empfehlen daher, konkrete Einsatzfälle mit unserem Beratungsservice zu besprechen und grundsätz- lich im Vorfeld zu testen. Den aktuellen Stand der Beständigkeiten finden Sie online in unserem Chemical Resistance Guide. 185 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

186

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik MEDIUM Asphalt °C 1) M C A U A R C M S C M D P E M K F F M K F Q M V F R B N H R B N R N E F T P R B S R I I Q M V P X +100 F G G G G B F G G G G G B G G B ASTM-Kraftstoff A +60 C B C C D B B B B D B D B D D B ASTM-Kraftstoff B +60 D D D D D B B B C D C D B D D B ASTM-Kraftstoff C +60 D D D D D B B C D D D D B D D B ASTM-Öl Nr. 1 ASTM-Öl Nr. 2 ASTM-Öl Nr. 3 +100 B C B D D B B B B D B D B D B B +100 B C C D D B B B B D B D B D B B +100 B C C D D B B B C D B D B D C B ATE-Bremsflüssigkeit +100 D G C G B F D B D B D B B B B F ATF-Öl +100 D C C D D B B B B D B D B D C B Bariumhydroxid, wässrig +60 G D B B B B B F B B B B B B F B Bariumsalze, wässrig +60 G D C B B B B B B B B B B B B B Baumwollsaatöl +20 F B C C C B B F B C B C B C F B Benzaldehyd, wässrig +60 G D D G C B B G D C D C B C G B Benzin +60 D D C D D B B B C D C D B D D B Benzin-Benzol-Ethanol, 50/30/20 % Benzin-Benzol-Gemisch, 50/50 % Benzin-Benzol-Gemisch, 60/40 % Benzin-Benzol-Gemisch, 70/30 % +20 D D D D D B H C D D D D B D D B +20 D C D D D B B C D D D D B D D B +20 D C D D D B B C D D D D B D D B +20 D B D D D B B B D D D D B D D B B = Geringer oder kein Angriff C = Schwacher bis mäßiger Angriff D = Starker Angriff bis vollständige Zerstörung H = Besonderer Mischungsaufbau erforderlich. F = Keine Daten vorhanden, wahrscheinlich geeignet, vor Einsatz prüfen. G = Keine Daten vorhanden, wahrscheinlich nicht geeignet. 1) Prüftemperatur in °C Die vorstehenden Angaben beruhen auf den Erfahrungen jahrzehntelanger Forschung auf dem Gebiet der Entwicklung und Her- stellung von Dichtungen bei der Unternehmensgruppe Freudenberg. Dennoch ist die chemische Beständigkeit nur ein Teil aspekt der Gesamtbetriebsverhältnisse und es besteht die Möglichkeit, dass aufgrund unbekannter Faktoren beim praktischen Einsatz von Dichtungen die Eigenschaften merklich eingeschränkt werden. Somit können die Angaben nur allgemeine, unverbindliche Richtwerte darstellen. Wir empfehlen daher, konkrete Einsatzfälle mit unserem Beratungsservice zu besprechen und grundsätz- lich im Vorfeld zu testen. Den aktuellen Stand der Beständigkeiten finden Sie online in unserem Chemical Resistance Guide. 186

187

12. Chemikalienbeständigkeit MEDIUM °C 1) M C A U A R C M S C M D P E M K F F M K F Q M V F R B N H R B N R N E F T P R B S R I I Q M V P X Benzin-Benzol-Gemisch, 80/20 % +20 D B D D D B B B D D D D B D D B Benzoesäure, wässrig +60 G D C B B B B B B B B B B B B B Benzol +20 D D D D D B C C D D D D B D D B Benzylalkohol +60 G D G F F B G C G F G F B F C B Bernsteinsäure, wässrig +60 G D C B B B B F B B B B B B F B Bier Biogas +20 B B B B B B B B B B B B B B B B +20 F C B B G B B D B G B D B D B B Bisulfitlauge +50 G D C B B C G F C B C B B B F C Bitumen Blausäure +60 G G D G G B B G D G D G B G G B +20 G G C B F B F F F B F F B F B B Bleiacetat, wässrig +60 G D C B B B B F C B B B B B F B Bleiacetat, wässrig +100 G D C B B B D F C B B D B B F F Bleichlauge +60 G D C B B B C G D C D D B C G B Bleinitrat, wässrig +20 F D C B B B B F B B B B B B F B Borax, wässrig +60 G D C B B B B B B B B B B B B B Borsäure, wässrig +60 G D C B B B B B B B B B B B B B Bremsflüssigkeiten (Glykolether) +80 D G C F B F G B D B D B B B B F Brom, flüssig +20 G G D C F F G G D F D D B D G G B = Geringer oder kein Angriff C = Schwacher bis mäßiger Angriff D = Starker Angriff bis vollständige Zerstörung H = Besonderer Mischungsaufbau erforderlich. F = Keine Daten vorhanden, wahrscheinlich geeignet, vor Einsatz prüfen. G = Keine Daten vorhanden, wahrscheinlich nicht geeignet. 1) Prüftemperatur in °C Die vorstehenden Angaben beruhen auf den Erfahrungen jahrzehntelanger Forschung auf dem Gebiet der Entwicklung und Her- stellung von Dichtungen bei der Unternehmensgruppe Freudenberg. Dennoch ist die chemische Beständigkeit nur ein Teil aspekt der Gesamtbetriebsverhältnisse und es besteht die Möglichkeit, dass aufgrund unbekannter Faktoren beim praktischen Einsatz von Dichtungen die Eigenschaften merklich eingeschränkt werden. Somit können die Angaben nur allgemeine, unverbindliche Richtwerte darstellen. Wir empfehlen daher, konkrete Einsatzfälle mit unserem Beratungsservice zu besprechen und grundsätz- lich im Vorfeld zu testen. Den aktuellen Stand der Beständigkeiten finden Sie online in unserem Chemical Resistance Guide. 187 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

188

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik MEDIUM Brombenzol Bromdämpfe °C 1) M C A U A R C M S C M D P E M K F F M K F Q M V F R B N H R B N R N E F T P R B S R I I Q M V P X +20 G G G G G F F F G G G G B G G F +20 G G D C F F G G D F D D B D G G Bromwasser, kalt gesättigt +20 G G D C F F G G D F D D B D G G Bromwasserstoffsäure, wässrig Bunkeröl Butadien +60 G D C B B F G G C B C F B F G G +60 F G G G G F F F C G C G B G G F +60 G F C D D B B B F D F D B D C B Butan, gasförmig +20 B B C D D B B B B D B D B D F B Butandiol, wässrig +20 G F C B B B C F B B B B B B F B Butandiol, wässrig +60 G D B B B F F F B B B C B B F F Butanol, wässrig +20 C B D B B B C B C B B B B B B B Butanol, wässrig +60 G D C B B B G F D B D B B B F B Butindiol Butter Butter +20 G B C B B C C F B B B B B B F C +20 F B B G G B B B B G B G B G B B +80 F F C G G B B F B G B D B D F B Buttersäure, wässrig +20 G F C F F B B F B F B D B F F B Butylacetat Butylacetat Butylalkohol +20 G G D D C B D G D C D C B D G G +60 G G D D D B D G D D D D B D G D +60 G D C B B B G F D B D B B B F B B = Geringer oder kein Angriff C = Schwacher bis mäßiger Angriff D = Starker Angriff bis vollständige Zerstörung H = Besonderer Mischungsaufbau erforderlich. F = Keine Daten vorhanden, wahrscheinlich geeignet, vor Einsatz prüfen. G = Keine Daten vorhanden, wahrscheinlich nicht geeignet. 1) Prüftemperatur in °C Die vorstehenden Angaben beruhen auf den Erfahrungen jahrzehntelanger Forschung auf dem Gebiet der Entwicklung und Her- stellung von Dichtungen bei der Unternehmensgruppe Freudenberg. Dennoch ist die chemische Beständigkeit nur ein Teil aspekt der Gesamtbetriebsverhältnisse und es besteht die Möglichkeit, dass aufgrund unbekannter Faktoren beim praktischen Einsatz von Dichtungen die Eigenschaften merklich eingeschränkt werden. Somit können die Angaben nur allgemeine, unverbindliche Richtwerte darstellen. Wir empfehlen daher, konkrete Einsatzfälle mit unserem Beratungsservice zu besprechen und grundsätz- lich im Vorfeld zu testen. Den aktuellen Stand der Beständigkeiten finden Sie online in unserem Chemical Resistance Guide. 188

189

12. Chemikalienbeständigkeit MEDIUM °C 1) M C A U A R C M S C M D P E M K F F M K F Q M V F R B N H R B N R N E F T P R B S R I I Q M V P X Butylen, flüssig +20 F B C G G B B B B G B D B D F B Butylenglykol Butylphenol Butyraldehyd +60 G B B B B B C B B B B B B B B B +20 D D D D D B C G D D D D B D D B +20 G G G C C C G G G C G C B C G Calciumbisulfit, wässrig +20 G B B B B B B F B B B B B B F B Calciumchlorid, wässrig +100 G D B B B B B B B B B D B B B B Calciumhydroxid, wässrig +20 G D B B B B B B B B B B B B B B Calciumhypochlorid, wässrig +60 D D C B B B C G D B D D B D G B Calciumnitrat, wässrig +40 G G B B B B B B B B B B B B B B Calciumphosphat, wässrig +20 G F B B B B B B B B B B B B B B Campher Campher-Öl Cellosolve Chlor, flüssig +20 G G C D D B C G B D B D B D G B +20 G G D C D B C G C D B D B D G B +20 G G G C C F G G G C G G B G G F +20 G G D C C C C G D C D D B D G G Chlor, gasförmig feucht +20 G G D C C C C G D C D D B D G D Chlor, gasförmig trocken +20 G C D C C C C G D C D D B D G C Chloralhydrat, wässrig +60 G G D C C B C G D C D D B D G B Chloramin, wässrig +20 F F B B B C G F B B B B B B F G B = Geringer oder kein Angriff C = Schwacher bis mäßiger Angriff D = Starker Angriff bis vollständige Zerstörung H = Besonderer Mischungsaufbau erforderlich. F = Keine Daten vorhanden, wahrscheinlich geeignet, vor Einsatz prüfen. G = Keine Daten vorhanden, wahrscheinlich nicht geeignet. 1) Prüftemperatur in °C Die vorstehenden Angaben beruhen auf den Erfahrungen jahrzehntelanger Forschung auf dem Gebiet der Entwicklung und Her- stellung von Dichtungen bei der Unternehmensgruppe Freudenberg. Dennoch ist die chemische Beständigkeit nur ein Teil aspekt der Gesamtbetriebsverhältnisse und es besteht die Möglichkeit, dass aufgrund unbekannter Faktoren beim praktischen Einsatz von Dichtungen die Eigenschaften merklich eingeschränkt werden. Somit können die Angaben nur allgemeine, unverbindliche Richtwerte darstellen. Wir empfehlen daher, konkrete Einsatzfälle mit unserem Beratungsservice zu besprechen und grundsätz- lich im Vorfeld zu testen. Den aktuellen Stand der Beständigkeiten finden Sie online in unserem Chemical Resistance Guide. 189 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

190

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik MEDIUM Chloräthanol Chlorbenzol °C 1) M C A U A R C M S C M D P E M K F F M K F Q M V F R B N H R B N R N E F T P R B S R I I Q M V P X +60 G G D C C C D G D C D D B D G F +20 D F D D D C C D D D D D B D D C Chlorbrommethan +20 G G G C C C C C G C G G B G G C Chloressigsäure +60 G D C B B C G G C B C D B D G D Chlorkalk, wässrig +60 G D D B B B B G D B D D B D G B Chlormethyl Chloroform +20 G C D D D B C G D D D D B D G B +20 G D D D D B C G D D D D B D G B Chlorsäure, wässrig +80 G G D C C B C G D C D D B D G B Chlorsulfonsäure +20 D G D D D F G D D D D D B D D F Chlorwasser, gesättigt +20 G G D B B B B G D C D D B D G B Chlorwasserstoffgas +60 G G D B B B B G D B D C B C G B Chromsäure, wässrig +60 G G D B F B B G D F D D B D G B Chromsäure/Schwefelsäure/ Wasser, 50/15/35 % +40 G G D B F B B G D F D D B D G B Clophen-A-Typen +100 F D D G G B B B D G D D B D B B Clophen T 64 +100 F D D G G B B F D G D D B D C B Crotonaldehyd +20 G F G B B C D G G B G C B C G D Cyankali, wässrig +40 G F C B B B B B B B B B B B B B Cyankali, wässrig +80 G D C B B B B B C B C D B D B B B = Geringer oder kein Angriff C = Schwacher bis mäßiger Angriff D = Starker Angriff bis vollständige Zerstörung H = Besonderer Mischungsaufbau erforderlich. F = Keine Daten vorhanden, wahrscheinlich geeignet, vor Einsatz prüfen. G = Keine Daten vorhanden, wahrscheinlich nicht geeignet. 1) Prüftemperatur in °C Die vorstehenden Angaben beruhen auf den Erfahrungen jahrzehntelanger Forschung auf dem Gebiet der Entwicklung und Her- stellung von Dichtungen bei der Unternehmensgruppe Freudenberg. Dennoch ist die chemische Beständigkeit nur ein Teil aspekt der Gesamtbetriebsverhältnisse und es besteht die Möglichkeit, dass aufgrund unbekannter Faktoren beim praktischen Einsatz von Dichtungen die Eigenschaften merklich eingeschränkt werden. Somit können die Angaben nur allgemeine, unverbindliche Richtwerte darstellen. Wir empfehlen daher, konkrete Einsatzfälle mit unserem Beratungsservice zu besprechen und grundsätz- lich im Vorfeld zu testen. Den aktuellen Stand der Beständigkeiten finden Sie online in unserem Chemical Resistance Guide. 190

191

12. Chemikalienbeständigkeit MEDIUM Cyclohexan Cyclohexanol Cyclohexanon °C 1) M C A U A R C M S C M D P E M K F F M K F Q M V F R B N H R B N R N E F T P R B S R I I Q M V P X +20 C B D G D B B C B D B D B D C B +20 G B D D D B G C B D B D B D G B +20 G G D D D B G G D D D D B D G G Cyclohexylamin +20 G G D D D C D G D D D D B D G D Dampf +130 G D D C B D H D D B D D B D D B Dekahydronaphtalin (Dekalin) Dekahydronaphtalin ( Dekalin) +20 C G D D D C C G D D D D B D G C +60 C G D D D C C G D D D D B D G C Desmodur T +20 D C D D D C G G D D D D B D G F Desmophen 2000 +80 F G F F F F F F B F B F B B F F Dextrin, wässrig +60 G D B B B B B B B B B B B B B B Diacetonalkohol +20 G F C B B B G F C B C B B B F F Dibenzylether Dibuthylether +20 G G D C C B D G D C D D B D G F +20 G G D C C B D G D C D D B D G F Dibuthylphtalat +20 G B D F F B B B D F D D B D B B Dibuthylphtalat +60 G F D F F B C B D F D D B D B B Dibuthylsebacat +60 G F D D D C G C D D D D B D C C Dichlorbenzol Dichlorbutylen +20 G G D D D B B C D D D D B D G B +20 G G D D D B C G D D D D B D G B B = Geringer oder kein Angriff C = Schwacher bis mäßiger Angriff D = Starker Angriff bis vollständige Zerstörung H = Besonderer Mischungsaufbau erforderlich. F = Keine Daten vorhanden, wahrscheinlich geeignet, vor Einsatz prüfen. G = Keine Daten vorhanden, wahrscheinlich nicht geeignet. 1) Prüftemperatur in °C Die vorstehenden Angaben beruhen auf den Erfahrungen jahrzehntelanger Forschung auf dem Gebiet der Entwicklung und Her- stellung von Dichtungen bei der Unternehmensgruppe Freudenberg. Dennoch ist die chemische Beständigkeit nur ein Teil aspekt der Gesamtbetriebsverhältnisse und es besteht die Möglichkeit, dass aufgrund unbekannter Faktoren beim praktischen Einsatz von Dichtungen die Eigenschaften merklich eingeschränkt werden. Somit können die Angaben nur allgemeine, unverbindliche Richtwerte darstellen. Wir empfehlen daher, konkrete Einsatzfälle mit unserem Beratungsservice zu besprechen und grundsätz- lich im Vorfeld zu testen. Den aktuellen Stand der Beständigkeiten finden Sie online in unserem Chemical Resistance Guide. 191 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

192

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik MEDIUM °C 1) M C A U A R C M S C M D P E M K F F M K F Q M V F R B N H R B N R N E F T P R B S R I I Q M V P X Dichloressigsäure +60 G D D B B C D G D B D D B D G F Dichlorethan +20 D D D G D C C F D D D D B D D C Dichlorethylen +20 G G D G G C C G D G D D B D G C Dichlormethan +20 D D D D D B B G D D D D B D D B Dieselkraftstoff +60 C C C D D B B B B D B D B D C B Diethylamin +20 G G D B B C D G C B C D B D G D Diethylenglykol +20 G G B B B B B B B B B B B B B B Diethylether +20 G G D D D B D G D D D D B D G B Diethylsebacat +20 G G D C C C C G D C D D B D G C Diglykolsäure, wässrig +60 G G C B B B B F C B C B B B F B Dihexylphtalat +60 G G D D G C D G D G D D B D G C Diisobutylketon +60 G G D F B C D G D B D C B D G F Dimethylamin +20 G G D B B C D G D B D D B D G D Dimethylether +20 G G D B B C D G D B D C B D G F Dimethylformamid +60 F D D C C C D F D C D C B D D F Dinonylphtalat +30 G G D D G C D G D G D D B D G G Dioctylphtalat +60 D G D D G B C G D G D D B D G B Dioctylsebacat +60 G G D G G C D G D G D D B D G C B = Geringer oder kein Angriff C = Schwacher bis mäßiger Angriff D = Starker Angriff bis vollständige Zerstörung H = Besonderer Mischungsaufbau erforderlich. F = Keine Daten vorhanden, wahrscheinlich geeignet, vor Einsatz prüfen. G = Keine Daten vorhanden, wahrscheinlich nicht geeignet. 1) Prüftemperatur in °C Die vorstehenden Angaben beruhen auf den Erfahrungen jahrzehntelanger Forschung auf dem Gebiet der Entwicklung und Her- stellung von Dichtungen bei der Unternehmensgruppe Freudenberg. Dennoch ist die chemische Beständigkeit nur ein Teil aspekt der Gesamtbetriebsverhältnisse und es besteht die Möglichkeit, dass aufgrund unbekannter Faktoren beim praktischen Einsatz von Dichtungen die Eigenschaften merklich eingeschränkt werden. Somit können die Angaben nur allgemeine, unverbindliche Richtwerte darstellen. Wir empfehlen daher, konkrete Einsatzfälle mit unserem Beratungsservice zu besprechen und grundsätz- lich im Vorfeld zu testen. Den aktuellen Stand der Beständigkeiten finden Sie online in unserem Chemical Resistance Guide. 192

193

12. Chemikalienbeständigkeit MEDIUM Dioxan Dipenten Diphenyl °C 1) M C A U A R C M S C M D P E M K F F M K F Q M V F R B N H R B N R N E F T P R B S R I I Q M V P X +60 G G D C C F D G D C D C B C G F +20 F F D D D B B F C D C D B D F B +20 G F D D D B B G D D D D B D G B Diphenyloxid +100 G G G G G F G G G G G G B G G F Düngesalz, wässrig +60 G G C B B B B B B B B B B B B B Eisen(III)-chlorid, wässrig +40 G F B B B B B F B B B B B B F B Eisessig +60 G D D C C C D G D C D D B D G G Epichlorhydrin +20 G G G G C F D G G G G G B G G D Erdgas Erdöl Essigester +20 B B B C C B B B B C B C B C B B +20 B B C C D B B B C D B D B D C B +20 G G G C C C D G D F D D B D G G Essigsäure, wässrig, 25 bis 60 % +60 G G G B B B G G D B D D B D G B Essigsäure, wässrig, 85 % +100 G G G F F B G G D F D D B D G B Essigsäureanhydrid +20 G G B B B B D G D B D C B B G C Essigsäureanhydrid +80 G G C F F C D G D F D D B C G F Ethan +20 B B C D D B B B B D B D B D C B Ethanol (Spiritus) +20 G C C B B B H B C B C B B B C B Ethanol (Spiritus) +80 G D D B B B H F D B D B B B F B B = Geringer oder kein Angriff C = Schwacher bis mäßiger Angriff D = Starker Angriff bis vollständige Zerstörung H = Besonderer Mischungsaufbau erforderlich. F = Keine Daten vorhanden, wahrscheinlich geeignet, vor Einsatz prüfen. G = Keine Daten vorhanden, wahrscheinlich nicht geeignet. 1) Prüftemperatur in °C Die vorstehenden Angaben beruhen auf den Erfahrungen jahrzehntelanger Forschung auf dem Gebiet der Entwicklung und Her- stellung von Dichtungen bei der Unternehmensgruppe Freudenberg. Dennoch ist die chemische Beständigkeit nur ein Teil aspekt der Gesamtbetriebsverhältnisse und es besteht die Möglichkeit, dass aufgrund unbekannter Faktoren beim praktischen Einsatz von Dichtungen die Eigenschaften merklich eingeschränkt werden. Somit können die Angaben nur allgemeine, unverbindliche Richtwerte darstellen. Wir empfehlen daher, konkrete Einsatzfälle mit unserem Beratungsservice zu besprechen und grundsätz- lich im Vorfeld zu testen. Den aktuellen Stand der Beständigkeiten finden Sie online in unserem Chemical Resistance Guide. 193 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

194

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik MEDIUM °C 1) M C A U A R C M S C M D P E M K F F M K F Q M V F R B N H R B N R N E F T P R B S R I I Q M V P X Ethanol (Spiritus) mit Essig- säure (Gärungsgemisch) (Ethanol (Spiritus) mit Essig- säure Gärungsgemisch) +60 G G D B B B H G D B D B B B G B +20 G G C B B B H G D B D B B B G B Etherische Öle +20 G G D D D B C G D D D D B D G B Ethylacetat Ethylacrylat Ethylbenzol Ethylchlorid Ethylenchlorid Ethylendiamin Ethylenglykol +60 G D D D D C D G D D D D B D G D +20 D G G G F C D D D C D G B G D D +20 D F D D D B C C D D D D B D D C +20 D C C F C B C G C C C C B C D C +20 D C C F C B C G C C C C B C D C +60 D D D F B C D G D B D C B C D D +100 G D C F B B B F B B B D B B C B Ethylentrichlorid +20 G G G G G C F G G G G G B G G F Ethylether +20 D D D D C B D D D C D C B D D C FAM-Prüfkraftstoffe DIN 51604-A FAM-Prüfkraftstoffe DIN 51604-C +20 G B D D D B B B C D C D B D D B +20 D D D D D B H C D D D D B D D B Fettalkohol +20 B G B C C B B F B C B C B C B B Fette, mineralisch, tierisch bzw. pflanzlich +80 B B C C D B B B B D B D B D B B B = Geringer oder kein Angriff C = Schwacher bis mäßiger Angriff D = Starker Angriff bis vollständige Zerstörung H = Besonderer Mischungsaufbau erforderlich. F = Keine Daten vorhanden, wahrscheinlich geeignet, vor Einsatz prüfen. G = Keine Daten vorhanden, wahrscheinlich nicht geeignet. 1) Prüftemperatur in °C Die vorstehenden Angaben beruhen auf den Erfahrungen jahrzehntelanger Forschung auf dem Gebiet der Entwicklung und Her- stellung von Dichtungen bei der Unternehmensgruppe Freudenberg. Dennoch ist die chemische Beständigkeit nur ein Teil aspekt der Gesamtbetriebsverhältnisse und es besteht die Möglichkeit, dass aufgrund unbekannter Faktoren beim praktischen Einsatz von Dichtungen die Eigenschaften merklich eingeschränkt werden. Somit können die Angaben nur allgemeine, unverbindliche Richtwerte darstellen. Wir empfehlen daher, konkrete Einsatzfälle mit unserem Beratungsservice zu besprechen und grundsätz- lich im Vorfeld zu testen. Den aktuellen Stand der Beständigkeiten finden Sie online in unserem Chemical Resistance Guide. 194

195

12. Chemikalienbeständigkeit MEDIUM °C 1) M C A U A R C M S C M D P E M K F F M K F Q M V F R B N H R B N R N E F T P R B S R I I Q M V P X Fettsäuren +100 G G C C G B B G C G C G B G G B Fichtennadelöl +20 G F D G G B B F C D C D B D G B Fischtran +20 B F B C C B B B B C B C B C B B Flugmotorenkraftstoffe JP3 (MIL-J-5624) Flugmotorenkraftstoffe JP4 (MIL-J-5624) Flugmotorenkraftstoffe JP5 (MIL-J-5624) Flugmotorenkraftstoffe JP6 (MIL-J-25656) Fluor, trocken Fluorbenzol +20 C C D D D B B B C D B D B D D B +20 C C D D D B B C C D B D B D D B +20 C C D D D B B C C D B D B D D B +20 C C D D D B B C C D B D B D D B +60 G G G G G F G G D G D D B G G G +20 D G D D D B C D D D D D B D D B Fluorcarbonöle +100 F F F F F F F F F F F F B F B F Fluorkieselsäure +100 G G F F F F F F F F F D B F F F Flusssäure, konz. +20 G G G C C C G G G C G G B C G F Formaldehyd, wässrig +60 D G C B B C G F C B C B B B F F Formamid +60 G G D B B B C G D B D B B F G F Foto-Emulsionen +20 G G B B B B B F B B B B B B F B Foto-Entwickler +40 G G C B B B B F C B C B B B F B Foto-Fixierbäder +40 G G C B B B B F C B C B B B F B Frostschutzmittel (Kfz) +60 G D B B B B B B B B B B B B B B B = Geringer oder kein Angriff C = Schwacher bis mäßiger Angriff D = Starker Angriff bis vollständige Zerstörung H = Besonderer Mischungsaufbau erforderlich. F = Keine Daten vorhanden, wahrscheinlich geeignet, vor Einsatz prüfen. G = Keine Daten vorhanden, wahrscheinlich nicht geeignet. 1) Prüftemperatur in °C Die vorstehenden Angaben beruhen auf den Erfahrungen jahrzehntelanger Forschung auf dem Gebiet der Entwicklung und Her- stellung von Dichtungen bei der Unternehmensgruppe Freudenberg. Dennoch ist die chemische Beständigkeit nur ein Teil aspekt der Gesamtbetriebsverhältnisse und es besteht die Möglichkeit, dass aufgrund unbekannter Faktoren beim praktischen Einsatz von Dichtungen die Eigenschaften merklich eingeschränkt werden. Somit können die Angaben nur allgemeine, unverbindliche Richtwerte darstellen. Wir empfehlen daher, konkrete Einsatzfälle mit unserem Beratungsservice zu besprechen und grundsätz- lich im Vorfeld zu testen. Den aktuellen Stand der Beständigkeiten finden Sie online in unserem Chemical Resistance Guide. 195 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

196

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik MEDIUM °C 1) M C A U A R C M S C M D P E M K F F M K F Q M V F R B N H R B N R N E F T P R B S R I I Q M V P X Fruchtsäfte +100 G D C B B B B F C B C D B B B B Furan Furfurol +20 G D G G G C D G G G G G B G G F +20 G D G G G C G G D G D G B G G F Furfurylalkohol +20 G D G G G C G G G G G G B G G F Gasohol Gasöl Gaswasser +20 D D D D D B H C D D D D B D D B +80 B B C D D B B B B D B D B D C B +40 D G D D D B B D B D B D B D D B Gelatine, wässrig +40 C G C B B B B B B B B B B B B B Gerbextrakte +20 C G C B B B B B B B B B B B B B Gerbsäure +60 C G C B B B B B B B B B B B B B Glaubersalz, wässrig +20 C G C B B B B F B B B B B B F B Glukose, wässrig +80 G G C B B B B B B B B C B B B B Glykokoll, wässrig, 10 % +40 F G B C B B B F C B C C B C F B Glykol, wässrig +100 G D C B B B C F B B B C B B C B Glykolsäure, wässrig, 37 % +20 G G C B B B B B B B B B B B B B Glyzerin, wässrig +100 G G C B B B B B B B B C B B B B Glyzerinchlorhydrin +60 G G D C C C G G D C D C B C G F Grubengas +20 B F B C C B B B B C B C B C B B B = Geringer oder kein Angriff C = Schwacher bis mäßiger Angriff D = Starker Angriff bis vollständige Zerstörung H = Besonderer Mischungsaufbau erforderlich. F = Keine Daten vorhanden, wahrscheinlich geeignet, vor Einsatz prüfen. G = Keine Daten vorhanden, wahrscheinlich nicht geeignet. 1) Prüftemperatur in °C Die vorstehenden Angaben beruhen auf den Erfahrungen jahrzehntelanger Forschung auf dem Gebiet der Entwicklung und Her- stellung von Dichtungen bei der Unternehmensgruppe Freudenberg. Dennoch ist die chemische Beständigkeit nur ein Teil aspekt der Gesamtbetriebsverhältnisse und es besteht die Möglichkeit, dass aufgrund unbekannter Faktoren beim praktischen Einsatz von Dichtungen die Eigenschaften merklich eingeschränkt werden. Somit können die Angaben nur allgemeine, unverbindliche Richtwerte darstellen. Wir empfehlen daher, konkrete Einsatzfälle mit unserem Beratungsservice zu besprechen und grundsätz- lich im Vorfeld zu testen. Den aktuellen Stand der Beständigkeiten finden Sie online in unserem Chemical Resistance Guide. 196

197

12. Chemikalienbeständigkeit MEDIUM °C 1) M C A U A R C M S C M D P E M K F F M K F Q M V F R B N H R B N R N E F T P R B S R I I Q M V P X Harnstoff, wässrig +60 G G C B B B B F B B B B B B F B Hefe, wässrig +20 G F B B B B B B B B B B B B B B Heizöl (auf Erdölbasis) +60 B B C D D B B B B D B D B D C B Henkel-P-3-Lösung +100 G G C B B B G F B B B C B B F F Heptan +60 B B C D D B B B B D B D B D D B Hexachlorbutadien +20 G G G G G B B G D G D D B D G B Hexachlorcyclohexan +20 G C G G G B B F G G G D B D G B Hexaldehyd +20 G G D G G C G G D G D D B D G F Hexan Hexantriol Hexen +60 B B C D D B B B B D B D B D D B +20 G G C B B B B B B B B F B F B B +20 B B C C D B B B C D C D B D F B Hochofengas +100 B F C C C B B B C C C D B C B B Hydraulikflüssigkeiten, Hydrauliköle DIN 51524 Hydraulikflüssigkeiten, Phosphorsäureester HFD Hydraulikflüssigkeiten, Polyglykol-Wasser HFC Hydraulikflüssigkeiten, Öl-in-Wasser-Emulsionen HFA +80 B B C D D B B B B D B D B D C B +80 D D D D H B H D D H D D B D D B +60 G G C B B B B B B B B B B B B G +55 G G C D D B H F B D B D B D F G B = Geringer oder kein Angriff C = Schwacher bis mäßiger Angriff D = Starker Angriff bis vollständige Zerstörung H = Besonderer Mischungsaufbau erforderlich. F = Keine Daten vorhanden, wahrscheinlich geeignet, vor Einsatz prüfen. G = Keine Daten vorhanden, wahrscheinlich nicht geeignet. 1) Prüftemperatur in °C Die vorstehenden Angaben beruhen auf den Erfahrungen jahrzehntelanger Forschung auf dem Gebiet der Entwicklung und Her- stellung von Dichtungen bei der Unternehmensgruppe Freudenberg. Dennoch ist die chemische Beständigkeit nur ein Teil aspekt der Gesamtbetriebsverhältnisse und es besteht die Möglichkeit, dass aufgrund unbekannter Faktoren beim praktischen Einsatz von Dichtungen die Eigenschaften merklich eingeschränkt werden. Somit können die Angaben nur allgemeine, unverbindliche Richtwerte darstellen. Wir empfehlen daher, konkrete Einsatzfälle mit unserem Beratungsservice zu besprechen und grundsätz- lich im Vorfeld zu testen. Den aktuellen Stand der Beständigkeiten finden Sie online in unserem Chemical Resistance Guide. 197 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

198

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik MEDIUM °C 1) M C A U A R C M S C M D P E M K F F M K F Q M V F R B N H R B N R N E F T P R B S R I I Q M V P X Hydraulikflüssigkeiten, Wasser-Öl-Emulsionen HFB +60 G G C D D B H F H D H D B D F G Hydrazinhydrat +20 G C C B B C G C C B C D B C G F Hydrochinon, wässrig +20 C G C B B B B F B B B C B C F B Hydrosulfit, wässrig +40 G G C B B C G F C B C B B B F F Hydroxylaminsulfat, wässrig +35 G G C B B C G B B B B B B B B F Isobutylalkohol +20 D D B B B B B C C B C B B B B B Isooctan Isophoron Isopropanol +20 B C C D D B B B B D B D B D C B +20 F C F F B C F F F B F F B F F F +60 D G C B B B H B C B C B B B B B Isopropylacetat +80 D G D C C C D D D C D D B D D D Isopropylether +60 D D D G G B D D D G D G B D D B Isopropylchlorid +20 D D D D D B B C D D D D B D D B Jodoform Jodtinktur +20 G G G G B B B G G B G G B G G B +20 G D C B B B B C B B B B B B C B Kalilauge, 50 % +60 D D C B B C D D C B C C B C D C Kaliumacetat, wässrig +20 G C C B B B B F C B B B B B F B Kaliumbisulfat, wässrig +40 G D C B B B B F B B B B B B F B Kaliumborat, wässrig +60 G D C B B B B F B B B B B B F B B = Geringer oder kein Angriff C = Schwacher bis mäßiger Angriff D = Starker Angriff bis vollständige Zerstörung H = Besonderer Mischungsaufbau erforderlich. F = Keine Daten vorhanden, wahrscheinlich geeignet, vor Einsatz prüfen. G = Keine Daten vorhanden, wahrscheinlich nicht geeignet. 1) Prüftemperatur in °C Die vorstehenden Angaben beruhen auf den Erfahrungen jahrzehntelanger Forschung auf dem Gebiet der Entwicklung und Her- stellung von Dichtungen bei der Unternehmensgruppe Freudenberg. Dennoch ist die chemische Beständigkeit nur ein Teil aspekt der Gesamtbetriebsverhältnisse und es besteht die Möglichkeit, dass aufgrund unbekannter Faktoren beim praktischen Einsatz von Dichtungen die Eigenschaften merklich eingeschränkt werden. Somit können die Angaben nur allgemeine, unverbindliche Richtwerte darstellen. Wir empfehlen daher, konkrete Einsatzfälle mit unserem Beratungsservice zu besprechen und grundsätz- lich im Vorfeld zu testen. Den aktuellen Stand der Beständigkeiten finden Sie online in unserem Chemical Resistance Guide. 198

199

12. Chemikalienbeständigkeit MEDIUM °C 1) M C A U A R C M S C M D P E M K F F M K F Q M V F R B N H R B N R N E F T P R B S R I I Q M V P X Kaliumbromat, 10 % +60 G D C B B B B F B B B B B B F B Kaliumbromid, wässrig +60 G D C B B B B F B B B B B B F B Kaliumcarbonat, wässrig +40 G G C B B B B B B B B B B B B B Kaliumchlorat, wässrig +60 G D C B B B B F D B D C B C F B Kaliumchlorid, wässrig +60 G D C B B B B F B B B B B B F B Kaliumchromat, wässrig +20 G D C B B B B F C B C B B B F B Kaliumdichromat, wässrig 40 % +20 G G C B B B B F C B C D B C F B Kaliumjodid, wässrig +60 G D C B B B B F B B B C B B F B Kaliumnitrat, wässrig +60 G D C B B B B F B B B B B B F B Kaliumperchlorat, wässrig +80 G G C B B B B F D B D D B D F B Kaliumpermanganat, wässrig +40 G G C B B B B G D B D D B C G B Kaliumpersulfat, wässrig +60 G G D B B B B G D B D D B C G B Kaliumsulfat, wässrig +60 G G C B B B B F B B B B B B F B Kalkmilch +80 G G C F F B B G D F D D B C G B Kältemittel gemäß DIN 8962 R 22 Kältemittel gemäß DIN 8962 R 134a +20 G C B B B G D F D B D B B B G G +20 G G B G B D D F C G C G B G G G B = Geringer oder kein Angriff C = Schwacher bis mäßiger Angriff D = Starker Angriff bis vollständige Zerstörung H = Besonderer Mischungsaufbau erforderlich. F = Keine Daten vorhanden, wahrscheinlich geeignet, vor Einsatz prüfen. G = Keine Daten vorhanden, wahrscheinlich nicht geeignet. 1) Prüftemperatur in °C Die vorstehenden Angaben beruhen auf den Erfahrungen jahrzehntelanger Forschung auf dem Gebiet der Entwicklung und Her- stellung von Dichtungen bei der Unternehmensgruppe Freudenberg. Dennoch ist die chemische Beständigkeit nur ein Teil aspekt der Gesamtbetriebsverhältnisse und es besteht die Möglichkeit, dass aufgrund unbekannter Faktoren beim praktischen Einsatz von Dichtungen die Eigenschaften merklich eingeschränkt werden. Somit können die Angaben nur allgemeine, unverbindliche Richtwerte darstellen. Wir empfehlen daher, konkrete Einsatzfälle mit unserem Beratungsservice zu besprechen und grundsätz- lich im Vorfeld zu testen. Den aktuellen Stand der Beständigkeiten finden Sie online in unserem Chemical Resistance Guide. 199 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

200

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik MEDIUM Kerosin °C 1) M C A U A R C M S C M D P E M K F F M K F Q M V F R B N H R B N R N E F T P R B S R I I Q M V P X +20 B B D D D B B B C D B D B D C B Kiefernnadelöl +60 B B D D D B B B C D C D B D C B Kieselfluorwasserstoffsäure, wässrig +60 G G C B B B B G B B B B B B G B Kieselsäure, wässrig +60 G G C B B B B G B B B B B B G B Knochenöl +60 B B D D D B B B B D B D B D C B Kohlendioxid, trocken +60 B F B B B B B B B B B B B B B B Kohlenoxid, feucht +20 B G B B B B B B B B B B B B B B Kohlenoxid, trocken +60 B B B B B B B B B B B B B B B B Kokosfett +80 B B C D D B B B B D B D B D B B Kokosfettalkohol +20 F G B C C B B F B C B C B C F B Kokosnussöl Kokosnussöl Koksofengas +80 F F C G G B B F B G B D B D F B +60 B B C D D B B B B D B D B D B B +80 G G D D D B B F D D D D B D F B Königswasser +20 D D D D D B D D D D D D B D D F Kresol, wässrig +45 G B D D D B B G D D D D B D G B Kupfer(I)-chlorid, wässrig +20 B B C B B B B B B B B B B B B B Kupferfluorid, wässrig +50 G G C B B B B F B B B B B B F B Kupfernitrat, wässrig +60 G G C B B B B F B B B B B B F B B = Geringer oder kein Angriff C = Schwacher bis mäßiger Angriff D = Starker Angriff bis vollständige Zerstörung H = Besonderer Mischungsaufbau erforderlich. F = Keine Daten vorhanden, wahrscheinlich geeignet, vor Einsatz prüfen. G = Keine Daten vorhanden, wahrscheinlich nicht geeignet. 1) Prüftemperatur in °C Die vorstehenden Angaben beruhen auf den Erfahrungen jahrzehntelanger Forschung auf dem Gebiet der Entwicklung und Her- stellung von Dichtungen bei der Unternehmensgruppe Freudenberg. Dennoch ist die chemische Beständigkeit nur ein Teil aspekt der Gesamtbetriebsverhältnisse und es besteht die Möglichkeit, dass aufgrund unbekannter Faktoren beim praktischen Einsatz von Dichtungen die Eigenschaften merklich eingeschränkt werden. Somit können die Angaben nur allgemeine, unverbindliche Richtwerte darstellen. Wir empfehlen daher, konkrete Einsatzfälle mit unserem Beratungsservice zu besprechen und grundsätz- lich im Vorfeld zu testen. Den aktuellen Stand der Beständigkeiten finden Sie online in unserem Chemical Resistance Guide. 200

201

12. Chemikalienbeständigkeit MEDIUM °C 1) M C A U A R C M S C M D P E M K F F M K F Q M V F R B N H R B N R N E F T P R B S R I I Q M V P X Kupfersulfat, wässrig +60 G G C B B B B F B B B B B B F B Lachgas Lactam +20 B B B B B B B B B B B B B B B B +80 G G D D D C D G D D D D B D G F Lanolin (Wollfett) +60 B B C C D B B B B D B C B C B B Laurylalkohol +20 F F B C C B B F B C B C B C F B Lavendelöl Lebertran Leim Leinöl +20 C F D G G B B C C G C G B G G B +20 B B B C C B B B B C B C B C B B +20 B B B B B B B B B B B B B B B B +60 F C B C C B B F B C B C B C B B Leuchtgas, benzolfrei +20 B B C D D B B B B D B D B D B B Liköre Linolsäure +20 B B B B B B B B B B B B B B B B +20 G F G G G B C F C G C G B G C B Lithiumbromid, wässrig +20 G B C B B B B B B B B B B B B B Lithiumchlorid, wässrig +20 G B C B B B B B B B B B B B B B Luft, ölhaltig Luft, rein +80 B B B B D B B B B D B D B C B B +80 B B B B B B B B B B B B B B B B Magnesiumchlorid, wässrig +100 D G C B B B B F B B B G B B F B Magnesiumsulfat, wässrig +100 D G C B B B B F B B B G B B F B B = Geringer oder kein Angriff C = Schwacher bis mäßiger Angriff D = Starker Angriff bis vollständige Zerstörung H = Besonderer Mischungsaufbau erforderlich. F = Keine Daten vorhanden, wahrscheinlich geeignet, vor Einsatz prüfen. G = Keine Daten vorhanden, wahrscheinlich nicht geeignet. 1) Prüftemperatur in °C Die vorstehenden Angaben beruhen auf den Erfahrungen jahrzehntelanger Forschung auf dem Gebiet der Entwicklung und Her- stellung von Dichtungen bei der Unternehmensgruppe Freudenberg. Dennoch ist die chemische Beständigkeit nur ein Teil aspekt der Gesamtbetriebsverhältnisse und es besteht die Möglichkeit, dass aufgrund unbekannter Faktoren beim praktischen Einsatz von Dichtungen die Eigenschaften merklich eingeschränkt werden. Somit können die Angaben nur allgemeine, unverbindliche Richtwerte darstellen. Wir empfehlen daher, konkrete Einsatzfälle mit unserem Beratungsservice zu besprechen und grundsätz- lich im Vorfeld zu testen. Den aktuellen Stand der Beständigkeiten finden Sie online in unserem Chemical Resistance Guide. 201 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

202

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik MEDIUM °C 1) M C A U A R C M S C M D P E M K F F M K F Q M V F R B N H R B N R N E F T P R B S R I I Q M V P X Maiskeimöl +60 F F C G D B B F B D B D B D F B Maleinsäure, wässrig +100 G G C B B B B F B B B D B D F B Maleinsäureanhydrid +60 G G G G G B B F G G G G B G G B Margarine +80 B B C D D B B B B D B D B D B B Maschinenöle, mineralisch +80 B B C D D B B B B D B D B D C B Meerwasser +20 G C C B B B B B B B B B B B B B Melasse Menthol +100 G G C C C B B F B C B D B D F B +60 G G D D D B C G D D D D B D G B Mesityloxid +20 G F G G C F F F F C F G B G G F Methan Methanol +20 B F B C C B B B B C B C B C B B +60 G G C B B B H B C B C B B B C B Methoxybutanol +60 G F C C C B B F B C B D B D F B Methylacrylat +20 D D D D D C D D D D D D B D D G Methylamin, wässrig +20 G G G B B C D G D B D C B C G D Methylbromid +20 D D D D D B B F D D D D B D D B Methylenchlorid +20 D D D D D B B G D D D D B D D B Methylethylketon +20 D D D C C B D D D C D D B D D F Methylisobuthylketon +20 D D D D C C D D D C D D B D D F B = Geringer oder kein Angriff C = Schwacher bis mäßiger Angriff D = Starker Angriff bis vollständige Zerstörung H = Besonderer Mischungsaufbau erforderlich. F = Keine Daten vorhanden, wahrscheinlich geeignet, vor Einsatz prüfen. G = Keine Daten vorhanden, wahrscheinlich nicht geeignet. 1) Prüftemperatur in °C Die vorstehenden Angaben beruhen auf den Erfahrungen jahrzehntelanger Forschung auf dem Gebiet der Entwicklung und Her- stellung von Dichtungen bei der Unternehmensgruppe Freudenberg. Dennoch ist die chemische Beständigkeit nur ein Teil aspekt der Gesamtbetriebsverhältnisse und es besteht die Möglichkeit, dass aufgrund unbekannter Faktoren beim praktischen Einsatz von Dichtungen die Eigenschaften merklich eingeschränkt werden. Somit können die Angaben nur allgemeine, unverbindliche Richtwerte darstellen. Wir empfehlen daher, konkrete Einsatzfälle mit unserem Beratungsservice zu besprechen und grundsätz- lich im Vorfeld zu testen. Den aktuellen Stand der Beständigkeiten finden Sie online in unserem Chemical Resistance Guide. 202

203

12. Chemikalienbeständigkeit MEDIUM °C 1) M C A U A R C M S C M D P E M K F F M K F Q M V F R B N H R B N R N E F T P R B S R I I Q M V P X Methylmethacrylat +20 D D D D D C D D D D D D B D D F Methyl-tert-Butylether +20 D D D D D B D D D D D D B D D D Milch +20 G B B C C B B B B C B C B C B B Milchsäure, wässrig 10 % +40 G B B B B B B F B B B B B B F B Mineralöl +100 B C D D D B B B B D B D B D C B Mineralwasser +60 G F C B B B B B B B B B B B B B Monobrombenzol +20 D D D D D B C D D D D D B D D F Monochloressigsäure- ethylester Monochloressigsäure- methylester Morpholin Motorenöle +60 D D D C C B C D D C D D B D D B +60 D D D D B B C D D B D D B D D B +60 G G D C C F G F D C D D B D F F +100 B C C D D B B B B D B D B D C B Myristylalkohol +20 B F B B B B B F B B B B B B F B n-Propanol Naftolen ZD Naphta Naphthalin +60 G D C B B B C B C B C B B B B B +20 F G D D D B B F C D C D B D G B +20 C D D G G B B C D G D G B G G B +60 G G D D D B B G D D D D B D G B Naphtoesäure +20 G G F G G B B B C G C G B G G B Natriumbenzoat, wässrig +40 G F C B B B B F B B B B B B F B B = Geringer oder kein Angriff C = Schwacher bis mäßiger Angriff D = Starker Angriff bis vollständige Zerstörung H = Besonderer Mischungsaufbau erforderlich. F = Keine Daten vorhanden, wahrscheinlich geeignet, vor Einsatz prüfen. G = Keine Daten vorhanden, wahrscheinlich nicht geeignet. 1) Prüftemperatur in °C Die vorstehenden Angaben beruhen auf den Erfahrungen jahrzehntelanger Forschung auf dem Gebiet der Entwicklung und Her- stellung von Dichtungen bei der Unternehmensgruppe Freudenberg. Dennoch ist die chemische Beständigkeit nur ein Teil aspekt der Gesamtbetriebsverhältnisse und es besteht die Möglichkeit, dass aufgrund unbekannter Faktoren beim praktischen Einsatz von Dichtungen die Eigenschaften merklich eingeschränkt werden. Somit können die Angaben nur allgemeine, unverbindliche Richtwerte darstellen. Wir empfehlen daher, konkrete Einsatzfälle mit unserem Beratungsservice zu besprechen und grundsätz- lich im Vorfeld zu testen. Den aktuellen Stand der Beständigkeiten finden Sie online in unserem Chemical Resistance Guide. 203 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

204

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik MEDIUM °C 1) M C A U A R C M S C M D P E M K F F M K F Q M V F R B N H R B N R N E F T P R B S R I I Q M V P X Natriumbicarbonat +60 G G C B B B B F B B B B B B F B Natriumbicarbonat, wässrig +60 G G C B B B B F B B B B B B F B Natriumbisulfit, wässrig +100 G G C B B B B F B B B B B B F B Natriumchlorat +20 G G D B B B B F D B D D B D F B Natriumchlorid +100 G G C B B B B F B B B G B B F B Natriumhypochlorit, wässrig +20 G G C B B B B F C B C D B D F B Natriumnitrat, wässrig +60 G G C B B B B F B B B B B B F B Natriumnitrit +60 G G C B B B B F C B C B B B F B Natriumphosphat, wässrig +60 G G C B B B B F B B B B B B F B Natriumsilikat, wässrig +60 G G C B B B B F B B B B B B F B Natriumsulfat, wässrig +60 G G C B B B B F B B B B B B F B Natriumsulfid Natriumsulfid +40 G G C B B B B F B B B B B B F B +100 G G C B B B B F C C C D B C F B Natriumthiosulfat +60 F G B B B B B F D B D B B B F B Natronlauge +20 D G C B B B D D C B C C B C D B Nickelacetat, wässrig +20 G D C B B C F F B B B B B B F F Nickelchlorid, wässrig +20 G G C B B B B F B B B B B B F B Nickelsulfat, wässrig +60 G G C B B B B F B B B B B B F B B = Geringer oder kein Angriff C = Schwacher bis mäßiger Angriff D = Starker Angriff bis vollständige Zerstörung H = Besonderer Mischungsaufbau erforderlich. F = Keine Daten vorhanden, wahrscheinlich geeignet, vor Einsatz prüfen. G = Keine Daten vorhanden, wahrscheinlich nicht geeignet. 1) Prüftemperatur in °C Die vorstehenden Angaben beruhen auf den Erfahrungen jahrzehntelanger Forschung auf dem Gebiet der Entwicklung und Her- stellung von Dichtungen bei der Unternehmensgruppe Freudenberg. Dennoch ist die chemische Beständigkeit nur ein Teil aspekt der Gesamtbetriebsverhältnisse und es besteht die Möglichkeit, dass aufgrund unbekannter Faktoren beim praktischen Einsatz von Dichtungen die Eigenschaften merklich eingeschränkt werden. Somit können die Angaben nur allgemeine, unverbindliche Richtwerte darstellen. Wir empfehlen daher, konkrete Einsatzfälle mit unserem Beratungsservice zu besprechen und grundsätz- lich im Vorfeld zu testen. Den aktuellen Stand der Beständigkeiten finden Sie online in unserem Chemical Resistance Guide. 204

205

12. Chemikalienbeständigkeit MEDIUM °C 1) M C A U A R C M S C M D P E M K F F M K F Q M V F R B N H R B N R N E F T P R B S R I I Q M V P X Nitrobenzol +60 D D D D D C D D D D D D B D D F Nitroglykol, wässrig +20 G F C B B B B F D B D F B F F B Nitroglyzerin Nitromethan Nitropropan Nitrose-Gase o-Nitrotoluol Octylkresol Oktan Oktylalkohol Oleum, 10 % Oleylalkohol Olivenöl Ölsäure +20 G G G B B B B G D B D C B C G B +20 D D G C C C D D D C D C B C D F +20 D D D C C F D D D C D C B C D F +20 D D D B B B B D D B D D B D D B +60 D G D D D F D D D D D D B D D F +20 D G D D D C C D G D G D B D D C +20 G F G G G B B C F G F G B G G B +20 G G B B B B B C C B C C B C C B +20 D D D C C B B D D C D D B D D B +20 B D B B B B B B B B B B B B B B +60 B F B C C B B B B C B C B C B B +60 B G C D D B B C B D B D B D C B Oxalsäure, wässrig +100 G G D B B B B G D B D D B C G B Ozon +20 C F C B B B B B C C D D B D B B Palmitinsäure +60 F F C D D B B F C D C D B D F B Palmkernfettsäure +60 F F B D D B B F B D B D B D F B B = Geringer oder kein Angriff C = Schwacher bis mäßiger Angriff D = Starker Angriff bis vollständige Zerstörung H = Besonderer Mischungsaufbau erforderlich. F = Keine Daten vorhanden, wahrscheinlich geeignet, vor Einsatz prüfen. G = Keine Daten vorhanden, wahrscheinlich nicht geeignet. 1) Prüftemperatur in °C Die vorstehenden Angaben beruhen auf den Erfahrungen jahrzehntelanger Forschung auf dem Gebiet der Entwicklung und Her- stellung von Dichtungen bei der Unternehmensgruppe Freudenberg. Dennoch ist die chemische Beständigkeit nur ein Teil aspekt der Gesamtbetriebsverhältnisse und es besteht die Möglichkeit, dass aufgrund unbekannter Faktoren beim praktischen Einsatz von Dichtungen die Eigenschaften merklich eingeschränkt werden. Somit können die Angaben nur allgemeine, unverbindliche Richtwerte darstellen. Wir empfehlen daher, konkrete Einsatzfälle mit unserem Beratungsservice zu besprechen und grundsätz- lich im Vorfeld zu testen. Den aktuellen Stand der Beständigkeiten finden Sie online in unserem Chemical Resistance Guide. 205 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

206

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik MEDIUM Paraffin °C 1) M C A U A R C M S C M D P E M K F F M K F Q M V F R B N H R B N R N E F T P R B S R I I Q M V P X +60 F F B D D B B F B D B D B D F B Paraffinemulsionen +40 B B B D D B B B B D B D B D B B Paraffinöl Pektin +60 B B B D D B B B B D B D B D B B +20 B B B B B B B B B B B B B B B B Pentachlordiphenyl +60 G G D D D F G G D D D D B D G F Pentan +20 F F C D D B B F B D B D B D F B Perchlorethylen +60 G G D D D B B G D D D D B D D B Perchlorsäure +100 G G D B B B B G D B D D B D G B Peressigsäure, < 1 % +40 D D D D B B B D D D D D B D D B Peressigsäure, < 10 % +40 D D D D C B H D D D D D B D D B Petrolether Petroleum +60 B B C D D B B B C D B D B D C B +60 B B C D D B B B B D B D B D C B Phenol, wässrig, bis 90 % +80 G G D D D B C G D D D D B D G B Phenyläthylether +20 D D D D D C D D D D D D B D D F Phenylbenzol +20 G G D D D B C G D D D D B D G B Phenylhydrazin +60 G G D D D B C G C D C D B D G C Phenylhydrazin-Chlorhydrat, wässrig +80 G G D C B C C G C B C D B D G C Phosgen +20 G G G F F F F G G G G G B G G F B = Geringer oder kein Angriff C = Schwacher bis mäßiger Angriff D = Starker Angriff bis vollständige Zerstörung H = Besonderer Mischungsaufbau erforderlich. F = Keine Daten vorhanden, wahrscheinlich geeignet, vor Einsatz prüfen. G = Keine Daten vorhanden, wahrscheinlich nicht geeignet. 1) Prüftemperatur in °C Die vorstehenden Angaben beruhen auf den Erfahrungen jahrzehntelanger Forschung auf dem Gebiet der Entwicklung und Her- stellung von Dichtungen bei der Unternehmensgruppe Freudenberg. Dennoch ist die chemische Beständigkeit nur ein Teil aspekt der Gesamtbetriebsverhältnisse und es besteht die Möglichkeit, dass aufgrund unbekannter Faktoren beim praktischen Einsatz von Dichtungen die Eigenschaften merklich eingeschränkt werden. Somit können die Angaben nur allgemeine, unverbindliche Richtwerte darstellen. Wir empfehlen daher, konkrete Einsatzfälle mit unserem Beratungsservice zu besprechen und grundsätz- lich im Vorfeld zu testen. Den aktuellen Stand der Beständigkeiten finden Sie online in unserem Chemical Resistance Guide. 206

207

12. Chemikalienbeständigkeit MEDIUM °C 1) M C A U A R C M S C M D P E M K F F M K F Q M V F R B N H R B N R N E F T P R B S R I I Q M V P X Phosphoroxychlorid +20 G G G F F F F G D G D G B F G F Phosphorsäure, wässrig +60 G G C B B B B G D B D C B B G B Phosphortrichlorid +20 G G D B B C C G D B D B B F G C Phosphorwasserstoff +20 G G C B B C C F D B D B B F F C Phthalsäure, wässrig +60 G G C B B B B F B B B D B F F B Pickel-Lösung (Lederpickel) +20 G G F C C C C G F C F G B G G C Pikrinsäure +20 G C B C C B B C C C C C B C G B Pikrinsäure, wässrig +20 G G C B B B B B B B B B B B B B Pinen Piperidin +20 G C C C G B B C C G C G B G G B +20 G G G G G F G G G G G G B G G F Pottasche, wässrig +40 G G C B B B B B B B B B B B B B Propan, flüssig/gasförmig +20 B B B G G B B B B G B D B D B B Propargylalkohol, wässrig +60 F G B B B B B F B B B C B F F B Propionsäure, wässrig +60 G G C F F B B G B F B G B F G B Propylenglykol +60 G G C B B B B F B B B B B B F B Propylenoxid +20 G G G G G C G G D G D G B G G G Pyridin Pyrrol +20 D D D G G F D D D G D D B D D F +20 G G G G D F F C G D G D B D C F B = Geringer oder kein Angriff C = Schwacher bis mäßiger Angriff D = Starker Angriff bis vollständige Zerstörung H = Besonderer Mischungsaufbau erforderlich. F = Keine Daten vorhanden, wahrscheinlich geeignet, vor Einsatz prüfen. G = Keine Daten vorhanden, wahrscheinlich nicht geeignet. 1) Prüftemperatur in °C Die vorstehenden Angaben beruhen auf den Erfahrungen jahrzehntelanger Forschung auf dem Gebiet der Entwicklung und Her- stellung von Dichtungen bei der Unternehmensgruppe Freudenberg. Dennoch ist die chemische Beständigkeit nur ein Teil aspekt der Gesamtbetriebsverhältnisse und es besteht die Möglichkeit, dass aufgrund unbekannter Faktoren beim praktischen Einsatz von Dichtungen die Eigenschaften merklich eingeschränkt werden. Somit können die Angaben nur allgemeine, unverbindliche Richtwerte darstellen. Wir empfehlen daher, konkrete Einsatzfälle mit unserem Beratungsservice zu besprechen und grundsätz- lich im Vorfeld zu testen. Den aktuellen Stand der Beständigkeiten finden Sie online in unserem Chemical Resistance Guide. 207 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

208

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik MEDIUM °C 1) M C A U A R C M S C M D P E M K F F M K F Q M V F R B N H R B N R N E F T P R B S R I I Q M V P X Quecksilber +60 B B B B B B B B B B B B B B B B Quecksilbersalze, wässrig +60 G G C B B B B B B B B B B B B B Rapsöl +20 C C C C C B B B C C C G B G G B Rindertalg-Emulsion, sulfuriert +20 G G C B D B B C B D B D B D C B Röstgase, trocken +60 G G C B B B B B D B D B B B B B Sagrotan Salicylsäure +20 G D C B B B B B C B C B B B B B +20 G B B B B B B G B B B B B B G B Salpetersäure, konz. +80 G D D B D F D G D D D D B D G F Salpetersäure, rauchend +60 G D D D D F D G D D D D B D G F Salpetersäure, verdünnt +80 G G C B C B C G C C C D B C C B Salzsäure, konz. +20 G G D B B B B G D B D C B C G B Salzsäure, konz. +80 G G D B B B C G D B D D B D G B Salzsäure, verdünnt +20 G D C B B B B G C B B B B B G B Salzwasser +20 G G B B B B B B B B B B B B G B Schwarzlauge +100 G G C B B B B G C B C C B C G B Schwefel +60 G F G B B B B F G B G G B G F B Schwefelchlorid +20 G G D C G B B B D G D G B G G B Schwefeldioxid, flüssig +60 G G D B B B B G D B D D B G G B B = Geringer oder kein Angriff C = Schwacher bis mäßiger Angriff D = Starker Angriff bis vollständige Zerstörung H = Besonderer Mischungsaufbau erforderlich. F = Keine Daten vorhanden, wahrscheinlich geeignet, vor Einsatz prüfen. G = Keine Daten vorhanden, wahrscheinlich nicht geeignet. 1) Prüftemperatur in °C Die vorstehenden Angaben beruhen auf den Erfahrungen jahrzehntelanger Forschung auf dem Gebiet der Entwicklung und Her- stellung von Dichtungen bei der Unternehmensgruppe Freudenberg. Dennoch ist die chemische Beständigkeit nur ein Teil aspekt der Gesamtbetriebsverhältnisse und es besteht die Möglichkeit, dass aufgrund unbekannter Faktoren beim praktischen Einsatz von Dichtungen die Eigenschaften merklich eingeschränkt werden. Somit können die Angaben nur allgemeine, unverbindliche Richtwerte darstellen. Wir empfehlen daher, konkrete Einsatzfälle mit unserem Beratungsservice zu besprechen und grundsätz- lich im Vorfeld zu testen. Den aktuellen Stand der Beständigkeiten finden Sie online in unserem Chemical Resistance Guide. 208

209

12. Chemikalienbeständigkeit MEDIUM °C 1) M C A U A R C M S C M D P E M K F F M K F Q M V F R B N H R B N R N E F T P R B S R I I Q M V P X Schwefeldioxid, trocken +80 G G D B B B B F D B D D B C F B Schwefeldioxid, wässrig +60 G G D B B B B G D B D D B C G B Schwefelhexafluorid +20 F F B B B B B B B B B F B B B B Schwefelkohlenstoff +20 G D D C D B B G D D D D B D D B Schwefelsäure, konz. +50 G D D B B B C G D B D D B C D B Schwefelsäure, verdünnt +20 G G D B B B B G C B C C B C G B Schwefelwasserstoff, trocken +60 G F C B B B B F C B C C B C F B Schwefelwasserstoff, wässrig +60 G G C B B B B G C B C C B B G B Seifenlösung, wässrig +20 G B C B B B B F B B B B B B F B Silbernitrat, wässrig +100 G G C B B B B F C B C G B C F B Silbersalze, wässrig +60 G G C B B B B B C B C C B C B B Silikonfett Silikonöl Skydrol +20 B B B B B B B B B B B C B B D B +20 B B B B B B B B B B B C B B D B +20 D D D G C C D D D F D D B D D D Soda, wässrig +60 G G C B B B B B B B B B B B B B Spindelöl +60 B B C D D B B B B D B D B D B B Stärke, wässrig +60 G G B B B B B B B B B B B B B B Stärkesirup +60 G G B B B B B F B B B B B B F B B = Geringer oder kein Angriff C = Schwacher bis mäßiger Angriff D = Starker Angriff bis vollständige Zerstörung H = Besonderer Mischungsaufbau erforderlich. F = Keine Daten vorhanden, wahrscheinlich geeignet, vor Einsatz prüfen. G = Keine Daten vorhanden, wahrscheinlich nicht geeignet. 1) Prüftemperatur in °C Die vorstehenden Angaben beruhen auf den Erfahrungen jahrzehntelanger Forschung auf dem Gebiet der Entwicklung und Her- stellung von Dichtungen bei der Unternehmensgruppe Freudenberg. Dennoch ist die chemische Beständigkeit nur ein Teil aspekt der Gesamtbetriebsverhältnisse und es besteht die Möglichkeit, dass aufgrund unbekannter Faktoren beim praktischen Einsatz von Dichtungen die Eigenschaften merklich eingeschränkt werden. Somit können die Angaben nur allgemeine, unverbindliche Richtwerte darstellen. Wir empfehlen daher, konkrete Einsatzfälle mit unserem Beratungsservice zu besprechen und grundsätz- lich im Vorfeld zu testen. Den aktuellen Stand der Beständigkeiten finden Sie online in unserem Chemical Resistance Guide. 209 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

210

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik MEDIUM Stearinsäure Stickstoff °C 1) M C A U A R C M S C M D P E M K F F M K F Q M V F R B N H R B N R N E F T P R B S R I I Q M V P X +60 B B C B B B B B B B B D B B B B +20 B B B B B B B B B B B B B B B B Stickstofftetraoxid +20 G G G G D F G G G D G G B G D F Stoddard-Solvent +20 B B D D G B B B B G B G B G G B Styrol +20 G G D D D F C G D D D D B D D F Sulfurylchlorid +20 G G D B C B B G D C D C B C G B Talg Tannin Teer Teeröl Terpentin Terpentinöl Testbenzin +60 F G C D D B B F B D B D B D F B +40 G B B B B B B F C B C B B B F B +20 G G D D D B F G D D D D B D G B +20 G G D D D B F G D D D D B D G B +60 F D D D D B B G C D C D B D G B +20 F G D D D B B G C D C D B D G B +60 B F C D D B B F C D B D B D F B Tetrachlorethan +60 G G D D D B C G D D D D B D G B Tetrachlorethylen +60 G G D D D B C G D D D D B D G B Tetrachlorkohlenstoff +60 G G D D D B B G D D D D B D G B Tetraethylblei +20 G G D D G B B C C G C G B G G B Tetrahydrofuran +20 G G D D D C D G D D D D B D G F B = Geringer oder kein Angriff C = Schwacher bis mäßiger Angriff D = Starker Angriff bis vollständige Zerstörung H = Besonderer Mischungsaufbau erforderlich. F = Keine Daten vorhanden, wahrscheinlich geeignet, vor Einsatz prüfen. G = Keine Daten vorhanden, wahrscheinlich nicht geeignet. 1) Prüftemperatur in °C Die vorstehenden Angaben beruhen auf den Erfahrungen jahrzehntelanger Forschung auf dem Gebiet der Entwicklung und Her- stellung von Dichtungen bei der Unternehmensgruppe Freudenberg. Dennoch ist die chemische Beständigkeit nur ein Teil aspekt der Gesamtbetriebsverhältnisse und es besteht die Möglichkeit, dass aufgrund unbekannter Faktoren beim praktischen Einsatz von Dichtungen die Eigenschaften merklich eingeschränkt werden. Somit können die Angaben nur allgemeine, unverbindliche Richtwerte darstellen. Wir empfehlen daher, konkrete Einsatzfälle mit unserem Beratungsservice zu besprechen und grundsätz- lich im Vorfeld zu testen. Den aktuellen Stand der Beständigkeiten finden Sie online in unserem Chemical Resistance Guide. 210

211

12. Chemikalienbeständigkeit MEDIUM Tetrahydronaphthalin (Tetralin) °C 1) M C A U A R C M S C M D P E M K F F M K F Q M V F R B N H R B N R N E F T P R B S R I I Q M V P X +20 G G D D D B B F D D D D B D G B Thionylchlorid +20 G G D B B B B G D B D C B C G B Thiophen Tinte +60 G G D D D F D G D D D D B D G F +20 B B B B B B C B C B B B B B B B Titantetrachlorid +20 C B C B B B C C B B B B B B C B Toluol Trafoöl +20 D D D D D B C D D D D D B D D B +60 B B D D D B B B C D B D B D C B Transmission Fluid Type A +20 B B C C G B B B B G B G B G C B Traubenzucker, wässrig +80 G G B B B B B B B B B D B B B B Triacetin +20 G G C C B F G G C B C C B D G F Triethanolamin +20 G G C C C C G G D C D D B F G G Triethylaluminium +20 G G G G G C C G G G G G B G G C Triethylboran +20 G G G G G B B G G G G G B G G B Tri-n-butylphosphat +60 D D D D F B D D D D D D B D D F Tributoxyethylphosphat +20 G G D D D B C G D D D D B D G F Trichloressigsäure, wässrig +60 G G D C C B D G C C C C B C G F Trichlorethylen +20 G D D D D B C G D D D D B D D F Trichlorethylphosphat +20 G G D G G C D G D G D G B G G F B = Geringer oder kein Angriff C = Schwacher bis mäßiger Angriff D = Starker Angriff bis vollständige Zerstörung H = Besonderer Mischungsaufbau erforderlich. F = Keine Daten vorhanden, wahrscheinlich geeignet, vor Einsatz prüfen. G = Keine Daten vorhanden, wahrscheinlich nicht geeignet. 1) Prüftemperatur in °C Die vorstehenden Angaben beruhen auf den Erfahrungen jahrzehntelanger Forschung auf dem Gebiet der Entwicklung und Her- stellung von Dichtungen bei der Unternehmensgruppe Freudenberg. Dennoch ist die chemische Beständigkeit nur ein Teil aspekt der Gesamtbetriebsverhältnisse und es besteht die Möglichkeit, dass aufgrund unbekannter Faktoren beim praktischen Einsatz von Dichtungen die Eigenschaften merklich eingeschränkt werden. Somit können die Angaben nur allgemeine, unverbindliche Richtwerte darstellen. Wir empfehlen daher, konkrete Einsatzfälle mit unserem Beratungsservice zu besprechen und grundsätz- lich im Vorfeld zu testen. Den aktuellen Stand der Beständigkeiten finden Sie online in unserem Chemical Resistance Guide. 211 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

212

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik MEDIUM Triglykol °C 1) M C A U A R C M S C M D P E M K F F M K F Q M V F R B N H R B N R N E F T P R B S R I I Q M V P X +20 G F B B B B B F B B B B B B F B Trikresylphosphat +60 G C D D C F C F D C D D B D G F Trimethylolpropan, wässrig +100 G G C C C B B F D C D C B F F B Trinatriumphosphat +20 G F C B B B B B B B B B B B B B Trinitrotoluol +20 G G C C G B C C G G G G B G G B Trioctylphosphat +60 G G D C C B C F D C D D B G G B Vaseline Vaselinöl +60 B F B C D B B B B D B D B D C B +60 B F B C D B B B B D B D B D C B Vinylacetat +20 G G G G G C G G G G G G B G G G Vinylchlorid, flüssig +20 G G G G G C G G G G G G B G G G Wachsalkohol +60 F F C D D B B F C D B D B G F B Walrat +20 F F C D D B B F B D B D B G F B Waschmittel, synthetische +60 D F C B B B B F B B B B B B F B Wasser +100 D D C B B C C F B B B C B B C B Wasserdampf +130 G D D C B D H D D B D D B D D B Wasserstoff +20 B G B B B B B B B B B B B B B B Wasserstoffperoxid, wässrig +20 G G D B B B B C D B D D B D C B Wein +20 F B B B B B B B B B B B B B B B B = Geringer oder kein Angriff C = Schwacher bis mäßiger Angriff D = Starker Angriff bis vollständige Zerstörung H = Besonderer Mischungsaufbau erforderlich. F = Keine Daten vorhanden, wahrscheinlich geeignet, vor Einsatz prüfen. G = Keine Daten vorhanden, wahrscheinlich nicht geeignet. 1) Prüftemperatur in °C Die vorstehenden Angaben beruhen auf den Erfahrungen jahrzehntelanger Forschung auf dem Gebiet der Entwicklung und Her- stellung von Dichtungen bei der Unternehmensgruppe Freudenberg. Dennoch ist die chemische Beständigkeit nur ein Teil aspekt der Gesamtbetriebsverhältnisse und es besteht die Möglichkeit, dass aufgrund unbekannter Faktoren beim praktischen Einsatz von Dichtungen die Eigenschaften merklich eingeschränkt werden. Somit können die Angaben nur allgemeine, unverbindliche Richtwerte darstellen. Wir empfehlen daher, konkrete Einsatzfälle mit unserem Beratungsservice zu besprechen und grundsätz- lich im Vorfeld zu testen. Den aktuellen Stand der Beständigkeiten finden Sie online in unserem Chemical Resistance Guide. 212

213

12. Chemikalienbeständigkeit MEDIUM °C 1) M C A U A R C M S C M D P E M K F F M K F Q M V F R B N H R B N R N E F T P R B S R I I Q M V P X Weinsäure, wässrig +60 G G C B B B B B B B B B B B B B Weißöl Whisky Wollfett Xylamon Xylol Zeolite +20 B F C C G B B B B G B G B G B B +20 G B B B B B B B B B B B B B B B +50 B B B B B B B B B B B C B B B B +20 D C D D D B C G D D D D B D G B +20 D D D D D B C D D D D D B D D B +20 B B B B B B B B B B B B B B B B Zinkacetat +20 B B C C B B B B C B C B B D B B Zinn(II)-chlorid, wässrig +80 G G C B B B B F B B B B B B F B Zitronensaft, unverdünnt +20 G F C F F B H F B F B B B B B B Zitronensäure, wässrig +60 G G C B B B H F B B B B B B F B Zuckersirup +60 G G G B B B B F B B B B B F F B B = Geringer oder kein Angriff C = Schwacher bis mäßiger Angriff D = Starker Angriff bis vollständige Zerstörung H = Besonderer Mischungsaufbau erforderlich. F = Keine Daten vorhanden, wahrscheinlich geeignet, vor Einsatz prüfen. G = Keine Daten vorhanden, wahrscheinlich nicht geeignet. 1) Prüftemperatur in °C Die vorstehenden Angaben beruhen auf den Erfahrungen jahrzehntelanger Forschung auf dem Gebiet der Entwicklung und Her- stellung von Dichtungen bei der Unternehmensgruppe Freudenberg. Dennoch ist die chemische Beständigkeit nur ein Teil aspekt der Gesamtbetriebsverhältnisse und es besteht die Möglichkeit, dass aufgrund unbekannter Faktoren beim praktischen Einsatz von Dichtungen die Eigenschaften merklich eingeschränkt werden. Somit können die Angaben nur allgemeine, unverbindliche Richtwerte darstellen. Wir empfehlen daher, konkrete Einsatzfälle mit unserem Beratungsservice zu besprechen und grundsätz- lich im Vorfeld zu testen. Den aktuellen Stand der Beständigkeiten finden Sie online in unserem Chemical Resistance Guide. 213 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

214

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik 13. ZUSAMMENFASSUNG DER ERWÄHNTEN NORMEN NORM DIN 3601 DIN 3760 DIN 3761 DIN 7168 DIN 7715 DIN 7716 DIN 9088 DIN 16901 DIN 24320 DIN 51524 DIN 51604 DIN 53504 O-Ringe – Fluidtechnik Radial-Wellendichtringe Radial-Wellendichtringe für Kraftfahrzeuge Allgemeintoleranzen (Freimaßtoleranzen) Gummiteile – zulässige Maßabweichungen Erzeugnisse aus Gummi; Richtlinien für Lagerung, Wartung und Reinigung Luft- und Raumfahrt-Richtlinien für die zulässigen Lagerzeiten von Erzeugnissen aus Elastomeren Kunststoff-Formteile; Toleranzen und Abnahmebedingungen für Längenmaße Druckflüssigkeiten der Kategorie HFAE- und HFAS, Eigenschaften und Anforderungen Druckflüssigkeiten – Hydrauliköle – HL, HLP, HVLP FAM-Prüfkraftstoff für Polymerwerkstoffe; Zusammensetzung und Anforderungen Prüfung von Elastomeren – Zugversuch DIN 53508 Prüfung von Elastomeren – Künstliche Alterung von Weichgummi 214

215

13. Zusammenfassung der erwähnten Normen NORM DIN 53512 DIN 53513 DIN 53533 DIN 53538 DIN 53545 DIN ISO 34-1 DIN ISO 48 DIN ISO 812 DIN ISO 815 Prüfung von Elastomeren; Bestimmung der Rückprallelastizität Prüfung von Kautschuk und Elastomeren; Bestimmung der viskoelastischen Eigenschaften von Gummi bei erzwungenen Schwingungen außerhalb der Resonanz Prüfung von Elastomeren; Prüfung der Wärmebildung und des Zermürbungswiderstandes im Dauerschwingversuch Prüfung von Elastomeren; Standard-Referenz-Elastomere Bestimmung des Verhaltens von Mineralölprodukten gegenüber Nitrilkautschukvulkanisaten Prüfung von Elastomeren; Bestimmung des Verhaltens bei tiefen Temperaturen (Kälteverhalten); Begriffe, Zeichen und Prüfverfahren Prüfung von Elastomeren; Weiterreißversuch mit der Streifenprobe Elastomere und thermoplastische Elastomere; Bestimmung der Härte Prüfung von Elastomeren; Bestimmung der Kältesprödigkeitstemperatur bei Schlagbeanspruchung Prüfung von Elastomeren; Bestimmung des Druckverformungsrests bei Umgebungs-, erhöhten oder niedrigen Temperaturen DIN ISO 1431-1 Bestimmung der Beständigkeit gegen Rissbildung unter Ozoneinwirkung Prüfung von Kautschuk und Gummi; DIN ISO 1629 Kautschuk und Latices; Einteilung Kurzzeichen DIN ISO 1817 DIN ISO 4649 Prüfung von Kautschuk und Gummi; Bestimmung des Verhaltens gegen Flüssigkeiten Prüfung von Kautschuk und Elastomeren; Verschleißversuch; Bestimmung des Abriebs 215 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

216

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik NORM DIN ISO 7619-1 DIN EN ISO 1183 Prüfung von Gummi und Kautschuk; Härteprüfung nach Shore A und D Prüfung von Kunststoffen und Elastomeren; Bestimmung der Dichte DIN EN ISO 6721 Prüfung von polymeren Werkstoffen; Torsionsschwingungsversuch VDMA 24317 ASTM D 395 ASTM D 471 ASTM D 746 ASTM D 945 ASTM D 1418 ASTM D 1600 Fluidtechnik; Schwerentflammbare Druckflüssigkeiten; Technische Mindestanforderungen Prüfung von Kautschuk; Bestimmung des Druckverformungsrestes Prüfung von Kautschuk; Bestimmung des Verhaltens gegen Flüssigkeiten Bestimmung der Versprödungstemperatur von Kunststoffen und Elastomeren unter Stoßbeanspruchung Prüfung von Kautschuk; Bestimmung des Verhaltens bei Druckver formung oder Scherbeanspruchung (mechanischer Schwingungsmesser) Kautschuk und Kautschuk-Latex; Einteilung und Benennungen Standardterminologie für abgekürzte Begriffe im Zusammenhang mit Kunststoffen ASTM D 2000 Klassifikation von Kautschuk-Erzeugnissen für die Automobilindustrie 216

217

14. Exkurs: Gängige Begrifflichkeiten der Gummiindustrie 14. EXKURS: GÄNGIGE BEGRIFFLICH- KEITEN DER GUMMIINDUSTRIE Agglomerate Agglomerate sind pulverförmige Stoffe, die über technische Verfahren zu einem festen Verbund zusammengefügt wurden. Dieser Verbund beruht auf rein physika- lischen Kräften und kann je nach ange- wendeten Verfahren leicht wieder gelöst werden. Agglomeration wird bevorzugt angewen- det, um Staubemissionen zu vermeiden oder um Pulverstoffe leichter handhaben zu können. Im Alltag kennt man Agglo- merate beispielsweise beim Instant- kaffee. Aggregatzustand Aggregatzustände sind die Phasen, die Materie annehmen kann. Diese sind fest, flüssig oder gasförmig. Ein vierter Aggre- gatzustand, den die Physik beschreibt, ist das Plasma – ein ionisiertes Gas. Die Über gänge sind in → Abb. 89 dargestellt. Amorph Dieser Begriff beschreibt die Anordnung der Atome in einem Körper. Amorphe Ma- terialien haben im Gegensatz zu Kristallen keine geordnete Struktur. Elastomere gehören zu den amorphen Werkstoffen, da ihre Polymerketten in der Matrix un- geordnet vorliegen. Aromaten Aromaten sind spezielle ringförmige Strukturen, die ungesättigt sind, also Doppel bindungen aufweisen. Diese Doppelbindungen liegen konjugiert vor, d. h. zwischen jeder Doppelbindung be- findet sich eine Einfachbindung. Dadurch erhalten Aromaten ihre typischen chemi- schen Eigenschaften. Aromaten liegen als Mono- sowie als Polyringe vor. Braunsche Molekularbewegung Diese Art der Bewegung von Molekülen ist nach dem schottischen Botaniker Robert Brown benannt, der im Jahr 1827 die ruck- artige und zufällige Bewegung kleinster Partikel in Flüssigkeiten beobachtete. Moleküle besitzen immer eine Eigenbewe- gung, sobald sie mit ihrer Temperatur über dem absoluten Nullpunkt von 0 Kelvin (‒273,15 °C) liegen. Diese Bewegung nimmt zu, je wärmer ein Objekt ist, und stellt letzt endlich die Definition von Tempera- tur dar. PLASMA FLÜSSIGKEIT i o n < R e k o m b i n a t i o n > I o n i s a t < Verdampfen Kondensieren > n e e r r a t s h m e l z < E S r c n > GAS n o i t a m i l b u s e R < > n o i t a m i l b u S FESTKÖRPER Abb. 89 Übersicht über die Aggregatzustände und ihre Übergänge 217 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

218

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik Die Braunsche Molekular bewegung beruht auf Stößen, die Moleküle wegen genau jener Eigenbewegung ausüben können. Je höher die Temperatur, desto ausge- prägter die Braunsche Bewegung, da durch die Moleküle mehr Energie über- tragen werden kann. Dispergieren Als Dispergieren wird das homogene Ver- mischen von mindestens zwei ineinander umlöslichen Stoffen bezeichnet. Im Alltag ist der Begriff „Dispersionsfarbe“ geläufig. Die Pigmente dieser Farben sind so gleichmäßig verteilt, dass der Eindruck eines homogenen Gemischs entsteht. Die Höhe des Dispersionsgrades beschreibt also, wie gut die Komponenten in dem Gemisch verteilt sind. EntropieElastizität Dieser Begriff ist eine Kombination einer physikalischen Größe und einer physi- kalischen Eigenschaft eines Materials. Diese werden im Folgenden kurz erläutert, bevor näher auf die Entropie-Elastizität eingegangen wird. Entropie In einfachen Worten ausgedrückt ver- steht man unter Entropie die Unordnung eines Systems. Ungeordnete Zustände besitzen ein wesentlich niedrigeres Energielevel als geordnete Zustände. In der Natur strebt alles automatisch dem niedrigstmöglichen Energielevel zu. Jede Abweichung von diesem Prinzip ist mit dem Zuführen von Energie verbunden. Mischt man beispielsweise Apfelsaft in Wasser, kann man kurzzeitig Schlieren des puren Fruchtsaftes beobachten. Diese Schlieren stellen eine höhere Ordnung dar, da Wasser und Saft ge- ordnet nebeneinander vorliegen. Ohne Einwirkung von außen wird sich nun der Saft gleichmäßig im Wasser ver- teilen, welches einen ungeordneteren Zustand darstellt, da Saft und Wasser miteinander vermischt sind – ein Zu- stand niedrigsten Energielevels. Elastizität Die Elastizität beschreibt die Eigen- schaft eines Materials, nach einer Ver- formung wieder in die Ausgangsform zurückzukehren. Beispielsweise wird eine Feder nach einer moderaten Ver- formung wieder in den Ausgangszu- stand zurückkehren. Elastomere beste- hen aus langen, teils verzweigten Molekülketten. Die einzelnen Glieder sind strukturbedingt gegeneinander drehbar. Diese Drehbarkeit ist ungeord- net, was zu einem zufällig ausgerichte- ten Polymerknäuel führt. Das heißt die Molekülketten sind ineinander ver- schlauft und verdrillt. Diesem Zustand kann eine gewisse Entropie oder Unordnung zugeordnet werden. Wird nun der Werkstoff ver- formt, gleiten die Molekülketten an- einander ab. Die Verschlaufungen bzw. Verdrillungen werden aufgelöst – die Polymerketten nehmen einen geordnete- ren Zustand mit einem höheren Energie- level ein. Wird die Kraft, die zur Verfor- mung aufgewendet wurde, entfernt, wird sich der Werkstoff aufgrund der Entropie- Elastizität und möglicher niedriger Energie level wieder in einen stärker un- geordneten Zustand der Verschlaufung begeben. Die neue äußere Form wird, durch den elastischen Anteil, gleich der Ausgangsform sein. Auf molekularer 218

219

14. Exkurs: Gängige Begrifflichkeiten der Gummiindustrie Ebene jedoch stellt sich wegen der zufäl- ligen Drehbarkeit der Kettenelemente eine neue Anordnung ein, bis das niedrigste Energieniveau erreicht ist. Gesättigte und ungesättigte Verbindung Als „gesättigte Verbindungen“ werden Moleküle ohne Doppelbindungen be- zeichnet. Das Gegenteil sind ungesättigte Verbindungen, die dementsprechend Doppelbindungen in der Struktur vor- weisen. Im Alltag kennt man diese Art der Verbin- dungen in Ölen und Fetten. Hier gibt es zum einen einfach oder gar mehrfach- ungesättigte Öle (Olivenöl). Zum anderen die gesättigte Variante (Frittierfett). Während unser Körper an ungesättigten Verbindungen Reaktionen durchführen kann, ist dies bei gesättigten Molekülen nicht der Fall. Eine ähnliche Situation besteht in der Dichtungsindustrie, wenn die Aufgaben- stellung darin besteht, Dichtungen be- reitzustellen, die Sauerstoff bzw. Ozon oder anderen oxidativen Chemikalien standhalten sollen. Hier sind, wie sich vermuten lässt, die weniger reaktiven, ge- sättigten Verbindungen besser geeignet. Glasübergangstemperatur Wie bereits zur Entropie-Elastizität er- klärt, bestehen Elastomere aus zufällig verschlauften Polymerketten, die durch die Möglichkeit einer Drehbewegung der einzelnen Kettenglieder zustande kommen. Diese Beweglichkeit wird größer, je höher die Temperatur ist. Äußerlich wird ein Elastomer somit leichter dehnbar und weniger steif. Mit sinkender Temperatur geschieht je- doch genau das Gegenteil und die Ketten- glieder können sich, aufgrund der fehlen- den thermischen Energie, immer schwerer bewegen. An der Glasübergangstempera- tur (Tg ) ist der Punkt erreicht, in dem keine Bewegung mehr möglich ist. Unterhalb dieser Temperatur erstarrt das Material und nimmt einen spröden, glas ähnlichen Zustand ein. Dieser Vorgang ist reversibel. Die Glasübergangstemperatur wird maß- geblich vom Vernetzungsgrad beein- flusst. Höhere Vernetzung führt immer zu einer Bewegungseinschränkung der Polymerketten, weshalb der Werkstoff entsprechend härter wird → Tg wird er- höht. Gummi Der Begriff Gummi ist unspezifisch. Er steht zum einen für das Basispolymer, welches unvernetzt vorliegt und somit keine elastischen Eigenschaften besitzt. Zum anderen wird so der vulkanisierte Kautschuk bezeichnet, welchen man im Alltag kennt. Im privaten Bereich wird jedoch haupt- sächlich vom elastischen, vernetzten Werkstoff gesprochen, da unvernetzter Kautschuk keine Möglichkeit der Endan- wendung bietet. Hookesches Gesetz Dieses Gesetz beschreibt eine spezielle Form des elastischen Verhaltens. Das Hookesche Gesetz besagt, dass die Ver- formung eines Materials proportional zur einwirkenden Kraft steht. Das ist vor al- lem bei Metallen der Fall, wenn diese mo- derater Verformung ausgesetzt sind. Man spricht in diesem Zusammenhang auch von Energie- Elastizität. 219 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

220

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik Isotropie Isotropie beschreibt in der Physik die Un- abhängigkeit einer Eigenschaft von der Betrachtungsrichtung. Im Alltag kennt man den Effekt bei einer Glühbirne. Deren Lichtstrahlen sind nicht gerichtet und können so in alle drei Raum richtungen abgestrahlt werden. Im Bereich der Elastomere beschreibt die Isotropie eine Richtungsunabhängigkeit, wenn es um physikalische Größen geht. Gummiwerkstoffe verhalten sich in der Regel isotrop. Beispielsweise ist die Härte eines Elastomers aufgrund seiner isotropen Eigenschaften in jeder Richtung gleich. Es können allerdings geringe anisotrope Tendenzen in der Zugfestigkeitsprüfung festgestellt werden, die durch die Walz- prozesse verursacht werden. Die Aus- wirkungen auf die Funktionsfähigkeit sind allerdings sehr gering. Naphthene Naphthene sind cyclische (ringförmige) Verbindungen, die aus gesättigten Kohlen- wasserstoffen bestehen. Es sind also Alkane, die in Ringstrukturen vor liegen. Die Strukturen reichen von einfachen Ringstrukturen (Monocyclen) bis hin zu miteinander verbundenen Ringen (poly- cyclische Alkane). Diese können zwei Knotenpunkte besitzen, Brückenverbin- dungen oder einfache Knotenpunkte, oder als sogenannte Spiroverbindungen auftreten. Paraffine Paraffine sind langkettige, gesättigte Alkane. Im Alltag kennt man Paraffine bei- spielsweise als Kerzenwachs. Sie können bei niedrigeren Kettenlängen flüssig, bei höheren Kettenlängen fest vorliegen. Permeabilität Mit dem Begriff „Permeabilität“ wird die Gasdurchlässigkeit eines Stoffs bezeichnet. Sie ist ein Kennwert dafür, wie gut ein Werkstoff Gase durch sich hindurch lässt bzw. wie gut er diese zurückhält. Grund- sätzlich sind alle Polymerwerkstoffe gas- durchlässig. Durch diverse Zusätze lässt sich der Wert zwar verringern, die Gasdurchläs- sigkeit jedoch nie gänzlich unterbinden. Im Alltag begegnet uns die Permeabilität bei Sprudelflaschen aus Kunststoff. Die- se werden mit einem höheren Gasdruck befüllt, da sich bei längerer Lagerung die Kohlensäure durch die Gasdurchlässigkeit abbaut. Bei Glasflaschen, die generell gasundurchlässig sind, sind diese hohen Drücke nicht notwendig, da sich die Koh- lensäure nicht abbauen kann. Plastifizieren Unter „Plastifikation“ versteht man die Verbesserung der Fließfähigkeit. Das kann je nach Stoffgruppe über eine Erhö- hung der Temperatur erreicht werden. Mit einer Erhöhung der Temperatur geht zumeist eine Viskositätsverringerung ein- her – ein Maß der Fließfähigkeit. In manchen Fällen ist eine Fließfähigkeit notwendig, die mit einer Temperaturer- höhung nicht zu erreichen ist. Hier wer- den beispielsweise Weichmacher oder ähnliche Stoffe eingesetzt, um den Effekt einer Plastifikation zu erreichen. Radialkraft und Axialkraft Diese beiden Begriffe beschreiben die Richtung von Kräften im Bezug zu einer Welle. Der Begriff „Radialkraft“ bezeichnet die Kraft, die senkrecht zur Welle hin ver- läuft, wohingegen die Axialkraft parallel zur Welle verläuft. 220

221

14. Exkurs: Gängige Begrifflichkeiten der Gummiindustrie Merken kann man sich den Unterschied, indem man sich die Kräfte als Pfeile vor- stellt. Betrachten wir den Radius der Welle, so können wir diesen vom Mittelpunkt bis zum Rand der Welle messen. In genau dieser Richtung wirken auch Radial kräfte. Messen wir die Länge der Welle oder der Achse, würde wir diese entlang der Achse messen. In dieser Richtung wirken ent- sprechend die Axialkräfte. Reversible und irreversible Effekte Reversibel ist ein Effekt, wenn er umkehr- bar ist. In der Dichtungstechnik ist dies be- sonders bei Dehnungen oder Stauchun- gen von Dichtungen interessant, da diese der Verformung reversibel, also umkehr- bar begegnen sollten. Irreversible Effekte hingegen sind ohne äußere Krafteinwirkungen oder Einflüsse nicht wieder umkehrbar. Im Alltag kennt man reversible Effekte von Federn, die auseinandergezogen wer- den und danach wieder ihre ursprüngliche Form annehmen, sobald man sie loslässt. Das Biegen eines Metallblechs ist eine bleibende Verformung und ist somit irre- versibel. Ebenso ist das Zersplittern von Glas irreversibel, da dieses sich nicht von selbst wieder zusammensetzt. RGTRegel (abgeleitet von Arrhenius Gleichung) Die Reaktionsgeschwindigkeit-Temperatur- Regel – oder auch Van’t-Hoff-Gesetz ge- nannt – besagt, dass bei 10 Kelvin Tempe- raturdifferenz die Reaktionsgeschwindigkeit sich verdoppelt bis verdreifacht. Diese Regel wurde von der Arreniusgleichung abge- leitet und stellt eine Simplifizierung dar. D a die Vulkanisationsreaktion von dieser Regel Radialkräfte Axialkraft Abb. 90 Radial- und Axialkraft betroffen ist, ist es wichtig, eine gute Prozessüberwachung zu gewährleisten. Doch auch im täglichen Gebrauch von Dichtungen empfiehlt es sich, diese Regel zu berücksichtigen, da eine Dichtung chemischen Angriffen ausgesetzt sein kann, die bei hohen Temperaturen zu- meist schneller ablaufen.". Im Alltag zeigt sich die Gültigkeit der RTG-Regel beispielsweise bei Garprozessen: Je höher die Temperatur, desto schneller der Garprozess. StickSlipEffekt Wenn Körper bei Bewegungen schnell zwischen Haften und Gleiten hin und her wechseln, kommt der sogenannte Stick- Slip-Effekt zum Tragen. Dieser schnelle Wechsel erzeugt eine Schwingung, die zu- meist mit grellen Tönen einhergeht. Der Mechanismus beruht auf einer zyklischen 221 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

222

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik V R M Abb. 91 Schaubild des Stick-Slip-Effekts Abfolge von Haften, Spannungsaufbau, Lösen der Spannung und Abgleiten, worauf wieder die Haftung folgt. Ein Ersatzschaubild lässt diesen Effekt kla- rer werden. Zu sehen ist eine Handkurbel, welche über eine Gewindespindel mit einer Feder verbunden ist. Die Feder wiederum ist mit einer Masse verbunden. Wird nun die Kurbel gedreht, um die Masse zu bewegen, wird eine Spannung in der Feder aufgebaut, während sich das Gewicht zunächst noch nicht bewegt. Dies ist darauf zurückzufüh- ren, dass in diesem Moment die Haft reibung größer ist als die Zugspannung. Übersteigt die Spannung die Haft reibung, beginnt die Masse zu gleiten – die Spannung in der Fe- der wird abgebaut. Die Masse kommt zum Stoppen, da die Haft reibung erneut die Spannung in der Feder übersteigt. Dieser Vorgang wiederholt sich nun von neuem. Im Alltag kennt man den Stick-Slip-Effekt in Form von quietschenden Reifen während eines Bremsvorgangs, Tonerzeugung bei Streichinstrumenten oder einer Glasharfe sowie von knarrenden Türen. Viskoelastizität Das viskoelastische Verhalten ist eine Kombination zweier mechanischer Ver- haltensweisen. Der Begriff beinhaltet zum einen ein elastisches, zum anderen ein viskoses oder auch plastisches Verhalten. 222 Elastisch ist jenes Material, welches nach einer erzwungenen Verformung seinen Ausgangszustand wieder einnehmen kann. Eine Feder beispielsweise lässt sich zu einem gewissen Grad zusammen- drücken oder auseinanderziehen, ohne sich bleibend zu verformen. Das ge- schieht ohne zeitliche Verzögerung. Um diese Verformung aufrechtzuerhalten, muss diese Kraft zu jeder Zeit aufge- bracht werden. Ein Material, das einer Verformung unein- geschränkt nachgibt und den verformten Zustand beibehält, verhält sich „plastisch“ oder „viskos“. Es ist nicht in der Lage, die Ausgangsform wieder einzunehmen. Flüssigkeiten begegnen einer Verformung irreversibel, d. h. sie zeigen viskoses Ver- halten. Zudem tritt diese Verformung zeit- verzögert ein. Die Kombinationen aus beiden Eigen- schaften ist das viskoelastische Verhalten. Es beschreibt einen Körper, der nach einer Verformung bestrebt ist, den Ausgangs- zustand wieder einzunehmen, jedoch zu einem gewissen Teil der Verformung nachgibt. Bei Gummiwerkstoffen spricht man von einem viskoelastischen Verhalten, bei dem jedoch der elastische Anteil über- wiegt. Das bedeutet in der Praxis, dass sich Elastomere nach Beaufschlagung einer Kraft in einem gewissen Grad ver formen (elastischer Anteil). Diese Kraft nimmt jedoch zeitverzögert ab und die Elastomer- struktur passt sich der Verformung an (viskoser Anteil). Wie stark bzw. schwach das Elastomer dieser Ver formung nachgibt, kann somit als „Güte“ gesehen werden.

223

14. Exkurs: Gängige Begrifflichkeiten der Gummiindustrie Das vereinfachte Modell dieses Verhaltens ist in folgendem Schaubild zu sehen. Links die elastische Komponente, angedeutet mit einer Feder, rechts der viskose Anteil, angedeutet mit einem Dämpfer. In der Praxis gibt es entsprechend komplexere Modelle mit unterschiedlichen Kombina- tionen dieser beiden Anteile. K Abb. 92 Kelvin-Körper als Modell des visko- elastischen Verhaltens 223 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

224

Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik 224

225

I D C H T U N G E N F Ü R R O T A T O R I S C H E A N W E N D U N G E N 2 2 5 STICHWORT- VERZEICHNIS STOPFBUCHS- PACKUNGEN MEMBRANEN FALTENBÄLGE HYDROSPEICHER SPEZIALDICHTUNGS- PRODUKTE STATISCHE DICHTUNGEN FLUID POWER ANWENDUNGEN – PNEUMATIK FLUID POWER ANWENDUNGEN – HYDRAULIK DICHTUNGEN FÜR ROTATORISCHE ANWENDUNGEN MATERIAL, WERKSTOFFE UND VERFAHRENSTECHNIK EINFÜHRUNG & SERVICES

226

Dichtungen für rotatorische Anwendungen INHALTSVERZEICHNIS 1. PRODUKTÜBERSICHT 2. PRODUKTGRUPPEN 2.1 Simmerringe 2.2 2.3 2.4 Radiamatic Wellendichtringe Simmerring® Kassetten dichtungen Simmerring® Kombidichtungen 3. DICHTMECHANISMUS AM BEISPIEL DES SIMMERRINGS 3.1 Einflussparameter 3.2 3.3 3.4 3.5 Dynamische Dichtfunktion Dichtlippen mit Rückförderdrall (Sonderbauform) Schmierung und Reibung Statische Dichtheit und Sitz in der Bohrung 4. ABZUDICHTENDE MEDIEN Fluid und Werkstoffauswahl Wechselwirkungen zwischen Fluiden und Elastomerwerkstoffen 4.1 4.2 4.3 Mineralöle 4.4 4.5 4.6 4.7 Aggressive Medien 4.8 Synthetische Schmierstoffe Lube & Seal Fette Verunreinigungen im abzudichtenden Fluid 5. WERKSTOFFE 5.1 Standardwerkstoffe für Simmerringe 5.2 Sonderwerkstoffe für Simmerringe 5.3 Werkstoffe für die Schwerindustrie 5.4 Werkstoffe für Anwendungen der Prozessindustrie 226 230 260 260 273 279 284 287 287 287 290 291 293 295 295 295 297 298 299 299 300 300 301 304 306 308 310

227

6. 7. EINFLUSSFAKTOREN 6.1 Grenzbedingungen 6.2 6.3 Temperatur 6.4 6.5 ATEXAnwendungen 6.6 Druck 6.7 Abdichtung gegen Schmutz Umfangsgeschwindigkeiten der Welle Dichtheitsverhalten bei tiefen Temperaturen SONDERBAUFORMEN 7.1 7.2 7.3 Weitere Lösungen 7.4 Bauformen für Druckanwendungen PTFEDichtungs lösungen Umlaufende Simmerringe 8. KONSTRUKTIVE HINWEISE 8.1 Gestaltung der Welle Rauheit der Oberfläche Werkstoffe der Welle Oberflächenhärte der Gegenlaufstelle Wellenbearbeitung Überprüfung Drallfreiheit der Welle Beschädigung der Welle Koaxialität Rundlaufabweichung Einführfase an Welle Gestaltung der Aufnahmebohrung Rauheit Toleranz Tiefe Fase Wärmedehnung Geteilte Gehäuse Steifigkeit Haltekralle 8.2 9. MODIFIZIERTE KATALOGWARE Inhaltsverzeichnis 311 311 311 313 315 315 315 316 318 318 320 322 323 324 324 325 325 325 326 326 330 330 330 330 333 333 333 333 333 333 334 334 334 335 227 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

228

Dichtungen für rotatorische Anwendungen 10. VORAUSWAHL DICHTUNGEN FÜR ROTATORISCHE ANWENDUNGEN 10.1 Vorauswahl Simmerringe 10.2 Vorauswahl Simmerring® Kassetten und Kombidichtungen 10.3 Produktfinder 11. HANDLING UND MONTAGE VON RADIAL- WELLENDICHTRINGEN 11.1 Wareneingang von Komponenten 11.2 Handling 11.3 Befettung von Simmerringen 11.4 Verpackung von Simmerringen 11.5 Lagerungszeit 11.6 Montage in die Gehäusebohrung Hammermontage Einkleben von Simmerringen Benetzung des Haftteils für die Montage 11.7 Montage auf der Welle 11.8 Montage von Sonderbauformen Montage MSS1 Montage MSS7 Montage von Simmerringen mit Dichtlippe aus PTFE Montage von Simmerring® Kassettendichtung Montage von Simmerring® Kombidichtung Fügen und Montieren offener RadialWellen dichtringe vor Ort 11.9 11.10 Austausch von Radial Wellendichtringen 340 340 346 348 360 360 360 361 361 362 363 368 369 369 370 371 371 371 373 374 378 380 381 12. SCHADENSANALYSE 12.1 LeckageDefinition – die Norm, Leckage begriffe, Ursache, Klassifikation 383 383 383 Leckage 383 Kurzzeitleckage 383 Analyse von Leckage- Ursachen: statische und dynamische Leckage 384 Statische Leckage 384 Dynamische Leckage 384 Schmierstoff Betriebsbedingungen und Umgebungseinflüsse 385 Unterscheidung vom Zeitpunkt des Auftretens der Leckage: Kurzzeit und Langzeit 386 Darstellung verschiedener Schadensfälle am Simmerring® 388 391 Zusammenfassung 392 12.2 Fehlerbehandlung und Abstell maß nahmen 228

229

13. SIMMERRING® ENGINEERING 13.1 Komplettberatung vom Dichtungsexperten 13.2 Charakterisierung Radial-Wellendichtring (RWDR) Charakterisierung der Morphologie Charakterisierung der chemischen Zusammensetzung Charakterisierung der mechanischen Eigenschaften Dichtungs gegen lauffläche 13.3 Modellbildung Funktionstests im Prüffeld Dynamische Zyklusprüfstände Hochdrehzahlprüfstände Druckprüfstände Staub- und Schlammprüfstände Simulation 13.4 Serviceleistungen 14. SPEZIALDICHTUNGEN 14.1 MikroSimmerringe 14.2 Verschlussdeckel GA, GSA Inhaltsverzeichnis 403 403 403 403 403 404 405 406 409 409 410 410 410 410 411 411 412 412 414 229 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

230

Dichtungen für rotatorische Anwendungen 1. PRODUKTÜBERSICHT BAUFORM BESCHREIBUNG HAUPTANWENDUNGEN PRODUKT- GRUPPE Simmerringe BAUM/ BAUMSL Standardbauform mit gummiertem Außenmantel und reibungsoptimiertem Dichtprofil Industriegetriebe; Achsen (bei moderater Schmutz- beaufschlagung); Elektro- motor; Elektrowerkzeuge; Land- und Baumaschinen- getriebe PSS Sonderbauform mit gummierten Außenmantel und reibungsoptimiertem, sinusförmigen Dichtprofil Industriegetriebe; Elektro- motor; Elektrowerkzeuge; Robotik B1/B1SL Standardbauform mit einfachem Metallaußen- mantel B2/B2SL Standardbauform mit verstärktem Metallaußen- mantel BD Haftteilausführung: teils Metall, teils Elastomer Industriegetriebe; Achsen (bei moderater Schmutz- beaufschlagung); Elektro- motor; Elektrowerkzeuge; Schwerindustrie (Krane, Kalandergetriebe etc.) Industriegetriebe; Achsen (bei moderater Schmutz- beaufschlagung); Elektro- werkzeuge; Schwerindustrie (Krane, Kalandergetriebe etc.) Industriegetriebe; Achsen (bei moderater Schmutz- beaufschlagung); Elektro- werkzeuge; Land- und Bau- maschinengetriebe BABSL Druckbelastbare Bauform mit gummiertem Außen- haftsitz, die ohne Stützring eingesetzt werden kann Druckbeaufschlagte Aggregate wie Hydropumpen, -motoren und hydro- dynamische Kupplungen 230

231

1. Produktübersicht WERKSTOFF MAX. TEMPERATUR- STANDARDKATALOG- FREUDENBERG BEREICH [°C] * PROGRAMM XPRESS® 72 NBR 902 ‒40 … +100 75 FKM 585 ‒25 … +160 Ja Nein Weitere Infor mationen zu unserem Produktportfolio Weitere Materialien möglich 75 FKM 585 ‒25 … +160 Nein Nein 72 NBR 902 ‒40 … +100 Weitere Materialien möglich 72 NBR 902 ‒40 … +100 Weitere Materialien möglich Anwendungs- Ja Ja Nein Nein spezifische Auswahl Werkstoffabhängig Nein Nein des Materials 72 NBR 902 ‒40 … +100 75 FKM 595 ‒25 … +160 Weitere Materialien möglich Ja Nein * Temperaturangabe gültig für eine Messung an der Dichtung. Temperatur des Betriebsmediums kann ggf. davon abweichen! 231 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

232

Dichtungen für rotatorische Anwendungen BAUFORM BESCHREIBUNG HAUPTANWENDUNGEN Druckbelastbare Bauform mit gummiertem Außenhaftsitz und verschleißarmen Dicht- lippenprofil, die ohne Stütz- ring verwendet werden kann Druckbelastbare Bauform mit gummiertem Außen- haftsitz; Dichttextur auf der Luftseite der Dichtlippe; kurze, sehr stabile Dichtlippe Hydrostatische Antriebe Hochdruckpumpen mit niedriger Drehzahl PPS BAHD HLPS (High Low Pressure Federlose Lippe; integrierter Stützring Hochbelastete Hydropumpen Seal) BDSLV BA SL X6 BA SL SF BAOF B1OF Bauformen für besondere Schmutzanforderungen; Schutzlippe aus Vlies SLV Bauformen für besondere Schmutzanforderungen; zwei Schutzlippen gegen mittleren Schmutzanfall Bauformen für besondere Schmutzanforderungen; mit axialer Schutzlippe und Schleuderblech gegen mittleren Schmutzanfall Standardbauform mit gum- miertem Außenmantel. Dichtlippe ohne Feder Standardbauform mit Metall-Außenmantel. Dichtlippe ohne Feder Kurbelwellendichtung Getriebe; Achsen: Ritzeldichtung Getriebe; Achsen: Ritzeldichtung Elektrofahrzeuge; Elektro- motor; Abdichtung von Schwenk lagern und Stell- gliedern Elektrofahrzeuge; Elektro- motor; Abdichtung von Schwenklagern und Stell- gliedern PRODUKT- GRUPPE Simmerringe 232

233

1. Produktübersicht WERKSTOFF MAX. TEMPERATUR- STANDARDKATALOG- FREUDENBERG BEREICH [°C] * PROGRAMM XPRESS® 75 FKM 595 ‒25 … +160 Weitere Materialien möglich 90 NBR 129208 ‒30 … +100 Ja Nein 88 FKM 107725 ‒25 … +160 Nein Nein Weitere Materialien möglich Anwendungs- spezifische Auswahl Werkstoffabhängig Nein Nein des Materials Anwendungs- spezifische Auswahl Werkstoffabhängig Nein Nein des Materials Anwendungs- spezifische Auswahl Werkstoffabhängig Nein Nein des Materials Anwendungs- spezifische Auswahl Werkstoffabhängig Nein Nein des Materials 72 NBR 902 ‒40 … +100 72 NBR 902 ‒40 … +100 Ja Ja Nein Nein * Temperaturangabe gültig für eine Messung an der Dichtung. Temperatur des Betriebsmediums kann ggf. davon abweichen! 233 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

234

Dichtungen für rotatorische Anwendungen BAUFORM BESCHREIBUNG HAUPTANWENDUNGEN BDRK/ BDLK Einzeldrall: Linksdrall LK Rechtsdrall RK Hohe Dichteigenschaften bei hohen Umfangsgeschwin- digkeiten und Temperaturen Einfachdrall: für eine Dreh- richtung der Welle Wechseldrall: für beide Drehrichtungen der Welle Motoren; Getriebe; Achsantriebe BAE SL X6 Einsatz für die Trennung von Wasser/Waschlauge und fettgeschmierten Lagern Waschmaschinen CTI Druckdichtung mit PTFE- Vorschaltelement auf Luftseite Einsatz in Reifendruck- regelanlagen für Land- und Bau maschinen BA DUO Zwei Dichtlippen, zur Tren- nung zweier Medien; schmal bauende Lösung; auch bei mittlerem Schmutzanfall von außen einsetzbar Zwei Standard- Bauformen, z. B. BAUM Zwei Standardbauformen, z. B. BAUM, mit dem Rücken gegeneinander eingebaut Mikro- Simmer- ring® Mikro-Simmerring® für rotatorische Anwendungen mit Wellendurchmesser 1–3 mm Trennung zweier Medien Trennung zweier Medien Einsatz in anspruchsvollen, kundenspezifischen Mini- aturanwendungen wie bei- spielsweise Mikro pumpen, Mikroantrieben und Mikro- aktoren PRODUKT- GRUPPE Simmerringe 234

235

1. Produktübersicht WERKSTOFF MAX. TEMPERATUR- STANDARDKATALOG- FREUDENBERG BEREICH [°C] * PROGRAMM XPRESS® Anwendungs- spezifische Auswahl Werkstoffabhängig Nein Nein des Materials Anwendungs- spezifische Auswahl Werkstoffabhängig Nein Nein des Materials Anwendungs- spezifische Auswahl Werkstoffabhängig Nein Nein des Materials Anwendungs- spezifische Auswahl Werkstoffabhängig Nein Nein des Materials Anwendungs- spezifische Auswahl Werkstoffabhängig Nein Nein des Materials EPDM; NBR; FKM; FFKM; 75 Fluoro prene XP 41 ‒35 … +200 Werkstoffabhängig Nein Nein * Temperaturangabe gültig für eine Messung an der Dichtung. Temperatur des Betriebsmediums kann ggf. davon abweichen! 235 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

236

Dichtungen für rotatorische Anwendungen BAUFORM BESCHREIBUNG HAUPTANWENDUNGEN B2PT B1PT Ausführung mit Metallge- häuse aus Edelstahl (V4A) mit Dichtlippe aus PTFE Chemietechnik; Maschinen- bau; Mischer; Zentrifugen; Pumpen; Drehdurchführungen Kombination eines metalli- schen Trägers mit einer PTFE-Scheibe durch einen innovativen Klebeprozess Reifendruckregelanlagen (CTI); Drehdurchführungen; Maschinenbau BlueSeal Die patentierte Technologie bietet ein reibungsoptimiertes Lippendesign mit hoher chemischer Beständigkeit Lebensmittelindustrie; Pharmaindustrie; Maschinen- bau; Motoren; Retarder PTS Dichtlippe: neu entwickeltes PTFE, Haftteil: FKM Einsatz in Sonderflüssigkeiten bei Mangelschmierung und Trockenlauf; in Zweitakt- motoren; Kompressoren; in der Lebensmittelindustrie; in der Chemie industrie BAPTSLV Dichtlippe aus PTFE mit Drall, Schutzlippe aus Vlies Motoren; Kurbelwellen- dichtung BAAT PTFE-beschichtete Dicht- lippe: Beschichtung auf der Luftseite der Dichtlippe Industrieantriebe PRODUKT- GRUPPE PTFE- Simmerringe 236

237

1. Produktübersicht WERKSTOFF MAX. TEMPERATUR- STANDARDKATALOG- FREUDENBERG BEREICH [°C] * PROGRAMM XPRESS® Anwendungs- spezifische PTFE-Werkstoffe Anwendungs- spezifische PTFE-Werkstoffe Anwendungs- spezifische PTFE-Werkstoffe Anwendungs- spezifische PTFE-Werkstoffe Anwendungs- spezifische Auswahl des Materials Anwendungs- spezifische Auswahl des Materials ‒80 … +200 Ja Nein – – – – – Nein Nein Nein Nein Nein Nein Nein Nein Nein Nein * Temperaturangabe gültig für eine Messung an der Dichtung. Temperatur des Betriebsmediums kann ggf. davon abweichen! 237 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

238

Dichtungen für rotatorische Anwendungen BAUFORM BESCHREIBUNG HAUPTANWENDUNGEN MSS1 Standardbauform BAUM, kombiniert mit einer inneren Vorschaltdichtung mit sinusförmiger Dichtlippe als einteilige Lösung. Bauform für Schutz vor interner Schmutzbelastung Hochgeschwindigkeits- version von MSS1. Standard- bauform BAUM, kombiniert mit einer inneren Vorschalt- dichtung mit sinus förmiger Dichtlippe als einteilige Lösung. Bauform für Schutz vor interner Schmutzbelas- tung bei hohen Wellenge- schwindigkeiten Modifizierte Standard- bauform BA mit aufgeklebtem Spezialvlies oder einer PTFE-Scheibe. Bauformen für besondere Schmutzanfor- derungen Standardbauform BAUM kombiniert mit einem gum- mierten Laufring mit zusätz- lichen axialen Schutzlippen für besondere Schmutz- anforderungen MSS1 HS MSS3 MSS7 Industriegetriebe; Antriebs- technik; Robotik Industriegetriebe; Antriebs- technik; Robotik Antriebstechnik; Industrie- getriebe; Land- und Bau- maschinen Industriegetriebe; Antriebs- technik PRODUKT- GRUPPE Modulare Dichtsysteme 238

239

1. Produktübersicht WERKSTOFF MAX. TEMPERATUR- STANDARDKATALOG- FREUDENBERG BEREICH [°C] * PROGRAMM XPRESS® 72 NBR 902/ 75 FKM 585 ‒40 … +100 75 FKM 585/ 75 FKM 585 ‒25 … +160 72 NBR 902/ 75 FKM 585 ‒25 … +100 75 FKM 585/ 75 FKM 585 ‒25 … +160 72 NBR 902 ‒40 … +100 75 FKM 585 ‒25 … +160 Ja Nein Nein Nein Nein Nein 72 NBR 902/ 72 NBR 902 ‒40 … +80 Ja Nein * Temperaturangabe gültig für eine Messung an der Dichtung. Temperatur des Betriebsmediums kann ggf. davon abweichen! 239 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

240

Dichtungen für rotatorische Anwendungen BAUFORM BESCHREIBUNG HAUPTANWENDUNGEN Typ 1 Typ 2 Typ 3 Typ 4 Kassettendichtung mit Labyrinthstruktur; spezielle Bearbeitung der Schleifring- oberfläche, auf der die Dicht- lippe wirkt. Für den Straßen- einsatz, der sich durch geringe Verschmutzungsneigung und hohe Drehzahl auszeichnet. Sichere Montage und Hand- habung durch die integrierte Kontaktfläche Kassettendichtung mit Labyrinthstruktur; spezielle Bearbeitung der Schleifring- oberfläche, auf der die Dicht- lippe wirkt. Einsatz bei Anwen- dungen mit mittlerer Verschmutzung und mittlerer Drehzahl. Sichere Montage und Handhabung durch die integrierte Kontaktfläche Kassettendichtung mit Labyrinthstruktur; spezielle Be- arbeitung der Schleifring- oberfläche, auf der die Dichtlip- pe wirkt. Einsatz bei extremem Schmutzeintritt und bei allge- meinen Anwendungen mit Ver- schmutzung. Sichere Montage und Handhabung durch die integrierte Kontaktfläche Kassettendichtung mit ver- besserter Labyrinthstruktur; spezielle Bearbeitung der Schleifringoberfläche, auf der die Dichtlippe wirkt. Einsatz bei extrem rauen Umgebungs- bedingungen, die einen höhe- ren Schmutzschutz als Typ 3 erfordern. Sichere Montage und Handhabung durch die integrierte Kontaktfläche Radnaben und feste Gelenk- welle für Nutzfahrzeuge Radnaben und Kardanwelle für Nutzfahrzeuge, bei denen Straßen- und Offroadeinsatz kombiniert werden Radnaben und feste Gelenk- welle für Land- und Bau- maschinen; Kreiseleggen; Scheibeneggen; verschiedene Einheiten Eggen und Düngerstreuer; Radnaben, Gelenkwellen für Landmaschinen; Radnaben, Gelenkwellen, Laufrollen und Unterwagen für Baumaschinen PRODUKT- GRUPPE Kassetten- dichtungen 240

241

1. Produktübersicht WERKSTOFF MAX. TEMPERATUR- STANDARDKATALOG- FREUDENBERG BEREICH [°C] * PROGRAMM XPRESS® NBR ‒40 … +80 FKM ‒25 … +120 NBR ‒40 … +80 FKM ‒25 … +120 NBR ‒40 … +80 FKM ‒25 … +120 NBR ‒40 … +80 FKM ‒25 … +120 Ja Nein Ja Nein Ja Nein Nein Nein * Temperaturangabe gültig für eine Messung an der Dichtung. Temperatur des Betriebsmediums kann ggf. davon abweichen! 241 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

242

Dichtungen für rotatorische Anwendungen BAUFORM BESCHREIBUNG HAUPTANWENDUNGEN HS Lager- einheit Soft Unitized PTFE Casco Kassettendichtung mit Labyrinthstruktur; spezielle Bearbeitung der Schleifring- oberfläche, auf der die Dicht- lippe wirkt. Einsatz bei Anwen- dungen, die sich durch hohe Drehzahlen auszeichnen und bei denen es wichtig ist, die Tempe- ratur an der Hauptdichtlippe zu reduzieren. Sichere Montage und Handhabung durch die integrierte Kontaktfläche Kassettendichtung in Sonder- ausführung, Werkstoff FKM, Schleifring in Edelstahl. Integ- rierte Ausführung in Wälz- lagern zum Schutz vor Ver- schmutzung Kassettendichtung in Sonder- ausführung mit mehrfacher axialer Schutzlippe, Werkstoff FKM oder NBR. Ausführung für großen Schmutzeintrag; der Schleifring kann bei der Montage getrennt vom RWDR montiert werden Kassettendichtung in Sonder- ausführung mit PTFE-Dicht- lippe mit Blei, Schutzlippe aus Vliesstoff. Guter Schutz gegen Staubeintritt. Sichere Hand- habung und einfache Montage Kassettendichtung in Sonder- ausführung mit axialer Dicht- lippe und doppelter Führung, Werkstoff FKM, Schutzlippe in FKM oder Vliesstoff. Ent wickelt für lange Lebensdauer, sehr ge- ringe Reibung und sehr gute Beständigkeit gegen hohe Exzentrizität. Sichere Handha- bung und einfache Montage Ritzel; Differential; Getriebe für Landmaschinen und Nutzfahrzeuge Fettgeschmierte Radnaben Radnaben und Ritzel in Achsen für Land- und Bau- maschinen sowie Nutzfahr- zeuge Kurbelwellendichtungen in Dieselmotoren Kurbelwellendichtungen in Dieselmotoren PRODUKT- GRUPPE Kassetten- dichtungen 242

243

1. Produktübersicht WERKSTOFF MAX. TEMPERATUR- STANDARDKATALOG- FREUDENBERG BEREICH [°C] * PROGRAMM XPRESS® FKM ‒25 … +120 Nein Nein NBR ‒30 … +80 Nein Nein NBR FKM ‒40 … +80 ‒25 … +120 Nein Nein PTFE ‒20 … +130 Nein Nein FKM ‒45 … +150 FKM ‒45 … +150 Nein Nein * Temperaturangabe gültig für eine Messung an der Dichtung. Temperatur des Betriebsmediums kann ggf. davon abweichen! 243 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

244

Dichtungen für rotatorische Anwendungen BAUFORM BESCHREIBUNG HAUPTANWENDUNGEN Combi Combi SF5 Combi SF6 Combi SF8 Kombidichtung mit zusätzli- chem Schmutzabweiser aus geschäumtem Polyurethan. Benötigt LOCTITE am Außen- durchmesser zur statischen Abdichtung. Einsatz bei An- wendungen mit geringer und überwiegend trockener Ver- schmutzung (wenn der Quer- schnitt den Einsatz einer Kas- settendichtung nicht zulässt) Kombidichtung mit zusätzli- chem Schmutzabweiser aus hartem Polyurethan. Benötigt LOCTITE am Außendurchmes- ser zur statischen Abdichtung. Einsatz bei Anwendungen mit mittlerer trockener und nasser Verschmutzung, bei begrenzten axialen Wellenbewegungen oder wenn der Querschnitt den Einsatz einer Kassetten- dichtung nicht zulässt Kombidichtung mit zusätzli- chem Schmutzabweiser aus hartem Polyurethan. Benötigt LOCTITE am Außendurchmesser zur Verbesserung der statischen Abdichtung. Einsatz bei mittle- rer trockener und nasser Ver- schmutzung und bei axialer Hin- und Herbewegung Kombidichtung mit zusätzli- chem Schmutzabweiser aus hartem Polyurethan. Integrier- te statische Abdichtung am Außendurchmesser. Einsatz bei mittlerer trockener und nasser Verschmutzung und bei axialer Hin- und Herbewegung Radnaben; Kardanwelle und Zapfwelle für Landmaschinen Radnaben; Kardanwelle mit begrenzter Axialbewegung und Zapfwelle für Landma- schinen Achsen; insbesondere Kardanwellen in angetriebe- nen, lenkbaren Achsen Achsen; insbesondere Kardanwellen in angetriebe- nen, lenkbaren Achsen PRODUKT- GRUPPE Kombi- dichtungen 244

245

1. Produktübersicht WERKSTOFF MAX. TEMPERATUR- STANDARDKATALOG- FREUDENBERG BEREICH [°C] * PROGRAMM XPRESS® NBR + AU ‒40 … +80 FKM + AU ‒25 … +120; max. T für AU +100 NBR + AU ‒40 … +80 FKM + AU ‒25 … +120; max. T für AU +100 NBR + AU ‒40 … +80 FKM + AU ‒25 … +120; max. T für AU +100 NBR + AU ‒40 … +80 FKM + AU ‒25 … +120; max. T für AU +100 Ja Nein Ja Nein Ja Nein Ja Nein * Temperaturangabe gültig für eine Messung an der Dichtung. Temperatur des Betriebsmediums kann ggf. davon abweichen! 245 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

246

Dichtungen für rotatorische Anwendungen BAUFORM BESCHREIBUNG HAUPTANWENDUNGEN Combi SF19 Combi SF21 Combi SF22 Kombidichtung mit zusätzli- chem Schmutzabweiser aus hartem Polyurethan und äußerem Gummiabstreifer. Integrierte statische Abdich- tung am Außendurchmesser. Einsatz bei hoher trockener und nasser Verschmutzung und bei axialer Hin- und Herbewegung Kombidichtung mit zusätzli- chem Schmutzabweiser aus hartem Polyurethan und äußerem Gummiabstreifer. Verbesserte Polyurethanform und -werkstoffe. Einsatz bei rauen Umgebungsbedingun- gen dank verbesserter Polyuret- hanform und -werkstoffen so- wie in An wendungen, die durch axiale Hin- und Herbewegung gekennzeichnet sind Kombidichtung mit zusätzli- chem Schmutzabweiser aus hartem Polyurethan und äuße- rem Gummiabstreifer. Verbes- serte Form und Materialien aus Polyurethan. Integrierte statische Dichtung am Außen- durchmesser. Hervorragende Leistung bei axialer Hin- und Herbewegung. Einsatz bei rau- en Umgebungsbedingungen durch verbesserte Polyurethan- form und -werkstoffe sowie bei Anwendungen, die durch starke axiale Hin- und Herbewegung gekennzeichnet sind Achsen; insbesondere Kardanwellen in angetriebe- nen, lenkbaren Achsen Achsen; insbesondere Kardanwellen in angetriebe- nen, lenkbaren Achsen Achsen; insbesondere Kardanwellen in angetriebe- nen, lenkbaren Achsen PRODUKT- GRUPPE Kombi- dichtungen 246

247

NBR + AU ‒40 … +80 FKM + AU ‒25 … +120; max. T für AU +100 NBR + AU ‒40 … +80 FKM + AU ‒25 … +120; max. T für AU +100 NBR + AU ‒40 … +80 FKM + AU ‒25 … +120; max. T für AU +100 Nein Nein Nein Nein & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V 1. Produktübersicht WERKSTOFF MAX. TEMPERATUR- STANDARDKATALOG- FREUDENBERG BEREICH [°C] * PROGRAMM XPRESS® Ja Nein * Temperaturangabe gültig für eine Messung an der Dichtung. Temperatur des Betriebsmediums kann ggf. davon abweichen! 247

248

Dichtungen für rotatorische Anwendungen BAUFORM BESCHREIBUNG HAUPTANWENDUNGEN HTS II 9535 Selbsthaltender PTFE-Wellen- dichtring – Standardversion HTS II 9536 Selbsthaltender PTFE-Wellen- dichtring – mit zusätzlicher Schutzlippe HTS II 9538 Selbsthaltender PTFE-Wellen- dichtring – mit zusätzlicher Dichtlippe Prozessindustrie; chemische Industrie; Lebensmittel- industrie, z. B. Mischer, Kneter, Pumpen, Kompressoren Prozessindustrie; chemische Industrie; Lebensmittel- industrie, z. B. Mischer, Kneter, Pumpen, Kompressoren Prozessindustrie; chemische Industrie; Lebensmittel- industrie, z. B. Mischer, Kneter, Pumpen, Kompressoren HTS II 9539 Selbsthaltender PTFE-Wellen- dichtring – Hygienic-Design- Ausführung Prozessindustrie; chemische Industrie; Lebensmittel- industrie, z. B. Mischer, Kneter, Pumpen, Kompressoren HTS II 9541 Selbsthaltender PTFE-Wellen- dichtring – mit Drall an der Dichtlippe für hohes dynami- sches Rückfördervermögen Prozessindustrie; chemische Industrie; Lebensmittel- industrie, z. B. Pumpen, Kom- pressoren HTS II 9564 Selbsthaltender PTFE-Wellen- dichtring – Hygienic-Design- Ausführung speziell für Trockenlauf Prozessindustrie; chemische Industrie; Lebensmittel- industrie, z. B. Mischer, Kneter, Pumpen, Kompressoren Typ 9444 Robuster PTFE-Wellendicht ring mit Wurmfeder an der Dicht- lippe und einem O-Ring im Halteteil Prozessindustrie; chemische Industrie; allgemeiner Maschinenbau Typ 9445 Robuster PTFE-Wellendicht ring mit Wurmfeder an der Dicht- lippe Prozessindustrie; chemische Industrie; allgemeiner Maschinenbau PRODUKT- GRUPPE Radiamatic HTS II PTFE-Wellen- dichtringe 248

249

1. Produktübersicht WERKSTOFF MAX. TEMPERATUR- STANDARDKATALOG- FREUDENBERG BEREICH [°C] * PROGRAMM XPRESS® PTFE ‒80 … +200 PTFE ‒80 … +200 PTFE ‒80 … +200 PTFE ‒80 … +200 PTFE ‒80 … +200 PTFE ‒80 … +200 PTFE ‒20 … +200 PTFE ‒20 … +200 Ja Ja Ja Ja Ja Ja Ja Ja Nein Nein Nein Nein Nein Nein Ja Ja * Temperaturangabe gültig für eine Messung an der Dichtung. Temperatur des Betriebsmediums kann ggf. davon abweichen! 249 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

250

Dichtungen für rotatorische Anwendungen BAUFORM BESCHREIBUNG HAUPTANWENDUNGEN Typ 9460 Robuster PTFE-Wellen dicht- ring mit elastomerem Stütz- keil am Halteteil Prozessindustrie; chemische Industrie; allgemeiner Maschinenbau Typ 9461 Robuster PTFE-Wellendich- tring mit Stützfunktion am Halteteil – breite Ausführung Prozessindustrie; chemische Industrie; allgemeiner Maschinenbau Typ 9960 Robuster, reiner PTFE-Wellen - dichtring Prozessindustrie; chemische Industrie; allgemeiner Maschinenbau Typ 9961 Robuster, reiner PTFE-Wellen- dicht ring mit verstärktem Halteteil Prozessindustrie; chemische Industrie; allgemeiner Maschinenbau G61 G62 G68 G69 Selbsthaltender PTFE-Wellen- dicht ring mit wellenförmiger Dichtlippe – Standardversion Prozessindustrie; chemische Industrie; Lebensmittel- industrie, z. B. Pumpen, Kompressoren Selbsthaltender PTFE-Wellen- dicht ring mit wellenförmiger Dichtlippe – mit zusätzlicher Schutzlippe Prozessindustrie; chemische Industrie; Lebensmittel- industrie, z. B. Pumpen, Kompressoren Selbsthaltender PTFE-Wellen- dicht ring mit wellenförmiger Dichtlippe – mit zusätzlicher Dichtlippe Prozessindustrie; chemische Industrie; Lebensmittel- industrie, z. B. Pumpen, Kompressoren Selbsthaltender PTFE-Wellen- dicht ring mit wellenförmiger Dichtlippe – Hygienic-Design- Ausführung Prozessindustrie; chemische Industrie; Lebensmittel- industrie, z. B. Pumpen, Kompressoren PRODUKT- GRUPPE PTFE-Wellen- dichtringe Gerromatic 250

251

1. Produktübersicht WERKSTOFF MAX. TEMPERATUR- STANDARDKATALOG- FREUDENBERG BEREICH [°C] * PROGRAMM XPRESS® PTFE ‒20 … +200 PTFE ‒20 … +200 PTFE ‒20 … +200 PTFE ‒20 … +200 PTFE ‒80 … +200 PTFE ‒80 … +200 PTFE ‒80 … +200 PTFE ‒80 … +200 Ja Ja Ja Ja Ja Ja Ja Ja Nein Nein Nein Nein Nein Nein Nein Nein * Temperaturangabe gültig für eine Messung an der Dichtung. Temperatur des Betriebsmediums kann ggf. davon abweichen! 251 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

252

Dichtungen für rotatorische Anwendungen BAUFORM BESCHREIBUNG HAUPTANWENDUNGEN RCD Verschleißfreie, berührungslose und langlebige Labyrinth- dichtung mit hoher thermischer und chemischer Stabilität Prozessindustrie und allge- meine Industrie, z. B. Getriebe R35 Standardwellen dicht ring für Einbauräume mit Deckel Schwerindustrie, z. B. Walzwerke, Schiffsantriebe, Ruderanlagen, Tunnelbohr- maschinen, Windkraftanlagen R36 R37 R55 Standardwellen dicht ring mit zusätzlichen Radial-Schmier- nuten Schwerindustrie, z. B. Walzwerke, Schiffsantriebe, Ruderanlagen, Tunnelbohr- maschinen, Windkraftanlagen Standardwellen dicht ring mit zusätzlichen Radial- und um- laufenden Schmiernuten Schwerindustrie, z. B. Walzwerke, Schiffsantriebe, Ruderanlagen, Tunnelbohr- maschinen, Windkraftanlagen Wellen dicht ring mit zusätz- licher Schutzlippe für große Durchmesser, speziell für den Einsatz in Windkraftanlagen Schwerindustrie, z. B. Walzwerke, Schiffsantriebe, Ruderanlagen, Tunnelbohr- maschinen, Windkraftanlagen R58 Standardwellen dicht ring für fettgeschmierte Lager RS85 Selbsthaltender Wellen- dichtring für öl- und fettge- schmierte Lager Schwerindustrie, z. B. Walzwerke, Schiffsantriebe, Ruderanlagen, Tunnelbohr- maschinen, Windkraftanlagen Schwerindustrie, z. B. Walzwerke, Schiffsantriebe, Ruderanlagen, Tunnelbohr- maschinen, Windkraftanlagen PRODUKT- GRUPPE Labyrinth- dichtungen Merkel® Radiamatic 252

253

1. Produktübersicht WERKSTOFF MAX. TEMPERATUR- STANDARDKATALOG- FREUDENBERG BEREICH [°C] * PROGRAMM XPRESS® PTFE ‒80 … +200 Nein Nein NBR HNBR FKM NBR HNBR FKM NBR HNBR FKM NBR HNBR ‒30 … +100 ‒20 … +120 ‒10 … +150 ‒30 … +100 ‒20 … +120 ‒10 … +150 ‒30 … +100 ‒20 … +120 ‒10 … +150 ‒30 … +100 ‒20 … +120 NBR ‒30 … +100 NBR HNBR FKM ‒30 … +100 ‒20 … +120 ‒10 … +150 Ja Ja Ja Ja Ja Ja Ja, aber ohne Gewebe Ja, aber ohne Gewebe Ja, aber ohne Gewebe Ja, aber ohne Gewebe Ja, aber ohne Gewebe Nein * Temperaturangabe gültig für eine Messung an der Dichtung. Temperatur des Betriebsmediums kann ggf. davon abweichen! 253 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

254

Dichtungen für rotatorische Anwendungen BAUFORM BESCHREIBUNG HAUPTANWENDUNGEN RHS51 Selbsthaltender Wellen- dicht ring für schnelllaufende Wellen Schwerindustrie, z. B. Walzwerke, Schiffsantriebe, Ruderanlagen, Tunnelbohr- maschinen, Windkraftanlagen RPM41 Federloser Wellendichtring für spezielle Anwendungen, z. B. für Arbeitswalzen in Stahlwerken Schwerindustrie, z. B. Walzwerke, Schiffsantriebe, Ruderanlagen, Tunnelbohr- maschinen, Windkraftanlagen S71 S73 S75 Innovativer Wellendichtring für große, fettgeschmierte Wälzlager Schwerindustrie, haupt- sächlich für Windkraftanlagen Innovativer Wellendichtring für große, fettgeschmierte Wälzlager – mit einer zum Außendurchmesser hin ge- richteten Dichtlippe Innovativer Wellendichtring für große, fettgeschmierte Wälzlager – mit zusätzlicher Schutzlippe Schwerindustrie, haupt- sächlich für Windkraftanlagen Schwerindustrie, haupt- sächlich für Windkraftanlagen TBM21 Spezieller, großformatiger Wellendichtring ohne Vorspannfeder für Schwer- industrieanwendungen Schwerindustrie, z. B. Tunnel- bohrmaschinen, Pod-Antriebe in der Schifffahrt, Papier- industrie TBM27R Spezieller, großformatiger Wellendichtring ohne Vor- spannfeder für Schwer- industrieanwendungen Schwerindustrie, z. B. Tunnel- bohrmaschinen, Pod-Antriebe in der Schifffahrt, Papier- industrie PRODUKT- GRUPPE Merkel® Radiamatic Seventomatic® Merkel® TBM 254

255

1. Produktübersicht WERKSTOFF MAX. TEMPERATUR- STANDARDKATALOG- FREUDENBERG BEREICH [°C] * PROGRAMM XPRESS® NBR HNBR FKM ‒30 … +100 ‒20 … +120 ‒10 … +150 NBR ‒30 … +100 HNBR ‒20 … +120 HNBR ‒20 … +120 HNBR ‒20 … +120 NBR HNBR NBR HNBR ‒30 … +100 ‒20 … +120 ‒30 … +100 ‒20 … +120 Ja Ja Ja Ja Ja Ja Ja Nein Ja Ja Ja Ja Ja Ja * Temperaturangabe gültig für eine Messung an der Dichtung. Temperatur des Betriebsmediums kann ggf. davon abweichen! 255 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

256

Dichtungen für rotatorische Anwendungen BAUFORM BESCHREIBUNG HAUPTANWENDUNGEN EA EAX Hochleistungs-Wasserab- weiser mit konstantem Linien kontakt der Dichtlippe auch bei großem Wellenver- satz Hochleistungs-Wasserab- weiser mit konstantem Linien kontakt der Dichtlippe auch bei großem Wellenver- satz Schwerindustrie, universell für viele Anwendungen geeignet Schwerindustrie, universell für viele Anwendungen geeignet WA8074 Polyurethan-Wasserabweiser mit definierter Dichtlippe Schwerindustrie, universell für viele Anwendungen geeignet WA-A Standard-Wasserabweiser Typ A (Standardversion) Schwerindustrie, universell für viele Anwendungen geeignet WA-AX Standard-Wasserabweiser Typ AX (Version für großen Wellenversatz) Schwerindustrie, universell für viele Anwendungen geeignet WA-S Standard-Wasserabweiser Typ S (schwere, breite Ver sion) Schwerindustrie, universell für viele Anwendungen geeignet WA-L Standard-Wasserabweiser Typ L (kleines, einheitliches Profil für alle Durchmesser) Schwerindustrie, universell für viele Anwendungen geeignet PRODUKT- GRUPPE Merkel® Enviromatic Merkel® Water Guard Merkel® V-Ring 256

257

1. Produktübersicht WERKSTOFF MAX. TEMPERATUR- STANDARDKATALOG- FREUDENBERG BEREICH [°C] * PROGRAMM XPRESS® NBR HNBR FKM NBR HNBR FKM ‒30 … +100 ‒20 … +120 ‒10 … +150 ‒30 … +100 ‒20 … +120 ‒10 … +150 PU ‒30 … +110 NBR FKM NBR FKM NBR FKM NBR FKM ‒30 … +100 ‒10 … +150 ‒30 … +100 ‒10 … +150 ‒30 … +100 ‒10 … +150 ‒30 … +100 ‒10 … +150 Ja Ja Ja Ja Ja Ja Ja Ja Ja Ja Ja Ja Ja Ja * Temperaturangabe gültig für eine Messung an der Dichtung. Temperatur des Betriebsmediums kann ggf. davon abweichen! 257 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

258

Dichtungen für rotatorische Anwendungen VERSCHLUSSDECKEL PRODUKT- GRUPPE Verschluss- deckel BAUFORM BESCHREIBUNG HAUPTANWENDUNGEN GA GSA Dichtende Verschlussdeckel mit Presssitz – Standardaus- führung (Gummi außen) Erdbewegungsgeräte; Flur- förderfahrzeuge; Land- maschinen; Lkw-Ladekrane Dichtende Verschlussdeckel mit Presssitz – Sonderaus- führung mit Gummi/Stahl außen Bohrungen und Montagdurch- führungen in Gehäusen; allgemeiner Maschinenbau 258

259

1. Produktübersicht WERKSTOFF MAX. TEMPERATUR- STANDARDKATALOG- FREUDENBERG BEREICH [°C] * PROGRAMM XPRESS® 75 NBR 99004 ‒40 … +100 75 NBR 99004 ‒40 … +100 Ja Ja Nein Nein * Temperaturangabe gültig für eine Messung an der Dichtung. Temperatur des Betriebsmediums kann ggf. davon abweichen! 259 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

260

Dichtungen für rotatorische Anwendungen 2. PRODUKTGRUPPEN 2.1 SIMMERRINGE Die Bezeichnung Simmerring® ist eine für das Unternehmen Freudenberg geschützte Marke. Der Simmerring® von Freudenberg Sealing Technologies (nachfolgend auch als FST bezeichnet) dichtet Antriebswellen ab und gehört nach DIN zur Gruppe der Radial-Wellendichtringe. ANFORDERUNGEN y zuverlässige statische und dynamische Dichtheit y hohe Funktionssicherheit y Verträglichkeit mit den abzudichtenden Medien y Verträglichkeit gegen äußere Umwelt- einflüsse y geringe Reibung y einfache Montage FST Website Simmerringe Produktkatalog 260

261

2. Produktgruppen 17. Kontaktfläche (Luftseite) 18. Schutzlippenfläche (Membranseite) 19. Schutzlippe 20. Schutzlippenfläche (Luftseite) 21. Membranfläche (innen) 22. Membran 23. Bodenmantel 24. Versteifungsring 25. Bodenfläche 26. Bodenfase 27. Außenmantel Siehe auch → Kapitel „Material, Werk- stoffe und Verfahrenstechnik – 6. Träger- teile“, ab Seite 123. MERKMALE Simmerring® mit Elastomeraußenmantel, federbelasteter Dichtlippe und zusätz- licher Schutzlippe in Anlehnung an die Begriffe in DIN 3761, Stand 01/1984. Zugfeder Federhaltebund Federnut Außenfläche Stirnfase Stirnfläche Auskleidung Fixierausnehmungen 1. 2. 3. 4. 5. 6. Membranfläche (außen) 7. 8. 9. 10. Kontaktfläche (Fluidseite) 11. Dichtlippe 12. Dichtkantenebene 13. Stirnseite 14. Bodenseite 15. Federwirklinie 16. Dichtkante 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Fluidseite 13 14 Abb. 93 Merkmale eines typischen Simmerrings 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 Luftseite 261 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

262

Dichtungen für rotatorische Anwendungen BETRIEBSBEDINGUNGEN Entscheidend für die Auswahl der Dichtung sind die Gewichtung der Anforderungen für jeden Einsatzfall und die Betriebsbe- dingungen: y Umfangsgeschwindigkeit, d. h. Durch- messer und Drehzahl der Welle y Temperatur y Druck y Schmutzanfall von außen y Schmutzanfall im abzudichtenden Ag- gregat y Schwingungen y abzudichtende Medien • Schmieröle auf Mineralöl- und syn- thetischer Basis • Schmierfette auf Mineralöl- und synthetischer Basis • weitere flüssige, pastöse und gas- förmige Medien, deren Verträglich- keit mit dem Dichtungswerkstoff sichergestellt sein muss Die Hauptmerkmale eines Simmerrings erfüllen die im Folgenden beschriebenen Teilfunktionen: y zylindrische Außenfläche (1) (→ Abb. 93) zur Sicher stellung der statischen Ab- dichtung im Gehäuse • aus Elastomer mit integriertem metal l ischem Versteifungsring (24) • aus Metall, überwiegend am Außen- durchmesser fertig gezogen oder be- arbeitet (ggf. Einkleben erfor derlich) y federbelastete Dichtlippe (11) zur Sicher stellung der dynamischen und statischen Dichtheit an der Welle. Die permanente Weiterentwicklung hat zu optimierten Dichtlippenprofilen geführt, um die Zuverlässigkeit bei einem breiten Belastungsspektrum weiter zu erhöhen y eine oder im Sonderfall auch mehrere Schutzlippen (19) gegen Schmutz- und Staubanfall von außen. Beim Einsatz von Dichtungen mit an der Welle an- liegender Schutzlippe ist die maximale empfohlene Umfangsgeschwindigkeit von 8 m/s zu beachten. Durch Modi- fizierung des Designs können auch höhere Umfangsgeschwindigkeiten erreicht werden 262

263

2. Produktgruppen EINSATZBEREICHE Simmerringe werden zur Abdichtung dre- hender Wellen eingesetzt, überwiegend in nachfolgenden Anwendungen: y Verbrennungsmotoren (Abdichtung y Schwerindustrie (Abdichtung von Wel- len in Walzwerken, Zementmühlen, Großgetrieben) y Schiffbau (Abdichtung von Steven- rohren, Strahlrudern, Ruderantrieben) y Aggregate und Fertigungseinrichtungen von Kurbel- und Nockenwellen) der Prozessindustrie y Elektromotoren y Antriebsstrang in Pkw und Nfz (Ab- dichtung von Getrieben, Differentialen, Achsen, Radnaben) y Antriebsstrang in Land- und Bauma- schinen (Abdichtung von Getrieben, Differentialen, Achsen, Radnaben) y Industriegetriebe (Abdichtung von Stirnrad-, Schneckengetrieben, z. B. in Fertigungsanlagen, Robotern oder Förderanlagen) y hydraulische Aggregate (Abdichtung von Hydropumpen und Hydromotoren) y Kompressoren y Haushalts- und Industriewaschma- schinen Die folgenden Abbildungen enthalten standardisierte Schnittbilder der Dichtun- gen. Ihre farbliche Darstellung stellt keinen Bezug zum verwendeten Werkstoff dar. Die Ausrichtung der dargestellten Dich- tungen entspricht nicht zwangsläufig der tatsächlichen Einbaulage/Einbauorientie- rung. Simmerring® BABSL Simmerring® PPS Abb. 94 Druckbelastbare Simmerringe in hydraulischen Pumpen und Motoren Play-circle  Anwendungs- beispiel BABSL/PPS 263 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

264

Dichtungen für rotatorische Anwendungen Blindwelle Verschluss GA Antrieb Simmerring® BA Alternativ: Antrieb Simmerring® BAUM eCON Alternativ: Abtrieb Simmerring® MSS3 (Bauform für Lebens mittelanwendungen) Abtrieb Simmerring® MSS1 Abb. 95 Simmerringe und Verschlussdeckel in Industriegetrieben 264

265

2. Produktgruppen Simmerring® Casco Dichtung Play-circle  Weitere Bau- formen für den Einsatz in Land- und Baumaschinen Weitere Infor- mationen im Sales Sheet zu CTI- Dichtungen Sonderbauform für CTI-Anwendung Simmerring® Kombidichtung Simmerring® Kassetten dichtung Sonderform mit Axiallippe Abb. 96 Simmerringe in Land- und Baumaschinen 265 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

266

Dichtungen für rotatorische Anwendungen Casco Dichtung (nur Dieselmotoren) Simmerring® BAPTSLV Abb. 97 Simmerringe in Verbrennungsmotoren Play-circle  Anwendungs- beispiel MSS1 Simmerring® Kassetten dichtung Simmerring® MSS1 Simmerring® BAUMSL Abb. 98 Simmerringe in Industrierobotern 266 Casco Dichtung (nur Dieselmotoren) Simmerring® BAUMSLV

267

s t o ff v e r s o r g u n g d e r D i c h t s t e l l e A b b . 9 9 S i m m e r r i n g e i n S o n d e r a n w e n d u n g e n m i t h o h e r D r e h z a h l u n d g e r i n g e r S c h m i e r - l B u e S e a l i S m m e r r i n g ® 2 6 7 STICHWORT- VERZEICHNIS STOPFBUCHS- PACKUNGEN MEMBRANEN FALTENBÄLGE HYDROSPEICHER SPEZIALDICHTUNGS- PRODUKTE STATISCHE DICHTUNGEN FLUID POWER ANWENDUNGEN – PNEUMATIK FLUID POWER ANWENDUNGEN – HYDRAULIK 2 . P r o d u k t g r u p p e n DICHTUNGEN FÜR ROTATORISCHE ANWENDUNGEN MATERIAL, WERKSTOFFE UND VERFAHRENSTECHNIK EINFÜHRUNG & SERVICES

268

Dichtungen für rotatorische Anwendungen Antriebswelle Radiamatic HTS II Antriebswelle Gerromatic Abb. 100 Produktvarianten Radiamatic HTS II und Gerromatic in Anwendungen der Lebensmittelindustrie 268

269

2. Produktgruppen BEISPIELE FÜR DICHTUNGSANORDNUNGEN Abb. 101 Back-to-back-Anwendung zur Trennung zweier Medien (mit Entlüftungsboh- rung zwischen den Dichtungen bei hohen Umfangsgeschwindigkeiten) Abb. 102 Back-to-back-Anwendung für Wasser von außen (ggf. Sonderausführung mit Edelstahlfeder und Versteifungsblech in Edelstahl) 269 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

270

Dichtungen für rotatorische Anwendungen Abb. 103 Abdichtung bei Fettschmierung (mit Nachfettung) Abb. 104 Abdichtung bei Ölschmierung 270

271

2. Produktgruppen Abb. 105 Abdichtung bei vertikaler Welle (mit Einbaulage unten). Verstärkter Schmutzan- fall an der Dichtstelle durch im Medium herabsinkende Verschleißpartikel Standard bauform z. B. Simmerring® BABSL Standard bauform z. B. Simmerring® BAUM Abb. 106 Abdichtung gegen Vakuum (Vakuum in linker Kammer, Sperrflüssigkeit in mittlerer Kammer) Play-circle  Anwendungs- beispiel MSS1 271 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

272

Dichtungen für rotatorische Anwendungen Alternativ: Simmerring® MSS3 mit PTFE-Scheibe Simmerring® B2PT Simmerring® BAUM Alternativ: Simmerring® MSS3 mit PTFE-Scheibe Abb. 107 Abdichtung gegen aggressive Medien (Beispiel: Pumpe) 272

273

2. Produktgruppen 2.2 RADIAMATIC WELLENDICHTRINGE Die Bezeichnung Radiamatic ist eine für das Unternehmen Freudenberg geschütz- te Marke. Radiamatic Wellendicht ringe werden bevorzugt in der Schwer industrie eingesetzt. Weitere Produktgruppen, wie Seventomatic®, Enviromatic oder TBM- Dichtungen, ergänzen das Programm in diesem Anwendungsbereich. ANFORDERUNGEN y zuverlässige statische und dynamische Dichtheit y hohe Funktionssicherheit y Verträglichkeit mit biologisch abbau- baren Schmierstoffen y Kompensation von großem Wellenver- satz y beherrschen harscher Umgebungsbe- dingungen y Ozon- bzw. Seewasserbeständigkeit y Fügen von Dichtungen vor Ort y Lebensdauer von bis zu 20 Jahren Produktkatalog Radiamatic 273 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

274

Dichtungen für rotatorische Anwendungen MERKMALE Abb. 108 zeigt den typischen Aufbau eines Radial-Wellendichtrings des Typs Radiamatic für den Einsatz in der Schwer- industrie. Wichtigstes Merkmal ist der fehlende Stahl käfig, der ein Schneiden und wieder Fügen der Dichtung bei der Montage vor Ort ermöglicht. Ein Gummi-/Geweberücken bietet als Ausgleich die nötige Stabilität des Rings. Eine Wurm feder sorgt für die dauerhafte Vorspannung der Dichtlippe auf der Welle. Die optionale Schutzlippe ist derart in die Dichtlippe integriert und funktional entkoppelt, dass selbst bei großer Bewegung der Dicht lippe durch Wellenschlag der Kontakt der Schutzlippe zur Welle gewährleistet bleibt. offene Seite üblicherweise in Richtung Betriebsmedium geschlossene Seite üblicherweise in Richtung Umgebung Wurmfeder Dichtkante Abb. 108 Typischer Aufbau einer Radiamatic-Dichtung Statik- oder Haftteil (Gummi/ Gewebe) Dichtlippe (Reinelastomer) Schutzlippe (optional) 274

275

2. Produktgruppen BETRIEBS BEDINGUNGEN Die Erwartungen an Dichtungen für den Einsatz in der Schwerindustrie sind hoch. Sie sollen vor allem robust und funktions- sicher sein. Leckagen bei einem Schiffs- antrieb sind oft sofort an der Wasser- oberfläche sichtbar und führen zur Still legung bzw. zu einem unmittelbaren und kostspieligen Dockaufenthalt. Höchste Zuverlässigkeit ist das Hauptkriterium z. B. von Dichtungen zur Hauptlagerab- dichtung in Tunnelbohrmaschinen. Ein Ausfall würde dort zu immensen Kosten führen. In Windkraftanlagen stehen wei- tere Eigenschaften im Fokus. Dort sollen die Dichtungen u. a. ozonbeständig sein und lange Laufzeiten von bis zu 20 Jahren erreichen. FLEXIBEL IM SERVICEFALL Die Möglichkeit einer Montage vor Ort ohne aufwendige Deinstallation der An- lage ist oft eine weitere Forderung der Kunden für den Servicefall. Das heißt, Dichtungen werden offen geliefert oder vor Ort aufgeschnitten, um die Welle ge- legt und wieder zu einem Endlosring ge- fügt. Deshalb wird i. d. R. auf einen selbst- haltenden Stahlkäfig verzichtet und ein Gehäusedeckel fixiert den Dichtring axial im Einbauraum. EINSATZBEREICHE Radiamatic Wellendichtringe werden über- all dort eingesetzt, wo große Durchmesser abgedichtet werden müssen, extreme Umgebungs- und Betriebsbedingungen herrschen oder hoher Wellenversatz aus- geglichen werden muss. TBM- Dichtungen für Tunnelbohrmaschinen können z. B. über 10 m im Durchmesser betragen. FST fertigt solche Ringe ohne Fügestelle für eine maximale Produktqualität. Typische Anwendungen im Bereich der Schwerindustrie: y Arbeitswalzen in Stahlwerken y Hauptlagerabdichtung in Windkraft- anlagen y Schwenklager in Pod-Antrieben für die Schifffahrt y Schiffsantriebe, Ruderanlagen, Stabili- satoren, Bugstrahlruder y Hauptlagerabdichtung in Tunnelbohr- maschinen y Walzen in der Zellstoff- und Papierin- dustrie y Großgetriebe Die folgenden, exemplarischen Abbildun- gen typischer Anwendungen enthalten standardisierte Schnittbilder der Dichtun- gen. Ihre farbliche Darstellung stellt keinen Bezug zum verwendeten Material dar. 275 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

276

Dichtungen für rotatorische Anwendungen Hauptlagerdichtung Seventomatic® S71 Hauptlager- oder Vorschaltdichtung (Abweiser) Enviromatic EA Abb. 109 Produktvarianten Seventomatic® und Enviromatic für die Anwendung in Windkraftanlagen Abdichtung der Arbeitswalze Radiamatic RPM41 Wasserabweiser Enviromatic Abb. 110 Produktvarianten Radiamatic und Enviromatic für die Anwendung in Stahl- und Walzwerken Quelle: SMS group 276

277

2. Produktgruppen Ruderanlage Schwenksäule Stabilisatoren Bugstrahlruder Radiamatic R35 System TBM27R Radiamatic R35 Radiamatic R37 System Abb. 111 Produktvarianten Radiamatic und TBM-Radial-Wellendichtringe in Unterwasseranwendungen der Schiffstechnik Hauptlager TBM21 Abb. 112 TBM-Radial-Wellendichtringe in Tunnelbohrmaschinen Quelle: Herrenknecht AG 277 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

278

Dichtungen für rotatorische Anwendungen BEISPIELE FÜR DICHTUNGS ANORDNUNGEN Abb. 113 Dichtsystem für die Arbeitswalze in einem Stahlwerk, bestehend aus einer Doppelanordnung Radiamatic RPM41 in Kombination mit einem Enviromatic Wasserabweiser Abb. 114 Dichtsystem für Tunnelbohrmaschinen mit einer Mehrfachanordnung von TBM- Dichtungen 278

279

2. Produktgruppen 2.3 SIMMERRING® KASSETTEN- DICHTUNGEN EIGENSCHAFTEN y hoher, mittlerer und niedriger Schutz vor Verschmutzung y maximal 0,5 bar auf der Ölseite zulässig (abhängig von der Geometrie der Hauptlippe) y Ölabdichtung und Schutz vor Ver- schmutzung für verschiedene Umge- bungsbedingungen und Drehzahlen y keine Axialbewegung während der y integriertes Labyrinth zum Schutz vor Drehung zulässig Produktkatalog Kassetten- dichtungen Verschmutzung y einfache Montage; geringes Risiko, dass die Dichtung bei der Montage be- schädigt wird y einfaches Handling; geringes Risiko, dass die Dichtung beim Handling be- schädigt wird y begrenzte Axialbewegung während der Dichtungsmontage zulässig 279 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

280

Dichtungen für rotatorische Anwendungen SIMMERRING® KASSETTENDICHTUNG TYP 1, 2, 3 EIGENSCHAFTEN y Geschwindigkeit von hoch nach niedrig, y erhöhter Schutz gegen Schmutz, Wechsel von Typ 1 nach Typ 3 y Dichtung für beide Drehrichtungen der Welle y vielfältige Einsatzmöglichkeiten in der Wechsel von Typ 1 nach Typ 3 Praxis y komplexeres Labyrinth, Wechsel von Typ 1 nach Typ 3 Dichtlippe für Öl-/ Fettabdichtung Buchse mit spezieller Oberflächenbehandlung Innendurchmesser mit Elastomerschicht Abb. 115 Simmerring® Kassettendichtung Typ 3 Außendurchmesser: Elastomeranteil für hohe Dichtheit Metallanteil für zuverlässige Montage Inneres Labyrinthprofil für Staub-/ Wasserrückhaltung Axialer Puffer zur Beibehaltung der wechselseitigen Position der zwei Komponenten bei der Montage Vorgefettete Kammern Cassette Seal Simmerring® Typ 3 Kassetten dichtung Typ 3 Abb. 116 Simmerring® Kassettendichtung in angetriebenen Achsen 280

281

2. Produktgruppen SIMMERRING® KASSETTENDICHTUNG TYP 4 EIGENSCHAFTEN y keine Begrenzung von Geschwindigkeit, Temperatur und Druck im Vergleich zur Kassettendichtung Typ 3 y extrem hoher Schutz gegen Ver- schmutzung y Dichtung für beide Drehrichtungen der Welle y erweiterte Anwendbarkeit im Gelände, aufgrund der verbesserten Einsatz- möglichkeiten in stark kontaminierter Umgebung Axialer Puffer zur Beibehaltung der wechselseitigen Position der zwei Komponenten bei der Montage Dichtlippe zur Öl-/Fettabdichtung Buchse mit spezieller Oberflächenbehandlung Innendurchmesser mit Elastomerschicht Abb. 117 Simmerring® Kassettendichtung Typ 4 Außendurchmesser: Elastomeranteil für hohe Dichtheit Metallanteil für zuverlässige Montage Inneres Labyrinthprofil für Staub-/ Wasserrückhaltung Vorgefettete Kammern Simmerring® Kassetten dichtung Typ 4 Abb. 118 Einsatz der Simmerring® Kassettendichtung 281 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

282

Dichtungen für rotatorische Anwendungen SIMMERRING® KASSETTENDICHTUNG HS EIGENSCHAFTEN y Innendurchmesser aus Metall und Elastomer y guter Schutz vor Verschmutzung y Dichtung für nur eine oder beide Dreh- richtungen der Welle y Öl-/Fettabdichtung bei hohen Dreh- zahlen und Temperaturen y für hohe Wärmeableitung von der y hohe Drehzahlen und Temperaturen Dichtkante zulässig Außendurchmesser: Elastomeranteil für hohe Dichtheit Dichtlippe für Öl-/ Fettabdichtung Durch Einstechen gedrehte Arbeitsoberfläche der Dichtlippe Innendurchmesser: Metallanteil für bessere Wärmeableitung Vorgefettete Kammer Außendurchmesser: Metallanteil für zuverlässige Montage Inneres Labyrinthprofil für Staub-/ Schlammrückhaltung Vorgefettete Kammern Abb. 119 Simmerring® Kassettendichtung HS (high speed) Simmerring® Kassetten dichtung HS Cassette HS Abb. 120 Einsatz der Simmerring® Kassettendichtung als Ritzelabdichtung in Achsen 282

283

2. Produktgruppen SIMMERRING® KASSETTENDICHTUNG CASCO y hohe Drehzahlen und Temperaturen zulässig y Dichtung für nur eine Drehrichtung der EIGENSCHAFTEN y axiale Dichtlippe: extrem verschleiß- Welle (CW oder CCW) y Schutz gegen Verschmutzung und reibungsarm y geringe Empfindlichkeit gegenüber axialer/radialer Exzentrizität Axiale Dichtlippe Innendurchmesser: Metallanteil für zuverlässige Montage Abb. 121 Simmerring® Kassettendichtung CASCO Außendurchmesser: Elastomeranteil für hohe Dichtheit Metallanteil für zuverlässige Montage Hakenlippe zum Auffangen Inneres Labyrinthprofil für Staub-/Schlammrückhaltung Abb. 122 Einsatz von Simmerring® Kassettendichtungen CASCO an der Kurbelwelle 283 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

284

Dichtungen für rotatorische Anwendungen 2.4 SIMMERRING® KOMBIDICHTUNGEN tolerieren axialen Versatz der Welle wäh- rend der Drehung. Sie bestehen aus: Produktkatalog Kombidichtungen EIGENSCHAFTEN Simmerring® Kombidichtungen sind „Uni- tized“-Dichtungen für mittlere Drehzahlen und für verbesserten Schutz vor Ver- schmutzungen aus der Umgebung. Sie y einem Dichtring (Standardbauform oder Bauform BA DUO) y einem Schmutzabweiser aus Polyur- ethan y einem „Unitized“-Gehäuse SIMMERRING® KOMBIDICHTUNG SF19 y höherer axialer Versatz der Welle zu- EIGENSCHAFTEN y flexiblerer Schmutzabweiser aus Poly- urethan, der der Wellendynamik folgt y integrierter Elastomerschmutzabweiser, der als erstes Element das Eindringen von Schmutz in das Gehäuse verhindert lässig y sehr hoher Schutz gegen Verschmut- zung y für Umgebungen mit hohen Anforde- rungen Außendurchmesser: Metallanteil für zuverlässige Montage Gummidichtlippe gegen Öl/Fett von innen Innere Schutzlippe aus Elastomer gegen Wasser/Staub von außen Abb. 123 Simmerring® Kombidichtung SF19 Außendurchmesser: Elastomerauflage für statische Abdichtung Schmutzabstreifer, der als erste Komponente vor dem Eindringen von Schmutz schützt Schmutzabweiser aus kompaktem Polyurethan gegen Wasser/Staub von außen 284

285

2. Produktgruppen SIMMERRING® KOMBIDICHTUNG SF21 EIGENSCHAFTEN y optimierte Form des Schmutzabweisers aus hochwertigem Polyurethan, der jetzt unempfindlicher gegen Exzentri- zität der Welle ist und eine bessere Nachlauffähigkeit der Welle ermöglicht y höherer axialer Wellenversatz zulässig im Vergleich zu SF5, SF6, SF8 y integrierter Schmutzabweiser aus ge- härtetem Elastomercompound, der als erstes Element das Eindringen von Schmutz in das Gehäuse ver hindert y höherer Schutz gegen Verschmutzung im Vergleich zu SF19 y für raueste Umgebungen Außendurchmesser: Metall + Gummi Gummidichtlippe gegen Öl/Fett von innen Innere Schutzlippe aus Elastomer gegen Wasser/Staub von außen Abb. 124 Simmerring® Kombidichtung SF21 Außendurchmesser: Elastomerauflage für statische Abdichtung Außenabstreifer aus gehärtetem Verbundmaterial, der als erste Komponente vor dem Eindringen von Schmutz schützt Schmutzabweiser aus hochwertigem, kompaktem Freudenberg Polyurethan mit optimierter Form für bessere Nachlaufeigenschaften der Welle 285 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

286

Dichtungen für rotatorische Anwendungen SIMMERRING® KOMBIDICHTUNG SF22 EIGENSCHAFTEN y optimierte Form des Schmutzabweisers aus hochwertigem Polyurethan, der jetzt weniger empfindlich auf Exzentrizität der Welle reagiert und eine bessere Nachlauffähigkeit der Welle ermöglicht y gegenläufige Lösung erlaubt höchsten zulässigen axialen Versatz der Welle y integrierter Schmutzabweiser aus ge- härtetem Elastomercompound, der als erstes Element das Eindringen von Schmutz in das Gehäuse verhindert y höherer Schutz gegen Verschmutzung im Vergleich zu SF19 y für raueste Umgebungen kombiniert mit anspruchsvollem axialem Versatz Außendurchmesser: Metall + Gummi Gummidichtlippe gegen Öl/Fett von innen Gegenläufige Lösung ermöglicht Erhöhung des zulässigen Axialspiels der Welle Außendurchmesser: Elastomerauflage für statische Abdichtung Außenabstreifer aus gehärtetem Verbundmaterial, der als erste Komponente vor dem Eindringen von Schmutz schützt Schmutzabweiser aus hochwertigem, kompaktem Freudenberg Polyurethan mit optimierter Form für bessere Nachlaufeigenschaften der Welle Innere Schutzlippe aus Elastomer gegen Wasser/Staub von außen Abb. 125 Simmerring® Kombidichtung SF22 Simmerring® Kombidichtung Abb. 126 Simmerring® Kombidichtung in angetriebener Achse 286

287

3. Dichtmechanismus am Beispiel des Simmerrings 3. DICHTMECHANISMUS AM BEISPIEL DES SIMMERRINGS Der Simmerring® dichtet eine Welle gegen das Gehäuse eines Aggregats ab (z. B. → Abb. 94, Seite 263 und → Abb. 95, Seite 264): • Druck • Zersetzungsprodukte • Schmierstoffversorgung • innere Verschmutzung y dynamische und – bei Stillstand der Welle – statische Abdichtung zwischen Dichtlippe und Welle y statische Abdichtung und Sicherstel- lung des festen Sitzes der Dichtung zwischen Außenmantel der Dichtung und Gehäusebohrung 3.1 EINFLUSSPARAMETER Auf das Dichtverhalten und die Lebens- dauer der Dichtung wirkt ein komplexes System von sich gegenseitig beeinflus- senden Größen ein: Das abzudichtende Aggregat y Welle • Durchmesser • Drehzahl • Exzentrizität • Oberfläche • axiale Bewegung • Werkstoff • Fertigungsverfahren • Fasengestaltung • Härte • Beschichtung y Gehäuse • Oberflächen • Mittenversatz zur Welle • Toleranzen • Werkstoff • Bauraum • Fasengestaltung y Medium • Temperatur • chemische Wirkungen • Viskosität • Schmierfähigkeit Die Umgebung und der Betrieb y Temperatur y Staub und Schmutz y Lauf- und Stillstandsperioden y Reinigungsmedien Der Simmerring® y Konstruktion und Toleranzen • des Haftteils • der Dichtlippe y Radialkraft y Werkstoff • Härte • Verschleißfestigkeit • Resistenz gegen Quellung und Schrumpfung • Reibungseigenschaften • Dichtfähigkeit etc. 3.2 DYNAMISCHE DICHTFUNKTION Der wichtigste Funktionsbereich des Simmerrings ist die mit der Oberfläche der rotierenden Welle in Kontakt stehende Dichtkante (→ Abb. 127). Für die Dichtfunktion ist der Dichtmecha- nismus im Kontaktbereich der Dichtlippe von entscheidender Bedeutung. Er ist ab- hängig von: y der Auslegung der Dichtlippe y den Eigenschaften des Elastomerwerk- stoffs y der Beschaffenheit der Wellenober fläche y dem abzudichtenden Medium y den Betriebsbedingungen (z. B. Höhen- schlag, Vibrationen, Kinematik …) 287 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

288

Dichtungen für rotatorische Anwendungen Ölseite Breite des Dichtspalts Scherung Höhe des Dichtspalts Schmutz Fett Abb. 127 Kontaktzone Dichtkante – Welle eines Simmerrings KENNGRÖSSEN DER DICHTLIPPE Für die Auslegung der Kenngrößen ist eine breite Erfahrung notwendig. Die Auslegung erfolgt durch den Hersteller in Abhängig- keit von Werkstoff, Größe, Geometrie und Anwendung der Simmerringe. Die Überdeckung (auch Vorspannung) ist die Differenz dieser zwei Maße und liegt je nach Wellendurchmesser zwischen ca. 0,8 mm und 2,5 mm. Die Abstimmung der Geometrie beeinflusst die Flexibilität der Lippe: Die geometrischen Kenngrößen Die Überdeckung (→ Abb. 128) Der Innendurchmesser der Dichtlippe ist im freien, ungespannten Zustand immer kleiner als der Wellendurchmesser. Radialkraft FR Luftseite β Ölseite α hF Durchmesser im freien Zustand Wellendurchmesser d Abb. 128 Maße am Profil der Dichtlippe 288 y flexible und lange Dichtlippen für hohe Toleranzen von Koaxialität und Rundlauf (zulässige Werte siehe → Abb. 151, Seite 330 und → Abb. 152, Seite 331) y kurzes und zur Welle lagestabiles Profil bei Druckanwendungen Die Kenngröße für den Abstand des Mittel- punktes der Feder zur Dichtkante ist der Federwirkabstand hF: y ein zu kleines hF-Maß kann ein Über- kippen der Lippe vor allem bei Wellen- schlag und nicht planem Einbau zur Folge haben y ein zu großes hF-Maß hat eine Durch- biegung der Lippe und damit eine breite Anlage der Lippe an der Welle sowie eine breite Laufspur zur Folge

289

3. Dichtmechanismus am Beispiel des Simmerrings Die Dichtlippenwinkel Die Dichtlippenwinkel beeinflussen den Dichtmechanismus durch Einwirkung auf die Anpressungsverhältnisse: y ölseitig: steiler Winkel α y luftseitig: flacher Winkel β Die Radialkraft Die Radialkraft übt durch die Aufdehnung der Dichtlippe im eingebauten Zustand eine ringförmige Pressung auf die Welle aus. Diese Summe aus tangentialen Zug- und Biegekräften von Dichtlippe und Feder wird bestimmt durch den: y Einfluss des Elastomers: Der Elastizitäts- modul ist abhängig von Werkstoff, Temperatur und Alterung. Damit ist der Abfall der Radialkraft während des Be- triebs abhängig von Temperatur, Zeit und evtl. Wechselwirkungen mit dem abzudichtenden Medium (siehe auch → Kapitel „Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik – Alterungsschutz- mittel“, Seite 110) y Einfluss des Dichtlippenprofils: Dicht- lippengeometrie und Dehnung, d. h. Überdeckung y Einfluss der Zugfeder: Werkstoff (Stan- dardwerkstoff Federstahldraht EN 10270-1-SM, in Sonderfällen nicht- rostender Stahl gemäß EN 10270-3 ), Temperatur, Länge, Windungsdurch- messer, Drahtstärke Ein niedriger Wert der Radialkraft wird angestrebt, um Reibung und Verschleiß der Dichtung gering zu halten. Zur dauer- haften Sicherstellung der dynamischen Dichtfunktion ist allerdings eine Mindest- radialkraft erforderlich. Dichtfunktion in der Kontaktzone der Dichtlippe Die Radialkraft der Dichtlippe erzeugt in Verbindung mit der Auslegung von Dicht- lippenwinkel und Federwirkabstand eine asymmetrische Anpressdruckverteilung (→ Abb. 129): y Druckmaximum und steiler Anstieg auf der Ölseite y flacher Abfall auf der Luftseite Radialkraft FR Radialkraft FR Ölseite Dichtlippe Luftseite Ölseite Dichtlippe Luftseite pmax Anpressdruckverteilung pmax Drehrichtung der Welle Abb. 129 Verformungsstruktur des Elastomers in der berührenden Kontakt fläche der Dichtlippe 289 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

290

Dichtungen für rotatorische Anwendungen Für die Funktion der Dichtung ist diese asymmetrische Verteilung des Anpress- drucks von großer Bedeutung. Die Anpress- druckverteilung und die durch die drehende Welle entstehende Umfangskraft führen zu einer charakteristischen Verformungs- struktur der Kontaktfläche der Dichtlippe (→ Abb. 129). Ein geeigneter elastomerer Werkstoff der Dichtung zeichnet sich durch die Bildung einer deutlichen Struktur der „Verzerrung“ aus. Die den Mikropump- effekt begünstigenden Strukturen bilden sich während des Einlaufs an der Dicht- kante aus. Deshalb ist eine Einlaufphase für die Dichtung notwendig, um die für die Pumpwirkung notwendige Oberflächen- rauheit zu generieren. Erst danach ist die volle Dichtfähigkeit vorhanden. Diese Verformungsstruktur erzeugt zu- sammen mit der drehenden Welle eine Pumpwirkung auf das abzudichtende Medium in Richtung der Ölseite. Dieser Mikropumpeffekt ist entscheidend für die Dichtfunktion. 3.3 DICHTLIPPEN MIT RÜCKFÖRDERDRALL (SONDERBAUFORM) Um das Dichtvermögen bei hohen Tem- peraturen und Umfangsgeschwindig keiten zu steigern, wird für spezielle Bau formen die Luftseite der Dichtlippe mit einem Rückförderdrall versehen (→ Abb. 130). Ölseite Dichtkante Drehrichtung der Welle von der Luftseite der Dichtung aus gesehen: rechts = RK Rechtsdrall links = LK Linksdrall WK Wechseldrall fördert bei Drehrichtung rechts zur Ölseite hin fördert bei Drehrichtung links zur Ölseite hin Abb. 130 Rückförderdrall auf der Luftseite der Dichtlippe (β) 290

291

3. Dichtmechanismus am Beispiel des Simmerrings In Drehrichtung gerichtete, schräge Drall- rippen reichen bis in die Kontaktzone der Dichtlippe. Sie verstärken die Pumpwir- kung des Mikrodralls des elastischen Werkstoffs. D a die Ausrichtung der Rippen des Einzel- dralls an eine Drehrichtung gebunden ist, kennzeichnet ein Pfeil auf der Boden seite der Drallringe die zulässige Drehrichtung. Ist der Einsatz für beide Drehrichtungen notwendig, wird Wechseldrall eingesetzt. Dessen Wirksamkeit ist geringer als die des Einzeldralls. Alle Drallringe besitzen eine fertige, d. h. im Formwerkzeug er- zeugte Dichtkante. Radial-Wellendichtringe mit Rückförder- drall sind in der Kombination mit Druck- beaufschlagung auf der Mediumseite nicht zuverlässig einsetzbar. Standard - Simmerringe aus dem Katalogprogramm werden ohne Rückförderdrall ausgeführt. Simmerringe mit gestochener Dicht kante (Beispiel Profiltyp BAUM) weisen ein stabiles Dichtheitsverhalten auf und er- fordern daher keine Rückförderdrallstruk- turen. 3.4 SCHMIERUNG UND REIBUNG Die ausreichende Versorgung der Dichtung mit Schmiermittel ist entscheidend für die Lebensdauer und Zuverlässigkeit der Dichtung. Je besser die Schmier- und Be- netzungseigenschaften des abzudichten- den Fluids, desto geringer der Verschleiß. Je größer das Schmierstoffangebot für die Dichtkante, desto geringer ist die Temperatur im Dichtspalt zwischen Dicht kante und rotierender Wellenober- fläche. Bereits im Stillstand dringt das abzudicht- ende und gleichzeitig zur Schmierung die- nende Fluid aufgrund von Kapillarkräften in die Unebenheiten von Welle und Dicht- lippe. Der direkte Kontakt der Dichtlippe mit der Welle überwiegt. Beginnende und dann größer werdende Drehbewegungen führen ähnlich wie bei einem Gleitlager vom Zustand der Grenz- reibung über Mischreibung bis zur über- wiegenden hydrodynamischen Reibung. Wichtiger Hinweis! Elastomerdichtungen dürfen in keinem Fall trocken laufen. Bei der Montage von Elastomerdichtungen ist die Welle oder die Dichtung leicht ein- zufetten oder einzuölen. Für Anwendungen mit Fluiden, die eine eingeschränkte Schmiereigenschaft auf- weisen (z. B. Wasser), sollte eine individu- elle technische Beratung durch FST ein- geholt werden. Bereits in der Auslegungsphase sollte sicher gestellt werden, dass schon wäh- rend der ersten Umdrehungen ausrei- chend Schmier mittel an der Dichtkante vorhanden ist (z. B. durch Bohrungen und Kanäle). Einzelne Bauformen von Wälzlagern, unter anderem Kegelrollenlager, erzeugen wäh- rend des Betriebs u. U. eine beträchtliche Pumpwirkung. Dadurch sind unterschied- liche Fluidangebote relativ zur Dicht stelle möglich, welche die Schmierung der Dicht- kante negativ beeinflussen können. Abhilfe: konstruktive Maßnahmen zur Sicherstellung einer ausreichenden Schmier- stoffversorgung der Dichtstelle unter allen Betriebsbedingungen und Einbaulagen. Map-Marker-Exclamation Trockenlaufen zwingend vermeiden 291 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

292

Dichtungen für rotatorische Anwendungen Parameter, welche die Anpresskaft der Dichtkante auf der Wellenoberfläche und die Schmierverhältnisse an der Dichtlippe beeinflussen, wirken sich auf die Reibleis- tung der Dichtstelle aus. Das Minimum der Reibungsleistung ist durch die Mindestanpressung der Dicht- lippe vorgegeben, welche die dynamische Dichtfunktion der Dichtstelle sicherstellt. Eine optimale Dichtungsleistung und Lebensdauer wird durch die präzise Ab- stimmung des Dichtungsdesigns auf die Anwendungsparameter erreicht. Die Anhaltswerte für die Reibungsleistung wurden bei vollständiger Schmierung der Dichtlippe ermittelt (→ Abb. 131). Die an- gegebenen Werte geben nur die Größen- ordnung der Reibung an und beziehen sich auf ein gut schmierendes Motorenöl. Sie können daher nicht als Absolutwerte für den Einzelfall verwendet werden und sind nicht auf Anwendungen mit Industrie- getriebeölen übertragbar. Die ständige For- derung nach geringer Reibung und gleich- zeitig zuverlässiger Dichtfunktion erfordert die fortwährende Weiterentwicklung der Dichtungswerkstoffe und des Dichtungs- designs. 400 ] t t a W [ i g n u t s e b e R i l 300 200 100 m m 280 Ø U/min 0 0 0 1 m m m m 320 360 Ø Ø U/min 0 0 5 m m 0 0 4 Ø n elle W min / U 0 5 2 hl a z h e r D m m 200 Ø mm 160 Ø mm 140 Ø mm 120 Ø U/min 0 0 0 2 3 000 U/min 4 000 U/min 6 000 U/min 8 000 U/min 10 0 0 0 U/min 0 U / m i n U / m i n 5 0 1 0 0 0 0 0 2 100 m m Ø 80 m m Ø m m m m m m m m 0 6 5 0 0 0 4 3 2 0 m m Ø Ø Ø Ø Ø 1 0 m m Ø 0 0 5 10 15 25 Umfangsgeschwindigkeit [m/s] 20 Abb. 131 Anhaltswerte für die Reibleistung eines Simmerrings ohne Schutzlippe in Motorenöl SAE 20, bei T = +100 °C, Beispiel: Wellen-Ø d1 = 80 mm, Drehzahl n = 3.000 U/min, Reibungsleistung ca. 150 W 292

293

3. Dichtmechanismus am Beispiel des Simmerrings 3.5 STATISCHE DICHTHEIT UND SITZ IN DER BOHRUNG Der Außenmantel (auch Haftteil genannt) des Simmerrings hat die nachfolgenden Aufgaben: y statische Abdichtung in der Gehäuse- bohrung y Anfasungen am Haftteil (s. DIN 3760) y Presssitzzugaben zum Nenndurch- messer je nach Ausführung des Haft- teils nach DIN 3760 Anforderungen an die Ausführung der Gehäusebohrung entnehmen Sie bitte Abschnitt 8.2 „Gestaltung der Aufnahme- bohrung“ (→ Seite 333). y Sicherstellung eines festen Sitzes in der Bohrung y Ermöglichen einer einwandfreien und Simmerring® mit Elastomeraußenmantel – Bauform BA (A nach DIN 3760) y bietet die besten Voraussetzungen für leichten Montage der Dichtung die statische Abdichtung Je nach Einbaubedingungen und Betriebs- bedingungen werden unterschiedliche Ausführungen des Haftteils eingesetzt (→ Abb. 132). Zur störungsfreien Montage sind zu be- rücksichtigen: y bei geteilten Gehäusen y bei Gehäusen aus Leichtmetall mit er- höhter Wärmeausdehnung y bei Druckanwendungen y bei dünnflüssigen und gasförmigen Medien NOMINALER GEHÄUSE-Ø [mm] PRESSSITZZUGABE FÜR METALLISCHEN HAFTSITZ [mm] PRESSSITZZUGABE FÜR ELASTOMERHAFTSITZ [mm] > 0 35 50 80 120 180 300 400 ≤ 35 50 80 120 180 300 400 500 Glatter Sitz, feine und mittlere Rillung Grobe Rillung 0,23 ±0,08 0,23 ±0,08 0,28 ±0,08 0,28 ±0,08 0,35 ±0,10 0,35 ±0,10 0,43 ±0,13 0,43 ±0,13 0,30 ±0,10 0,30 ±0,10 0,35 ±0,10 0,35 ±0,10 0,43 ±0,13 0,43 ±0,13 0,50 ±0,15 0,50 ±0,15 0,15 ±0,05 0,15 ±0,05 0,18 ±0,05 0,20 ±0,05 0,23 ±0,05 0,25 ±0,05 0,29 ±0,06 0,29 ±0,06 Tab. 13 Typische Presssitzzugabe für Bauformen B1, B2 und BA in Anlehnung an DIN 3760, Teil 1 Stand 09/1996 293 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

294

Dichtungen für rotatorische Anwendungen Map-Marker-Exclamation Es muss darauf geachtet werden, dass kein Klebstoff mit der Dichtlippe in Berührung kommt Simmerring® mit Elastomeraußenmantel – Bauform BA…X7 Außenmantel mit Ril lierung y ermöglicht leichte Montage y reduziert die Möglichkeit des Zurückfe- derns oder Schrägstellens der Dichtung y ermöglicht höhere Presssitzzugabe zur Erhöhung der Sicherheit der stati- schen Abdichtung, vor allem bei Ge- häusen mit großer Wärmeausdehnung Simmerring® mit teilgummiertem Außen mantel – Bauform BD (Sonderbauform auf Anfrage – kein Katalog programm) vereint die Vorteile der sicheren statischen Abdichtung durch den elastomeren Teil mit dem festen Sitz durch den metallischen Teil des Außenmantels Simmerring® mit metallischem Haftteil – Bauform B1 und B2 (B/C nach DIN 3761) Herstellung der metallischen, glatten Außen fläche durch Tiefziehen und even- tuelle Endbearbeitung durch Dreh- oder Schleifprozess. Um Korrosion entgegen- zuwirken, erfolgt bei endbearbeiteten Bauteilen der Auftrag eines Korrosions- schutzöls: y für Anforderungen an besonders festen und exakten Sitz in der Bohrung y wichtiger Hinweis: Bei ungünstigen Bedingungen wie • rauen Bohrungsoberflächen • dünnflüssigen und kriechenden Medien oder • Druckanwendungen kann die Verwendung einer zusätzlichen Dichtmasse (Klebstoff) im Kontaktbe- reich des Haftsitzes notwendig werden y für den Einsatz in Gehäusen mit erhöh- ter Wärmeausdehnung oder geteilten Gehäusen nur bedingt einsetzbar y beim Einpressen in Gehäuse aus Leicht- metall besteht die Gefahr von Riefen- bildung in der Bohrung y Bauform B2 (mit zusätzlichem Ver- steifungsring) besitzt höhere radiale Steifigkeit für: • größere Abmessungen • erschwerte und raue Montage Werkstoff des metallischen Versteifungs teils und des Metallgehäuses y für alle Standardanwendungen unle- gierter Stahl DIN EN 10027-1 y für Sonderfälle nichtrostender Stahl DIN EN 10088 BA Außendurchmesser mit Elastomer ummantelt Sehr gute statische Dichtfunktion B1 Außendurchmesser des Blechträgers ohne Elastomer ummantelung Eingeschränkte statische Dicht funktion B2 Außendurchmesser ohne Elastomer ummantelung 2 Blechträger für hohe Stabilität Eingeschränkte statische Dicht funktion BD Außendurchmesser mit Elastomersitz und Metallsitz Kundenspezifisches Design Abb. 132 Ausführungen des Haftteils der Simmerringe 294

295

4. ABZUDICHTENDE MEDIEN 4. Abzudichtende Medien 4.1 FLUID UND WERK- STOFFAUSWAHL Das abzudichtende Fluid bestimmt maß- geblich die Auswahl des Werkstoffs und damit auch die Ausführung des Radial- Wellendichtrings. Die Abdichtung ist gegen flüssige, pastöse und in Ausnahmefällen auch gasförmige Medien möglich. Abdichtung gegen Schmierstoffe, z. B.: y Mineralöle y synthetische Öle y Fette auf Mineralölbasis y synthetische Fette sowie gegen Arbeitsflüssigkeiten, z. B.: y Hydrauliköle nach DIN 51524 y schwerentflammbare Druckflüssig- keiten nach VDMA 24317 und VDMA 24320 y Silikonöle mit geringen Schmiereigen- schaften In besonderen Fällen gegen aggressive Medien mit geringen Schmiereigenschaf- ten, wie z. B.: y Säuren y Laugen y organische Lösungsmittel Die ständig zunehmende Belastung der Aggregate durch höhere Leistungsdichte hat eine permanente Anpassung und Neuentwicklung der Schmierstoffe zur Folge. Die Dichtungsverträglichkeit ist hierbei ein maßgebendes Kriterium. Freudenberg Sealing Technologies bietet die Durchführung von Ölverträglichkeits- prüfungen an. Im Rahmen der Freigabe- prüfungen werden statische Einlagerungs- prüfungen zur Ermittlung der chemischen und physikalischen Wechselwirkungen durchgeführt. Darüber hinaus werden dynamische Prüfungen mit Wellendicht- ringen mit verschiedenen Prüfprogrammen absolviert, um unter anderem das Schmier- und Benetzungsverhalten des getesteten Fluids zu ermitteln (→ Abschnitt „13. Sim- merring® Engineering“, Seite 403). Eigentümer der Testergebnisse ist der Auftraggeber. Untersuchungsergebnisse können daher nicht an Dritte weiterge geben werden. Vor diesem Hintergrund kann ggf. der Schmierstoffhersteller (Auf- traggeber) Auskunft zu durchgeführten Prüfungen geben. 4.2 WECHSELWIRKUNGEN ZWISCHEN FLUIDEN UND ELASTOMER- WERKSTOFFEN Von entscheidendem Einfluss sind die chemischen/physikalischen Einwirkungen der Medien auf die Dichtungswerkstoffe (siehe auch → Kapitel „Material, Werk- stoffe und Verfahrenstechnik – Abschnitt Einfluss von Medien: Lagerungsversuche“, Seite 156 und → Kapitel „Material, Werk- stoffe und Verfahrenstechnik – 12. Chemi- kalienbeständigkeit“, Seite 181). Die Reaktionen bzw. Wechselwirkungen werden vor allem mit steigender Tempe- ratur beschleunigt. Die Werkstoffe können unter dem Einfluss von Medien verhärten oder erweichen (→ Abb. 133) (siehe auch → Abschnitt „12. Schadensanalyse“ auf Seite 383): Map-marker-edit Keine Weiter- gabe von Test- ergebnissen 295 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

296

Dichtungen für rotatorische Anwendungen ] % [ g n u r e d n Ä y Verhärtung durch Alterungsvorgänge durch die Medien, insbesondere bei er- höhter Temperatur y Erweichung durch Quellung durch den Einfluss der Medien Eine erste, oftmals ausreichend genaue Be- urteilung der Auswirkung der abzudichten- den Medien auf den Elastomerwerkstoff erfolgt durch die Ermittlung der mechani- schen Werte an Prüfkörpern im Labor. Vor und nach einer statischen Ein lagerung eines genormten Elastomer prüfk örpers im entsprechenden Fluid werden Werte wie Härte, Bruchdehnung, Zugfestigkeit und Volumen gemessen und die Ände- rung dokumentiert (DIN 53521). Der Einfluss verschiedener Schmier medien, besonders unter dem Einfluss einer hohen Temperatur, wird am Beispiel der Änderung der Bruchdehnung deutlich (→ Abb. 134). Zur Beurteilung der Gebrauchsdauer ei- nes bestimmten Elastomerwerkstoffs und damit einer Dichtung gilt als Richtwert Änderung der Bruchdehnung < 50 %. Dazu siehe auch → Kapitel „Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik – 8. Prüfmethoden“, Seite 144. +20 0 ‒20 ‒40 ‒60 ‒80 ‒100 Härte Volumen Zugfestigkeit Bruchdehnung 0 200 400 600 800 1000 Lagerzeit [h] Abb. 133 Änderung von Kennwerten eines NBR-Werkstoffs in Abhängigkeit von der Lagerzeit; Lagerung in Getriebeöl SAE 80 bei +100 °C 296

297

4. Abzudichtende Medien wird die statische und dynamische Prüfung der Verträglichkeit mit Elastomerwerk- stoffen zunehmend wichtiger. Freuden- berg Sealing Technologies empfiehlt in diesem Zusammenhang die spezifischen Angaben der Ölhersteller zu beachten und im Zweifelsfall Verträglichkeiten mit den gewählten Werkstoffen zu prüfen. 4.3 MINERALÖLE y Einsatz in Kraftfahrzeugen nach API und MIL-Klassifikationen: Motorenöle, Schaltgetriebeöle, Hypoid- getriebeöle, ATF-Öle für Automatikge- triebe y Einsatz in weiten Bereichen des Ge- triebebaus: C, CL, CLP-Getriebeöle nach DIN 51517 Niedrig legierte Mineralöle zeigen im Allge- meinen gute Verträglichkeit mit den für die Simmerringe verwendeten Werkstoffen. Steigende Anforderungen an die Mineral- öle führen zu höher additivierten Ölen in immer neueren Kombinationen. Dadurch ] % [ g n u n h e d h c u r B r e d g n u r e d n Ä +20 0 ‒20 ‒40 ‒60 ‒80 ‒100 Änderung der Bruchdehnung = ‒50 % Mehrzweckfett Hypoidgetriebeöl 85 W 90 ASTM Öl Nr. 1 Luft Getriebeöl SAE 80 Mehrbereichsmotorenöl 15 W 40 0 200 400 600 800 1000 Lagerzeit [h] Abb. 134 Exemplarische Darstellung der Änderung der Bruchdehnung von NBR bei Lagerung in verschie- denen Fluiden bei +100 °C 297 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

298

Dichtungen für rotatorische Anwendungen HypoidGetriebeöle Hochdruckschmieröle mit einem Anteil spezieller Additive, vor allem EP-Zusätze, dienen zur Verbesserung der Schmier- fähigkeit und zur Vermeidung der Fress- neigung von Lagern und Zahnrädern. Die Additivierung dient zur Optimierung der tribologischen Vorgänge im Bereich von Zahnflanken in Verzahnungen und der Kontaktstellen in Lagern. Allerdings können diese Additive auch zu Ablagerun- gen im Bereich der Dichtstelle an der Dicht kante und der Wellenoberfläche füh- ren. Darüber hinaus sind unter Umständen unerwünschte Wechselwirkungen im Tri- bosystem der Dichtstelle möglich. Abhilfe: Für den Einsatz von hochadditi vierten Schmierstoffen gibt es speziell abgestimmte Elastomerwerkstoffe oder Bauformen/Produkte. Der Standard- Werk stoff 72 NBR 902 ist weitgehend un- empfindlich gegen Hypoidöle, wenn die Temperatur von +80 °C im Fluid nicht über- schritten wird (→ Tab. 15, Seite 303). FKM-Werkstoffe sind thermisch höher belastbar und gegen verschiedene Wirk- stoffe der Hypoidöle chemisch beständiger. Simmerringe aus 75 FKM 585 – Bauform BAUM, BAUMSL oder Sonder bauformen – können bis zu den genannten Grenz- temperaturen eingesetzt werden. Die FST Werkstoffexperten helfen bei Rückfragen gerne. Die Dichtlippe der gewählten Bauform sollte nach Möglichkeit für geringe Rei- bung ausgelegt sein. Hierdurch wird die Erhöhung der Temperatur im Bereich der Dichtkante sowie die Neigung zur Bildung von Ablagerungen im Dichtkantenbereich reduziert. 4.4 SYNTHETISCHE SCHMIERSTOFFE Gründe für den Einsatz von teil- und voll- synthetischen Schmierstoffen(→ Tab. 15): y besseres Viskositätsverhalten y Hochtemperatureignung y gute Alterungsbeständigkeit y höhere Wirkungsgrade Grundöle zeigen in der Regel eine gute Verträglichkeit. In Kombination mit den verwendeten Additiven sind jedoch unter- schiedliche Wechselwirkungen mit den ein- gesetzten Elastomerwerkstoffen möglich. In der Anwendung mit dem Werkstoff 75 FKM 585 und synthetischen Schmier- stoffen (insbesondere Polyglykolölen) kann es im Ölsumpftemperaturbereich von unter halb +60 °C zu einem verstärkten Dichtkanten verschleiß kommen. In diesem speziellen Anwendungsfall sollte ein FKM- Sonderwerkstoff (z. B. 75 FKM 170055) vorgesehen werden. Die FST Werkstoff- experten helfen bei Rück fragen gerne. Wichtiger Hinweis: Vor dem Serienein satz von noch nicht bekannten Schmier stoffElastomerkombinationen bzw. bei bisher nicht bekannten Betriebsbedin- gungen wird eine Erprobung bzw. ein Ver- träglichkeitstest empfohlen. Im ersten Schritt sollte eine statische Laborprüfung nach DIN 53521 über mindes- tens 168 h (besser 1.008 h) erfolgen. Es hat sich in vielen Fällen gezeigt, dass letztlich nur ein dynamischer Verträglichkeitstest über 1.008 h bzw. 2.016 h einen zuverlässigen Aufschluss über die Verträglichkeit von Fluid und Elastomer liefert. Hier hat sich die inten- sive Zusammenarbeit von Dichtungs- und Schmierstoffhersteller bewährt. Map-marker-edit Bei hochadditivier- ten Schmierstoffen sind die Tempera- tureinsatzgrenzen von 72 NBR 902 eingeschränkt. Map-Marker-Exclamation Einsatz von nicht bekannten Kombinationen 298

299

4. Abzudichtende Medien ENTWICKLUNG DER AGGREGATE VERÄNDERUNG DER EINFLÜSSE y Verbesserung des Wirkungsgrades y Erhöhung der Lebensdauer y Geräuschreduzierung y Lebensdauerschmierung y verlängerte Schmierstoffintervalle y höhere Drehzahlen y höhere Temperaturen y höhere mechanische Bean spruchung der Komponenten y erhöhte Ölverunreinigungen y hohe Beschleunigung ENTWICKLUNG VON SYNTHETISCHEN BZW. TEILSYNTHETISCHEN, HOCH ADDITIVIERTEN SCHMIERSTOFFEN y hochtemperaturbeständig y alterungsbeständig y verbessertes VI-Verhalten y gutes Kältefließverhalten y gute Lösbarkeit y biologisch abbaubare Öle STEIGENDE ANFORDERUNGEN AN DIE SIMMERRINGE y thermisch y mechanisch y chemisch/physikalisch y bessere Schmutzabdichtung Abb. 135 Steigende Anforderung an die Dichtstelle 4.5 LUBE & SEAL Die Anforderungen an die Dichtsysteme steigen permanent (→ Abb. 135). Daher ist es erforderlich, die einwirkenden Einfluss parameter kontinuierlich zu un- tersuchen. Dies erfolgt bei Freudenberg Sealing Technologies in enger Zusammen- arbeit mit dem hauseigenen Schmierstoff- spezialisten Klüber mit Sitz in München. Ziel des „Lube & Seal“-Projekts ist der Einsatz von jeweils optimal aufeinander abgestimmtem Dichtungswerkstoff und Schmierstoff (siehe auch → Kapitel „Services – Lube & Seal“, Seite 12): y Optimierung der chemisch/physikali- schen Wechselwirkungen Elastomer – Schmierstoff y Minimierung der Reibung und damit der Verlustleistung y Minimierung des Verschleißes y Erhöhung der Zuverlässigkeit y Erhöhung der Lebensdauer 4.6 FETTE Für die Abdichtung gegen Fett sind die Bedingungen zur Abfuhr der Reibungswär- me ungünstiger als bei flüssigen Medien. Abhilfe: Falls die Umfangsgeschwindig keit ca. 50 % der zulässigen Werte für Öl überschreitet (Werkstoff 72 NBR 902, → Abb. 136, Seite 312), ist die Umstellung auf eine Ölschmierung zu prüfen. Für die Abdichtung fettgeschmierter, langsam laufender Wellen wird gemäß den Anga- ben der Lagerhersteller eine möglichst vollständige Füllung des Raumes mit Fett empfohlen. Bei Anwendungen mit nach- Map-marker-edit Mögliche Umstellung auf Ölschmierung 299 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

300

Dichtungen für rotatorische Anwendungen 4.8 VERUNREINIGUNGEN IM ABZUDICHTENDEN FLUID Verunreinigungen können z. B. sein: y Formsandrückstände oder Metallspäne aus der Fertigung von Gussgehäusen y Abrieb rotierender Teile, z. B. von Schne- ckenrädern aus Bronze in Schnecken- getrieben y Zersetzungsprodukte aus den Fluiden Diese Verunreinigungen beeinflussen je nach Beaufschlagung das Dicht- und Verschleißverhalten der Dichtungen. Ab hilfe: Vorsorge treffen für ein möglichst sauberes Gehäuse. Falls der Kontakt der Dichtlippe mit Verunreinigungen unver- meidbar ist (z. B. bei senkrecht stehenden Wellen), sollte eine Vorschaltung eines Auffang- oder Schleuderbleches und der Einsatz einer Vorschaltdichtung vorgese- hen werden. In vielen Anwendungen hat sich die Bauform MSS1 mit ihrer fluidseitig vorgeschalteten Sinusdichtlippe bewährt. schmierenden Systemen (z. B. Schmier- nippel) bietet es sich im Hinblick auf das Dichtvermögen und den geringen Ver- schleiß an, die Dichtung an einer Seite der Lagerung so einzubauen, dass die Dicht- lippe nach außen zeigt (Hinweis: an dieser Dichtstelle keine Verwendung einer Dich- tung mit Schutzlippe). Hierdurch kann bei Erwärmung im Betrieb oder bei der Nach- schmierung ein Überdruck im abgedich- teten Raum vermieden werden. Für die Abdichtung mit nicht ausreichender Schmiermittelversorgung oder gegen schlecht schmierende Medien wie Wasser oder Waschlauge muss zur Schmierung der Dicht- und Schutzlippe ein separates Fett- depot vorgesehen werden. Das Volumen im Raum zwischen Dichtlippe, Schutzlippe und Welle sollte zu ca. 40 % mit Fett gefüllt werden. Zur Schmierung der Dichtlippe eignen sich besonders Fette mit hohem Ölab- scheidevermögen wie z. B. Wälzlagerfette der Konsistenzklasse NLGI 1 oder NLGI 2 gemäß DIN 51818 mit einer Mindest- walkpenetration von 310 oder 265 nach DIN 51804 oder ASTM D217-52. 4.7 AGGRESSIVE MEDIEN Für die Abdichtung von aggressiven Me- dien, wie y Säuren, Laugen y Silikonölen für Viscokupplungen y chemikalienbeständigen, fluorierten Ölen, ist die Beständigkeit gegen den Werkstoff der Dichtung in jedem Fall zu klären (→ Abschnitt „5. Werkstoffe“, Seite 301). 300

301

5. WERKSTOFFE 5. Werkstoffe Die Auswahl und der Einsatz des Werkstoffs für die Dichtlippe sind die wichtigsten Kriterien für die Funktion und Zuverlässig- keit des Dichtsystems. Die Eigenschaften der einzelnen Werkstoffe sind in Spezifi- kationen für die Mindest- oder Höchst- werte der physikalischen Werte und deren Änderung nach festgelegten Prüfungen, z. B. ASTM 2000, beschrieben. Die für die Funktion entscheidende Größe, die Dicht- fähigkeit, kann nur durch intensive und breit ge fächerte Tests oder im Rahmen von Erfahrungen aus Serienanwendungen sichergestellt werden. Siehe auch → Kapitel „Material, Werk- stoffe und Verfahrenstechnik – 3. Allge- meine Werkstoffauswahl und -beschrei- bungen“, ab Seite 48. NBR HNBR FKM PTFE ACM PU Lenkung Motoren Achsen, Getriebe Industriegetriebe Hydroaggregate Schwerindustrie Prozessindustrie Waschmaschinen Weiterer Maschinenbau Standardwerkstoff Sonderwerkstoff kommt nicht vor Stand der Technik Trend Tab. 14 Anwendungsbereiche der Werkstoffe für Radial-Wellendichtringe 301 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

302

Dichtungen für rotatorische Anwendungen ACM POLYACRYLAT ELASTOMER Sonderwerkstoff für den Einsatz vorwie- gend in der Fahrzeugtechnik; auf Anfrage. ACM zeichnet sich durch gute Eigen- schaften bei Anwendungen mit hoher Schwingungsbelastung aus. FKM FLUORELASTOMER Einsatz vorzugsweise bei hohen Anforde- rungen an die chemische und thermische Beständigkeit und generell bei hohen Umfangsgeschwindigkeiten (→ Abb. 136, Seite 312), z. B. in y Schwerindustrieanwendungen y Zweitaktmotoren y Motoren allgemein y Getriebe, Hydroaggregate y Antriebsstrang von Nfz y Antriebsstrang von Land- und Bauma- schinen Breite Anwendung auch bei höheren Lebens dauererwartungen gegenüber NBR-Werkstoffen. Werkstoffvarianten, Medienbeständigkei- ten und Temperaturen siehe → Tabellen „Standard-/Sonderwerkstoffe für Simmer- ringe“, „Werkstoffe für die Schwerindust- rie“, „Werkstoffe für Anwendungen der Prozessindustrie“ ab Seite 304. HNBR HYDRIERTES NBRELASTOMER HNBR ist hitzebeständiger als NBR. Außer- dem bietet HNBR gegenüber NBR ein bes- seres Verschleißverhalten bei dynamischen Anwendungen. So ist HNBR auch gegen Heißwasser be- ständig und zeigt ein gutes Kälte- sowie Hochtemperaturverhalten von −40 bis +140 °C. In der Dichtungstechnik kommt der deutlich kostenintensivere Werkstoff HNBR vor allem dort zur Anwendung, wo höhere Temperaturen und/oder mechani- sche Festigkeit gefordert sind. Gerade in der Prozessindustrie bietet HNBR weitrei- chende Anwendungsmöglichkeiten. HNBR eignet sich in der Prozess industrie, der Getränke industrie und Anwendungen im Kontakt mit sehr fett haltigen Medien. NBR NITRILBUTADIENELASTOMER Findet eine breite Anwendung im Ma- schinenbau und im Bereich der Schwer- industrie, in Industriegetrieben, Hydroag- gregaten (Hydropumpen, Hydromotoren), Zweitaktmotoren, Waschmaschinen und teilweise im Antriebsstrang von Land- und Baumaschinen. Werkstoffvarianten, Medienbeständigkei- ten und Temperaturen siehe Übersichten ab Seite 304. PTFE POLYTETRAFLUORETHYLEN Das thermoplastische, unpolare Polymer be- sitzt eine Vielzahl von Vorzügen, die es in der Dichtungstechnik einzigartig machen: y höchstbeständig gegen Chemikalien y sehr niedriger Reibkoeffizient y über einen sehr breiten Temperatur- bereich problemlos einsetzbar y günstiges Trockenlaufverhalten y einzelne Compounds haben beste di- elektrische Eigenschaften (leitfähige PTF E-Compounds auf Anfrage) 302

303

5. Werkstoffe PU POLYURETHAN Zunehmender Einsatz im Bereich der Schwerindustrie aufgrund positiver Eigen- schaften wie: y hohe Dichtwirkung y gutes Reibverhalten y robust, einfache Handhabung Die Eigenschaften der verschiedenen Werkstoffe bestimmen ihre wichtigsten Einsatzgebiete (→ Tab. 14): EIGENSCHAFT NBR HNBR FKM PTFE ACM PU Abrieb- beständigkeit Hoch- temperatur- beständigkeit Tief- temperatur- beständigkeit Ölbeständig- keit Gut Sehr gut Sehr gut Mäßig Mäßig Sehr gut Mäßig max. +100 °C Gut max. +140 °C Sehr gut max. +200 °C Sehr gut max. +200 °C (max. +100 °C (max. +160 °C (max. +160 °C Dauer temperatur) Dauer temperatur) Dauer temperatur) Gut (max. +140 °C Dauer temperatur) Mäßig max. +110 °C Bis –40 °C Bis –40 °C Bis –25 °C Bis –80 °C Bis –30 °C Bis –30 °C Gut Gut Sehr gut Sehr gut Gut Gut Tab. 15 Eigenschaften von Elastomerwerkstoffen Wichtige Hinweise: Hochtemperaturbeständigkeit bezieht sich auf die maximale Temperaturbeständigkeit des je- weiligen Werkstoffs. Es handelt sich NICHT um die maximalen Einsatztemperaturen im Betrieb (z. B. Ölsumpftemperatur oder Umgebungstem- peratur). Tieftemperturbeständigkeit bezieht sich nur einge- schränkt auf die minimale Einsatztemperatur. Die Applikation ist sehr stark von der Viskosität des ab- zudichtenden Fluids bei tiefen Temperaturen, der Rundlaufabweichung der Welle und anderen Betriebs- bedingungen abhängig (→ Abschnitt „6.4 Dicht- heitsverhalten bei tiefen Temperaturen“, Seite 315). 303 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

304

72 NBR 902 75 FKM 585 1) 75 FKM 595 1) PTFE 10/F56101 Dunkelbraun Rotbraun Dunkelgrau 2,06 75 > 4 > 10 > 175 2,01 75 > 3,5 7,5 > 200 – – – – – – Dichtungen für rotatorische Anwendungen 5.1 STANDARDWERKSTOFFE FÜR SIMMERRINGE WERKSTOFF Farbe Dichte [g/cm3] (DIN 53479) Härte [Shore A] (DIN 53505) Spannungswert/ 100 % [N/mm2] Zugfestigkeit [N/mm2] (DIN 53504) (DIN 53504) > 10 Blau 1,43 75 > 4 Reißdehnung [%] (DIN 53504) > 300 Klassifizierung nach ASTM D 2000 M2 BG 710 M2 HK 710 M2 HK 810 Temperaturbereich an der Dichtlippe [°C] –40/+100 –30/+200 –30/+200 –80/+200 ABZUDICHTENDE MEDIEN MIT ANGABE DER DAUERTEMPERATUR [°C] ASTM D 2000 M2 BG 710 M2 HK 710 M2 HK 810 Zulässige Tieftemperatur –40 –30 –30 Mineralische Schmierstoffe Motorenöle Getriebeöle Hypoidgetriebeöle ATF-Öle Fette Synthetische Schmierstoffe Polyalkylenglycole (PAG) Polyalphaolefine (PAO) 304 +100 +100 +80 +100 +100 1) 1) +150 +150 +140 +150 +150 1) 1) +150 +150 +140 +150 +150 1) 1) – –80 +150 +150 +140 +150 +150 1) 1)

305

5. Werkstoffe ABZUDICHTENDE MEDIEN MIT ANGABE DER DAUERTEMPERATUR [°C] Mineralische Druck flüssigkeiten HLP nach DIN 51524 Teil 2 HLVP nach DIN 51524 Teil 3 Biologisch abbaubare Druckflüs sigkeiten HETG-Rapsöl ** HEES – synthetische Ester HEPG-Polyglykole*** Schwerentflammbare Druckflüssigkeiten Gruppe HFA*** Gruppe HFB*** Gruppe HFC*** Gruppe HFD **** Sonstige Medien Heizöl EL und L Bremsflüssigkeit DOT 3/DOT 4 Wasser*** Waschlauge*** Luft +100 +100 +150 +150 +150 +150 +150 +150      – – +90 – – – + + +   – + + +   – +150 +150 – –   – –   + + + + + +150 +150 +100 +   +100 +200 +200 +200 Die angegeben Werte stützen sich auf eine begrenzte Anzahl von Prüfungen an Normprüfkörpern (2-mm-Muster- platten) aus Laborfertigung. Die an Fertigteilen ermittelten Daten können in Abhängigkeit vom Fertigungsverfahren und von der Teilegeometrie von obigen Werten abweichen. Die Tieftemperaturgrenze ist abhängig vom Wellenschlag. 1) Bei Einsatz von FKM-Werkstoffen in synthetischen Schmiermitteln Polyalkylenglykole (PAG) und Polyalphaolefinen (PAO) ist die maximale Einsatztemperatur durch einen Prüf- oder Aggregatelauf festzulegen. ** Einsatzgrenzen vom Fluid vorgegeben *** Zusatzschmierung empfohlen **** Beständigkeit ist vom HFD-Typ abhängig + beständig, im Allgemeinen nicht für diese Medien eingesetzt  bedingt beständig – nicht beständig  auf Anfrage 305 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

306

Dichtungen für rotatorische Anwendungen 5.2 SONDERWERKSTOFFE FÜR SIMMERRINGE WERKSTOFF KLASSIFIZIERUNG NACH ASTM D2000 HÄRTE (SHORE A) FARBE ANWENDUNGS BEISPIELE 70 NBR 110558 M2 BG 710 70 NBR 260866 M2 BG 710 75 FKM 170055 M7 BG 814 82 NBR 132919 M6 BG 814 70 FKM 260737 M7 BG 814 75 NBR 106200 M2 BG 710 80 NBR 94207 M7 BG 810 90 NBR 129208 M7 BG 910 75 HNBR 260258 M2 BG 714 80 HNBR 172267 M7 BG 814 70 70 75 80 70 75 80 90 75 80 Schwarz Waschmaschinen Schwarz Waschmaschinen Dunkelbraun Antriebstechnik z. B. PG-Öle Blau Tieftemperaturanwendungen Schwarz Tieftemperaturanwendungen Schwarz Schwarz Seewasser/Schiffswellen Schwarz Spez. Druckanwendungen Schwarz Spez. Druckanwendungen, Servolenkungen WERKSTOFFE 70 NBR 110558 70 NBR 260866 75 FKM 170055 82 NBR 132919 70 FKM 260737 75 NBR 106200 80 NBR 94207 90 NBR 129208 75 HNBR 260258 80 HNBR 172267 ABZUDICHTENDE MEDIEN MIT ANGABE DER DAUERTEMPERATUR [°C] ASTM D 2000 Zulässige Tief- temperatur M2 BG 710 M2 BG 710 M7 BG 814 M6 BG 814 M7 BG 814 M2 BG 710 M7 BG 810 M7 BG 910 M2 BG 714 M7 BG 814 –30 –30 –30 –40 –30 –40 –25 –30 –30 –30 Mineralische Schmierstoffe Motorenöle +100 +100 150+ +100 +150 +100 +100 +100 +120 +120 +100 +100 +150 +100 +150 +100 +100 +100 +120 +120 +80 +80 +140 +80 +140 +80 +80 +80 +100 +100 +100 +100 +150 +100 +150 +100 +100 +100 +120 +120 +100 +100 +150 +100 +150 +100 +100 +100 +120 +120 Getriebeöle Hypoid- getriebeöle ATF-Öle Fette 306

307

5. Werkstoffe WERKSTOFFE 70 NBR 110558 70 NBR 260866 75 FKM 170055 82 NBR 132919 70 FKM 260737 75 NBR 106200 80 NBR 94207 90 NBR 129208 75 HNBR 260258 80 HNBR 172267 ABZUDICHTENDE MEDIEN MIT ANGABE DER DAUERTEMPERATUR [°C] Synthetische Schmierstoffe Polyalkylen- glycole (PAG) Polyalphao le- fine (PAO) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) Mineralische Druck flüssigkeiten HLP nach DIN 51524 Teil 2 HLVP nach DIN 51524 Teil 3 +100 +100 +150 +100 +150 +100 +100 +100 +100 +100 +100 +100 +150 +100 +150 +100 +100 +100 +100 +100 Biologisch abbaubare Druckflüs sigkeiten HETG-Rapsöl **  HEES – synthe- tische Ester HEPG- Poly- glykole***      + + + Schwerentflammbare Druckflüssigkeiten Gruppe HFA***  Gruppe HFB***  Gruppe HFC***  Gruppe HFD **** – Sonstige Medien    – Heizöl EL und L +90 +90 Bremsflüssigkeit DOT 3/DOT 4 – – Wasser*** +90 +90   – +150 + –       – –  –  + + +   – +150 + –       – –      – –      – – +90 +90 +90 –  –  –       – –  –       – –  –  307 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

308

Dichtungen für rotatorische Anwendungen 5.2 SONDERWERKSTOFFE FÜR SIMMERRINGE WERKSTOFFE 70 NBR 110558 70 NBR 260866 75 FKM 170055 82 NBR 132919 70 FKM 260737 75 NBR 106200 80 NBR 94207 90 NBR 129208 75 HNBR 260258 80 HNBR 172267 ABZUDICHTENDE MEDIEN MIT ANGABE DER DAUERTEMPERATUR [°C] Waschlauge*** +90 +90         Luft +100 +100 +200 +100 +200 +120 +100 +100 +130 +130 1) Bei Einsatz von FKM-Werkstoffen in synthetischen Schmiermitteln Polyalkylenglykole (PAG) und Polyalphaolefinen (PAO) ist die maximale Einsatztemperatur durch einen Prüf- oder Aggregatelauf festzulegen. ** Einsatzgrenzen vom Fluid vorgegeben *** Zusatzschmierung empfohlen **** Beständigkeit ist vom HFD-Typ abhängig + beständig, im Allgemeinen nicht für diese Medien eingesetzt ⊗ bedingt beständig – nicht beständig  auf Anfrage 5.3 WERKSTOFFE FÜR DIE SCHWERINDUSTRIE WERKSTOFFE 7 6 1 V U A 3 9 7 9 2 B R B N 0 6 1 0 5 0 1 R B N 0 7 5 6 5 5 4 2 R B N 0 8 1 4 2 B R B N 0 8 1 6 4 5 4 2 R B N 5 8 3 0 2 B R B N 5 8 7 4 2 B R B N 5 8 8 4 2 B R B N 5 8 7 6 4 U R B N H 5 7 0 4 0 0 1 R B N H 5 8 8 9 6 K M K F 5 6 0 7 6 K M K F 0 7 2 6 6 5 4 2 M K F 5 8 3 8 6 K M K F 0 9 2 4 1 V U A 5 9 ABZUDICHTENDE MEDIEN MIT ANGABE DER DAUERTEMPERATUR [°C] ASTM D 2000 – –       M2 BG 910        Zulässige Tief- temperatur –30 –20 –40 –20 –30 –30 –25 –30 –20 –20 –20 –20 –20 –10 –20 –20 Mineralische Schmierstoffe Motorenöle Getriebeöle Hypoid- getriebeöle ATF-Öle Fette + + + + +100 +100 +100 +100 +100 +100 +100 +100 +120 +120 +150 +150 +150 +150 +100 +100 +100 +100 +100 +100 +100 +100 +120 +120 +130 +130 +150 +130   +80 +80 +80 +80 +80 +80 +80 +80 +100 +100 +130 +130 +150 +130 + + +100 +100 +100 +100 +100 +100 +100 +100 +120 +120 +130 +130 +150 +130 +110 +110 +100 +100 +100 +100 +100 +100 +100 +100 +120 +120 +130 +130 +130 +130 Synthetische Schmierstoffe Polyalkylen- glycole (PAG)   +80 Polyalphao- lefine (PAO)   +80 308 +80 +80 +80 +80 +80 +80 +80 +120 +120 +130 +130 +130 +130 +80 +80 +80 +80 +80 +80 +80 +120 +120 +130 +130 +130 +130

309

5. Werkstoffe 7 6 1 V U A 3 9 7 9 2 B R B N 0 6 1 0 5 0 1 R B N 0 7 5 6 5 5 4 2 R B N 0 8 1 4 2 B R B N 0 8 1 6 4 5 4 2 R B N 5 8 3 0 2 B R B N 5 8 7 4 2 B R B N 5 8 8 4 2 B R B N 5 8 7 6 4 U R B N H 5 7 0 4 0 0 1 R B N H 5 8 8 9 6 K M K F 5 6 0 7 6 K M K F 0 7 2 6 6 5 4 2 M K F 5 8 3 8 6 K M K F 0 9 WERKSTOFFE 2 4 1 V U A 5 9 ABZUDICHTENDE MEDIEN MIT ANGABE DER DAUERTEMPERATUR [°C] Mineralische Druck flüssigkeiten HLP nach DIN 51524 Teil 2 HLVP nach DIN 51524 Teil 3 +110 +110 +100 +100 +100 +100 +100 +100 +100 +100 +120 +120 +130 +130 +130 +130 +110 +110 +100 +100 +100 +100 +100 +100 +100 +100 +120 +120 +130 +130 +130 +130 Biologisch abbaubare Druckflüs sigkeiten HETG-Rapsöl ** +60 +70 +60 +60 +60 +60 +60 +60 +60 +60 +80 +80 +80 +80 +80 +80 HEES – synthe- tische Ester HEPG-Poly- glykole*** +80 +90 +80 +80 +80 +80 +80 +80 +80 +80 +80 +80 +100 +100 +130 +100 +40 +60 +60 +60 +60 +60 +60 +60 +60 +60 +100 +100 +55 +55 +80 +55 Schwerentflammbare Druckflüssigkeiten Gruppe HFA*** +50 +70 +55 +55 +55 +55 +55 +55 +55 +55 +55 +55 +60 +60 +60 +60 Gruppe HFB*** +50 +70 +50 +50 +50 +50 +50 +50 +50 +50 +60 +60 +60 +60 +60 +60 Gruppe HFC*** +40 +60 +60 +60 +60 +60 +60 +60 +60 +60 +60 +60 +60 +60 +60 +60 Gruppe HFD ****  + – – – – – – – – – – +100 +100  +100 Sonstige Medien Heizöl EL und L   +80 +80 +80 +80 +80 +80 +80 +80 +80 +80 +100 +100 +100 +100 Bremsflüssigkeit DOT 3/DOT 4 – – – – – – – – – – – – – – – – Wasser*** +40 +80 +100 +100 +100 +100 +100 +100 +100 +100 +120 +120 +120 +120 +120 +120 Waschlauge*** – – +60 +60 +60 +60 +60 +60 +60 +60 +100 +100     Luft +110 +110 +100 +100 +100 +100 +100 +100 +100 +100 +130 +130 +200 +200 +200 +200 ** Einsatzgrenzen vom Fluid vorgegeben *** Zusatzschmierung empfohlen **** Beständigkeit ist vom HFD-Typ abhängig + beständig, im Allgemeinen nicht für diese Medien eingesetzt ⊗ bedingt beständig – nicht beständig  auf Anfrage 309 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

310

Dichtungen für rotatorische Anwendungen 5.4 WERKSTOFFE FÜR ANWENDUNGEN DER PROZESSINDUSTRIE WERKSTOFF FARBE VERNETZUNG/ FÜLLSTOFF 4 0 0 2 / 5 3 9 1 ) O V ( G E 6 0 0 2 / 3 2 0 2 ) O V ( G E ) O V ( G E 1 1 0 2 / 0 1 70 EPDM 291 Schwarz Peroxidisch 70 EPDM 335 Schwarz Peroxidisch 70 NBR 438 Schwarz Peroxidisch 75 Fluoroprene XP 45 Blau Peroxidisch PTFE E202 Beige Ekonol     PTFE G223 Weiß Glas PTFE Y002 Beige Spezial PTFE G116 Weiß Glas PTFE G224 Blau Spezial Quantum® PTFE F18245 Quantum® PTFE F53722 Braun Spezial Weiß-opak Glas                   ) I O V V N I ( 8 8 . H C I V S S A L C P S U R E T P A H C P S U ) O R T I V N I ( 7 8 / 6 0 8 4 B G 9 8 6 9 B G       Y R A T I N A S A - 3 S D R A D N A T S      E E R F I D A            1 5 F S N  A D F            Die Vielzahl der verschiedenen Anwendungen in der Lebensmittel- und Getränke-, Pharma- und Chemieindustrie, wie zum Beispiel Abfüllanlagen oder Mischer, stellen unterschied liche Anforderungen an die richtige Dichtungs- lösung. Radial-Wellendichtringe aus speziell entwickelten Werkstoffen sind konform zu den relevanten industrie- spezifischen Normen. Antriebswellen in der Prozess- industrie 310

311

6. EINFLUSSFAKTOREN 6. Einflussfaktoren Die Vorgänge im Tribosystem – Radial- Wellendichtring – werden von verschie- denen Betriebs- und Designparametern beeinflusst. Dazu gehören zum Beispiel: y Umfangsgeschwindigkeit der Welle y Temperatur y Druck Im folgenden Abschnitt werden diese Para- meter und ihre Auswirkungen erläutert. 6.1 GRENZBEDINGUNGEN Beim Zusammentreffen mehrerer Grenz- werte der zulässigen Betriebsbedingun- gen wie y bei für die Betriebsbedingungen nicht korrekt ausgewähltem Elastomer material y der max. zulässigen Umfangsgeschwin- digkeit (→ Abb. 136) y der max. zulässigen Temperatur y der max. zulässigen Druckbeaufschla- gung y und insbesondere bei spärlicher Schmierung bzw. eingeschränkter Wärmeabfuhr werden die Anwendungsgrenzen der Radial- Wellendichtringe erreicht und überschritten sowie die Gebrauchsdauer eingeschränkt. 6.2 UMFANGSGESCHWIN- DIGKEITEN DER WELLE Die Umfangsgeschwindigkeit, gebildet aus Drehzahl und Durchmesser der Welle, ist die bestimmende Einflussgröße für die Festlegung von Bauform und Werkstoff der Radial-Wellendichtringe. Ermittlung der Umfangsgeschwindigkeit „v“ der Welle nach der Formel: v (m/s) = Wellen-Ø D (mm) x Drehzahl (1/min) x 60000 Zulässige Umfangsgeschwindigkeiten nach DIN 3760 (→ Abb. 136). Die angege- benen Werte sind Richtwerte. Vorausset- zung sind ausreichende Schmierung und gute Wärmeabfuhr. Bei ungünstigeren Bedingungen gelten entsprechend gerin- gere Werte. Drei Bereiche kennzeichnen die zulässigen Umfangsgeschwindigkeiten: y Einsatz des Werkstoffs NBR y Einsatz des Werkstoffs FKM y außerhalb beider Bereiche ist der Ein- satz von Standard-Simmerringen nicht möglich. Sobald der Betriebspunkt au- ßerhalb der Bereiche für FKM und NBR liegt, sind Sonderbauformen erforderlich. Diese müssen individuell über Ihren Ansprechpartner angefragt werden Wichtige Hinweise: Die aus dem Diagramm (→ Abb. 136) ent- nommenen Werte basieren auf einer An- wendung mit guter Schmierstoffversor- gung mit einem Motorenöl SAE 20 mit guten Schmier- und Benetzungseigen- schaften. Die Werte sind daher nicht auf Schmierstoffe mit geringerem Schmier- und Benetzungsvermögen übertragbar. Bei Verwendung anderer Schmierstoffe sind im Grenzbereich mitunter deutlich abweichende Grenz werte zu erwarten. Bei Verwendung eines Bauteils mit einer Schutzlippe mit Überdeckung zur Welle liegt die maximale Umfangsgeschwin digkeit bei 8 m/s (abhängig von den rest- lichen Betriebsbe dingungen) → Sonder- bauformen siehe Seite 318. Map-marker-edit Höhere Drehzahlen durch Kürzen oder Entlüften der Schutzlippe möglich 311 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

312

Dichtungen für rotatorische Anwendungen ] s / m [ t i Geschwindigkeitsbeschränkung Design i i e k g d n w h c s e g s g n a m U f keine Schutzlippe oder gekürzte Schutzlippe ohne Überdeckung zur Welle Limit: siehe Diagramm entlüftete Schutzlippe mit Überdeckung zur Welle Limit: 15 m/s Standardschutzlippe mit Überdeckung zur Welle Limit: 8 m/s Wellendrehzahl [min-1] 30 000 15 000 10 000 9000 8000 7000 6000 5000 4500 4000 ] s / m [ l h a z h e r d n e l l e W FKM 3500 3000 2500 2000 1500 1000 Fett 500 NBR 40 30 20 10 5 0 0 25 50 100 150 200 ... 500 Wellendurchmesser [mm] Abb. 136 Richtwerte für die zulässige Umfangsgeschwindigkeit für Simmerringe (Richtwerte) aus den Werk- stoffen NBR (72 NBR 902) und FKM (75 FKM 585) bei der Abdichtung von Motorenöl SAE 20 und ausreichender Schmierstoffversorgung (Diagramm ist bei Schmierstoffversorgung durch Sprit- zöl oder Ölnebel aufgrund der geringen Kühlung nicht anwendbar – Diagramm nicht relevant für Druckdichtungen) 312

313

6. Einflussfaktoren 6.3 TEMPERATUR Aufgrund der Relativgeschwindigkeit zwi- schen Dichtkante und Wellenober fläche und der daraus resultierenden Reibung ist die Temperatur an der Dichtkante immer höher als im Ölsumpf. Diese Übertemperatur (Temperaturdiffe- renz zwischen Ölsumpf und Kontakttem- peratur im Dichtspalt zwischen Dicht- kante und Wellenoberfläche) hängt von folgenden Parametern ab: y Drehzahl bzw. Umfangsgeschwindigkeit y Wärmeabfuhr (über die Welle und/oder über ausgetauschtes Fluid zwischen Ölsumpf und Dichtspalt) y Wellenoberfläche y Anpresskraft der Dichtlippe auf der Wellenoberfläche (beeinflusst durch Gehäuseüberdruck, Bauform der Dich- tung, Elastomermaterial und andere Parameter) y physikalische und chemische Eigen- Bei steigender Drehzahl bzw. Umfangs- geschwindigkeit steigt die Übertempera- tur an der Dichtkante (→ Abb. 138). Bei steigendem Druck auf die Dichtlippe steigt damit die Übertemperatur an der Dichtkante. Richtwerte bei Verwendung einer Voll- welle und guter Schmierung finden Sie in → Abb. 139. Bei Einsatz eines Simmerrings mit Schutz- lippe mit Überdeckung zur Wellenober- fläche entstehen bis zu > 20 °C Übertem- peratur im tribologischen System. Eine Überschreitung der für die jeweiligen Werkstoffe zulässigen Temperaturen führt zu: y starkem Verschleiß y frühzeitiger Verhärtung der Dichtlippe und schaften des abzudichtenden Fluids y Verkürzung der Gebrauchsdauer Der Füllstand des abzudichtenden Fluids im Aggregat beeinflusst die Wärme- abfuhr und damit die Temperatur im Dichtspalt. Der Bereich zwischen oberer und unterer Grenzkurve (→ Abb. 137) zeigt den möglichen Einfluss auf die Übertemperatur in Abhängigkeit von der gegebenen Wärmeabfuhr: y untere Grenzkurve für volle Umspülung der Welle y obere Grenzkurve für Umspülung der Welle zu 25 % Die für die einzelnen Medien angegebenen Bereiche beruhen auf deren unterschied- licher Schmierfähigkeit und unterschied- lichem Wärmetransport. 313 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

314

Dichtungen für rotatorische Anwendungen ] t C ° [ r u a r e p m e t r e b Ü 120 80 40 0 0 Fett Getriebeöl SAE 90 Motorenöl SAE 20 40 80 120 160 Wellendurchmesser [mm] Abb. 137 Übertemperatur an der Dichtkante eines Simmerrings bei Abdichtung unter- schiedlicher Medien. Ölbadtemperatur +100 °C, Drehzahl 3.000 U/min ] C ° [ r u t a r e p m e t r e b Ü 80 60 40 20 0 0 Drehzahl 6.000 U/min 3.000 U/min 1.500 U/min 20 40 60 80 100 120 140 160 Wellendurchmesser [mm] Abb. 138 Übertemperatur an der Dichtkante eines Simmerrings in Abhängigkeit von der Drehzahl. Motorenöl SAE 20, Ölbadtemperatur +100 °C, Ölstand: Mitte Welle ] t C ° [ r u a r e p m e t r e b Ü 80 60 40 20 0 0 1,5 bar drucklos 20 40 60 80 100 120 140 160 Wellendurchmesser [mm] Abb. 139 Übertemperatur an der Dichtkante eines Simmerrings bei druckloser Abdichtung und bei Druckbeaufschlagung, Motorenöl SAE 20, Drehzahl 3.000 U/min, Ölstand: Mitte Welle 314

315

6. Einflussfaktoren 6.4 DICHTHEITSVER- HALTEN BEI TIEFEN TEMPERATUREN Elastomere verlieren mit abnehmender Temperatur an Elastizität bis zum Glas- zustand. Je nach Werkstoff liegt die Glas- übergangstemperatur zwischen −10 bis −40 °C. Der Einfriervorgang ist reversibel, d. h., der Werkstoff nimmt mit zunehmen- der Temperatur wieder seine ursprüng- lichen Eigenschaften an. Bei Rotationsdichtungen entsteht durch die bei der Bewegung auftretende Rei- bung Wärme. Bei Temperaturen, bei denen an sich bereits die Gefahr der Verhärtung durch Einfrierung besteht, kann die Reibungswärme ausreichen, um die Dichtung elastisch zu erhalten oder nach dem Bewegungsbeginn rasch genug in einen funktionsfähigen Zustand zu bringen. Aufgrund der in der Regel hohen Schmier- stoffviskosität kommt es in der Praxis sehr selten zu Leckagen bei tiefen Tem- peraturen. Ausnahmen kommen bei sehr hohen Wellenauslenkungen und bei Fluiden, die auch bei tiefen Temperaturen eine geringe Viskosität aufweisen (z. B. Kraftstoffe), vor. 6.5 ATEX-ANWENDUNGEN y die ATEX-Richtlinie 2014/34/EU trat am 20.04.2016 in Kraft y die ATEX-Richtlinie gilt für die Konst- ruktion elektrischer, explosionsge- schützter Betriebsmittel, Geräte und Schutzsysteme zur bestimmungs- gemäßen Verwendung in explosions- geschützten Bereichen Heiße Oberflächen (EN 11271) Dazu wird u. a. beschrieben, dass es in ex- plosionsfähigen Atmosphären zu einer Entzündung kommen kann, wenn heiße Oberflächen (z. B. Wellen) mit dieser in Kontakt kommen. Standard-Simmerringe mit anlaufender Schutzlippe können in Abhängigkeit von der Umfangsgeschwin- digkeit kurzzeitig Wellenoberflächentem- peraturen von > +120 °C erreichen. Bitte wenden Sie sich an den für Sie zuständigen Ansprechpartner bei Freudenberg Sealing Technologies. 6.6 DRUCK Mit steigendem Druck steigt die An- pressung der Dichtlippe und in Folge die Störung der Hydrodynamik unter der Dichtkante, ebenso die Reibung und Übertemperatur an der Dichtkante. Die Druckbelastung p und die Umfangs- geschwindigkeit v bestimmen die Einsatz- grenzen der Dichtungen (→ Abb. 144 und → Abb. 145, Seite 319). Werden die jeweiligen Grenzwerte über- schritten, ist mit vorzeitigem Verschleiß, früh zeitiger Verhärtung der Dichtlippe und einer Verkürzung der Gebrauchsdauer zu rechnen. Standard-Simmerringe sind überwiegend für drucklosen Betrieb oder für den Einsatz bei sehr geringen Drücken aus gelegt. Maximale Druckbelastung: 0,02 bis 0,05 MPa (→ Tab. 16). Wird das Aggregat während des Betriebs so warm, dass die eingeschlossene Luft unter Druck gerät, ist der Einbau eines Ent- lüftungsventils zu empfehlen. Für einen abgegrenzten Bereich dieser Belastungen wird der Einsatz der Standardbauform BABSL empfohlen. 315 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

316

Dichtungen für rotatorische Anwendungen DRUCKUNTERSCHIED HÖCHSTZULÄSSIGE BEI UMFANGS GESCHWINDIGKEIT WELLE [bar] max. 0,5 0,35 0,2 DREHZAHLEN [min‒1] Bis 1000 Bis 2000 Bis 3000 [m/s] max. 2,8 3,15 5,6 Tab. 16 Höchstzulässige Drehzahlen der Wellen bei Druckbeaufschlagung Kennzeichen dieser Dichtung ist eine kurze, dennoch flexible Dichtlippe. Diese Aus le gung vermindert die Zunahme der Anpressung der Dichtlippe und damit der Reibleistung. 6.7 ABDICHTUNG GEGEN SCHMUTZ Für die Abdichtung gegen Schmutz, Staub und Feuchtigkeit auf der Luftseite wird der Einsatz eines Simmerrings mit Schutzlippe empfohlen. Bei Umfangsgeschwindigkeiten > 8 m/s muss darauf geachtet werden, dass die Schutzlippe keinen Kontakt zur Welle hat. Vor der Montage ist der Raum zwischen Dicht- und Schutzlippe zur Schmierung der Schutzlippe und Vermeidung von Korro sion der Welle zu ca. 40 % mit Fett zu füllen. Eine weitere Option zum Schutz der Dichtstelle gegen äußere Verschmutzung bietet das Vorschaltelement VRM01 bzw. VRM02 (→ Abb. 141). 316

317

U ] s / m [ i i v t i e k g d n w h c s e g s g n a f m U > 8 4 … 8 < 4 → Abb. 166, Seite 346 schwach mittel stark (watfähig) Reibkontakte Fettfüllung Schmutzanfall auf Luftseite Abb. 140 Simmerringe zur sicheren Schmutzabdichtung BAUMSL in Kombination mit VRM 01 VRM 01 anlaufend an Gehäuse mit BAUMSL VRM 02 anlaufend an Gehäuse mit BAUMSL Abb. 141 Simmerringe in Kombination mit Vorschaltelement 6. Einflussfaktoren 317 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

318

Dichtungen für rotatorische Anwendungen 7. SONDERBAUFORMEN Map-marker-edit Stützring- zeichnung erhältlich Neben der Standardbauform BAUM/ BAUMSL sind weitere Design- und auch Materialausführungen für erweiterte An- wendungsgebiete erhältlich. 7.1 BAUFORMEN FÜR DRUCKANWENDUNGEN EINSATZ/ANWENDUNGEN Für eine Druckbeaufschlagung > 0,5 bar werden im Katalogprogramm die Bau- formen BABSL und PPS angeboten. Für höhere Druckbelastung existieren kunden- spezifische Sonderbauformen (→ Abb. 143). Play-circle  Anwendungs- beispiel BABSL/PPS Steht kein Simmerring® BABSL zur Verfü- gung, kann die Dichtlippe, bei Bauformen, die ohne Schutzlippe ausgelegt sind, durch einen Stützring abgestützt werden. Druck p Abb. 142 Einbau eines Simmerrings mit Stützring Der Stützring, der aus Metall angefertigt werden muss, muss auf das Dichtlippen- profil exakt angepasst werden (→ Abb. 142). Hierzu können Sie eine Stützring zeichnung über den technischen An sprechpartner bei Freudenberg Sealing Tech nologies anfordern. Eine genaue Angabe der Bauform ist erforderlich. Bei höheren Druck-/Geschwindigkeits- belastungen werden Sonderformen mit einem jeweils höheren, aber eingeengtem Funktionsbereich im p-v-Diagramm ein- gesetzt (→ Abb. 145). BAUFORM PPS Weiterentwicklung der bewährten Bauform BABSL – Leistungsspektrum bis zu 25 % höher. Der Simmerring® PPS (Premium Pressure Seal) verfügt über ein patentiertes Dichtkantendesign, welches das Lippen- profil bis zum Zweifachen des Druckbelas- tungsniveaus der konventionellen Designs stabil hält. Die Schutzlippe bietet Schutz vor Schmutzbeaufschlagung und anderen Ver- unreinigungen und verhindert somit eine Schädigung der Dichtkante. Das speziell entwickelte Dichtkantendesign macht den PPS äußerst geeignet für Anwendungen mit hoher Geschwindigkeit (bis 15 m/s) und mittlerem Druck (bis zu 40 m*bar/s). BABSL PPS BAHDSN BAHDOF Abb. 143 Bauformen für druckbeaufschlagbare Simmerringe 318

319

] r a b [ k c u r D 10,0 9,0 8,0 7,0 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 0 Ø 1 6 0 m m Ø 80 m m Wellen Ø 20 mm Ø 40 m m 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 Wellendrehzahl [U/min] 7. Sonderbauformen BABSL & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H Abb. 144 Richtwerte: zulässiger Druck im Aggregat für Simmerringe (Bauform BABSL) ] r a b [ k c u r D 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 PPS Ø 40 mm Ø 60 mm Ø 80 mm 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 Wellendrehzahl [U/min] Abb. 145 Richtwerte: zulässiger Druck im Aggregat für Simmerringe (Bauform PPS) 319 R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

320

Dichtungen für rotatorische Anwendungen BAUFORM BAHD Der BAHD ist eine speziell entwickelte und praxiserprobte Hochdruckdichtung, die Drücken bis zu 150 bar standhält. Die max. Umfangsgeschwindigkeit beträgt 2 m/s, jedoch können die max. Drehzahl und der max. Druck nicht kombiniert werden. Die Dichtlippe verfügt über eine sehr stabile Geometrie, die mit Schmier- nuten ausgeführt werden kann (BAHDSN). Für extreme Bedingungen kann der BAHD auch mit einer Schutzlippe ausgeführt werden. Der BAHD+ ist eine Weiterent- wicklung und im Material HNBR aus- geführt. Die Bauform hält Drücken bis zu 175 bar stand. 7.2 PTFE-DICHTUNGS- LÖSUNGEN SIMMERRINGE MIT DICHTLIPPE AUS PTFE EINSATZ/ ANWENDUNGEN PTFE ist ein bewährter, thermisch hoch- belastbarer Werkstoff, der keinerlei Inter- aktionen mit dem Schmierstoff eingeht. Einsatz von Simmerringen mit einer Dicht- lippe aus PTFE: DICHTMECHANISMUS y Erreichung der erforderlichen Anpress- kraft durch den werkstoffimmanenten Memory-Effekt y die im Betriebszustand auftretende Reibungswärme wirkt sich rückformend auf die aufgedehnte Dichtlippe aus y auf eine Feder kann somit verzichtet werden y Anlage der Dichtlippe aus PTF E auf der Welle mit einer Laufspurbreite von ca. 2,5 mm y das dynamische Dichtverhalten ist je nach Konstruktion z. T. begrenzt Beim Einsatz von PTFEDichtungen ohne integrierten Rückförderdrall muss, je nach Betriebsbedingungen, mit gerin gen Leckagen gerechnet werden. EINSATZ BEDINGUNGEN y thermische Belastbarkeit von ‒130 °C bis +200 °C y Umfangsgeschwindigkeit: bis max. 30 m/s y im Vergleich zu Elastomeren „Stick-Slip“- freies Verhalten y Eignung • bei Mangelschmierung und Trocken- lauf y bei Überschreitung der thermischen • in mit Reinigungsmitteln versetztem Einsatzgrenzen von Elastomeren y bei chemisch/physikalischer Unverträg- lichkeit von Elastomer und Schmierstoff Wasser • in Dämpfen, Kühlflüssigkeiten, Emulsionen • in Mineralölen, synthetischen Ölen TYPISCHE ANWENDUNGEN y Pumpen in der Chemieindustrie/Ver- und Fetten y Beständigkeit fahrenstechnik y Motoren (Kurbelwelle) y hydrostatische Antriebe (Einsatz von HFC-Flüssigkeiten) y Getriebe aller Art y Drehdurchführungen (Luft) gegen aggressive Medien, wie u. a. Säuren, Laugen, Lösungsmittel. Aus- nahme sind elementares Fluor und ge- schmolzene Alkalimetalle Map-Marker-Exclamation Geringe Leckagen möglich beim Einsatz von PTFE-Dichtungen ohne integrierten Rückförderdrall 320

321

7. Sonderbauformen y Einsetzbarkeit • zur Abdichtung von Pulvern, Granu- laten, Klebern und Harzen, jedoch kann es bei abrasiven Stoffen zu frühzeitigem Dichtkantenverschleiß kommen • bei Bauteilen mit Förderstruktur auf der Dichtlippe nur bei einer Dreh- richtung einsetzbar y Anwendung • Pharma- und Lebensmittelbereich • Applikationen in der chemischen In- dustrie BAUFORM B2PT y Dichtmanschette aus PTF E: kohlegefüllt y Werkstoff: PTF E 561/10 zwischen zwei Metallgehäusen fest eingespannt, zu Außendurchmesser exakt zentriert y O-Ring aus FKM zur statischen Abdich- tung y Metallgehäuse: DIN EN 10088 BAUFORM PTS y teilgummiertes Gehäuse für die opti- male statische Dichtheit im Gehäuse, kein Einkleben notwendig y Dichtlippe aus speziellem PTF E, anvul- kanisiert an das Elastomer, dadurch keine statische Leckage möglich y integrierte Schutzlippe y PTFE-Dichtlippe mit und ohne Rück- förderdrall y Druck bis 10 bar, Umfangsgeschwin- digkeiten bis 20 m/s y Einsatz u. a. in druckbelasteten, hydro- statischen Antrieben y auch zum Abdichten von biologisch abbaubaren Flüssigkeiten und HFC- Flüssigkeiten geeignet SONDERBAUFORM y Dichtlippe aus speziellem PTF E, anvul- kanisiert an das Elastomer, mit spezi- ellem Rückförderdrall zur Minimierung der Reibung y Schutzlippe optional aus Vlies, um die Bildung von Unterdruck hinter der Dicht kante zu vermeiden und die Rei- bung zu minimieren y Einsatz vorwiegend als Kurbelwellen- dichtung in Motoren BAUFORM BAAT y federbelastete Dichtung aus Elastomer mit einer Dichtkante aus PTFE(-Folie). Ein metallischer Versteifungsring stellt u. a. die Stabilität bei der Montage und bei Druckbeaufschlagung sicher y Einsatz: Zwei- und Viertaktmotoren, Hydro statische Antriebe, Drehdurch- führungen B2PT PTS Sonderbauform BAAT BlueSeal Abb. 146 Simmerringe mit Dichtlippe aus PTFE 321 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

322

Dichtungen für rotatorische Anwendungen BLUESEAL y die PTF E-Scheibe wird durch einen spe- ziellen Herstellungsprozess mit einem metallischen Träger verbunden. Da- durch wird gleichzeitig statisch und dynamisch abgedichtet. Sehr geringe axiale Bauhöhe möglich. Könnte jede Motorendichtung ersetzen, wenn kein besonderer Schmutzanfall vorliegt y Einsatz: Lebensmittelindustrie, Pharma- industrie, allgemeiner Maschinenbau, Motoren Für alle Simmerringe mit PTFE-Dichtlippe stehen weitere anwendungsspezifisch abgestimmte PTFE-Compounds, z. B. für den Einsatz in der Lebensmittelindustrie, zur Verfügung. SPEZIELL FÜR DIE PROZESSINDUSTRIE Die folgenden Bauformen (→ Abb. 147) mit Einfach-Dichtlippe oder in Doppel- anordnung sind Hochleistungs-Radial- Wellendichtringe, deren Dichtlippen je nach Version und späterer Aufgabe unter- schiedlich angeordnet sind. Die verfüg- baren Werkstoffe erfüllen die lebens- mittelspezifischen Freigaben wie EG (VO) 1935/2004, EG (VO) 10/2011, FD A §177.2600, NSF 51 oder GB 4806 und GB 9685. RADIAMATIC HTS II y geringe Anpresskräfte der Dichtlippe sorgen für wenig Reibung und geringen Wärmeeintrag y sicherer Sitz durch Klemmringtechno- logie GERROMATIC y geschwungene Dichtlippe ermöglicht hohe Druckbelastung y höchste Dichtheit bei Nasslauf 7.3 WEITERE LÖSUNGEN y Bauform mit zusätzlicher axial gerich- teter Schutzlippe: bei höheren Umfangsgeschwindig- keiten bildet die axiale Schutzlippe ein „Labyrinth“ gegen den Schmutz, mit dem entsprechend angepassten, mit der Welle drehenden Schleuderblech y Bauform mit zwei radialen Schutz lippen: teilweise in zusätzliches Metallteil ein- gebaut, um den Schmutzzutritt zu er- schweren y Bauform einer Kombination zweier ineinander gebauter Dichtungen: mehrere zusätzliche Schutzlippen y Simmerring® Kassettendichtung unter- schiedlicher Konstruktion: gegen höchste Schmutzbelastung y Simmerring® Kombidichtung mit zusätzlichem Schmutzabweiser aus verschleißfestem Polyurethan HTS II 9538 HTS II 9535 Gerromatic G61 Gerromatic G69 Abb. 147 Spezielle Bauformen Radiamatic HTS II und Gerromatic für die Prozessindustrie 322

323

7. Sonderbauformen Mit jeder zusätzlichen Schutzlippe mit Kontakt zur Gegenfläche steigt die Reib leistung und damit die erzeugte Wärme. Deshalb muss geprüft werden, ob eine optimale Wärmeabfuhr gewährleistet ist. 7.4 UMLAUFENDE SIMMERRINGE Beim Einbau von Dichtungen in umlaufen- de Gehäuse ist die geringere Anpressung bzw. das Abheben der Dichtlippe aufgrund der Zentrifugalkraft zu berücksichtigen. Map-Marker-Exclamation Steigende Reibung durch zusätzliche Schutzlippe Zulässige Grenzdrehzahlen, bei denen die Dichtlippe von Standard-Simmerringen abhebt, entnehmen Sie → Abb. 148. Wird die Grenzdrehzahl überschritten, muss die Anpresskraft der Dichtlippe erhöht werden. Dies erfolgt über den Einsatz von steiferen Dichtlippenprofilen, z. B. Simmerringe der Bauform BABSL, oder der Verwendung einer Sonderfeder. ] i n m U / [ l h a z h e r d e s u ä h e G 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 0 40 80 120 160 200 240 Wellendurchmesser [mm] Abb. 148 Beispielhafte Drehzahlen bei umlaufenden Simmerringen an feststehenden Wellen. Grundsätzlich Rücksprache mit dem technischen Ansprechpartner 323 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

324

Dichtungen für rotatorische Anwendungen 8. KONSTRUKTIVE HINWEISE 8.1 GESTALTUNG DER WELLE Die Gestaltung der Welle im Bereich der Gegenlauffläche der Dichtlippe beein- flusst die Dichtfunktion und die Ge- brauchsdauer des Dichtsystems ent- scheidend (→ Abb. 149). Die in diesem Abschnitt aufgeführten Empfehlungen und Grenzwerte basieren auf Erfahrungen, die mit massiven Wellen (Vollwelle) gesammelt wurden. Bei dem Einsatz von dünnwandigen Hohlwellen kommt es zu einer eingeschränkten Abfuhr der Reibungswärme aus dem Dichtspalt. Gleiches gilt für Wellenhülsen bzw. Distanzringe, die als Gegenlauffl äche auf der Welle gefügt werden. Der Spalt zwischen der Lauffläche und der Welle stellt eine zusätzliche Isolier- schicht dar. Dies gilt insbesondere, wenn eine Klebstoffschicht zur Befestigung oder zur Verbesserung der statischen Dichtheit verwendet wird. Am Markt verfügbare Reparaturschutz- hülsen werden verwendet, wenn bei Instandsetzung einer Dichtstelle die Wellen oberfläche folgende Merkmale aufweist: y Welleneinlauf im Bereich der Dicht- kantenposition der Dichtstelle y kein hinreichend großer axialer Ver- satz des neuen Dichtrings möglich y Beschädigung der Wellenoberfläche y Korrosion der Wellenoberfläche Es ist zu beachten, dass je nach ver- wendeter Bauform der Wellenschutz hülse der effektive Laufflächendurchmesser deutlich vergrößert wird. Keine Beschädigungen, Poren, Kratzer Verschleißfestigkeit: Abrasion Adhäsion Beschädigung der Oberfläche Tribooxydation Genauer Rundlauf Wirtschaftliche Herstellung Benetzung durch das Medium Rauheit Rmax Rz Ra Rp Topographie der Wellenoberfläche: Schleifen Glattwalzen Hartdrehen Drallfrei Ausreichender Schutz gegen Korrosion Gute Wärmeableitung Abb. 149 Anforderungen an die Gestaltung der Welle als Gegenlaufstelle für Simmerringe 324

325

8. Konstruktive Hinweise RAUHEIT DER OBERFLÄCHE Zulässige Werte: Rz = 1,0 … 5,0 µm Ra = 0,2 … 0,8 µm Rmax < 6,3 µm Bei Druckbelastung > 0,1 MPa: Rz = 1,0 … 3,0 µm Ra = 0,2 … 0,4 µm Rmax < 6,3 µm Eine Überschreitung oder Unterschreitung der vorgegebenen Werte kann zu einem vorzeitigen Verschleiß und daraus resul- tierend zu einer Leckage führen. Zu große Rautiefe erzeugt hohen vorzei- tigen Verschleiß der Dichtlippe und hohe Leckage. Bei zu geringer Rautiefe besteht die Ge- fahr einer eingeschränkten Benetzung der Welle mit dem abzudichtenden Fluid, besonders bei höherer Umfangs- geschwindigkeit. Als Folge kann es zu Trockenlauf und so- mit zu erhöhtem Verschleiß, thermischer Überlastung, Rissbildung und Material- verhärtung im Bereich der Dichtkante kommen. Toleranzen für die Gegenlaufstelle Durchmessertoleranz: Toleranz für die Rundheit: ISO h 11 IT 8 WERKSTOFFE DER WELLE Geeignet sind: y im Maschinenbau übliche Stähle, z. B. C35 und C45 y Gusswerkstoffe wie Kugelgrafit- und Temperguss (Voraussetzung ist Lun- kerfreiheit und Porentiefe < 0,05 mm) y aufgespritzte Hartmetallschichten (Voraussetzung ist eine Porentiefe < 0,05 mm und gute Haftung auf dem Grundwerkstoff) y Beschichtungen durch CVD- und PVD- Verfahren sowie anodisch aufge- brachte Schichten werden positiv beurteilt Die Werte für die Rauheit müssen auch nach dem Beschichtungsprozess einge- halten sein. Für Wasserabdichtung bei niedrigen Um- fangsgeschwindigkeiten sind NE-Werk- stoffe, z. B. MS 58 H, zu verwenden. Besser sind rostfreie Stähle, z. B. Werkstoff Nr. 1.4300 und 1.4112 (härtbar). Keramik- buchsen sind sehr verschleißfest und haben sich in Sonderfällen bewährt. Vor- aussetzungen sind die Einhaltung der Werte für die Rauheit und eine gute Haf- tung zum Grundwerkstoff. Generell nicht geeignet sind: y Hartchromschichten (wegen des teil- weise ungleichmäßigen Verschleißes) y Kunststoffe (wegen der sehr niedrigen Wärmeleitzahl, des dadurch gestörten Wärmetransports und der entstehen- den großen Temperaturerhöhung an der Dichtkante sowie der möglichen Erweichung) OBERFLÄCHENHÄRTE DER GEGENLAUFSTELLE Die Lebensdauer der Dichtstelle ist von der Oberflächenhärte der Lauffläche auf der Welle abhängig. Die Härte sollte min- destens 45 HRC betragen (DIN 3760). 325 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

326

Dichtungen für rotatorische Anwendungen Bei verschmutzten Medien, Schmutz von außen oder Umfangsgeschwindigkeiten > 12 m/s: y Härte an der Oberfläche ca. 60 HR C y Einsatztiefe der Härtung > 0,3 mm Von diesen allgemeinen Richtlinien ab weichend kann im Einzelfall, bei Kennt- nis des gesamten Lastkollektivs, anders entschieden werden. Bitte sprechen Sie den für Sie zuständigen Ansprechpartner bei Freudenberg Sealing Technologies an. WELLENBEARBEITUNG Die richtige Bearbeitung der Welle ist ein entscheidender Faktor für die Funktions- fähigkeit des Dichtsystems. Einstichschleifen Das überwiegend eingesetzte Verfahren ist das Einstichschleifen, da es bei vollständigem Ausfeuern am Ende des Schleifvorgangs die geforderte Drallfreiheit auf der Welle sicher- stellt. Prozess parameter und deren Auswir- kungen finden Sie in → Tab. 17. Hartdrehen Das Hartdrehen wird überwiegend für Wellen eingesetzt, die nur in eine Richtung drehen. Der durch das Drehen erzeugte Drall auf der Wellenoberfläche, der einem ein- oder mehrgängigen Gewinde entspricht, kann das Förderverhalten der Dichtstelle beeinflussen. Der Erfolg des Einsatzes dieses Verfahrens hängt von nachfolgenden Parametern ab: y Einhaltung der Prozessparameter (→ Tab. 18) y Förderrichtung der Wellenoberflächen- struktur. Sie muss auf die im Betrieb vor liegende Drehrichtung abgestimmt werden (Förderrichtung in Richtung des Fluidraums) y Förderwirkung der Wellenoberflächen- struktur. Sie darf nicht zu stark sein, da andernfalls die Gefahr besteht, dass der Schmierfilm zwischen Dichtkante und Welle abreißt und es somit zu Trocken- lauf kommt Grund für den Einsatz dieses Verfahrens ist seine Wirtschaftlichkeit. Sollte das oben beschriebene Verfahren „Hartdrehen“ zum Einsatz kommen, so sind unbedingt Aggre- gatversuche erforderlich. Weitere Verfahren sind y Glattwalzen y Strahlen y Honen, Superfinishen und Schmirgeln y Tangentialdrehen Diese Verfahren sind nur zum geringen Teil für eine Gegenlauffläche für Simmer- ringe geeignet. ÜBERPRÜFUNG DRALLFREIHEIT DER WELLE Bei geschliffenen Wellen ist die orientie- rungsfreie Endbearbeitung der Lauffläche unbedingt erforderlich. Diese sollte auf Drallfreiheit geprüft werden. Die in → Abb. 150 beschriebene Drall- prüfmethode hat sich in der Praxis be- währt. Zu beachten ist, dass nicht alle kri- tischen Drallstrukturen erfasst werden können. Der für den Test verwendete Faden sollte regelmäßig ausgetauscht werden, um ein möglichst wiederhol- bares Ergebnis zu erzielen. Aus Erfahrungen zeigt sich, dass ein Stei- gungswinkel der Drallstruktur von unter 0,05° im Allgemeinen noch nicht als funk- tionskritisch zu bewerten ist. Map-marker-edit Rücksprache im Einzelfall 326

327

8. Konstruktive Hinweise Zusätzlich können nach aktuellem Stand der Technik Wellenoberflächen optisch charakterisiert werden. Hierbei sind Ein- schränkungen bzgl. der Bauteilgröße zu beachten. Siehe auch → Abschnitt „13. Simmerring® Engineering“, Seite 403. Hinweis: Bei der Definition und Verifizie- rung optimaler Bearbeitungsparameter unterstützt Sie FST in Form von Service- leistungen. PROZESSPARAMETER AUSWIRKUNG ANSTREBEN BEACHTEN Drehzahlverhältnis Schleifscheibe/Werkstück Kann einen Drall Nicht ganzzahlig Während des Prozesses erzeugen z. B. 10,5:1 überprüfen Drehzahl Werkstück Drehzahl Schleifscheibe Kann Drallstruktur erzeugen 30 … 300 U/min 1.500 … 1.700 U/min Werkzeug und Werkstück müssen gegensinnig rotieren Abrichtvorschub Abrichtwerkzeug Abrichtzustellung Ausfeuerungszeit Zustelltiefe Beeinflusst die Steigung des Fördergewindes < 0,02 mm/Umdrehung Nur in eine Richtung abziehen Kann Drallstruktur erzeugen Vierkorndiamant, Einkorndiamant Häufigste Ursache für drall- behaftete Oberflächen Beeinflusst Rauheits- werte und Drallstruktur Ca. 0,02 mm Häufigste Ursache für drall- behaftete Oberflächen Beeinflusst Querschnitt Vollständiges Ausfeuern Häufigste Ursache für drall- des Fördergewindes mindestens 30 s behaftete Oberflächen Kann Leckage hervor- > als Rmax vom vorherigen Häufigste Ursache für drall- rufen Bearbeitungsprozess behaftete Oberflächen Schleifscheibe/Körnung Beeinflusst die Rauheits- parameter Rmax, Rz und Ra Beispiel: 60 … 100 Edelkorund 60KL8V25 (weiß) Abmessungen 400 x 50 x 127 Häufigste Ursache für drall- behaftete Oberflächen Koaxialität der Werkzeug- und Werkstückachse Kann Drallstruktur auf der Oberfläche erzeugen Koaxialität so klein wie Häufigste Ursache für drall- möglich behaftete Oberflächen Tab. 17 Bearbeitungsrichtlinien für die geschliffene Oberfläche der Welle 327 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

328

Dichtungen für rotatorische Anwendungen PARAMETER FÜR HARTGEDREHTE WELLEN Vorschub Schnittgeschwindigkeit Radius Schnitttiefe WERTE 0,03 … 0,10 mm 100 … 300 m/min 0,4 … 1,2 mm Max. 0,15 mm Material an der Wendeschneidplatte CBN (Cubisch-Bor-Nitrid) Härte 55 … 62 HRC Anforderungen an die bearbeitete Oberfläche Ra = 0,1 … 0,8 µm, Rz = 1 … 4 µm, Rmax < 8 µm Keine Beschädigungen durch Späne oder stumpfes Werkzeug zulässig Typische Erfahrungswerte für hartgedrehte Wellen; abhängig von Drehmaschine, Wellenmaterial und Schneid- werkzeug müssen die optimalen Parameter beim Kunden verifiziert werden Tab. 18 Bearbeitungsparameter für hartgedrehte Wellen 328

329

8. Konstruktive Hinweise & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V PRÜFMETHODE MIT FOLGENDEN PARAMETERN PRÜFVORGANG R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A Wellenlage: Horizontal ausrichten 1. Welle mit Öl leicht benetzen Schmiermittel: Welle mit dünnflüssigem Öl (z. B. Pentosin CHF 11S) benetzen 2. Faden mit Gewicht aufhängen R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H Faden: Angelschnur 0,08 mm Umschlingungs- winkel des Fadens: > 180° , < 270° 3. Welle einige Umdrehungen drehen 4. Auf Wellenunterseite mit Bleistift axiale Linie ziehen 5. Welle ca. 20 Umdrehungen drehen lassen R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P Gewicht: Drehzahl: 30 g bei Wellen-Ø < 100 mm 50 g bei Wellen-Ø > 100 mm Ca. 20 U/min mit Änderung der Drehrichtung 6. Axiale Bleistiftlinie auf Wischeffekte untersuchen 7. Vorgang mit umgekehrter Drehrichtung wiederholen 8. Bei Drallfreiheit ist kein Wischeffekt festzustellen Welle mit Rechtsgewinde Welle mit Linksgewinde Bleistiftmarkierung auf der Wellenoberfläche wird bei Bewegung des Fadens abgewischt Die Bewegungsrichtung des Fadens entspricht der Ölförderrichtung Abb. 150 Feststellung von Drall auf der Welle (Drallprüfung nach der Fadenmethode) 329 E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

330

Dichtungen für rotatorische Anwendungen führt ab einer bestimmten Größe zu Leck- age. Deshalb ist das Lagerspiel möglichst klein zu halten. Die Dichtung ist in unmit- telbarer Nähe des Lagers anzuordnen. Zu- lässige Werte für die Rundlaufabweichung sind in → Abb. 152 dargestellt. EINFÜHRFASE AN WELLE Der empfohlene Winkel für die Einführ- fase an der Welle beträgt 15° bis 25° (→ Abb. 153). Den Durchmesser d3 der An- schrägung, nach → Abb. 153 finden Sie der → Tab. 19. BESCHÄDIGUNG DER WELLE Kratzer, Druckstellen, Rost und andere Beschädigungen im Bereich der Lauffläche der Dichtung führen zu Leckage. Deshalb sollte größte Sorgfalt für den Schutz der Welle von der Fertigung bis zur Endmonta- ge durch Schutzhüllen und spezielle Trans- portvorrichtungen gewährleistet sein. KOAXIALITÄT Eine zu große Mittigkeitsabweichung zwischen Welle und aufnehmender Boh- rung, d. h. zu hohe Koaxialitätsabwei- chung, führt zu einer ungleichmäßigen Verteilung der Anpressung über den Wel- lenumfang und damit zu einem einseitig stärkeren Verschleiß der Dichtlippe. Der örtliche Verlust der Anpressung kann die Dichtfunktion beeinträchtigen. Zulässige Werte entnehmen Sie → Abb. 151. RUNDLAUFABWEICHUNG Rundlaufabweichung oder dynamische Exzentrizität sind möglichst zu vermeiden. Bei hohen Drehzahlen besteht die Gefahr, dass die Dichtlippe infolge ihrer Trägheit der Welle nicht mehr folgen kann. Die da- bei entstehende Vergrößerung des Dicht- spalts zwischen Dichtkante und Welle A e s u ä h e G Ø Ø X,X A e l l e W Ø ] m m [ i g n u h c e w b a s t ä t i l i a x a o K 0,4 0,3 0,2 0,1 0 0 40 80 120 160 200 240 280 ... 500 Wellendurchmesser [mm] Abb. 151 Max. Abweichung der Koaxialität in Abhängigkeit vom Wellendurchmesser 330

331

A b b . 1 5 2 M a x . l R u n d a u f a b w e i c h u n g e n d e r W e l l e i i n A b h ä n g g k e i t v o n d e r D r e h z a h l Ø Welle X X , A Ø Gehäuse A Rundlaufabweichung [mm] 0 , 3 . . . 0 , 4 0 , 1 0 , 2 0 0 2 0 0 0 4 0 0 0 6 0 0 0 8 0 0 0 N B R - F K M 8 . K o n s t r u k t i v e H n w e i s e i W e l l e n d r e h z a h l [ / U m n i ] FLUID POWER ANWENDUNGEN – PNEUMATIK FLUID POWER ANWENDUNGEN – HYDRAULIK DICHTUNGEN FÜR ROTATORISCHE ANWENDUNGEN MATERIAL, WERKSTOFFE UND VERFAHRENSTECHNIK EINFÜHRUNG & SERVICES 3 3 1 STICHWORT- VERZEICHNIS STOPFBUCHS- PACKUNGEN MEMBRANEN FALTENBÄLGE HYDROSPEICHER SPEZIALDICHTUNGS- PRODUKTE STATISCHE DICHTUNGEN

332

Dichtungen für rotatorische Anwendungen RZ = 1 bis 5 µm drallfrei geschliffen R h11 dN d3 R: für BA 0,6 mm für BASL 1,0 mm Abb. 153 Radius und Einführfase der Welle dN [mm] Bis 10 10 … 20 20 … 30 30 … 40 40 … 50 50 … 70 70 … 90 90 … 140 140 … 250 > 250 Tab. 19 Durchmesser für die Einführfase der Welle 332 Kante gerundet und poliert 15‒25° Map-Marker-Exclamation Bei Montagerich- tung mit SL voraus gegen Radius: Rück- sprache mit techn. Ansprechpartner, um Abhilfemaß- nahmen gegen Umklappen der SL zu definieren d3 [mm] dN – 1,5 dN – 2,0 dN – 2,5 dN – 3,0 dN – 3,5 dN – 4,0 dN – 4,5 dN – 5,0 dN – 7,0 dN – 11,0

333

8. Konstruktive Hinweise & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A t2 t1 Anfasung 15‒20° Bohrung d2 H8 Abb. 154 . Tiefe und Anschrägung der Auf- nahmebohrung WÄRMEDEHNUNG Bei Erwärmung wird die Überdeckung zwischen Gehäuse und Dichtung ver- ringert, vor allem bei Gehäusen aus Leicht- metall, Kunststoff o. ä. Deshalb wird in diesen Fällen der Einsatz der Bauform BA empfohlen, da diese auf- grund der größeren Überdeckung und des höheren Wärmeausdehnungskoeffi- zienten der Ausdehnung des Gehäuses besser folgen kann. Haftteilbreite [mm] 7 8 10 12 15 20 t1min (0,85 x b)  [mm] 5,95 6,80 8,50 10,30 12,75 17,00 Map-Marker-Exclamation Schrägstellung und Wandern vermeiden t2min (b + 0,3) [mm] 7,30 8,30 10,30 12,30 15,30 20,30 Tab. 20 Mindestwerte für die Tiefe der Aufnahmebohrung 333 R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V 8.2 GESTALTUNG DER AUFNAHMEBOHRUNG RAUHEIT Zulässige Werte: Für die Bauformen BA und BASL Rmax < 25 µm Ra Rz = 1,6 … 6,3 µm = 10 … 25 µm Für die Bauformen B1 und B1SL, B2 und B2SL Rmax < 16 µm Ra Rz = 0,8 … 3,2 µm = 6,3 … 16 µm TOLERANZ ISO H8 TIEFE Die Bohrungstiefe und die Fase müssen so gestaltet werden, dass in der Montage- endposition der zylindrische Teil des Sitz- durchmessers der Dichtung komplett im zylindrischen Teil der Bohrung montiert ist. Andernfalls besteht die Gefahr, dass die Dichtung nach der Montage wandert. Es kann so zu einer Schrägstellung oder zu einem kompletten Herauswandern der Dichtung aus der Bohrung kommen.   FASE y empfohlener Winkelwert: 15° … 20° (→ Abb. 154) y die Übergänge sind gratfrei auszuführen y Fasenlänge in Anlehnung an DIN 3760

334

Dichtungen für rotatorische Anwendungen GETEILTE GEHÄUSE Der notwendige Ausgleich eines eventu- ellen Versatzes an der Teilfuge ist mit der Bauform BA am sichersten zu erreichen. STEIFIGKEIT Beim Einbau von Simmerringen in dünn- wandige Aufnahmebohrungen bzw. Auf- nahmebohrungen mit geringer Elastizität oder Festigkeit besteht die Gefahr, dass das Gehäuse aufgeweitet oder gesprengt wird. Deshalb sollte die Bauform BA eingesetzt werden und ggf. eine Änderung der Tole- ranz der Bohrung auf F8 erfolgen. HALTEKRALLE Reicht aus diversen Gründen die Haftkraft des Simmerrings in der Bohrung nicht aus, empfiehlt es sich, an der Gehäuse bohrung eine kleine Nut (Haltekralle) anzubringen. Diese verhindert zuverlässig ein mögliches Rückfedern der Dichtung und kann die Auspresskraft deutlich erhöhen. 20° ±2° 0,3 +0,1 0,8 Abb. 155 Haltekralle 334

335

9. MODIFIZIERTE KATALOGWARE 9. Modiﬁzierte Katalogware Simmerring® Features – ﬂexibel und an- wendungsorientiert Das Freudenberg Sealing Technologies Katalogprogramm für Simmerringe deckt mit einer Vielzahl von Abmessungen, De- signs und Materialien ein breites Spekt- rum von Dichtungsanwendungen ab. Dennoch können spezifische Betriebsbe- dingungen eine auf die Anwendung zu- geschnittene Dichtung erfordern, um die Dichtfunktion sicher zustellen oder die Lebensdauer der Dichtstelle zu er- höhen. Hierfür besteht die Möglichkeit, vorhandene Simmerringe aus dem um- fangreichen Katalogprogramm durch Modifikationen zu optimieren. MODIFIZIERUNG DER SCHUTZLIPPE BEI HOHEN UMFANGS GESCHWINDIGKEITEN Simmerringe mit Schutzlippe aus dem Katalogprogramm bieten durch eine an der Welle anliegende Schutzlippe einen optimalen Schutz der Dichtlippe gegen äußere, leichte Kontamination durch Staub oder Spritzwasser. Bei Umfangsge- schwindigkeiten der Welle > 8 m/s kann ein Ansaugen der Dicht- und Schutzlippe an der Wellenoberfläche zu erhöhter Reibung, thermischer Belastung und vor- zeitigem Verschleiß führen. Deshalb wird empfohlen, je nach Betriebsbedingungen, Dichtungen mit an der Welle anliegende Schutzlippe bis zu einer maximalen Um- fangsgeschwindigkeit der Welle von 8 m/s einzusetzen. Liegt in einer Anwendung die Umfangs- geschwindigkeit der Welle über 8 m/s und erfordert eine externe Schmutzbe- lastung dennoch eine Ausführung mit Schutzlippe, so kann ein modifiziertes Bauteil mit entlüfteter Schutzlippe dem Ansaugen der Lippen an der Welle ent- gegenwirken und gleichzeitig Schutz gegen externe Kontamination bieten (→ Abb. 156). Liegt die Umfangsgeschwindigkeit der Welle über 15 m/s so ist eine modifizierte Katalogware mit gekürzter Schutzlippe ohne Überdeckung zur Welle erforderlich (→ Abb. 157). Durch einen geringen Abstand zwischen Schutzlippe und rotierender Welle kommt es zu keiner nennenswerten Reibung zwischen Schutz- lippe und Welle. Gleichzeitig bietet die Schutzlippe trotz ihrer geringen Kürzung einen gewissen Schutz gegen größere äußere Schmutzpartikel. Sales Sheet Modifizierte Katalogware Abb. 156 BAUMSL mit entlüfteter Schutz- lippe Abb. 157 BAUMSL mit gekürzter Schutz- lippe 335 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

336

Dichtungen für rotatorische Anwendungen SIMMERRINGE MIT MODIFIZIERTER FEDER Liegt in einer Anwendung eine erhöhte Umfangsgeschwindigkeit der Welle vor, so kann es insbesondere bei einer nicht ausreichenden Schmierstoffversorgung der Dichtstelle zu einer hohen thermi- schen Belastung des Elastomermaterials der Dichtkante und des Schmierstoffs kommen. In Abhängigkeit von techni- schen Bedingungen im Aggregat kann durch eine Reduzierung der Federkraft und somit auch der Radialkraft, mit der die Dichtkante auf die rotierende Welle wirkt, die Reibung und somit die Tempe- raturentwicklung deutlich reduziert wer- den. Dies führt zu einer Erhöhung der Le- bensdauer und einer Verbesserung der Energieeffizienz im System. Liegen im Betrieb hohe Vibrationen oder ein hoher Radialschlag der Welle vor, so kann bei Anwendungen mit eingeschränk- ter Umfangsgeschwindigkeit die Feder kraft und somit auch die Radialkraft erhöht werden, mit der die Dichtkante auf die Welle wirkt (→ Abb. 158). Hierdurch kann die Robustheit der dynamischen Dichtfunktion unter den genannten Be- triebsbedingungen verbessert werden. Kommt ein Radial-Wellendichtring auf der Mediumseite in Kontakt mit Wasser oder korrosiven Medien, so kann es zu einer Korrosion vor allem der Feder kommen, wenn diese nicht in einem korrosionsfes ten Material (Edelstahl) ausgeführt ist. Durch den Austausch der Standardfeder gegen eine Edelstahlfeder kann das Kata- logteil auf die jeweiligen Anforderungen der Anwendung optimiert werden. KOMBINATION MIT VLIESSCHEIBE ZUM SCHUTZ GEGEN ÄUSSERE VERSCHMUTZUNG Liegt eine erhöhte Schmutzbelastung vor, die über die Einsatzgrenzen eines her- kömmlichen Simmerrings mit Schutz- lippe hinausgeht, so kann ein modifizier tes Katalogbauteil, kombiniert mit einer Vliesscheibe von Freudenberg, eingesetzt werden (→ Abb. 159). Die vorhandenen Vliesmaterialien können trockenen Staub und/oder feuchten Schmutz zurückhalten. Gleichzeitig wird aber durch die offen- porige Struktur des Materials das Ansaugen der Vliesscheibe verhindert. Die Vlies- scheiben weisen darüber hinaus eine ge- ringe Reibung zur Welle auf. Die Einbau- höhe wird durch den Einsatz einer Vliesscheibe nur geringfügig beeinflusst. Abb. 158 Simmerring® mit ver- stärkter Feder Abb. 159 BAUMSL kombiniert mit Vliesscheibe – für exter- ne Schmutzbeaufschla- gung Abb. 160 BAUM mit kombinier- ter elektrisch leitender Vlies scheibe eCON 336

337

9. Modifizierte Katalogware So können kleinere Höhen erreicht wer- den als bei Sonderdesigns oder in Verbin- dung mit zusätzlichen Dichtelementen. KOMBINATION MIT ELEKTRISCH LEITFÄHIGER VLIESSCHEIBE ECON ALS POTENTIALAUSGLEICHSELEMENT ZUM SCHUTZ VON LAGERN Kommt es im Betrieb zu einem Potential- aufbau zwischen der Welle und dem Ge- häuse, so können Spannungsüberschläge zum Beispiel zu Schäden in der Oberfläche von Lagerschalen führen. Eine elektrisch leitfähige Vliesscheibe stellt einen Poten- tialausgleich zwischen Gehäuse und Welle her und trägt in kritischen Anwendungen zu einer Erhöhung der Lebensdauer von Lager und Gesamtsystem bei (→ Abb. 160). Die Einbauhöhe wird durch den Ein- satz einer Vliesscheibe nur geringfügig beeinflusst. Somit können deutlich kleinere Bauhöhen erreicht werden als bei üblichen Potentialausgleichselementen. KOMBINATION MIT PTFESCHEIBE BEI EXTERNEM KONTAKT MIT AGGRESSIVEN MEDIEN Bei Kontakt mit aggressiven Medien kann es zu einem chemischen Angriff des Elastomermaterials kommen. Insbeson- dere wenn Anlagen regelmäßig gereinigt werden müssen, kann eine auf der Luft- seite angebrachte Scheibe aus PTFE die Dichtung vor dem Kontakt mit den ag- gressiven Reinigungsmedien (CIP/SIP) schützen (→ Abb. 161). Auch für Anwen- dungen im Bereich Food & Beverage wer- den Lösungen mit lebensmitteltaugli- chen PTFE-Materialien angeboten. Die Einbauhöhe wird durch den Einsatz einer PTFE-Scheibe nur geringfügig beeinflusst. So können kleinere Höhen erreicht wer- den im Vergleich zu herkömmlichen Lö- sungen in Verbindung mit zusätzlichen Dichtelementen. BEFETTETE SCHUTZLIPPE Simmerringe mit einer Schutzlippe mit Überdeckung zur Welle müssen durch ein vor der Montage aufgebrachtes Fett depot geschmiert werden (→ Abb. 162). Die Fettmenge ist von nicht unerhebli- cher Bedeutung. Ist die Fettmenge zu ge- ring, so ist die Schmierung der Schutzlip- pe nur für einen begrenzten Zeitraum sicher gestellt. Ist die vor der Montage auf- gebrachte Fettmenge zu groß, so kann das Fett unter Temperatureinfluss zwi- schen Welle und Schutzlippe aus der Fettkammer gedrückt werden. Das aus- tretende Medium kann hierbei vom End- kunden als Ölleckage interpretiert werden. Abb. 161 Simmerring® kombiniert Abb. 162 BAUMSL mit befetteter mit PTFE-Scheibe Schutzlippe 337 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

338

Dichtungen für rotatorische Anwendungen kurzzeitig an, kann unter bestimmten Betriebsbedingungen beispielsweise ein BAUM-Profil ohne Schutzlippe eingesetzt werden, das durch einen Stützring ab- gestützt wird (→ Abb. 164). In der Regel können Stützringe bis zu einem Druck von max. einem bis zwei bar eingesetzt werden. Dies ist unter anderem von den restlichen Betriebsbedingungen (Tempe- ratur, Drehzahl etc.) abhängig. Der Stützring muss dem Dichtlippenprofil exakt angepasst werden. Hierzu können Sie die entsprechende Stützringzeichnung bei Freudenberg Sealing Technologies anfordern. Sie müssen nur im Vorfeld die genaue Artikelbezeichnung oder Artikel- nummer zur Verfügung stellen. Diese sogenannte Scheinleckage kann durch eine präzise Befettung des Bauteils vermieden werden. SIMMERRINGE MIT FKM PLUSCOATING Beim Abdichten synthetischer Schmier- stoffe, wie modernen Polyglykolölen, kann es in manchen Anwendungen aufgrund der schlechten benetzenden Schmier- stoffeigenschaften zu partieller Mangel- schmierung im Kontakt zwischen Dicht- ring und Welle kommen. Daraus kann erhöhter Dichtlippenverschleiß und Wellen einlauf resultieren. Die Beschichtung 75 FKM 585 Plus ist eine innovative Technologie zur Oberflä- chenmodifikation. Sie ermöglicht die Ver- besserung des Benetzungsverhaltens an der Dichtlippe bei Simmerringen im Werkstoff 75 FKM 585 für den Einsatz mit synthetischen Ölen (→ Abb. 163). SIMMERRINGE IN KOMBINATION MIT STÜTZRINGEN Einige Anwendungen erfordern druck- belastbare Simmerringe, wie z. B. die Standardbauform BABSL. Steht kein Simmerring® BABSL zur Verfü- gung oder liegt die Druckbelastung nur Abb. 163 Simmerring® mit FKM Abb. 164 Simmerring® mit Stütz- PLUS- Coating ring 338

339

9. Modifizierte Katalogware TECHNISCHE SPEZIFIKATION Erhöhte Umfangs- geschwindigkeit Vibrationen und Wellenschlag MODIFIKATION NUTZEN Sonderfeder mit reduzierter Federkraft Reduktion von Reibung und Temperatur im System Sonderfeder mit erhöhter Federkraft Erhöhung der Robustheit des Dichtsystems Korrosion Edelstahlfeder Gewährleistung der Feder funktionalität Kombination mit Vliesscheibe in anwendungsspezi fischem Material Zusätzlicher Schmutzschutz Verschleißbeständig und reibungsarm Platzsparende Lösung & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P Sichere elektrische Ableitung zwischen Gehäuse und drehender Welle Reibungsarm Platzsparende Lösung Sehr hohe Schutz funktion nach außen Sehr hohe chemische Beständigkeit Platzsparende Lösung Anwendung gemäß Hygienic Design, totraumfrei Lebensmitteltaug liches PTFE-Dicht element Know-how bzgl. Kompatibilität von Elastomerwerk stoffen und Schmierstoffen Korrekte Applikation des Fettes zur Ver- meidung von Fehlerquellen Servicedienstleistung Verbesserung der Kontaktschmierung Reduktion von Reibung Reduzierter Dicht kanten- und Wellen- verschleiß Erhöhung der Lebensdauererwartung 339 E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V Erhöhte Schmutzbeauf- schlagung durch trockene Stäube oder feuchten Schmutz Unterschiedliches elektri- sches Potential zwischen Welle und Gehäuse Erhöhte Kontamination von außen durch aggressive Medien (z. B. Reinigungs- medien) Kombination mit elektrisch leit- fähiger Vliesscheibe eCON Kombiniertes PTFE-Dichtelement Initialschmierung Geeignetes Fett zwischen Dichtlippe und Schutzlippe Einsatz von synth. Schmier- stoffen mit unzureichender Benetzungsfähigkeit der Dichtlippe FKM PLUS-Coating Tab. 21 Modifizierung von Simmerringen im Überblick

340

Dichtungen für rotatorische Anwendungen 10. VORAUSWAHL DICHTUNGEN FÜR ROTATORISCHE ANWENDUNGEN 10.1 VORAUSWAHL SIMMERRINGE Die Auswahl eines geeigneten Simmer- rings kann in zwei möglichen Schritten erfolgen. Sind die Betriebsbedingungen bekannt, so kann über die Parameter Druck, Temperatur, Drehzahl, Medium, Schmutzbeaufschlagung und erforderliche Schutzfunktion ein Vorschlag hinsichtlich Simmerring®-Bauform und -Werkstoff er- folgen. Davon ausgehend lässt sich durch zusätzliche Angabe der Abmessungen ggf. ein geeigneter Artikel aus dem Katalogprogramm ermitteln. Auswahl Simmerring® Nein Simmerring®Bauform und Werkstoff bekannt? Ja Auswahl über Applikationsdaten* Auswahl bei bekannter Simmerring®Bauform** Ergebnis: Simmerring® Bauform und Werkstoff WellenØ GehäuseØ Breite Werkstoff Bauform Schutzlippe Ergebnis: y Simmerring® im Katalog programm vorhanden y wenn nein: Bauteil muss angefragt werden * Auswahl über Simmerring®-Selektor oder ** Auswahl über Simmerring®-Selektor oder über Auswahldiagramm Seite 342 und Seite 344. Gegenseitige Beeinflussung der Auswahlparameter sind zu berücksichtigen über FST Produktkatalog Abb. 165 Flussbild zur Vorgehensweise bei Vorauswahl von Simmerringen Druck Temperatur Drehzahl Medium Schmutz Schutz Simmerring®- Selektor 340

341

10. Vorauswahl Dichtungen für rotatorische Anwendungen Die ermittelte Produktauswahl stellt keine Empfehlung dar und ersetzt nicht die konkrete Beratung für die beabsichtigte Anwendung im Einzelfall. Freudenberg Sealing Technologies übernimmt folglich keinerlei Haftung für die Eignung der er- mittelten Produktauswahl hinsichtlich der konkret vom Kunden beabsichtigten Anwendung. In diesem Zusammenhang weist FST insbesondere darauf hin, dass die Dichtwirkung nicht allein vom Bauteil selbst erbracht wird, sondern zusätzlich ver schiedene Einflussfaktoren im tribo- logischen System (u. a. Temperaturkurven, Druck verlauf, Wellenbearbeitung, Tole- ranzen, Wechselwirkung mit Medien/ Additiven) berücksichtigt werden müssen. Diese und weitere Faktoren haben Einfluss auf die Dichtwirkung des Produkts, so- dass die Dichtung in der Anwendung vom Anwender selbst zu testen und freizuge- ben ist. Insbesondere bei kritischen Anwen- dungen empfiehlt Freudenberg Sealing Technologies die Einbindung eines Dich- tungsspezialisten. Alle Angebote sind freibleibend und un- verbindlich. FST behält sich ausdrücklich vor, das Produktprogramm oder die auf der Webseite dargestellten Informationen jederzeit ganz oder teilweise ohne beson- dere Ankündigung zu ändern, zu löschen oder die Abrufbarkeit der Informationen zu unterbrechen oder ganz einzustellen. 341 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

342

Dichtungen für rotatorische Anwendungen VORAUSWAHL SIMMERRINGE Die ermittelte Produktauswahl stellt keine Empfehlung dar und ersetzt nicht die konkrete Beratung für die beabsichtigte Anwendung im Einzelfall. TEMPERATUR* * Dichtkantentemperatur Wenn nicht bekannt: Simmerring®-Selektor verwenden. (Hinsichtlich Temperaturbereich 0 °C bis ‒40 °C siehe Abschnitt „5.2 Sonderwerk- stoffe für Simmerringe“, Seite 306) Max. zul. Temperatur in Abh. vom Medium → Seite 313 ‒40 °C … +100 °C* ‒25 °C … +150 °C* Bei Bauteilen BAUM(SL), B1UM(SL), BAFUD(SL), B1FUD(SL) erfolgt die Materialauswahl zusätzlich über Abb. 136, Seite 312 ≤ 0,5 bar BAUM BAUMSL MSS1 DRUCK ≥ 0,5 ≤ 1,5 bar p = pMedium – paußen … BA… mit Stützring paußen pMedium > 0,5 … 10 bar 40 ] s / m [ t i i i e k g d n w h c s e g s g n a m U f 30 20 10 5 0 Wellendrehzahl [min1] 30 000 15 000 10 000 9000 8000 7000 6000 5000 4500 4000 FKM 3500 3000 2500 2000 1500 1000 Fett 500 NBR 0 25 50 100 150 200 ... 500 Wellendurchmesser [mm] n o v g n u t i i h c d b A e n e r ü f n e t l e g e t r e w t h c R i i e d n e h c e r s u a e n e d n u 0 2 E A S i l ö n e r o t o M e t n a k t h c D i r e d g n u g r o s r e v f f o t s r e m h c S i 2 1 3 e t i e S → 6 3 1 . b b A pv = p [bar] x v [m/s] Abhängigkeit des zul. Druckes von Drehzahl für Bauform BABSL oder PPS → Seite 319, für Bauformen BAUM(SL), B1UM(SL), BAFUD(SL), B1FUD(SL), B2(SL) → Seite 316 Tab. 16 DREHZAHL 342

343

10. Vorauswahl Dichtungen für rotatorische Anwendungen Profil BAUM NBR FKM MSS7 Kassette BA (B1)…FUD…SL ≤ 0,2 bar ≤ 0,2 bar PPS: pvmax = 40 BABSL: pvmax = 12 Profil BAUM BABSL BABSL ] r a b [ k c u r D 10,0 9,0 8,0 7,0 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 0 9 1 3 e t i e S → 4 4 1 . b b A Ø 1 6 0 m m Ø 80 m m Wellen Ø 40 m m Ø 20 mm 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 Wellendrehzahl [U/min] PPS PPS Ø 40 mm Ø 60 mm Ø 80 mm 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 Wellendrehzahl [U/min] ] r a b [ k c u r D 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 9 1 3 e t i e S → 5 4 1 . b b A Umfangsgeschwindigkeit v = π • d [mm] • n [1/min] [ ]mm 60 • 1000 ––– m [ ]s ––– min 343 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

344

Dichtungen für rotatorische Anwendungen VORAUSWAHL SIMMERRINGE Die ermittelte Produktauswahl stellt keine Empfehlung dar und ersetzt nicht die konkrete Beratung für die beabsichtigte Anwendung im Einzelfall. MEDIUM Hinweis: dargestellte Bauformen für Materialauswahl nur exemplarisch. Es sind auch andere Bauformen verfügbar. Mineralöl PAOÖl PAGÖl biol. abbaubare Öle Fett Wasser Aggressive Medien Trockenlauf 72 NBR 902 75 FKM 585 75 FKM 170055 max. 80 °C 72 NBR 902 gestrichelte Linie aus Diagramm 75 FKM 585 75 FKM Plus 75 FKM 170055 FKMVariante auf Anfrage Nicht gültig für alle biologisch abbaubaren Öle. Einlagerungstest erforderlich 72 NBR 902 Zugfeder und Versteifungsblech Katalogteil NICHT aus Edelstahl (ggf. modifizierte Katalogware mit Edelstahlzugfeder oder kunden spezifisches Bauteil) PTFE B2PT aus Katalog in Edelstahlausführung jedoch ohne Förderdrall (keine Pumpwirkung der Dichtkante) SCHMUTZ Innen Außen 2 Simmerringe® in Reihe MSS1 Staub Spritzwasser Fluid geflutet Schlamm SCHUTZ Reinigungsmedien (CIP/SIP) von außen BAUMSL + PTFE Scheibe 344 Elektr. Stromdurchgang (Schutz Lager)

345

10. Vorauswahl Dichtungen für rotatorische Anwendungen Wellendrehzahl [min1] 30 000 15 000 10 000 9000 8000 7000 6000 5000 4500 4000 FKM 3500 3000 2500 2000 1500 1000 Fett 500 NBR 0 25 50 100 150 200 ... 500 Wellendurchmesser [mm] Umfangsgeschwindigkeit Richtwerte gelten für eine Abdichtung von Motorenöl SAE 20 und eine ausreichende Schmierstoffversorgung der Dichtkante. Liegen Betriebspunkte im dunkelgrauen Bereich, so sind Sonderbauformen erforderlich. Limit: siehe Diagramm ] s / m i i [ t i e k g d n w h c s e g s g n a m U f 40 30 20 10 kurz zeitiges Limit: 15 m/s keine Schutzlippe oder gekürzte Schutzlippe ohne Überdeckung zur Welle entlüftete Schutzlippe mit Überdeckung zur Welle 5 0 Limit: 8 m/s Standardschutz lippe mit Überdeckung zur Welle Abhängig von Umfangsgeschwindigkeit v = BAUMSL BAUMSL SL entlüftet BAUMSL SL gekürzt BAUMSL + Vlies BAUM + Vlies π • d [mm] • n [1/min] [ ]mm 60 • 1000 ––– m [ ]s ––– min Kassette Kombidichtung Guter Schutz gegen Staub und Schlamm 2 x BAUM Back to Back Evtl. auf Wasserseite Zugfeder und Versteifungsblech in Edelstahl erforderlich BAUMSL BAUMSLX6 MSS7 BAUMSL + Vlies BAUM eCON 345 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

346

Dichtungen für rotatorische Anwendungen 10.2 VORAUSWAHL SIMMERRING® KASSETTEN- UND KOMBIDICHTUNGEN AUSWAHLKRITERIEN FÜR KASSETTEN UND KOMBIDICHTUNGEN Die Familie der Kassetten- und Kombi- dichtungen umfasst mehrere Produkte, die einen breiten Bereich von Einsatzbe- dingungen und Umgebungsbedingungen abdecken. Die → Abb. 166 vergleicht nicht die Leistung der Produkte, sondern dient der Vorauswahl der Produkte je nach Einsatz- bereich (Umfangsgeschwindigkeit und Verschmutzungsgrad der Umgebung). Die Techniker von Freudenberg Sealing Technologies unterstützen Sie gerne bei der Auswahl des richtigen Produkts für den je- weiligen Einsatzbereich. Die wichtigsten Aspekte im Überblick y Temperatur y Umfangsgeschwindigkeit y axiales Spiel y Druck y Exzentrizität (statisch und dynamisch) y Medium-Typ y Drehrichtung (CW, CCW, beide CW/CCW) y Drehelement (Welle oder Bohrung) y Montageprozedur y Verschmutzungsgrad der Umgebung Spezielle Einsatzbedingungen müssen mit Freudenberg Sealing Technologies abgestimmt werden. CASCO h c o H Kassette HS l e t t i M Kombi Kombi SF5 Kombi SF6 Kombi SF8 Kombi SF19 Kombi SF21 Kombi SF22 g i r d e N i Kassette Typ 1 Kassette Typ 2 Kassette Typ 3 Kassette Typ 4 Sehr niedrig Niedrig Mittel Hoch Sehr hoch Verschmutzungsgrad der Umgebung ) s / m ( t i i i e k g d n w h c s e g s g n a m U f Abb. 166 Vorauswahl Simmerring® Kassettendichtung und Simmerring® Kombidichtung 346

347

1 0 . V o r a u s w a h l D i c h t u n g e n f ü r r o t a t o r i s c h e A n w e n d u n g e n DICHTUNGEN FÜR ROTATORISCHE ANWENDUNGEN MATERIAL, WERKSTOFFE UND VERFAHRENSTECHNIK EINFÜHRUNG & SERVICES FLUID POWER ANWENDUNGEN – HYDRAULIK 3 4 7 STICHWORT- VERZEICHNIS STOPFBUCHS- PACKUNGEN MEMBRANEN FALTENBÄLGE HYDROSPEICHER SPEZIALDICHTUNGS- PRODUKTE STATISCHE DICHTUNGEN FLUID POWER ANWENDUNGEN – PNEUMATIK

348

Dichtungen für rotatorische Anwendungen 10.3 PRODUKTFINDER DIN Bauform A AS SIMMERRINGE BA… BAF… BA…SL Werkstoff NBR FKM NBR NBR FKM [C°] [m/s] Temperatur Umfangsge- schwindigkeit +160 ‒25 38 200 100 50 0 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 +100 °C ‒ 40 14 200 100 50 0 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 200 100 50 0 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 +100 °C ‒ 40 14 200 100 50 0 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 +100 °C ‒ 40 8 +160 ‒25 8 200 100 50 0 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 Max. [MPa] Bitte das Diagramm auf Seite 312 beachten! 0,05 0,02 0,05 [mm] 3 … 1.200 6 … 185 6 … 820 Druck Größenbereich Besondere Anforderungen Hohe Rauheit des Gehäuses Hohe Wärmeausdehnung des Gehäuses Einsatz in geteilten Gehäusen Dichtheit gegen Druck Sehr fester Halt des Dichtrings im Gehäuse Hohe Steifigkeit des Dichtrings, raue Montage Normaler Schmutzanfall außen Mäßiger bis mittlerer Schmutzanfall außen Schmutzanfall Hoher Schmutzanfall außen Medium Fremdpartikel innen Mineralöle < +100 °C Synthetische Öle < +80 °C Mineralöle > +100 °C Synthetische Öle > +80 °C Fette Aggressive Medien Trockenlauf C C C C C D D D D D B B D D B D D C C C C C D D D D D B C B B B D D C C C C C D D D D D B B D D B D D C C C C C D B D D D B B D D B D D C C C C C D B D D D B C B B B D D Medienverträglichkeit abhängig von Anwendungsbedingungen verifizieren. C* mögliche Verwendung, Verifizierung über individuellen Dauertest C** mögliche Verwendung, Verifizierung notwendig B gut geeignet C bedingt geeignet D nicht geeignet 348

349

10. Vorauswahl Dichtungen für rotatorische Anwendungen AS A B SIMMERRINGE BAF…SL PSS BABSL PPS BAHD B1… B1F… NBR FKM NBR FKM FKM NBR FKM NBR NBR 200 100 50 0 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 +100 °C ‒ 40 8 200 100 50 0 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 +160 ‒25 38 200 100 50 0 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 +100 °C ‒ 40 10 0,02 0,03 (Druckspitzen 0,05 MPa) 200 100 50 0 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 1 +160 ‒25 10 200 100 50 0 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 +160 ‒25 15 200 100 50 0 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 200 100 50 0 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 +100 ‒30 2 m/s +160 ‒25 2 m/s 200 100 50 0 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 +100 °C ‒ 40 14 200 100 50 0 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 +100 °C ‒ 40 14 1 (Druckspitzen 2,5 MPa) 10 (Druckspitzen 15 MPa) 0,05 0,02 15 … 100 Auf Anfrage 8 … 479 12 … 110 28 … 175 6 … 960 8 … 190 C C C C C D B D D D B B D D B D D C C C C C D B D D B B C B B B D D C C C C C D B D D D C C D D C D D C C C C C D B D D D C C B B C D D C C C C C D B D D D C C B B C D D C C C B C D D D D D B C D D D D D C C C B C D D D D D C C B B D D D D D D D B D D D D D C C D D C D D D D D D B D D D D D C C D D C D D 349 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

350

Dichtungen für rotatorische Anwendungen DIN Bauform BS C CS SIMMERRINGE B1…SL B1F…SL B2… B2F… B2…SL Werkstoff NBR NBR NBR NBR NBR [C°] [m/s] Temperatur Umfangsge- schwindigkeit 200 100 50 0 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 +100 °C ‒ 40 8 200 100 50 0 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 +100 °C ‒ 40 8 200 100 50 0 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 +100 °C ‒ 40 14 200 100 50 0 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 +100 °C ‒ 40 14 200 100 50 0 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 +100 °C ‒ 40 8 Max. [MPa] Bitte das Diagramm auf Seite 312 beachten! 0,05 0,02 0,05 0,02 0,05 [mm] 13 … 630 13 … 115 15 … 710 25 … 710 25 … 560 Druck Größenbereich Besondere Anforderungen Hohe Rauheit des Gehäuses Hohe Wärmeausdehnung des Gehäuses Einsatz in geteilten Gehäusen Dichtheit gegen Druck Sehr fester Halt des Dichtrings im Gehäuse Hohe Steifigkeit des Dichtrings, raue Montage Normaler Schmutzanfall außen Mäßiger bis mittlerer Schmutzanfall außen Schmutzanfall Hoher Schmutzanfall außen Medium Fremdpartikel innen Mineralöle < +100 °C Synthetische Öle < +80 °C Mineralöle > +100 °C Synthetische Öle > +80 °C Fette Aggressive Medien Trockenlauf D D D D B D B D D D C C D D C D D D D D D B D B D D D C C D D C D D D D D D B B D D D D C C D D C D D D D D D B B D D D D C C D D C D D D D D D B B B D D D C C D D C D D Medienverträglichkeit abhängig von Anwendungsbedingungen verifizieren. C* mögliche Verwendung, Verifizierung über individuellen Dauertest C** mögliche Verwendung, Verifizierung notwendig B gut geeignet C bedingt geeignet D nicht geeignet 350

351

10. Vorauswahl Dichtungen für rotatorische Anwendungen CS A B SIMMERRINGE B2F…SL B2PT BLUESEAL BAPT/PTS BAOF B1OF MSS1 NBR PTFE PTFE PTFE NBR NBR NBR-FKM FKM-FKM 200 100 50 0 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 +100 °C ‒ 40 8 200 100 50 0 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 +200 ‒80 30 m/s 200 100 50 0 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 +200 ‒80 40 m/s 200 100 50 0 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 +100 °C ‒ 40 30 m/s 200 100 50 0 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 +100 °C ‒ 40 6 200 100 50 0 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 +100 °C ‒ 40 6 200 100 50 0 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 +100 °C ‒ 40 6 200 100 50 0 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 +160 ‒25 6 0,02 1 0,03 0,02 – – 0,05 0,05 35 … 170 8 … 175 Auf Anfrage Auf Anfrage 8 … 230 12 … 320 20 … 145 D D D D B B B D D D C C D D C D D D D D D B C D D D D C C D D C B D D D D D C D D D D D C C C C C B B C C C C B D B C D D C C C C C C B C C C C D D C C D D C C D D B D D D D D D B D C C D D C C D D B D D C C C C D D B C D B B B B B D D D C C C C D D B C D B B C B B D D D 351 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

352

Dichtungen für rotatorische Anwendungen DIN Bauform Werkstoff Temperatur Umfangsge- schwindigkeit Druck Größenbereich Besondere Anforderungen PTFE-WELLENDICHTRINGE MSS7 HTS II 9539 TYP 9444 G61 RCD NBR-NBR PTFE PTFE PTFE PTFE 200 100 50 0 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 +80 °C ‒ 40 5 200 100 50 0 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 +200 200 100 50 +200 °C 0 ‒20 ‒80 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 4 m/s 25 m/s 200 100 50 0 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 +200 ‒80 25 m/s +200 ‒80 5‒25 m/s 200 100 50 0 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 [C°] [m/s] Max. [MPa] 0,05 0,6 0,8 0,8 0 [mm] 35 … 150 10 … 250 10 … 250 35 … 250 100 … 800 Hohe Rauheit des Gehäuses Hohe Wärmeausdehnung des Gehäuses Einsatz in geteilten Gehäusen Dichtheit gegen Druck Sehr fester Halt des Dichtrings im Gehäuse Hohe Steifigkeit des Dichtrings, raue Montage Normaler Schmutzanfall außen Mäßiger bis mittlerer Schmutzanfall außen Schmutzanfall Hoher Schmutzanfall außen Medium Fremdpartikel innen Mineralöle < +100 °C Synthetische Öle < +80 °C Mineralöle > +100 °C Synthetische Öle > +80 °C Fette Aggressive Medien Trockenlauf C C C C C D D C B D C C D D C D D D B D C B D B D B B B D D B D B D B B D B D B C D D D B C** C** C** C** D D B B B B B B B D D B B B B B B B D D B B B B B B C D D B B B B D B C Medienverträglichkeit abhängig von Anwendungsbedingungen verifizieren. C* mögliche Verwendung, Verifizierung über individuellen Dauertest C** mögliche Verwendung, Verifizierung notwendig B gut geeignet C bedingt geeignet D nicht geeignet 352

353

10. Vorauswahl Dichtungen für rotatorische Anwendungen MERKEL® RADIAMATIC R35 R55 RHS51 NBR HNBR FKM NBR HNBR NBR HNBR FKM +100 ‒30 20 200 100 50 0 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 200 100 +120 ‒20 25 50 0 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 +150 °C ‒10 25 200 100 50 0 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 200 100 50 0 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 +100 ‒30 5 200 100 +120 50 0 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 ‒20 5 +100 ‒30 25 200 100 50 0 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 200 100 +120 ‒20 30 50 0 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 +150 °C ‒10 35 200 100 50 0 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 0,05 0,05 0,02 100 … 2.500 100 … 2.500 200 … 1.800 D B D C D B D C D B D C D B D C D B D C Cover Plate Cover Plate Cover Plate Cover Plate Cover Plate C B C** D D B B D D C* C* D C B C** D D B B B B C* C* D C B C** D D B B B B C* C* D C B C** D D B B D D C* C* D C B C** D D B B B B C* C* D D B D C C C B D B D C C C B D B D C C C B C** C** C** D D B B B B D C* D D D B B B B D C* D D D B B B B D C* D 353 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

354

Dichtungen für rotatorische Anwendungen DIN Bauform SEVENTOMATIC® TBM-DICHTUNGEN RPM41 S71 TBM21/TBM27R TBM8101 Werkstoff NBR HNBR NBR HNBR PU [C°] [m/s] Temperatur Umfangsge- schwindigkeit +100 ‒30 15 200 100 50 0 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 200 100 +120 50 0 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 ‒20 3 200 100 50 0 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 +100 ‒30 2 m/s 200 100 +120 50 0 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 ‒20 2 m/s 200 100 50 0 ‒50 +80 °C ‒25 (Wasser max. +60 °C) 50 40 30 20 10 5 0 1 m/s Max. [MPa] Ø D < 700 mm: 0,05 Ø D > 700 mm: 0,03 0,05 0,5 2 [mm] 200 … 1.100 > 1.000 > 1.500 100 … 2.000 Druck Größenbereich Besondere Anforderungen Hohe Rauheit des Gehäuses Hohe Wärmeausdehnung des Gehäuses Einsatz in geteilten Gehäusen Dichtheit gegen Druck Sehr fester Halt des Dichtrings im Gehäuse Hohe Steifigkeit des Dichtrings, raue Montage Normaler Schmutzanfall außen Mäßiger bis mittlerer Schmutzanfall außen Schmutzanfall Hoher Schmutzanfall außen Medium Fremdpartikel innen Mineralöle < +100 °C Synthetische Öle < +80 °C Mineralöle > +100 °C Synthetische Öle > +80 °C Fette Aggressive Medien Trockenlauf D B D C C C B C** D D C B D D B C* D D B D C D B D B D B D B D B D B Cover Plate Cover Plate Cover Plate Cover Plate C B C** D D B C* B B B C* D B B B B D B B D D B C* D B B B B D B B B B B C* D B B B B D C (max. +80 °C) B D D B C* D Medienverträglichkeit abhängig von Anwendungsbedingungen verifizieren. C* mögliche Verwendung, Verifizierung über individuellen Dauertest C** mögliche Verwendung, Verifizierung notwendig B gut geeignet C bedingt geeignet D nicht geeignet 354

355

10. Vorauswahl Dichtungen für rotatorische Anwendungen WASSERABWEISER KASSETTENDICHTUNGEN ENVIROMATIC EA WA8074 V-RING WA-A TYP 1 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A NBR +100 ‒30 20 200 100 50 0 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 HNBR 200 100 +120 ‒20 20 50 0 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 PU NBR FKM NBR 200 100 50 0 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 +110 ‒30 6 +100 ‒30 20 200 100 50 0 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 +150 °C ‒10 20 200 100 50 0 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 200 100 50 0 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 +80 °C ‒ 40 7 FKM 200 100 +120 50 0 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H ‒25 R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P 9 C C C C B B B D D D B B B B B D D 355 E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V 0,03 > 100 B B C D B B C D Fixing System Fixing System C B B B D B B D D B C* C C B B B D B B B B B C* C 0,05 0,03 0,05 20 … 2.200 3 … 2.000 25 … 240 1) B B C D C C B B B D B B B B B C* D B B C D C C B B C D B B D D B C* C B B C D C C B B C D B B B B B C* C C C C C B B B D D D C B D D B D D 1) Wellenabmessungen außerhalb dieses Bereichs müssen durch eine Machbarkeitsstudie mit einem FST Techniker evaluiert werden

356

Dichtungen für rotatorische Anwendungen DIN Bauform KASSETTENDICHTUNGEN TYP 2 TYP 3 Werkstoff NBR [C°] [m/s] Temperatur Umfangsge- schwindigkeit 200 100 50 0 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 +80 °C ‒ 40 5 FKM 200 100 +120 50 0 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 ‒25 7 NBR 200 100 50 0 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 +80 °C ‒ 40 4 FKM 200 100 +120 50 0 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 ‒25 6 Druck Größenbereich Besondere Anforderungen Max. [MPa] [mm] Hohe Rauheit des Gehäuses Hohe Wärmeausdehnung des Gehäuses Einsatz in geteilten Gehäusen Dichtheit gegen Druck Sehr fester Halt des Dichtrings im Gehäuse Hohe Steifigkeit des Dichtrings, raue Montage Normaler Schmutzanfall außen Mäßiger bis mittlerer Schmutzanfall außen Schmutzanfall Hoher Schmutzanfall außen Medium Fremdpartikel innen Mineralöle < +100 °C Synthetische Öle < +80 °C Mineralöle > +100 °C Synthetische Öle > +80 °C Fette Aggressive Medien Trockenlauf C C C C B B C B D D C B D D B D D 0,05 0,05 25 … 240 1) 25 … 240 1) C C C C B B C B D D B B B B B D D C C C C B B C C B D C B D D B D D C C C C B B C C B D B B B B B D D Medienverträglichkeit abhängig von Anwendungsbedingungen verifizieren. C* mögliche Verwendung, Verifizierung über individuellen Dauertest C** mögliche Verwendung, Verifizierung notwendig B gut geeignet C bedingt geeignet D nicht geeignet 356

357

10. Vorauswahl Dichtungen für rotatorische Anwendungen KASSETTENDICHTUNGEN KOMBIDICHTUNGEN TYP 4 HS COMBI SEAL SF5 NBR FKM FKM NBR + AU FKM + AU NBR + AU FKM + AU 200 100 50 0 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 +80 °C ‒ 40 4 200 200 100 +120 100 +120 50 0 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 ‒25 6 ‒25 15 50 0 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 200 100 50 0 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 +80 °C ‒ 40 8 200 100 50 0 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 +100 ‒25 8 200 100 50 0 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 +80 °C ‒ 40 8 200 100 50 0 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 +100 ‒25 8 0,05 0,05 0,03 0,03 35 … 240 1) 25 … 100 1) 25 … 240 1) 25 … 175 1) C C C C B B C C B D C B D D B D D C C C C B B C C B D B B B B B D D C C C D B B B C D D B B B B B D D D D D C B B B C D D C B D D B D D D D D C B B B C D D B B C C B D D D D D C B B B C D D C B D D B D D 1) Wellenabmessungen außerhalb dieses Bereichs müssen durch eine Machbarkeitsstudie mit einem FST Techniker evaluiert werden D D D C B B B C D D B B C C B D D 357 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

358

Dichtungen für rotatorische Anwendungen DIN Bauform KOMBIDICHTUNGEN SF6 SF8 Werkstoff NBR + AU FKM + AU NBR + AU FKM + AU [C°] [m/s] Temperatur Umfangsge- schwindigkeit Druck Größenbereich Besondere Anforderungen Max. [MPa] [mm] Hohe Rauheit des Gehäuses Hohe Wärmeausdehnung des Gehäuses Einsatz in geteilten Gehäusen Dichtheit gegen Druck Sehr fester Halt des Dichtrings im Gehäuse Hohe Steifigkeit des Dichtrings, raue Montage Normaler Schmutzanfall außen Mäßiger bis mittlerer Schmutzanfall außen Schmutzanfall Hoher Schmutzanfall außen Medium Fremdpartikel innen Mineralöle < +100 °C Synthetische Öle < +80 °C Mineralöle > +100 °C Synthetische Öle > +80 °C Fette Aggressive Medien Trockenlauf 200 100 50 0 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 +80 °C ‒ 40 8 200 100 50 0 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 +100 ‒25 8 200 100 50 0 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 +80 °C ‒ 40 8 200 100 50 0 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 +100 ‒25 8 0,03 0,03 25 … 130 1) 25 … 130 1) D D D C B B C B D D C B D D B D D D D D C B B C B D D B B C C B D D C D D C B B C B C D C B D D B D D C D D C B B C B C D B B C C B D D Medienverträglichkeit abhängig von Anwendungsbedingungen verifizieren. C* mögliche Verwendung, Verifizierung über individuellen Dauertest C** mögliche Verwendung, Verifizierung notwendig B gut geeignet C bedingt geeignet D nicht geeignet 358

359

10. Vorauswahl Dichtungen für rotatorische Anwendungen KOMBIDICHTUNGEN SF19 SF21 SF22 NBR + AU FKM + AU NBR + AU FKM + AU NBR + AU FKM + AU 200 100 50 0 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 +80 °C ‒ 40 8 200 100 50 0 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 +100 ‒25 8 200 100 50 0 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 +80 °C ‒ 40 8 200 100 50 0 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 +100 ‒25 8 200 100 50 0 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 +80 °C ‒ 40 8 200 100 50 0 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 +100 ‒25 8 0,03 0,03 0,03 25 … 130 1) 25 … 130 1) 25 … 130 1) C D D C B B C C B D C B D D B D D C D D C B B C C B D B B C C B D D C D D C B B C C B D C B D D B D D C D D C B B C C B D B B C C B D D C D D C B B C C B D C B D D B D D C D D C B B C C B D B B C C B D D 1) Wellenabmessungen außerhalb dieses Bereichs müssen durch eine Machbarkeitsstudie mit einem FST Techniker evaluiert werden 359 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

360

Dichtungen für rotatorische Anwendungen 11. HANDLING UND MONTAGE VON RADIAL- WELLENDICHTRINGEN Während des Handlings und der Montage ist es wichtig, einen Kontakt des Radial- Wellendichtrings, besonders im Bereich der Dichtlippe, mit scharfen Kanten und jeglicher Verschmutzung zu vermeiden. Map-marker-edit Ca. 30 % aller Frühausfalle basieren auf Montagefehler Die Erfahrung zeigt, dass ca. 30 % aller Frühausfälle auf eine unsachgemäße Montage des Radial-Wellendichtrings oder fehler hafte Montagehilfsmittel zurück- zuführen sind. Die Aufzählung der möglichen Fehler- ursachen bei Handling und Montage von Radial-Wellendichtringen beim Anwender soll dazu dienen, diese zu erkennen und Abstellmaßnahmen für folgende Schwer- punkte zu treffen. Fehlerbehandlung siehe → Seite 393. 11.1 WARENEINGANG VON KOMPONENTEN y Lagerung y Transport y Zwischenlagerung am Montageplatz y Vorbereitung für die Montage y Montageplatz y Gegenlaufstelle der Dichtung (Welle) y Gehäusebohrung y Handling von Aggregaten Siehe auch → Kapitel „Material, Werk- stoffe und Verfahrenstechnik – 11. Sach- gerechte Lagerung“, ab Seite 179. HANDLUNGSRICHTLINIEN LAGERUNG (DIN 7716 ISO 2230) Bedingungen der Lagerung: y Temperaturen: ‒10 °C bis max. +25 °C y relative Luftfeuchtigkeit von < 65 % y in einer adäquaten Verpackung y kein direkter Lichteinfluss y keine Sonneneinstrahlung y Lagerräume dürfen keine Ozon erzeu- genden Einrichtungen enthalten 11.2 HANDLING Die Vielzahl der möglichen Störstellen be- dingt zahlreiche Hinweise, die auf den ersten Blick trivial erscheinen. In der praktischen Handhabung wird aber die notwendige Sorgfalt dennoch häufig vernachlässigt. Aus der umfangreichen Zahl der Hinweise einige Beispiele: y auf beschädigte Transportverpackung oder Einzelverpackung achten y Dichtungen möglichst bis zur Montage in der Verpackung belassen y Dichtungen nicht lose liegen lassen y Dichtungen vor Staub, Schmutz, Son- neneinstrahlung und Ozon schützen y befettete Dichtungen in adäquaten Be- hältnissen oder abgedeckt aufbewahren y ausschließlich sauberes Fett oder Öl für Initialschmierung verwenden y ausschließlich sauberes und geeig- netes Fett für Schutzlippenbefettung verwenden (z. B. keine Fette mit Fest- schmierstoffen) y übermäßige Befettung vermeiden (Vermeidung von Scheinleckage) y Dichtlippe und insbesondere Dicht- kante nicht mit scharfen Kanten oder beschädigtem Montagewerkzeug in Kontakt bringen y Vermeidung von Metallspänen oder sonstigen Partikeln y scharfkantige Fasen an Wellenüber- gängen und Gehäusebohrung sind nicht zulässig y Beschädigungen und Korrosion von Lauffläche auf Welle und Aufnahme- bohrung sind nicht zulässig 360

361

11. Handling und Montage von Radial- Wellendichtringen y auf geringe Koaxialitätsabweichung von Bohrung und Welle achten y bei einer evtl. Lackierung oder sonstiger Beschichtung des Aggregats mit einge- bautem Radial-Wellendichtring muss die Dichtung und auch der Kontaktbe- reich der Welle gegen Farbe oder Sprüh- nebel geschützt werden (→ Abb. 167). Abb. 167 Schutz von Radial-Wellendichtring und Welle bei Lackierung 11.3 BEFETTUNG VON SIMMERRINGEN Der Simmerring® oder die zugehörige Laufstelle der Welle sind vor der Montage initial zu befetten, um die Schmierung der Dichtkante für die ersten Umdrehungen der Welle sicherzustellen, bis die Schmierung durch das abzudichtende Fluid einsetzt. Vor der Montage müssen Bauteile mit einer an der Welle anlaufenden Schutz lippe zwischen der Schutzlippe und der Dichtkante unbedingt zu ca. 40 % des eingeschlossenen Volumens mit einem ge eigneten Fett gefettet werden. Durch die Schmierstoffversorgung der Schutz- lippe wird die Reibung und der Verschleiß reduziert (→ Kapitel „Services – Lube & Seal“, Seite 12). Korrekte Fettmenge ca. 40 % Zu hohe Fettmenge → Überfettung Abb. 168 Abbildung von korrekt befettetem Bauteil und Bauteil mit Überfettung Eine übermäßige Befettung des Zwischen- raumes zwischen Dichtkante und Schutz- lippe hat zur Folge, dass es bei hohen Temperaturen oder bei Druck im Aggregat zu einer Scheinleckage (→ siehe auch „Kurzzeitleckage“, Seite 383) kommen kann. Befettete Simmerringe können mit ausgewählten Fetten als modifizierte Katalog ware bezogen werden. Abb. 169 Dargestellt ist ein bei FST auto- matisiert befetteter Simmerring® 11.4 VERPACKUNG VON SIMMERRINGEN Industrieverpackung Simmerringe aus dem Katalogprogramm werden abhängig von Bauform und Größe in Gebindegrößen (Kartonagen) mit einer Stückzahl von bis zu mehreren 100 Teilen angeboten. Die Umverpackung ist mit einem aufgeklebten Etikett mit den bauteilspe zifischen Daten versehen. 361 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

362

Dichtungen für rotatorische Anwendungen Einzelverpackung Neben der Industrieverpackung können viele Bauformen auch in einer Einzel- verpackung mit geringerer Stückzahl be- zogen werden. Die Bauteile sind zumeist einzeln in PE-Beuteln ver schweißt und mit aufgeklebten oder auf gedruckten Eti- ketten mit den bauteilspe zifischen Daten versehen. Identische Bauteile in Industrie- und Ein- zelverpackung werden im Katalogpro- gramm mit unterschiedlichen Artikel- nummern geführt. Hinweis: Beim Öffnen der Einzelver- packungen ist darauf zu achten, dass das Bauteil nicht verletzt wird. 11.5 LAGERUNGSZEIT Auf den Etiketten der Verpackungsein- heiten für Simmerringe ist ein Hinweis für die zulässige Lager- und Verwendbar- keit aufgedruckt. Hierbei ist entweder das definierte „Best Before“-Datum oder auch das Herstellungsdatum des Bauteils angegeben. Die Haltbarkeit von Bau teilen im Elastomerwerkstoff NBR beträgt 7 Jahre. Bauteile aus dem Elastomerwerk stoff FKM sind 10 Jahre haltbar. Vorge fettete Bauteile aus NBR oder FKM sind max. 3 Jahre haltbar. Hierbei sind die Lagerbedingungen nach DIN 7716 bzw. ISO 2230 zu beachten. Aufgedruckte Chargennummern erlauben eine Rückverfolgung bis zum Rohmate rial, auch bei Katalogartikeln. Map-marker-edit Chargennummer für Rückverfolgung Abb. 170 Einzelverpackung Abb. 171 Exemplarisches Beispiel für Einzel- verpackung mit Herstellungsdatum 362

363

11. Handling und Montage von Radial- Wellendichtringen Falls dies aus konstruktiven Gründen nicht möglich sein sollte, kann ein Referenz- anschlagspunkt für Montagewerkzeug und Gehäuse verwendet werden (→ Abb. 176). Bei Standardprodukten sollte eine Schief- stellung von 0,5° nicht überschritten wer- den. Beispiele: y Da 30 mm y Da 60 mm y Da 100 mm a = 0,25 mm a = 0,52 mm a = 0,87 mm Die genannten Werte sind nur grobe Richtwerte. Unter spezifischen Betriebs- bedingungen kann sich auch eine kleinere Schrägstellung der Dichtung negativ auf das Dichtverhalten auswirken. a Play-circle  Montage großer Wellendichtringe Play-circle  Montage Radiamatic RPM41 ØDa Abb. 172 Schrägstellung 363 11.6 MONTAGE IN DIE GEHÄUSEBOHRUNG Hinweis: Die folgenden Beschreibungen und Empfehlungen beziehen sich primär auf die Montage von Simmerringen und PTFE Radial Wellendichtringen. Für die Montage großer Wellendichtringe für Anwendungen in der Schwerindustrie stehen zwei anschauliche Montageanima- tionen auf der FST Website zur Verfügung (siehe auch → „11.9 Fügen und Montieren offener Radial-Wellendichtringe vor Ort“, Seite 360). Für das Einpressen von Radial-Wellen- dicht ringen in die Gehäusebohrung wird grund sätzlich eine mechanische, pneu- matische oder hydraulische Einpress- vorrichtung samt Einpressstempel emp- fohlen (→ Abb. 174). Die Achse des Einpressstempels ist die Achse der Bohrung. Eine Schrägstellung ist nicht zulässig (→ Abb. 173). Ein metallischer Anschlag (Einpressstem- pel – Gehäuse) reduziert die Gefahr einer Fehlmontage und erhöht die Positionier- genauigkeit des Radial-Wellendichtrings in der Gehäusebohrung (→ Abb. 174). Wird der Radial-Wellendichtring bei der Montage in das Gehäuse zum Beispiel an eine Schulter gepresst, so kann die Dich- tung (Metallträger) deformiert werden, wenn kein Montagewerkzeug mit einem geeigneten metallischen Anschlag zum Gehäuse verwendet wird. In diesem Fall besteht die Möglichkeit, dass der Press- verband zwischen Dichtung und Ge- häusebohrung keine ausreichende Über- deckung aufweist (→ Abb. 175). & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

364

Dichtungen für rotatorische Anwendungen Schräger Einbau → Außendurchmesser wird abgeschält → Ring wird eingeklemmt Abb. 173 Winkelfehlstellung des Radial-Wellendichtrings zur Gehäusebohrung bei der Montage Abb. 174 Montagewerkzeug mit metallischem Anschlag am Gehäuse zur exakteren Montage des Simmerrings 364

365

11. Handling und Montage von Radial- Wellendichtringen Montage ohne metallischen Anschlag: Elastomer ist inkompressibel → Metall- teil wird deformiert Abb. 175 Deformation Radial-Wellendichtring bei Montage gegen Schulter ohne metallischen Anschlag des Montagewerkzeugs zum Gehäuse Nicht hinreichend genaue Oberfläche (z. B. Sandguss) Verwendung einer Referenz- fläche als axiale Anschlags- fläche für das Montage- werkzeug Abb. 176 Montage mit Referenzanschlagspunkt Bei der Montage „Bodenseite voraus“ kann die Krafteinleitung gemäß Variante A der → Abb. 177 erfolgen. Sollte auf- grund eines geringen radialen Abstandes zwischen Gehäusebohrung und Wellen- oberfläche kein ausreichender Bauraum für das Montagewerkzeug zwischen Dichtlippe und Innenauskleidung des Radial-Wellendichtrings vorhanden sein, so ist die Montage mit der Variante B der → Abb. 177 möglich. Diese Montage- variante birgt jedoch ein höheres Risiko hinsichtlich Abscherens von Elastomer oder der Deformation des Metallteils. 365 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

366

Dichtungen für rotatorische Anwendungen A B Abb. 177 Ausführung Montagewerkzeug bei Montage „Bodenseite voraus“ Werkzeug Gehäuse ) x ( Øx Øx Øx Øx Øx ) x ( x ) X ( X Øx Øx X ØX (x), (X) → relevant für die axiale Positionierung im Gehäuse Abb. 178 Ausführung Details für Montagestempel bei Montage „Bodenseite voraus“ 366

367

11. Handling und Montage von Radial- Wellendichtringen Bei der Montage „Stirnseite voraus“ be- steht bei zu kleinem Durchmesser des Einpressstempels die Gefahr, dass die Dichtung verbogen wird (→ Abb. 179). Bei der Gestaltung des Montagestempels sollte nach Möglichkeit die Gestaltungs- richtlinie gemäß → Abb. 180 angewen- det werden. Zu kleiner Montagedurchmesser → Ring wird verformt Abb. 179 Deformation Radial-Wellendichtring bei falscher Geometrie des Montagestempels (Durchmesser zu klein) Ø Stempel Ø RWDR Ø RWD R ‒ Ø Stempel = ΔØ Außen-Ø bis 71 mm → ΔØ = 1,4 mm Außen-Ø ab 71 mm → ΔØ = 1,8 mm Axialer Anschlag zwischen Montagewerk- zeug und Gehäuse zur genauen Positionie- rung des Simmerrings Abb. 180 Optimierte Gestaltung des Montagestempels bei abgebildeter Montagerichtung (Stirnseite vo- raus, Krafteinleitung über Bodenseite) (→ siehe Seite 333) 367 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

368

Dichtungen für rotatorische Anwendungen Bei der Verwendung von pneumatischen, hydraulischen oder mechanischen Einpress- vorrichtungen ist die Montagegeschwin- digkeit des Radial-Wellendichtrings in die Gehäusebohrung von entscheidender Be- deutung. Diese hat direkten Einfluss auf die resultierende Überdeckung und damit auf den zuverlässigen Sitz und die statische Dichtfunktion. Bei zu hoher Montagegeschwindigkeit kann es zu einem „Rückfedern“ oder einer Schiefstellung des Radial-Wellendichtrings kommen. Dies kann zu einer falschen Positionierung des Radial-Wellendichtrings führen. Bei Simmerringen mit gummiertem Haft- teil (Bauform A und AS) sollte die Montage- geschwindigkeit 100 mm/min nicht über- schreiten. Bei Simmerringen mit kleinen Durchmessern sind bis zu 300 mm/min möglich. Höhere Montagegeschwindig- keiten müssen abgeprüft werden. Bei Simmerringen mit metallischem Haftteil (Bauform B und BS bzw. C und CS) sollte die Montagegeschwindigkeit 1.000 mm/min nicht überschreiten. Um die Rückfederung und Schrägstellung von gummierten Simmerringen zu mini- mieren, empfiehlt es sich, die Dichtung nicht in einem Zug zu montieren. Diese sollte ca. 1 mm vor der endgültigen Posi- tion für ca. eine Sekunde vollständig ent- lastet werden, um sie anschließend sanft zu positionieren. HAMMERMONTAGE Bei der Hammermontage (häufig bei gro- ßen Dichtungen) ist mit einer geeigneten Montageplatte oder einem geeigneten Montagestempel zu arbeiten (→ Abb. 182). Bei zu hoher punktförmiger Belas- tung während der Montage besteht die Gefahr, dass die Dichtung deformiert wird und es somit zu einer Leckage kom- men kann (→ Abb. 181). Zulässige Hammermontage Achtung: Montageplatte verwenden! Abb. 181 und Abb. 182 Hammermontage 368

369

11. Handling und Montage von Radial- Wellendichtringen interpretiert werden. Darüber hinaus verbleibt das Medium im Spalt zwischen Haftsitz und Gehäusebohrung, woraus ein eingeschränkter Festsitz (geringe Demontagekraft) resultiert. Bei der Verwendung von Ölen oder Fetten als Montagehilfsmittel ist auf eine Kom- patibilität mit dem abzudichtenden Medium und dem Dichtungswerkstoff zu achten. Im Idealfall wird das abzu- dichtende Medium verwendet. y WasserAlkoholGemisch Ein Vorteil dieser Variante ergibt sich aus dem Verflüchtigen des Schmiermediums nach der Montage. Hieraus resultiert nach ausreichend langer Lagerzeit ein sehr guter Festsitz (hohe Demontage- kräfte). In geschlossenen Räumen ist auf ausreichende Belüftung zu achten und es sind die allgemein gültigen Arbeits- sicherheitsbestimmungen einzuhalten. y Klebstoffe (z. B. LOCTITE 243) Es ist darauf zu achten, dass viele Kleb- stoffe vor dem eigentlichen Aushärten eine ausgesprochen gute Schmierung und somit eine geringe Haltekraft auf- weisen. Somit dürfen nachfolgende Prozesse, wie z. B. Dichtheitsprüfung bei Druckbeaufschlagung im Aggregat oder auch weitere Handlingsvorgänge, bei denen es zu einer Krafteinwirkung auf den Haftsitz kommen kann, erst nach der Aushärtungszeit des Kleb- stoffs durchgeführt werden. y Spezielle Montagehilfsmittel (z. B. FRETAX AF281 von OKS) Bei wasserbasierten Montagehilfs- mitteln ist auf die erforderliche Ab- trocknungszeit zwischen Auftrag und Montage zu achten. Bei zu kurzer Verweilzeit verbleibt Wasser im Dichtspalt, was zu Korrosion der Bohrungsoberfläche bei Stahlge- häusen führen kann. 369 EINKLEBEN VON SIMMERRINGEN Grundsätzlich müssen Simmerringe der Bauform BA nicht eingeklebt werden. Falls besondere Umstände wie z. B. höherer Gehäuseinnendruck, zu große Poren im Ge- häuse oder nicht einhaltbare Gehäusetole- ranzen auftreten, sollten die Simmerringe mit folgenden Klebern eingeklebt werden: y Bauform BA: LOCTITE 480 (sorgt für optimale Verbin- dung zwischen Metall und Elastomer) y Bauform B1, B2: LOCTITE 480 oder Epple 33 (Dichtmasse) y Laufringe: LOCTITE 243 Beim Klebevorgang ist darauf zu achten, dass der Klebstoff auf keinen Fall auf die Gegenlauffläche, an die Dicht- oder Schutz- lippe gelangt. BENETZUNG DES HAFTTEILS FÜR DIE MONTAGE Bauteile mit einem gummiertem Haftteil- durchmesser (rilliert oder glatt) kleiner Ø 20 mm lassen sich in der Regel ohne Montagehilfsmittel (Schmierung am Haft- teil) montieren. Ohne Schmierung besteht allerdings ein Risiko die Dichtung durch zu hohe Montagekräfte zu beschädigen. Kon- kret besteht die Gefahr einer von außen nicht erkennbaren Deformation des Me- tallteils (insbesondere in Kombination mit einem nicht korrekt aus geführtem Mon- tagewerkzeug und Montageprozess). Geeignete Montagehilfsmittel Schmierung sind: zur y Öl oder Fettfilm Nachteil: Bei übermäßigem Schmier- mittelauftrag kann auf der Luftseite anhaftendes Medium als Leckage miss- & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

370

Dichtungen für rotatorische Anwendungen Werden die Dichtungen in einer hohen Stückzahl montiert und ist eine ausreichend lange Verweilzeit zwischen dem Auftrag des wasserbasierten Montagehilfsmittels und der Montage nicht umsetzbar, so können ggf. lösungsmittel basierte Montagehilfs- mittel zum Einsatz kommen. Dabei müssen die Arbeitsschutzrichtlinien eingehalten werden und es darf zu keiner Wechselwir- kung mit dem Elastomerwerkstoff kommen, da diese die Funktion des statischen Haft- sitzes negativ beeinflusst. 11.7 MONTAGE AUF DER WELLE y bei Montage über scharfe Kanten, z. B. eine Nut- und Passfederverbindung auf der Welle, muss der scharfkantige Wellenbereich mit einer Schutzkappe abgedeckt werden (→ Abb. 183), um eine Verletzung der Dichtlippe zu ver- meiden y die Wandstärke der Schutzkappe sollte kleiner als 0,5 mm sein, um eine Über- dehnung der Dichtlippe zu vermeiden. Wichtiger Hinweis: Bei Bauteilen der Bauform MSS1 und BABSL ist eine Aufdehnung von 0,5 mm in radialer Richtung zu vermeiden. Deshalb sind hier dünnere Wandstärken empfeh- lenswert (ggf. sind hierfür spezielle Materialien für die Montagehülsen er- forderlich) y bei Montage eines Aggregatteils mit bereits vormontierter Dichtung sollte ein Zentrierbolzen eingesetzt werden, um ein Verkanten und damit die Ver- letzung der Dichtlippe zu vermeiden y bei Montage einer langen Welle ist der Einsatz einer Führungsplatte zur par- allelen Führung der Welle zu empfeh- len, um eine unzulässige Verformung der Dichtlippe zu vermeiden y werden Teile des Aggregats mit einer Presspassung und gleichem Nenn- durchmesser über die Lauffläche ge- schoben, ist der Durchmesser der Lauffläche um 0,2 mm zu vermindern, um eine Beschädigung der Lauffläche zu vermeiden. Die Funktion der Dich- tung wird durch die Verringerung des Durchmessers nicht beeinträchtigt y werden weitere Komponenten des Aggregats, z. B. Lager mit einer Press- passung und gleichem Nenndurch- messer, über die Lauffläche geschoben, ist der Durchmesser der Lauffläche zu verringern, um eine Beschädigung zu vermeiden WELLEN- REDUZIERUNG ZUM DURCHMESSER NOMINALMASS [mm] Bis 30 > 30 bis 150 > 150 [mm] 0,10 0,20 0,30 Es ist zu berücksichtigen, dass durch die hieraus resultierende Reduzierung der Überdeckung zwischen Dichtkante und Wellenoberfläche die Dichtfunktion be- einflusst werden kann. Die geringere Überdeckung führt zu einer Reduzierung der Reibung, macht das System aber auch empfindlicher gegen äußere Einflüsse wie Schwingungen und Verschmutzungen (geringere Überdeckung der Schutzlippe). Bei der Montage von weiteren Maschinen- elementen, wie z. B. Wälzlagern, ist dar- auf zu achten, dass die Montage geführt erfolgen muss, um Kontaktmarken an der abzudichtenden Fläche zu vermeiden. Map-Marker-Exclamation Aufdehnung in radiale Richtung vermeiden 370

371

11. Handling und Montage von Radial- Wellendichtringen max. 0,5 mm (radial) Abb. 183 Montage über eine Welle mit scharfen Kanten MONTAGE MSS7 Zur leichteren Montage und einem im Betrieb festeren Sitz kann der Laufring des MSS7 mit LOCTITE 243 auf die Welle mon- tiert werden. Wichtiger Hinweis: Bauteile der Bauform MSS7 aus dem Katalogprogramm sind, wie in → Abb. 185 dargestellt, bereits vorgefettet. Map-Marker-Exclamation MSS7 sind vorge- fettete Bauteile Es wird nicht empfohlen den Laufring (In- nenteil) vom Dichtungsteil (BAUMSL) zu trennen. Aufgrund der werksseitig aus- geführten Befettung ist auf die zulässige Lagerungszeit zu achten (siehe Etikett auf der Verpackungseinheit). 11.8 MONTAGE VON SONDERBAUFORMEN MONTAGE MSS1 Wichtige Hinweise: y zur sicheren Montage der vorgeschal- teten Sinusdichtlippe des MSS1 ist eine ausreichend lange Montagefase an der Welle erforderlich, um ein Um- stülpen und Beschädigen der Sinus- dicht lippe zu vermeiden. Ist dies konst- ruktiv aus Platzgründen nicht umsetzbar, so wird die Verwendung eines dünn- wandigen Montagedorns empfohlen, der radial zum Wellendurchmesser zu zentrieren ist y bis zur Montage des MSS1 wird emp- fohlen, das Bauteil in der mitgelieferten Verpackung zu belassen, da es nicht stapelbar ist y Bauteile der Bauform MSS1 aus dem Katalogprogramm sind, wie in → Abb. 184 dargestellt, bereits vor gefettet. Aufgrund der werksseitig aus - geführten Befettung ist auf die zuläs- sige Lagerungszeit zu achten (siehe Etikett auf der Verpackungseinheit) 371 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

372

Dichtungen für rotatorische Anwendungen Fettfüllung Abb. 184 Montage eines Simmerrings MSS1 X Fettfüllung Abb. 185 Montagehinweis für die Montage und die Gestaltung des Montagewerkzeugs für einen Simmer- ring® der Bauform MSS7. Das für die Auslegung des Montagewerkzeugs erforderliche Maß „X“ kann bei Ihrem Ansprechpartner angefragt werden 372

373

11. Handling und Montage von Radial- Wellendichtringen MONTAGE VON SIMMERRINGEN MIT DICHTLIPPE AUS PTFE Für die Montage von Simmerringen mit einer Dichtlippe aus PTFE gelten die glei- chen Richtlinien wie für Simmerringe mit einer Dichtlippe aus Elastomer gemäß DIN 3760. Wichtig ist, dass die Dichtlippe aus PTFE speziell bei der Montage mit der Stirnseite in Montagerichtung nicht beschädigt wird. Empfohlen wird die Verwendung eines radial zentrierten Montagedorns mit einer Auflaufschräge von 10° bis 15° (→ Abb. 186). Es ist darauf zu achten, dass Katalogteile im Werkstoff PTFE (B2PT) im nicht vor gedehnten Zustand angeliefert werden. Daher ist eine Vordehnung auf Wellen- maß vor dem eigentlichen Montage- prozess von Vorteil. Map-Marker-Exclamation Vordehnung von Vorteil bei PTFE Welle Welle Montagedorn Abb. 186 Montage eines Simmerrings mit Dichtlippe aus PTFE 373 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

374

Dichtungen für rotatorische Anwendungen MONTAGE VON SIMMERRING® KASSETTENDICHTUNG y Dichtung nicht öffnen y Dichtungen gestapelt lagern Anforderungen an das Gehäuse y Toleranz: H8 y Rauheit: Metall- und Gummi-AD/ nur Gummi-AD: 1,6 ≤ Ra ≤ 6,3; Rz ≤ 25 nur Metall-AD: 0,8 ≤ Ra ≤ 3,2; Rz ≤ 16 y Fase: Austausch y keine Nachbearbeitung oder Ersatz der Welle erforderlich y bei Bauformen, die einen Laufring ohne Elastomerauflage am Innen- durchmesser besitzen, kann ein Dicht- mittel auf dem Innendurchmesser er- forderlich werden 2 x 15° … 25° Keine scharfen Kanten; müssen abge- rundet werden Anforderungen an die Welle y Toleranz: h8 y Rauheit: Metall- und Gummi-ID/ nur Gummi-ID: 1,6 ≤ Ra ≤ 6,3; Rz ≤ 25 nur Metall-ID: 0,8 ≤ Ra ≤ 3,2; Rz ≤ 16 y Fase: 2 x 15° … 25° Keine scharfen Kanten; müssen abge- rundet werden y Oberflächenzustand: KEINE Kratzer y Wärmebehandlung: nicht erforderlich y Schleifen: nicht erforderlich y Entfernung der Bearbeitungshelix: nicht erforderlich → Tab. 19 Durchmesser für die Einführfase der Welle siehe → Abschnitt 8.1, Tab. 19, Seite 332. y Oberflächenzustand: KEINE Kratzer y Wärmebehandlung: nicht erforderlich y bei Nur-Metall-Außendurchmesser wird die Verwendung von Dichtmittel empfohlen, bspw. LOCTITE 480 20° ±5° 2 mm Handling y Dichtung mit Gummihandschuhen anfassen y Dichtung mit zwei Händen halten (An- fassen vom Außendurchmesser) y Dichtung nicht herabfallen lassen, fällt sie doch, verschrotten y Außendurchmesser nicht zerkratzen/ beschädigen y Innendurchmesser nicht durch Kratzer beschädigen y Dichtlippe nicht berühren y Feder nicht entfernen y Arbeitsfläche der Dichtlippe darf nicht verkratzt/beschädigt werden 374

375

11. Handling und Montage von Radial- Wellendichtringen FST abgestimmt werden) y Fall E (2stufige Montage, nur für „Soft Unitized“-Ausführungen) (→ Abb. 191) • 1. Schritt: Montage des Laufrings auf der Welle • 2. Schritt: Montage des Dicht rings in die Bohrung (diese Version muss mit FST abgestimmt werden) • Zusammenbau von Welle und Boh- rung MONTAGEARTEN y Fall A (mit Lageranschlag) (→ Abb. 187) • 1. Schritt: Einpressen in die Bohrung • 2. Schritt: Montage der Welle y Fall B (ohne Lageranschlag) (→ Abb. 188) • 1. Schritt: Einpressen in die Bohrung • 2. Schritt: Montage der Welle y Fall C (parallel) (→ Abb. 189) • gleichzeitig an Bohrung und Welle y Fall D (zuerst auf der Welle) (→ Abb. 190) • 1. Schritt: Montage auf der Welle • 2. Schritt: Einpressen in die Gehäuse- bohrung (diese Version muss mit 1. Schritt Platzierung der Simmerring® Kassettendichtung auf dem Montagewerkzeug ➀ 2. Schritt Simmerring® Kassettendichtung an Gehäusebohrung ➁ einsetzen 3. Schritt Simmerring® Kassettendichtung korrekt platziert ➀ ➁ 4. Schritt Montagewerkzeug ➀ herausziehen 5. Schritt 6. Schritt Welle ➂ einsetzen Simmerring® Kassettendichtung axial entlastet platziert ➀ ➂ Abb. 187 Montage von Simmerring® Kassettendichtung – Fall A (mit Lageranschlag) 375 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

376

Dichtungen für rotatorische Anwendungen 1. Schritt Platzierung der Simmerring® Kassettendichtung auf dem Montagewerkzeug ➀ 2. Schritt Kassettendichtung an Gehäusebohrung ➁ einsetzen 3. Schritt Simmerring® Kassettendichtung korrekt platziert ➀ ➁ 4. Schritt 5. Schritt 6. Schritt Montagewerkzeug ➀ herausziehen Welle ➂ einsetzen Simmerring® Kassettendichtung korrekt platziert ➀ ➂ Abb. 188 Montage von Simmerring® Kassettendichtung – Fall B (ohne Lageranschlag) 1. Schritt Platzierung der Simmerring® Kassettendichtung auf dem Montagewerkzeug ➀ 2. Schritt Positionierung der Führung ➁ ➀ ➁ 3. Schritt Simmerring® Kassettendichtung korrekt platziert 4. Schritt Montagewerkzeug ➀ herausziehen ➀ Abb. 189 Montage von Simmerring® Kassettendichtung – Fall C (parallel) 376

377

11. Handling und Montage von Radial- Wellendichtringen 1. Schritt Platzierung der Simmerring® Kassettendichtung auf dem Montagewerkzeug ➀ 2. Schritt Einführen der Simmerring® Kassettendichtung in das Gehäuse ➁ 3. Schritt Simmerring® Kassettendichtung positioniert ➀ ➁ 4. Schritt Montagewerkzeug ➀ herausziehen 5. Schritt Einführen der Welle ➂ in das Gehäuse 6. Schritt Simmerring® Kassettendichtung positioniert ➂ ➀ Abb. 190 Montage von Simmerring® Kassettendichtung – Fall D (zuerst auf der Welle) 1. Schritt 2. Schritt 3. Schritt Mit einem speziellen Werkzeug ➀ auf der Welle ➂ montierte Hülse Einpassen des Dichtungsrings auf einem speziellen Montagewerkzeug ➀ Dichtungsring im Gehäuse montiert, Werkzeug am Lagerinnendurchmesser gestoppt ➂ ➀ ➀ 4. Schritt Montagewerkzeug ➀ herausziehen 5. Schritt Einführen der Welle ➂ in das Gehäuse ➁ ➂ ➁ 6. Schritt Simmerring® Kassettendichtung zusammengebaut Abb. 191 Montage von Simmerring® Kassettendichtung – Fall E (2-stufige Montage) 377 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

378

Dichtungen für rotatorische Anwendungen MONTAGE VON SIMMERRING® KOMBIDICHTUNG Anforderungen an das Gehäuse y Toleranz: H8 y Rauheit: Metall- und Gummi-AD/ nur Gummi-AD: 1,6 ≤ Ra ≤ 6,3; Rz ≤ 25 nur Metall-AD: 0,8 ≤ Ra ≤ 3,2; Rz ≤ 16 y Fase: 2 x 15° … 25° Keine scharfen Kanten; müssen abge- rundet werden y Oberflächenzustand: KEINE Kratzer y Wärmebehandlung: nicht erforderlich y bei Nur-Metall-Außendurchmesser wird die Verwendung von Dichtmittel emp- fohlen, bspw. LOCTITE 480 20° ±5° 2 mm Handling y vorsichtig vorgehen, damit die Dicht- lippen beim Handling und beim Ein- setzen der Welle nicht beschädigt wer- den (gilt besonders für Vielkeilwellen) Montageprozedur y es gelten die gleichen Montageanwei- sungen wie für Standard-Simmerringe y Vorsicht beim Einführen der Welle, um eine mögliche Beschädigung der Dicht- lippen zu vermeiden y Anweisungen für die Demontage bitte anfragen (Luftseite zuerst) Austausch y wenn eine Simmerring® Kombidichtung ausgetauscht wird, muss die Welle er- setzt/erneuert werden, um die Forderun- gen an Härte und Toleranz zu erfüllen y für Simmerring® Kombidichtungen mit Außendurchmesser aus Metall ist ein Dichtmittel am Außendurchmesser er- forderlich Anforderungen an die Welle y Toleranz: h11 y Rauheit: 0,2 ≤ Ra ≤ 0,8 1,0 ≤ Rz ≤ 5,0 Rmax ≤ 6,3 y Fase: 2 x 15° … 25° Keine scharfen Kanten; müssen abge- rundet werden y Oberflächenzustand: KEINE Kratzer, KEINE Helix y Wärmebehandlung: Abschrecken und Härten (andere Option muss mit FST Engineering evaluiert werden) y Entfernung der Bearbeitungshelix: erforderlich (andere Option muss mit FST Engineering evaluiert werden) y helixfrei geschliffen → Tab. 19 Durchmesser für die Einführfase der Welle siehe → Abschnitt 8.1, Tab. 19, Seite 332. Schmierung y vor dem Einsetzen der Welle in die Kombidichtung muss Fett aufgetragen werden y alle Innenflächen der Kombidichtung müssen geschmiert werden 378

379

11. Handling und Montage von Radial- Wellendichtringen y zum Einfetten von Hand kann das Fett mit einem Silikonpinsel (kein Farbpinsel!) oder Spatel (Holz) in die Kombidichtung eingebracht und auf der gesamten Fläche verteilt werden y normalerweise wird dieser Vorgang nach dem Einsetzen der Kombidichtung in das Gehäuse und vor dem Einführen der Welle durchgeführt Montagearten y Fall A (→ Abb. 192) • erster Schritt: Einpressen in die Boh- rung • zweiter Schritt: Einbau der Welle y Fall B: Parallele Montage (→ Abb. 193) Montagewerkzeug Gehäuse Abb. 192 Montage von Simmerring® Kombidichtung – Fall A Welle Montagewerkzeug Gehäuse Gehäuse Welle Welle Abb. 193 Montage von Simmerring® Kombidichtung – Fall B (parallel) Führung 379 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

380

Dichtungen für rotatorische Anwendungen 11.9 FÜGEN UND MONTIEREN OFFENER RADIAL-WELLEN- DICHTRINGE VOR ORT Bei einigen Anwendungen der Schwer- industrie ist der Tausch eines Radial-Wellen- dichtrings z. B. bei Wartungsarbeiten mit einem erheblichen Demontageaufwand verbunden. Die Hauptwelle einer Wind- kraftanlage ist ein gutes Beispiel hierfür. Deshalb kommen für solche Anwendun- gen Dichtungen ohne Metallkäfig zum Einsatz, die als aufgeschnittener Ring um die Welle gelegt, anschließend zu einem Endlosring gefügt und final in den Sitz im Gehäuse montiert werden. Für solche anspruchsvollen Anwendungen bietet Freudenberg Sealing Technologies aus seinem umfangreichen Produktport- folio Radial-Wellendichtringe der Bau- reihen Radiamatic, Seventomatic®, Enviro- matic bzw. TBM an. Diese Dichtungen lassen sich vor Ort aufschneiden oder werden bereits „offen“ geliefert. Für das anschließende Fügen der Dichtung auf der Welle kommt ein spezielles Ver- fahren zum Einsatz, das die beiden losen Enden der Dichtung wieder miteinander verbindet. Das Kaltklebeset RK 15 hält die beiden losen Enden der Dichtung formschlüssig in speziellen, dem Profil der Dichtung nachempfundenen Backen fest. Somit verbindet der Zweikomponentenkleber die Schnittenden präzise fluchtend mit- einander. Das verlässliche Fügen von RadialWellen dichtringen erspart eine aufwändige Demontage der Anlage vor Ort. Hohe Präzision der Klebevorrichtung und Prakti- kabilität in der Anwendung machen eine Durchführung der Arbeiten durch den Kunden selbst möglich. Abb. 194 Kaltklebeset RK 15 für das Fügen von Radial-Wellendichtringen vor Ort Map-marker-edit Aufwändige Demontage der Anlage vor Ort wird vermieden Play-circle  Montage- animation RK15 380

381

11. Handling und Montage von Radial- Wellendichtringen 11.10 AUSTAUSCH VON RADIAL- WELLENDICHTRINGEN Bei der Demontage eines zu ersetzenden Ra- dial-Wellendichtrings ist darauf zu achten, dass keine Beschädigungen der Gehäuse- bohrung und Wellenoberfläche hervor- gerufen werden. Ist ein Auspressen des Radial-Wellendichtrings aus einer Gehäuse- bohrung möglich, so ist ein geeigneter Demontagestempel zu verwenden (ggf. kann je nach konstruktivem Umfeld auch der zuvor verwendete Montagestempel genutzt werden) (→ Kapitel „Services – Montage- und Demontagehilfsmittel“, Seite 14). Ist ein Auspressen nicht möglich, kann das Metallteil an der Bodenseite bzw. Stirnseite angebohrt werden. Hierbei ist unbedingt darauf zu achten, dass keine Metallspäne in dem abzudichtenden Raum verbleiben (Beschädigung Lager, Verschmutzung Dichtstelle). Anschließend wird die Dichtung mit einem geeigneten Werkzeug aus der Bohrung gezogen (z. B. Schlagwerkzeug, → Abb. 195). Vorgang die Wellenoberfläche beschädigt wird, wodurch es beim weiteren Betrieb des Aggregats zu einer Leckage kommen kann. Bei Reparatur bzw. Überholung eines Ag- gregats müssen grundsätzlich neue Dich- tungen eingebaut werden. Die Dichtlippe des neuen Radial-Wellendichtrings darf nicht auf der Position der alten Laufstelle positioniert werden (Gefahr von Leckage). Maßnahmen hierzu sind: y Austausch von Wellenbuchsen (aus- tauschbarer Laufring oder am Markt verfügbarer, drallfrei gefertigter und gehärteter Lagerring). Nachteil dieser Ausführung ist eine geringere Wärme- abfuhr aus dem Dichtkontakt durch die zusätzliche Trennfuge zwischen Welle und Buchse. Dieser Effekt wird noch verstärkt, wenn Klebstoff zum Fixieren der Buchse verwendet wird y Überarbeitung der Wellenoberfläche auf den nächstkleineren verfügbaren Wellendurchmesser (in der DIN-Reihe) und Verwendung des entsprechenden Radial-Wellendichtrings Abb. 195 Schlagwerkzeug zur Montage und Demontage von Dichtungen Es wird nicht empfohlen den Radial-Wellen- dichtring mit einem haken förmigen Werk- zeug zwischen Welle und Dichtlippe zu hintergreifen, um das Bauteil zu demontie- ren. Es besteht die Gefahr, dass bei diesem Abb. 196 Ausführung der Dichtstelle mit austauschbarem Laufring auf der Welle 381 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

382

Dichtungen für rotatorische Anwendungen Originaleinbau Einbau im Reparaturfall Abb. 197 Überarbeitung Welle (kleinerer Durchmesser und Verwendung eines passenden, verfügbaren Wellendichtrings) y Wahl einer anderen Einpresstiefe in die Bohrung y Einbau von Distanzringen (→ Abb. 198) y Verwendung von Wellenschutzhülsen (z. B. WSH). Die Wandstärke der am Markt verfügbaren Wellenschutzhülsen beträgt ca. 0,3 mm. Hieraus resultiert nach der Montage ein um ca. 0,6 mm vergrößerter Durchmesser der Gegen- laufstelle. Ist kein auf den um 0,6 mm vergrößerten Wellendurchmesser angepasster Radial-Wellendichtring verfügbar, so muss die ursprünglich verwendete Abmessung des Radial- Wellendichtrings verwendet werden. Hieraus resultiert eine höhere Dicht- lippenüberdeckung und erhöhte Rei- bung. Somit ist mit einer geringeren Lebensdauer zu rechnen (im Vergleich zu der ursprünglichen Paarung von Originalwellendurchmesser und Radial-Wellen dichtring) Originaleinbau Einbau im Reparaturfall y von einer Verwendung der Bauform MSS1, BABSL oder PPS auf einer durch die Montage einer Wellenschutzhülse um 0,6 mm vergrößerten Gegenlauf- stelle wird abgeraten Abb. 198 Montage bei Reparatur – Austausch Simmerring® mit axial versetzter Position. Blaue Strichlinie zeigt Laufspur der ursprünglichen Position. Rote Strich- linie zeigt Position der Laufspur bei axial versetzt eingebautem Radial-Wellendichtring 382

383

12. SCHADENSANALYSE 12. Schadensanalyse Siehe auch → Kapitel „Material, Werk- stoffe und Verfahrenstechnik – 9. Scha- densanalyse“, ab Seite 164. 12.1 LECKAGE-DEFINITION – DIE NORM, LECKAGE- BEGRIFFE, URSACHE, KLASSIFIKATION Unter Anwendung der vorgeschriebenen Betriebsbedingungen ist die Leckage durch die Menge des abzudichtenden Fluids bestimmt, die während des Betriebs in einer definierten Zeit über den funktions- bedingten Schmierfilm an der Dichtkante hinausgeht und zum Abtropfen des abzu- dichtenden Fluids führt. Diese Fluidmenge wird als Leckage bezeichnet. Leckageklassen können wie folgt definiert werden: Dicht Keine Feuchtigkeit an der Dichtung er- kennbar. Unter der Dichtkante kann ein Schmierfilm sichtbar sein. Feucht Sichtbarer Ölmeniskus zwischen Dicht- lippe und Welle. Die Luftseite des Radial- Wellendichtrings kann feucht sein. Nass Sichtbarer Ölmeniskus zwischen Dichtlippe und Welle erkennbar. Fluid sammelt sich am Deckel/Gehäuse oder/und Fluidspur ist am Deckel möglich, tropft aber noch nicht ab. LECKAGE Erkennbare Leckage, typischerweise ab- tropfend an der Außenseite des Gehäuses ausgehend von der Luftseite der Dichtung. Leckage kann kontinuierlich oder auch kurzzeitig auftreten. KURZZEITLECKAGE Eine Ausprägung vorübergehender Leck- age kann bei befetteten Radial-Wellen- dichtringen die sogenannte Scheinleckage sein. Diese ist häufig auf eine zu hohe Fettfüllung zwischen Dicht- und Schutz- lippe zurückzuführen. Unter Temperatur- einfluss dehnt sich das Fett aus. Unter Druckbeaufschlagung (z. B. bei einem Aggregattest) wird der zur Verfügung stehende Bauraum zwischen Dichtlippe und Schutzlippe reduziert. In beiden Fäl- len kann Fett im Falle einer zu hohen Füll- menge bei der Montage zwischen Schutzlippe und Welle austreten. Das Austreten des Fluids kann vom Endkunden als Ölleckage interpretiert werden. Eine weitere Ursache für auftretende Kurzzeitleckage kann in kurzfristigen Störungen des Dichtsystems, z. B. durch kleine Schmutzpartikel, die temporär den Dichtmechanismus stören und bei wei- terem Betrieb wieder aus dem Dichtspalt herausgefördert werden, liegen. ANALYSE VON LECKAGE URSACHEN: STATISCHE UND DYNAMISCHE LECKAGE Bei Radial-Wellendichtringen unter- scheidet man zwei Arten von Leckagen (→ Kapitel „Services – Schadensanalyse“, Seite 16): y die statische Leckage, die an der Außen- fläche (zwischen Außendurchmesser und Gehäusebohrung) oder an der Dichtlippe (zwischen Dichtlippe und Wellenoberfläche) bei nicht drehender Welle möglich ist y die dynamische Leckage tritt bei rotie- render Welle an der Dichtlippe auf 383 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

384

Dichtungen für rotatorische Anwendungen STATISCHE LECKAGE Statische Leckage Gehäusebohrung y Bohrungsdurchmesser zu groß y Gehäusebohrung zu rau, besonders kritisch bei RWD R mit metallischem Haftsitz y Beschädigung des Haftsitzes durch z. B. scharfkantigen Fasenbereich und/ oder zu steiler Gehäusefase • metallischer Haftsitz bekommt Längsriefen • gummierter Haftsitz kann abge- schert werden Statische Leckage an der Welle y Wellendurchmesser zu klein und/oder Gehäuseversatz zu groß y Beschädigungen der Wellenoberfläche (z. B. axiale Riefen aufgrund von Mon- tage eines zur Dichtstelle benachbarten Lagers) y Dichtlippenbeschädigung (z. B. durch scharfkantige Fase oder Passfedernut) y Umstülpen der Dichtlippe bei der Montage (z. B. durch ungeeignete Wel- lenfase). y Abheben der Dichtlippe durch Unter- druck im Aggregat DYNAMISCHE LECKAGE Dynamisch bedingte Leckagen an der Dichtlippe treten weitaus häufiger auf als statische Leckagen. Die Ursachen sind verglichen mit statischen Leckagen kom- plexer. Auf die wichtigsten Einflussfaktoren wird im Folgenden eingegangen. Welle y scharfkantige oder zu kleine Einführ- fasen y Kratzer, z. B. hervorgerufen durch die Montage eines Lagers auf die Welle. Wer- den weitere Komponenten des Aggre- gats, z. B. Lager mit einer Press passung und gleichem Nenndurchmesser, über die Lauffläche geschoben, ist, um eine Beschädigung zu vermeiden, der Durch messer der Lauffläche zu verringern, und zwar um 0,10 mm für Wellendurch- messer bis 30 mm, um 0,2 mm für Wellen- durchmesser von > 30 mm bis 150 mm und um 0,30 mm für Wellendurch- messer > 150 mm. Im Allgemeinen wird die Funktion des Simmerrings durch diese Verringerung des Wellen- durchmessers nicht beeinträchtigt y Lunker im Laufspurbereich des Radial- Wellendichtrings beispielsweise bei Gusswerkstoffen oder flammgespritzten Beschichtungen (erlaubt sind Poren mit einer Abmessung von < 0,05 mm) y eine Unterschreitung oder Überschrei- tung der empfohlenen Rauheitswerte der Wellenoberfläche kann Leckage ver- ursachen (z. B. durch starken Verschleiß) y Drall (= förderaktive Oberflächen- strukturen) auf der Wellenoberfläche Empfehlungen zu Rauheitskenngrößen siehe → „8.1 Gestaltung der Welle“, Seite 324. Zusätzlich zu etablierten Prüfmethoden wie z. B. der Fadenmethode können mit modernen Messverfahren Wellenober- flächen charakterisiert und auf ihre Eig- nung als RWDR-Gegenlauffläche beurteilt werden (→ „Fadenmethode“, Seite 407, → „Services – Prüfstände“, Seite 17). SCHMIERSTOFF Der Schmierstoff hat einen signifikanten Einfluss auf das Dichtverhalten. Der kom- plexe Aufbau der Schmierstoffe, die Wechselbeziehung der einzelnen Additive untereinander und die Interaktionen mit dem Elastomer des Radial-Wellendicht- rings können dazu führen, Map-marker-edit Verringerung des Durchmessers der Lauffläche 384

385

12. Schadensanalyse y dass Radial-Wellendichtringe vor allem an der Dichtkante chemische Wechsel- wirkungen mit dem abzudichtenden Fluid zeigen y dass sich Reaktionsprodukte an der Wellenoberfläche im unmittelbaren Bereich der Dichtkante ablagern. Hier- durch kann die dynamische Dicht- funktion gestört werden. Darüber hi- naus ist es auch möglich, dass der Schmierstoffaustausch im Dichtspalt durch die Ablagerungen gehemmt oder sogar komplett unterbunden wird. Hierdurch kann es zu einer Mangel- schmierung und/oder zu einer thermi- schen Überlastung an der Dichtlippe kommen Trotz ausreichendem Schmierstoffangebot kann es bei schlecht benetzenden Fluiden (z. B. PG-Ölen oder hohen Viskositäten) an der Dichtlippe von RWD R zu Mangel- schmierung kommen. Eine Mangelschmierung bedingt durch unzureichende Benetzung tritt verstärkt auf bei niedriger Ölsumpftemperatur und der Kombination von RadialWellen dichtringen aus einigen FKMWerkstoffen und Fluiden auf PAGBasis. BETRIEBSBEDINGUNGEN UND UMGEBUNGSEINFLÜSSE Die Summe der Betriebsbedingungen und Umwelteinflüsse haben einen signifikan- ten Einfluss auf das Dichtverhalten von RWDR. Die Auswahl geeigneter Dich- tungsdesigns und -werkstoffe hängt maß- geblich von den verschiedenen Betriebs- bedingungen ab. Daher empfiehlt sich der Simmerring®-Selektor. Im Folgenden wird auf eine Auswahl von relevanten Bedingungen eingegangen: Temperatur Relevant für die thermische Belastung des Dichtsystems ist eine Vielzahl von Einflussgrößen, u.a. die Kombination aus Ölsumpftemperatur, Drehzahl, Druckbe- aufschlagung, Schmierstoffversorgung und Schmierstoff. Dadurch kann die Dichtkantentemperatur erheblich über der Ölsumpftemperatur liegen. Druck Der für die Dichtstelle relevante Druck ist die Druckdifferenz zwischen der Fluidseite (Federseite) und der Luftseite der Dichtung (Umgebungsdruck). Überdruck auf der Fluidseite (z. B. verur- sacht durch thermische Expansion der Luft in nichtentlüfteten Aggregaten) erhöht die spezifische Anpressung der Dichtlippe auf der Wellenoberfläche. Dadurch erhöhen sich sowohl die thermische Belastung des Elastomers und des Schmierstoffs im Dicht- spalt als auch die mechanische Belastung. Hieraus kann sich ein erhöhter Dicht- lippen verschleiß, erhöhter Welleneinlauf und daraus resultierend eine geringere Betriebslaufzeit der Radial-Wellenabdich- tung ergeben. Für Drücke > 0,5 bar sind spezielle Dichtlippendesigns erforderlich. Weitere Informationen siehe → Abschnitt „7.1 Bauformen für Druckanwendungen“, Seite 318. Überdruck auf der Luftseite verringert die Anpressung der Dichtlippe auf der Wellen- oberfläche und kann zu einer Störung der Dichtfunktion führen. Verschmutzung Innere oder äußere Verschmutzung kann zum Ausfall von Radial-Wellendichtringen führen. Die Schmutzpartikel können in den Dicht spalt gelangen und dort die Map-Marker-Exclamation Mangelschmie- rung bedingt durch unzureichende Benetzung Simmerring®- Selektor 385 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

386

Dichtungen für rotatorische Anwendungen Handling Mechanische Einflüsse Schmutz von außen Chemische Schädigung RWD R Verschleiß Transport Drehzahl Einsatzbedingungen UV Lagerung Montage Welle Exzentrizität Sand Welle Schlamm Schwingungen Staub Ozon Medium Temperatur Rauheit der Welle Überdruck Abdichtmedium Konstruktion Dichtlippe Wasser Elastomerwerkstoff Werkstoff Aggregat Dichtung Bohrung Medium Drall auf Welle Formsand Medium/Mediumstand Metallabrieb Temperatur Verschmutztes Drehzahl Medium Korosion Elastomerwerkstoff Oberflächenstruktur der Welle Werkstoff/Rauheit der Welle Elastomerwerkstoff Korrosionsschutz Schmiermedium Abrasive Partikel Herstellung Schmutz von innen Thermische Schädigung Verschleiß der Laufstelle Abb. 199 Mögliche Ausfallursachen von Radial-Wellendichtringen dynamische Dichtfunktion stören bzw. zu einem früh zeitigen Verschleiß von Dichtkante und Welle führen. In Folge von innerer oder äußerer Verschmutzung kann die Lebensdauer deutlich reduziert werden. Äußere Verschmutzung kann durch die spezifischen Einsatzfälle und Umgebungs- bedingungen hervorgerufen werden (z. B. Staub, Sand, Schmutz, Fasern, oder auch Reinigungsmedien wie sie in der Lebens- mittelindustrie zum Einsatz kommen). Liegt eine erhöhte Schmutzbelastung vor, die über die Einsatzgrenzen eines her kömmlichen Simmerrings mit Schutz lippe hinausgeht, so kann ein modifizier tes Katalogbauteil, kombiniert mit einer Vlies scheibe von Freudenberg oder die Bauform MSS1 eingesetzt werden (siehe → Abschnitt „9. Modifizierte Katalogware“, Seite 335). Innere Verschmutzung kann z. B. durch Abrieb rotierender Teile (z. B. Lager oder Verzahnungen) oder Rückstände aus dem Herstellungsprozess (z. B. Formsand oder Strahlgut) hervorgerufen werden. UNTERSCHEIDUNG VOM ZEITPUNKT DES AUFTRETENS DER LECKAGE: KURZZEIT UND LANGZEIT Kurzzeitausfall Unter einem Kurzzeitausfall oder Früh- ausfall wird das vorzeitige Versagen des Dichtsystems verstanden. Der Zeitraum bis zum Eintritt der Leckage ist anwen- dungsspezifisch und hängt stark von den Betriebsbedingen ab. In vielen Fällen wird von einem Frühaus- fall gesprochen, wenn die unzulässige Leckage bei weniger als 100 Betriebsstun- den oder z. B. bei einer Laufleistung von unter 10.000 km auftritt. Map-marker-edit MSS1 und modifizierte Katalogware mit aufgeklebtem Elementen aus Vlies oder PTFE Play-circle  Anwendungs- beispiel MSS1 386

387

12. Schadensanalyse Langzeitausfall Unter einem Langzeitausfall wird der Aus- fall des Dichtsystems nach einer fortge- schrittenen Betriebsdauer des Aggregats verstanden (→ Abschnitt „12.1 Leckage- Definition“, Seite 383). Basierend auf Daten aus der Analyse von Feldrückläufern und Prüfstandserpro- bungen sind die Einflüsse auf Früh- und Langzeitausfälle unterschiedlich zu be- werten (→ Tab. 22). Durch entsprechende Montageschulungen (→ Kapitel „Services – Schulungen“, Seite 19) oder Beratung bezüglich der richtigen Ober flächenbearbeitung der Wellen können präventiv die meisten Fehler vermieden wer- den. Wichtig dabei ist, dass Dichtungs- und Aggregathersteller sowie der Anwender bei der Fehleranalyse eng zusammenarbeiten und systematisch vorgehen. Es gibt eine Vielzahl von Einflussgrößen und deren Wechselwirkungen, welche die Dichtwirkung eines Radial-Wellendicht rings mittel- und langfristig beeinträchtigen können. Als ein sinnvolles Analyse- instrument bei der Schadensermittlung hat sich das Schaubild „Mögliche Ausfall- ursachen von Radial-Wellendichtringen“ (→ Abb. 199) bewährt. Mit Hilfe dieses Diagramms kann eine systematische Feh- lereingrenzung erfolgen. Es gibt nur selten eine einzige Leckage ursache. Erst das Zusammenwirken mehrerer Faktoren führt in der Regel zum Versagen des Dichtsystems. Map-Marker-Exclamation In der Regel führen mehrerer Faktoren zur Undichtheit Für die Schadensanalyse ist es daher erfor- derlich, dass vom Anwender alle relevan- ten Informationen, die den Schadensfall betreffen, zur Verfügung gestellt werden und die ungereinigte Dichtung und Welle sowie ggf. eine Schmierstoffprobe zur Schadensanalyse übersendet werden. Zur Sammlung und Dokumentation der Einbau- und Betriebsbedingungen kann das Schadensanalyseblatt von FST ange- fordert werden. Schadens- analyseblatt ANTEIL KURZZEITAUSFALL ANTEIL LANGZEITAUSFALL Wellenbearbeitung Unsachgemäße Montage Fehlerhafte Dichtung Wechselwirkung mit dem abzudichtenden Fluid Dichtungsumfeld Betriebsbedingungen Tab. 22 Ausfallursachen 30 % 35 % 5 % 10 % 10 % 10 % 5 % 0 % 10 % 40 % 20 % 25 % 387 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

388

Dichtungen für rotatorische Anwendungen DARSTELLUNG VERSCHIEDENER SCHADENSFÄLLE AM SIMMERRING® MERKMAL ABBILDUNG Dichtkante im neuwertigen Zustand Im neuwertigen Zustand weist die Dichtlippe eine annähernd scharfkantige Dichtkante auf. Die für die dynamische Dichtfunktion erforderliche Laufspur bildet sich nach kurzer Betriebszeit aus Dichtkante mit Laufspur Eine gut abgesetzte Laufspur nach einer Betriebszeit > 500 Stunden Die Dichtkante ist frei von Ablagerungen, sauber ab- gesetzt und hat eine Laufspurbreite < 0,5 mm Rissbildung Eine thermisch stark beanspruchte äußere Rand- schicht der Dichtkante mit harten Ablagerungen und axial verlaufenden Rissen in der Laufspuroberfläche Starke Beeinträchtigung der dynamischen Dichtfunk- tion. Je nach Ausprägung der axialen Risse liegt even- tuell auch eine statische Leckage an der Dichtkante bei Stillstand des Aggregats vor Mögliche Ursache: thermische Überlastung Harte Ablagerungen Eine thermisch beanspruchte Dichtstelle mit harten Ablagerungen des abzudichtenden Fluids im Bereich der Laufspuroberfläche Starke Beeinträchtigung der dynamischen Dichtfunk- tion Mögliche Ursachen: thermische Überlastung des ab- zudichtenden Fluids im Dichtspalt 388

389

MERKMAL ABBILDUNG Erweichung Eine sehr starke chemische Wechselwirkung mit dem abzudichtenden Fluid oder mit einer Substanz auf der Luftseite der Dichtstelle (z. B. Reinigungsmedium) Starke Beeinträchtigung der dynamischen Dichtfunk- tion Mögliche Ursachen: Unverträglichkeit mit dem abzu- dichtenden Fluid Abrieb Sehr starker Dichtkantenverschleiß mit daraus resul- tierendem trockenem Elastomerabrieb Mögliche Ursache: Mangelschmierung Blasenbildung Eine komplexe mechanische, chemische und thermische Wechselwirkung im Bereich des Dichtspalts (meist an der luftseitigen Kontaktfläche der Dichtstelle) führt mitunter zu mit Fluid gefüllten Blasen an der Elastomer- oberfläche. Starke Beeinträchtigung der dynamischen Dichtfunktion Mögliche Ursachen: Unverträglichkeit und/oder ther- mische Überbelastung mit dem abzudichtenden Fluid Rillenbildung Sehr starker Dichtkantenverschleiß mit starker um- fangsseitiger Rillenbildung in der Laufspuroberfläche Mögliche Ursache: Mangelschmierung und/oder er- höhte Druckbeaufschlagung der Dichtlippe 12. Schadensanalyse 389 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

390

Dichtungen für rotatorische Anwendungen DARSTELLUNG VERSCHIEDENER SCHADENSFÄLLE AM SIMMERRING® MERKMAL ABBILDUNG Verschmutzung Sehr starke Verschmutzung auf der luftseitigen Kon- taktfläche der Dichtlippe Mögliche Ursache: starke äußere Beaufschlagung mit Schmutz oder anderen Partikeln ohne ausreichenden Schutz der Dichtstelle. Partikel können unmittelbar zu einer Störung des Dichtsystems führen. Es ist jedoch auch ein schmutzbedingter frühzeitiger Verschleiß der Dichtkante bzw. Welle möglich Hohlkehlenbildung Sehr starker Dichtkantenverschleiß mit einer sehr starken Ausprägung einer Hohlkehle auf der luft- seitigen Kontaktfläche der Dichtlippe Mögliche Ursache: starke Druckbeaufschlagung der Dichtlippe evtl. in Kombination mit einer Mangel- schmierung durch abreißenden Schmierfilm im Dichtspalt Dichtkantenbeschädigung Lokale mechanisch hervorgerufene Beschädigung der Dichtkante sorgt für eine sofortige Leckage nach Inbetriebnahme des Aggregats. Die Störung des tribologischen Systems verhindert die Ausprägung einer Laufspur. Zwischen den Beschädigungen ist die Dichtkante oft im neuwertigen Zustand Mögliche Ursache: fehlerhafte Montage (kein Mon- tagedorn bei ungünstiger Wellengeometrie mit scharfkantigen Fasen), falsches Handling Ablagerungen im Drall Eine thermisch beanspruchte Dichtstelle mit harten Ablagerungen des abzudichtenden Fluids in den Drall- stegen der Dichtlippe Starke Beeinträchtigung der dynamischen Dichtfunk- tion Mögliche Ursachen: thermische Überlastung des ab- zudichtenden Fluids im Dichtspalt 390

391

12. Schadensanalyse ZUSAMMENFASSUNG Radial-Wellendichtringe von FST sind be- währte, robuste und zuverlässige Dicht- elemente. Bedingt durch komplexe Wech- selwirkungen im tribologischen System unterliegen sie jedoch einem natürlichen Verschleiß. Die Ursachenermittlung bei Leckage ist deshalb ein anspruchsvoller, komplexer Vorgang. Schadensbilder wie oben dargestellt, zeigen exemplarisch die wichtigsten zum Ausfall von Radial- Wellen dichtringen führenden Ursachen. Die eigen tliche Schadens ursache kann nur durch eine sorgfältige Analyse von Welle, Radial- Wellendichtring und ggf. Schmierstoff ermittelt werden. Für die Untersuchung von Radial-Wellen- dichtringen aus Versuchen oder Feldrück- läufern stellt FST ein Schadensanalyseblatt zur Verfügung. Mit diesem Dokument können die relevanten Angaben zu den Be- triebs- und Einbaubedingungen übermittelt werden. Steht ein möglichst vollständig ausgefülltes Schadensanalyseblatt und ein sorgfältig demontierter RWD R und die Welle im ungereinigten Zustand sowie ggf. eine Schmierstoffprobe zur Verfügung, kann in vielen Fällen eine Ursache für eine Leckage identifiziert werden. Im Idealfall lassen sich aus den Untersu- chungsergebnissen Vorschläge für eine Verbesserung des Dichtsystems ableiten (→ Kapitel „Services – Schadensanalyse“, Seite 16). 391 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

392

Dichtungen für rotatorische Anwendungen 12.2 FEHLERBEHANDLUNG UND ABSTELL MASS- NAHMEN Die Zusammenstellung von möglichen Störstellen während der Montage und des Handlings von Simmerringen beim Anwender soll helfen, Störstellen zu er- kennen und entsprechende Abstellmaß- nahmen zu treffen. Bitte nutzen Sie die Möglichkeit einer technischen Beratung durch einen Techniker von Freudenberg Sealing Technologies. 1.0 WAREN EINGANG 1.1 LAGERUNG IM LAGER 1.2 TRANSPORT ZUM MONTAGEPLATZ 1.3 LAGERUNG AM MONTAGEPLATZ MONTAGE 2.1 WERKZEUG 2.2 WELLE 2.3 GEHÄUSE 2.0 MONTAGE VORBEREITUNG 3.0 HANDLING VON AGGREGATEN Abb. 200 Darstellung des Warenflusses als Strukturübersicht der Fehlermöglichkeiten 392

393

12. Schadensanalyse FEHLERQUELLEN UND ABSTELLMASSNAHMEN FEHLERQUELLE MÖGLICHER FEHLER FOLGEN AUF DIE DICHTFUNKTION URSACHE DER SCHWACHSTELLE ABSTELL- MASSNAHME 1.0 WARENEINGANG Beschädigung der Verpackungseinheit Verschmutzung von Simmerringen Verkürzte Lebens- dauer bis sofortige Transport- verpackung nicht in Leckage Ordnung Beschädigung der Verpackungseinheit Beschädigungen von Simmerringen Verkürzte Lebens- dauer bis sofortige Transport- verpackung nicht in Leckage Ordnung 1.1 LAGERUNG ÜBER LÄNGERE ZEIT/ ZWISCHENLAGERUNG (VERBRAUCHSMENGEN, BEREITSTELLUNG FÜR DIE MONTAGE) Nichteinhaltung der Lagerbedingungen nach DIN 7716 Einbau von fehlerhaften Simmerringen Verkürzte Lebens- dauer bis sofortige Leckage Nichteinhaltung von Lagerbedingungen; Überschreitung der vorgeschriebenen maximalen Lager- zeiten Verschmutzung von Simmerringen Einbau und Verwendung von verschmutzten Simmerringen Kein Einfluss bis sofortige Leckage sowie verkürzte Lebensdauer Schmutz Prüfung der Teile auf Verschmutzung, visuelle und maßli- che Veränderungen; Handling der Ver- packung verbessern Prüfung der Teile auf Beschädigung, visuelle und maßli- che Veränderungen; Handling der Verpa- ckung verbessern Lagerbedingungen nach DIN 7716 un- bedingt einhalten Originalverpackung erst am Montage- platz öffnen; ver- schmutzte Teile ggf. entsorgen Beschädigung des Simmerrings Einbau von beschädigten Simmerringen Sofortige Leckage oder verkürzte Lebensdauer Vorzeitige Alterung durch unsachgemäße Lagerung Originalverpackung erst am Montage- platz öffnen; beschä- digte Teile entsorgen 1.2 TRANSPORT (VOM ZWISCHENLAGER ZUM MONTAGEPLATZ) Beschädigung der Verpackung Verschmutzung von Simmerringen Verkürzte Lebens- dauer bis sofortige Leckage Unsachgemäßes Handling Sperrung und spezielle Freigabe von Teilen in beschädigten Kartons; Prüfung auf Ver- schmutzung; Schu- lung des Personals 393 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

394

Dichtungen für rotatorische Anwendungen FEHLERQUELLEN UND ABSTELLMASSNAHMEN FEHLERQUELLE MÖGLICHER FEHLER FOLGEN AUF DIE DICHTFUNKTION URSACHE DER SCHWACHSTELLE ABSTELL- MASSNAHME 1.3 ZWISCHENLAGERUNG AM MONTAGEPLATZ (VERBRAUCHSMENGEN) Verschmutzung von Simmerringen Einbau eines verschmutzten Simmerrings Kein Einfluss bis sofortige Leckage sowie verkürzte Le- bensdauer; Leckage wie auch verkürzte Lebensdauer durch verstärkten Ver- schleiß durch Staub bzw. Schmutz Schmutz aus der Umgebung; Sonneneinstrahlung; Ozonbelastung Originalverpackung erst am Montage- platz öffnen; verschmutzte Teile ggf. entsorgen Offene Lagerung vorgefetteter Simmerringe Verschmutzung des Kein Einfluss bis sofortige Leckage sowie verkürzte Schmutz aus der Umgebung; Fettes Lebensdauer durch Sonneneinstrahlung; verstärkten Ver- Ozonbelastung schleiß Ungeeigneter Vorratsbehälter Verschmutzung, Beschädigung des Simmerrings Kein Einfluss bis sofortige Leckage sowie verkürzte Lebensdauer durch verstärkten Ver- schleiß Ansammlung von Schmutz und Feuchtigkeit im Vorratsbehälter; scharfkantige Ecken; Licht- und Ozoneinfluss Verpackungseinheit immer abdecken; vor Staub und Schmutz schützen; nur die benötigte Verbrauchsmenge entnehmen Leicht zu reinigende und abdeckbare Be- hälter ohne scharfe Kanten nutzen 2.0 VORBEREITUNG DES SIMMERRINGS UND DES EINBAURAUMS FÜR DIE MONTAGE Unsachgemäßes Öffnen bzw. Entnehmen aus Verpackung Schnitte oder ähnli- che Beschädigungen am Außendurch- Sofortige Leckage messer; Abspringen der Feder; Einbau des Simmerrings ohne Feder bis verkürzte Lebensdauer Scharfkantige oder ungeeignete Werk- zeuge bzw. Methode zum Öffnen Geeignete Ver- packung und Werk- zeug; besondere Vorsicht und Anwei- sung des Monteurs; Montage- und Handlingsschulung Befettung des Simmerrings mit verschmutztem Fett Sofortige Leckage Verschmutzung des bis verkürzte Simmerrings Lebensdauer durch erhöhten Verschleiß Schmutz; verschmutztes oder nicht geeignetes Befettungswerkzeug (z. B. Borstenpinsel) Fettbehälter vor Verschmutzung schützen und bei Nichtbenutzung ab- decken 394

395

12. Schadensanalyse FEHLERQUELLE MÖGLICHER FEHLER FOLGEN AUF DIE DICHTFUNKTION URSACHE DER SCHWACHSTELLE ABSTELL- MASSNAHME 2.0 VORBEREITUNG DES SIMMERRINGS UND DES EINBAURAUMS FÜR DIE MONTAGE Befettung des Simmerrings mit ungeeignetem Fett Erhöhter Verschleiß Dichtkante und Schutzlippe Sofortige Leckage bis verkürzte Lebensdauer durch erhöhten Verschleiß Feststoffe im Fett stören den Dicht- mechanismus oder führen zu beschleu- nigtem Verschleiß; chemische Wechsel- wirkung mit abzu- dichtendem Fluid Fett auf Kompatibili- tät mit dem abzu- dichtendem Medium prüfen; auf keinen Fall Grafitfett oder andere feststoff- haltige Medien ver- wenden Initialschmierung (Öl) des Simmer- rings, der Welle oder der Bohrung mit verschmutz- tem Öl Initialschmierung (Öl) des Simmer- rings, der Welle oder der Bohrung mit ungeeignetem Öl Verschmutzung des Simmerrings Sofortige Leckage bis verkürzte Le- bensdauer durch erhöhten Ver- schleiß Schmutz; Staub Ölbehälter vor Verschmutzung schützen und bei Nichtbenutzung abdecken; ge eignetes, sauberes Werk- zeug zur Initial- schmierung ver- wenden Chemischer Einfluss auf den Dichtungs- Werkstoff; Quiet- schen (Stick-Slip) Verkürzte Lebens- dauer durch erhöh- ten Verschleiß Ungünstige Schmie- rung und Benetzung; Wechsel wirkung mit Elastomerwerkstoff oder abzudichten- dem Medium Für Initialschmie- rung abzudichten- des Medium ver- wenden Zu viel Fett zwischen Dicht- kante und Schutz- lippe Fettaustritt beim Einbau oder im Betrieb Scheinleckage Falsche Fett- dosierung Allgemeine Empfeh- lung: max. Fettmen- ge für Standardteile ca. 40 % des Fett- raumes (zwischen Dichtkante und Schutzlippe) Kein oder zu wenig Fett Ungenügende Schmierung der Schutzlippe; verstärkter Schmutz eintritt; Elastomerabrieb Verkürzte Lebens- dauer durch über- höhte Temperaturen im tribo logischen System oder durch vorzeitigen Verschleiß Falsche Anweisung oder falsche Dosier- menge Fettmenge an Schutzlippe positionieren 395 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

396

Dichtungen für rotatorische Anwendungen FEHLERQUELLEN UND ABSTELLMASSNAHMEN FEHLERQUELLE MÖGLICHER FEHLER FOLGEN AUF DIE DICHTFUNKTION URSACHE DER SCHWACHSTELLE ABSTELL- MASSNAHME Befettung an falscher Stelle Ungenügende Schmierung der Schutzlippe Verkürzte Lebens- dauer durch über- höhte Temperaturen im tribologischen System oder durch vor zeitigen Ver- schleiß; Scheinleckage Falsche Anweisung oder falsche Dosier- menge; falsche Be- fettungseinrichtung bzw. falscher Befet- tungsdorn Vorgefettete Simmerringe ver- wenden; Konstrukti- on des Fettdosierers ändern Auftragen des Fettes Verschmutzung; Wechselwirkun- gen mit internem oder externem Medium; Beschä- digungen Sofortige Leckage bis verkürzte Le- bensdauer Schmutz; Staub; Auftragswerk- zeug; Reinigungs- werkzeug; Beschä- digungen oder scharfe Kanten am Befettungsdorn Auf Sauberkeit achten; geeignete Werkzeuge nut- zen; Information und Schulung des Personals Befettung eines Simmerrings ohne Schutzlippe bei außenliegender Dichtung (z. B. Ge- triebeausgang) Scheinleckage (durch Ausölen des aufgetragenen Fettes) Keine Folgen für die Dichtfunktion, jedoch Kundenre- klamation wegen Scheinleckage möglich Nicht ausreichende/ falsche Information Wenn es Betriebsbe- dingungen und die Einbausituation zu- lassen, anderen Dich- tungstyp wählen (mit Schutzlippe oder Schutzlippe ohne Überdeckung zur Wel- le) oder ggf. anderen Fetttyp verwenden 2.1 MONTAGE: MONTAGEWERKZEUG/MONTAGEHÜLSE/MONTAGEANLAGE/MONTAGEPLATZ Falsche Auslegung des Montagewerk- zeugs Verschmutztes Montagewerkzeug Beschädigung der Dichtung; Ab- springen der Feder; Schiefstellung Simmerring® im Gehäuse Verschmutzung RWDR; Schief- stellung RWDR im Gehäuse; reduzie- rung Haltekräfte; Positionsverände- rung nach Montage Keine bis sofortige Leckage; verkürzte Lebensdauer; ver- kürzte Lebensdauer durch ungleichmäßi- gen Verschleiß; Kolli- sion mit benachbar- ten Bauteilen Keine bis sofortige Leckage; verkürzte Lebensdauer; ver- kürzte Lebensdauer durch ungleichmäßi- gen Verschleiß; Kolli- sion mit benachbar- ten Bauteilen Falsche Auslegung der Montagefase (→ Abschnitt „11. Handling und Mon- tage von Radial- Wellendichtringen“, Seite 363) Siehe Vorschläge im (→ Abschnitt „11. Handling und Mon- tage von Radial- Wellendichtringen“, Seite 363) Unsachgemäßes Handling oder Lagerung des Montagewerkzeugs Schulung des Per sonals (→ Ab- schnitt „11. Hand- ling und Montage von Radial- Wellendichtringen“, Seite 363) 396

397

12. Schadensanalyse FEHLERQUELLE MÖGLICHER FEHLER FOLGEN AUF DIE DICHTFUNKTION URSACHE DER SCHWACHSTELLE ABSTELL- MASSNAHME 2.1 MONTAGE: MONTAGEWERKZEUG/MONTAGEHÜLSE/MONTAGEANLAGE/MONTAGEPLATZ Verwendung falsches Montage- werkzeug Beschädigtes Montagewerkzeug Beschädigung RWDR; Schief- stellung RWDR im Gehäuse; falsche Position RWDR im Gehäuse; reduzie- rung Haltekräfte; Positionsverände- rung nach Montage Beschädigung RWDR; Schief- stellung RWDR im Gehäuse; reduzie- rung Haltekräfte; Positionsverände- rung nach Montage Keine bis sofortige Leckage; verkürzte Lebensdauer; ver- kürzte Lebensdauer durch ungleichmäßi- gen Verschleiß; Kolli- sion mit benachbar- ten Bauteilen Keine bis sofortige Leckage; verkürzte Lebensdauer; ver- kürzte Lebensdauer durch ungleichmäßi- gen Verschleiß; Kolli- sion mit benachbar- ten Bauteilen; Positionsveränderung nach Montage Verwechslung/ keine Zuordnung RWDR zu Montagewerkzeug Schulung des Per sonals; Montage- anweisung Unsachgemäßes Handling oder Lage- rung des Montage- werkzeugs Schulung des Per sonals; regel- mäßige Überprüfung des Montagewerk- zeugs Zu hohe Einpress- kraft bei einer Montage auf Anschlag Deformation des Simmerrings (Deformation des Versteifungsblechs) Sofortige Leckage Einpresskraft zu bis verkürzte Lebensdauer hoch/Montage auf Anschlag Einpresskraft verrin- gern; Kraftbegren- zung; Endanschlag am Montagedorn nicht auf Anschlag einpressen: Weg- begrenzung Position des RWDR Axiale Position des RWDR im Gehäuse oder auf Welle nicht korrekt Dichtlippe und Schutzlippen laufen an falscher Stelle Kein Einfluss bis sofortige Ausfälle/ Frühausfälle Falsche Auslegung der Montagehülse Beschädigung der Dichtung; Absprin- Keine bis sofortige Leckage; verkürzte gen der Feder Lebensdauer Montagedorn oder überprüfen; Montagevor- richtung nicht auf RWDR und Einbau- raum abgestimmt Falsche Auslegung der Montagefase (→ Abschnitt „11. Handling und Mon- tage von Radial- Wellendichtringen“, Seite 363) konstruktive Ab- stimmung des Mon- tagewerkzeugs auf Geometrie RWDR und Einbauraum Siehe Vorschläge in → Abschnitt „11. Handling und Mon- tage von Radial- Wellendichtringen“, Seite 363 397 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

398

Dichtungen für rotatorische Anwendungen FEHLERQUELLEN UND ABSTELLMASSNAHMEN FEHLERQUELLE MÖGLICHER FEHLER FOLGEN AUF DIE DICHTFUNKTION URSACHE DER SCHWACHSTELLE ABSTELL- MASSNAHME Verschmutzte Montagehülse Verschmutzung RWDR; Beschädigung RWDR (Dichtkante/ Schutzlippe) Beschädigte Montagehülse Beschädigung RWDR (Dichtkante/ Schutzlippe) Verwendung falscher Montagehülse Beschädigung RWDR (Dichtkante/ Schutzlippe) Verwendung keiner Montagehülse Unsachgemäße Hammermontage Beschädigung RWDR (Dichtkante/ Schutzlippe); Um- stülpen Schutzlippe Montage ohne ge- eignetes Werkzeug (Stempel oder Platte); RWDR wird nicht gleichmäßig über den Umfang mon- tiert (insbesondere bei großen RWDR); Abspringen der Feder Keine bis sofortige Leckage; verkürzte Lebensdauer durch ungleichmäßigen Verschleiß Keine bis sofortige Leckage; verkürzte Lebensdauer durch ungleichmäßigen Verschleiß Keine bis sofortige Leckage; verkürzte Lebensdauer durch ungleichmäßigen Verschleiß Keine bis sofortige Leckage; verkürzte Lebensdauer durch ungleichmäßigen Verschleiß Unsachgemäßes Handling oder Lagerung der Montagehülse Schulung des Personals Unsachgemäßes Handling oder Lage- rung der Montage- hülse Schulung des Perso- nals; regelmäßige Überprüfung der Montagehülse Fehlende Infor- mation für Personal Schulung des Personals Fehlende Infor- mation für Personal Schulung des Personals Keine bis sofortige Leckage; verkürzte Lebensdauer durch ungleichmäßigen Verschleiß Ungeeignetes oder kein Montagewerk- zeug (Platte) zur gleichmäßigen Bereitstellung von geeignetem Montage werkzeug für Hammer- Kraftverteilung auf montage; Schulung den RWDR des Personals Fluchtungsfehler; zu hohe Montage- geschwindigkeit; zu geringe Stempel- kraft der Anlage; Druckaufbau bei Montage RWDR in geschlossenes Keine bis sofortige Leckage; verkürzte Lebensdauer durch ungleichmäßigen Verschleiß; Kollision mit benachbarten Bauteilen; Positions- veränderung nach Gehäuse Montage Nicht auf den spezi- fischen Montage- vorgang abge- stimmte Montageanlage Auswahl einer geeig- neten Montagean- lage (→ Abschnitt „11.6 Montage in die Gehäusebohrung“, Seite 363) Ungeeignete Montageanlage (z. B. Presse) 398

399

12. Schadensanalyse FEHLERQUELLE MÖGLICHER FEHLER FOLGEN AUF DIE DICHTFUNKTION URSACHE DER SCHWACHSTELLE ABSTELL- MASSNAHME 2.1 MONTAGE: MONTAGEWERKZEUG/MONTAGEHÜLSE/MONTAGEANLAGE/MONTAGEPLATZ Ungeeigneter Montageplatz (z. B. Werkbank) Verschmutzung; un- günstige Umwelt- einflüsse (wie z. B. direkte Sonnenein- strahlung, Feuchtig- keit, Ozon); keine ausreichend stabile Unterlage vorhanden Keine bis sofortige Leckage; verkürzte Lebensdauer durch ungleichmäßigen Verschleiß; Positi- onsveränderung nach Montage 2.2 SIMMERRING®-LAUFSTELLE (WELLE) AM MONTAGEPLATZ Falsche Auswahl des Montageplatzes Geeigneter Monta- geplatz hinsichtlich Sauberkeit, Umwelt- einflüssen und Stabilität Verkratzte Welle Beschädigung der Dichtlippe beim Ein- führen der Welle; be- schleunigter Verschleiß der Dicht kante und/ oder Schutz lippe im Betrieb; Kratzer im Be- reich zur Kontaktstelle der Dicht kante stört die Dichtfunktion Sofortige Leckage bis verkürzte Lebensdauer Transportschaden; fehlender Wellen- schutz; unsachge- mäße Lagerung und Handling der Welle Welle vor Einbau überprüfen; geeig- nete Schutzhüllen und Transportbehäl- ter für Wellen und zugehörige Bauteile verwenden; Wellen nicht als Schüttgut lagern oder trans- portieren Verschmutzte Welle Beschädigung und Verschmutzung der Dichtlippe beim Einführen der Welle Sofortige Leckage bis verkürzte Lebensdauer Kein Wellenschutz; ungeeignete Trans- portbehälter; Ver- schmutzung der Welle vor dem Ein- bau säubern; geeig- nete Schutzhüllen und Transportbehäl- Welle beim Handling ter verwenden Korrodierte Welle Beschädigung und Verschmutzung der Dichtlippe bei Mon- tage auf Welle oder im Betrieb; evtl. Wechselwirkungen mit dem abzu- dichtenden Medium Sofortausfälle bis verkürzte Lebens- dauer Kein oder ungenü- gender Korrosions- schutz; zu hohe Luftfeuchtigkeit; zu lange Lagerung; ungeeignete Trans- portbehälter oder fehlende Abdeckung Wellen vor der Mon- tage auf Korrosion überprüfen; korro- dierte Wellen auf kei- nen Fall verwenden; geeignete Korrosi- onsschutzmittel ein- setzen; Nach arbeit von korro dierten Wellen 399 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

400

Dichtungen für rotatorische Anwendungen FEHLERQUELLEN UND ABSTELLMASSNAHMEN FEHLERQUELLE MÖGLICHER FEHLER FOLGEN AUF DIE DICHTFUNKTION URSACHE DER SCHWACHSTELLE ABSTELL- MASSNAHME Verwendung einer Graugusswelle Gussoberfläche mit großen Poren oder Sofortausfälle bis verkürzte Lebens- Lunkern dauer Lunker an der Ober- fläche größer 0,05 mm Korrosions- schutzmittel Wechselwirkung des Korrosionsschutz- mittels mit dem Simmerring®- Werkstoff oder dem abzudichtenden Medium oder dem aufgebrachten Fett 2.3 GEHÄUSEBOHRUNG Sofortausfälle bis verkürzte Lebens- dauer Ungeeignete Werk- stoffpaarungen bzw. Korrosionsschutz- mittel Zweigeteiltes Gehäuse Kombination mit falscher Simmerring®- Haftteilaus führung Statische Leckage Ungeeignete Haft- teilausführung (B1 oder B2 bzw. B oder C nach DIN) Gussgehäuse Poren; Lunker; Gusssand Statische Leckage; erhöhter Verschleiß bis verkürzte Le- bensdauer durch Gusssand Gussqualität nicht ausreichend; unge- nügende Reinigung Druckgussgehäuse (Al, Mg) Haftsitz nicht aus- reichend; Schief- stellung; Zurück- federn bzw. Herauswandern des Simmerrings (bei Außengummierung) Verkürzte Lebens- dauer; Kollision mit angrenzenden Bau- teilen Rauheit der Gehäuse bohrung nicht nach Vorgabe; ungeeignete Haft- teilausführung Verwendung eines geeigneten Wellen- werkstoffs für die Gegenlaufstelle Abstimmung mit FST; Korrosionsschutzmit- tel im Labor auf Ver- träglichkeit mit dem Simmerring®-Werk- stoff und dem abzu- dichtenden Medium testen RWDR mit ge- eigneter Haftteilaus- führung auswählen; Einteiliges Gehäuse; Außengummierung oder Teilgummie- rung wählen; Ver- wendung Dichtlack oder Klebstoff Poren und Lunker maximal ein Drittel der Haftteilbreite; Reinigung ver- bessern Bauform BA (A nach D IN) und entspre- chende Bauformen mit S chutzlippe Rmax < 25 µm Ra = 1,6 … 6,3 µm Rz = 10 … 25 µm Bauform B1 oder B2 (B oder C nach D IN) und entsprechende Bauformen mit S chutzlippe Rmax < 16 µm Ra = 0,8 … 3,2 µm Rz = 6,3 … 16 µm 400

401

12. Schadensanalyse FEHLERQUELLE MÖGLICHER FEHLER FOLGEN AUF DIE DICHTFUNKTION URSACHE DER SCHWACHSTELLE ABSTELL- MASSNAHME 2.3 GEHÄUSEBOHRUNG Druckgussgehäuse (Al, Mg) oder Kunststoffgehäuse Bei Bauform B1 oder B2 (B oder C nach DIN) elektrochemi- sche Korrosion; Überdeckungs- verlust durch unter- schiedliche Wärme- ausdehnungskoeffi- zienten Statische Leckage; Änderung der axialen Position; Beschädi- gung von Metallteil oder Ge häuse Druckgussgehäuse (Al, Mg) Beschädigung der Bohrung bei metalli- schem Haftsitz Statische Leckage; verkürzte Lebens- dauer; Bohrung be- schädigt im Repara- turfall Elektrochemische Reaktion der Mate- rialien von Welle und Versteifungs- blech RWDR; unter- schiedliche Wärme- ausdehnungs- koeffizienten der Materialien von Welle und Verstei- fungsblech RWDR Ungeeignete Haft- teilausführung Grat oder scharfe Kante an Fase in Gehäusebohrung Abscheren von Elastomer am Außen- durchmesser bei Statische Leckage Bauform BA (A nach DIN); Schiefstellung; Zurückfedern des Simmerrings Änderung der axialen Position Gratbildung am Übergang von der Fase zur Bohrung; Fasengeometrie nicht nach Vorgabe Abstimmung Ge- staltung Gehäuse- bohrung (Geometrie Fase, Tiefe inklusive Toleranz) und Geometrie RWDR (Breite und Fase) Zylindrischer Bereich des RWDR wird in Montageendlage nicht komplett in zylindrischen Teil der Gehäusebohrung montiert Statische Leckage; Änderung der axialen Position; Schrägstellung des RWDR zu Gehäuse Ungeeignete Gestal- tung der Geometrie der Gehäusebohrung (Fase, Tiefe inklusive Toleranz) Gehäusebohrung Abscheren von Gummi; Simmerring® nicht montierbar Statische Leckage Fase zu groß; Fase zu klein Geeignete Werk- stoffpaarung RWDR mit Elasto mersitz verwenden: Bauform BA (A nach DIN) und entspre- chende Bauformen mit Schutzlippe Geeigneten RWDR mit Elastomersitz verwenden: Bauform BA (A nach DIN) und entsprechende Bauformen mit Schutzlippe Gratfreiheit ge- währleisten Einhalten Vorgaben zu Gestaltung der Gehäusebohrung (→ Abschnitt „8.2 Gestaltung der Auf- nahmebohrung“, Seite 333) Fasenwinkel 15 … 20° wählen; Einhalten Vorgaben zu Gestaltung der Gehäusebohrung (→ Abschnitt „8.2 Gestaltung der Auf- nahmebohrung“, Seite 333) 401 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

402

Dichtungen für rotatorische Anwendungen FEHLERQUELLEN UND ABSTELLMASSNAHMEN FEHLERQUELLE MÖGLICHER FEHLER FOLGEN AUF DIE DICHTFUNKTION URSACHE DER SCHWACHSTELLE ABSTELL- MASSNAHME 3.0 HANDLING VON AGGREGATEN MIT BEREITS EINGEBAUTER DICHTUNG IN DER PRODUKTIONSLINIE UND BEIM TRANSPORT Dichtstelle wird ungeschützt gelagert Verschmutzung bzw. Verhärtung des Elastomerwerkstoffs durch Umweltein- flüsse (Temperatur, direkte Sonnenein- strahlung, Ozon) Verkürzte Lebens- dauer bis sofortige Schmutz und Staub in der Umgebung; Leckage UV-Licht; Ozon Geeignete Abde- ckung der Dichtstelle zum Schutz gegen negative Umwelt- einflüsse wie Ozon, UV-Licht, Tempera- tur und Schmutz Dichtstelle wird ungeschützt gelagert Beschädigung der Dichtung bzw. der Dichtstelle (Welle) im eingebauten Zustand Verkürzte Lebens- dauer bis sofortige Leckage Geeignete Abde- Mechanische Ein- wirkung von außen ckung der Dichtstelle zum Schutz vor Be- schädigung Wechselwirkun- gen mit dem Einlauföl bzw. Korrosionsschutzöl Wechselwirkung zwischen Einlauföl, Korrosionsschutzöl, im Betrieb abzu- dichtendes Fluid und Elastomer- werkstoff Verkürzte Lebens- dauer bis sofortige Leckage Reaktionsprodukte im Fluid; Quellung oder Volumenände- rung des Elastomers; Änderungen der mechanischen Eigenschaften des Elastomers Korrosion von Welle oder Gehäuse Korrosion an der Dichtlippenlauf- stelle Verkürzte Lebensdauer Hohe Luftfeuchtig- keit; ungenügender Korrosionsschutz Transport Abspringen der Feder Verkürzte Lebensdauer Ungeeignete Trans- portbehälter 402 Sicherstellen der Kompatibilität der einzelnen Komponen- ten des tribologischen Systems: Elastomer, Korrosionsschutzöl, Einlauföl, evtl. Fett, abzudichtendes Fluid bei den im Betrieb vorliegenden Be- triebsbedingungen Korrosionsschutz; Abdeckung der Dichtstelle; Luft- feuchtigkeit begren- zen; evtl Ausschla- gen der Verpackung mit VCI-Papier oder beifügen von Silica- Gelbeuteln Geeignete Trans- portbehälter; Feder- sitzkontrolle vor der Montage durch- führen

403

13. SIMMERRING® ENGINEERING 13. Simmerring® Engineering 13.1 KOMPLETTBERATUNG VOM DICHTUNGS- EXPERTEN Freudenberg Sealing Technologies ist Lieferant für hochwertige Dichtungs- produkte und rundet sein Portfolio mit Premium-Ingenieurdienstleistungen ab. Auf dem Bereich Radial-Wellenabdich- tungen liegt dabei ein besonderer Fokus. Die Abdichtung einer Antriebswelle bildet ein sogenanntes tribologisches System und besteht aus folgenden Komponenten: y Radial-Wellendichtring (RWD R) y Gegenlauffläche (GLF-Welle) y Fluid (Schmierstoff) Weitere Informationen siehe auch → Kapitel „Services – Konstruktion und Ent- wicklung“, Seite 10 und „Services – Schadensanalyse“, Seite 16. Die Betriebsbedingungen der jeweiligen Anwendung werden in Bezug auf das tri- bologische System als tribologische Be- lastung bezeichnet. Einzelne Belastungen können verschiedene und zugleich kom- plexe Wechselwirkungen auslösen. Die- se beeinflussen wiederum die Funktions- weise des Dichtsystems und die Lebensdauer der Radial-Wellenabdich- tung und damit letztendlich die Anwen- dung selbst. Deshalb ist ein gutes Systemverständnis der Radial-Wellenabdichtung und deren Komponenten für eine optimale Ausle- gung des Dichtsystems entscheidend. Dieses Wissen bildet die Basis für eine er- folgreiche Analyse von Schadensfällen oder Leckagen sowie die Optimierung von Dichtsystemen in deren Anwendung. Die Serviceleistungen von Freudenberg Sealing Technologies umfassen folgende Themen: y Charakterisierung • Radial-Wellendichtring (RWD R) • RWDR-Gegenlauffläche (Welle) • Schmierstoff (Fluid) y Modellbildung • Funktionstests • Simulation Die einzelnen Kategorien werden im Fol- genden kurz beschrieben. 13.2 CHARAKTERISIERUNG RADIALWELLENDICHTRING (RWDR) Für die Ermittlung der Ursache eines Schadensfalls oder eines unzureichenden Funktionstests ist die richtige Kombina- tion aus Analysemethoden und gesamt- heitlicher Interpretation der Ergebnisse entscheidend. Die zur Verfügung stehenden Analysen bzw. Methoden zur Charakterisierung lassen sich in drei Gruppen unterteilen: y Morphologie y chemische Zusammensetzung y mechanische Eigenschaften CHARAKTERISIERUNG DER MORPHOLOGIE Optische Mikroskopie Mit der klassischen, optischen Mikro skopie werden interessante Bereiche wie z. B. die Laufspur des RWDRs befundet. Das Mes- sen der Laufspurbreite ist eine der mög- lichen Optionen. Ebenso sind Aussagen über optische Veränderungen möglich, wie z. B. Verfärbungen, Ablagerungen, Rillen- bildung oder Blasenbildung (→ Abb. 201). Global Simmerring® Engineering 403 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

404

Dichtungen für rotatorische Anwendungen Abb. 201 RWDR-Laufspur 3D-Aufnahmen der Dichtkante sind eben- falls sehr aufschlussreich (→ Abb. 202). Abb. 202 RWDR-Laufspur mit Hohlkehlen- bildung Hierdurch kann eine bessere Bewertung des Verschleißmechanismus und der Aus- bildung von Ablagerungen durchgeführt werden. MikroComputertomographie (µCT) Zur Charakterisierung von Strukturen unter halb der Oberfläche, wie z. B. Blasen, kommt eine speziell hierfür entwickelte Computertomographiemethode zum Ein- satz. Der gesamte RWD R bzw. ein Teilstück des Rings lässt sich mit diesem Verfahren zerstörungsfrei scannen und die Entste- hung von Blasen oder Rissen kann optimal bewertet werden (→ Abb. 203). Abb. 203 µCT-Aufnahme einer RWDR- Dicht- kante mit Blasenbildung CHARAKTERISIERUNG DER CHEMISCHEN ZUSAMMENSETZUNG D a eine Schädigung des RWDRs in den meisten Fällen durch eine Wechselwir- kung des Elastomers mit einem Medium (Schmierstoff, Reinigungsmittel …) und/ oder thermischer Überlastung ausgelöst wird, ist es entscheidend, mögliche Ver- änderungen der chemischen Zusammen- setzung des RWDRs zu bestimmen. Dazu kommen verschiedene Analyse- methoden, auch in Kombination, zum Einsatz. Die wichtigsten Methoden sind folgende: y Rasterelektronenmikroskopie (REM) in Kombination mit Energiedispersive y Röntgenspektroskopie (ED X) Ziel ist eine hochaufgelöste Aufnahme der Probe mit Hilfe des Elektronenmikroskops und gleichzeitig die Bestimmung der Ver- teilung von chemischen Elementen auf bzw. in der Probe (→ Abb. 204, Abb. 205, Abb. 206). 404

405

13. Simmerring® Engineering CHARAKTERISIERUNG DER MECHANISCHEN EIGENSCHAFTEN Eine wesentliche Größe für die Funktions- fähigkeit, d. h. die Dichtwirkung eines RWDRs, sind die mechanischen Eigen- schaften der Dichtkante. Diese bestimmen das Förderverhalten und die Reibung. Abb. 204 REM-Aufnahme einer Dichtkante Der Charakterisierung dieser Größen die- nen zwei Grundprinzipien: Zum einen wird die Radialkraft des RWDRs herangezogen. Damit lässt sich eine Ver- änderung der mechanischen Eigenschaf- ten der gesamten Dichtlippe beurteilen. Zum anderen ist es möglich und wichtig, das Material direkt an der Dichtkante zu charakterisieren. Hierzu kommen zwei Vorgehensweisen in Frage: y taktiles Befunden: dabei wird unter dem Mikroskop die Dichtkante befundet und von erfahre- nen Mitarbeitern eine Verhärtung oder Erweichung des Materials bewertet y mikromechanische Analyse: dabei wird mit einem Mikroindentor die Steifigkeit des Elastomers bestimmt. Damit ist es möglich, eine mikromecha- nische Verteilungsanalyse durchzufüh- ren Entscheidend bei der Charakterisierung von RWDRs und der Ursachenklärung ist die richtige Kombination der aufgeführten Methoden und die Interpretation der Ergebnisse. Nur in Kombination mit Pro- dukt- und System-Know-how ist eine Ursachenfindung möglich. Abb. 205 REM-Aufnahme einer Dichtkante Abb. 206 Cu-Anreicherung Beispielsweise kann über die Verteilung von Phosphor und Kupfer auf die Wechsel- wirkung mit in Kontakt stehenden Medien rückgeschlossen werden. Weitere Methoden zur Bestimmung von chemischen Wechselwirkungen: y Infrarotspektroskopie y Gas- und Flüssigchromatographie, z. B. von Extrakten 405 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

406

Dichtungen für rotatorische Anwendungen DICHTUNGS GEGEN LAUFFLÄCHE Die Welle bzw. Dichtungsgegenlauffläche ist neben dem RWD R selbst eine weitere wichtige Komponente des tribologischen Systems (→ Abschnitt „8.1 Gestaltung der Welle“, Seite 324). Die Güte der makroskopischen Eigen- schaften wie z. B. der Wellendurchmesser sowie die Rundheit und Härte der Ober- fläche sind für eine zuverlässige Dicht- funktion ebenso bedeutend wie die mikro- skopischen Eigenschaften, die Topografie der Gegenlauffläche. Zu deren Beschrei- bung und Bewertung werden bekannte 2D- und 3D-Messverfahren, z. B. nach DIN EN ISO 21920 und DIN EN ISO 25178, herange zogen. Abb. 207 Optische 3D-Oberflächenmessung, „Structured Illumination Micro- scopy“ (SIM) y taktile und optische Oberflächenunter- suchung (2D/3D) nach DIN, ISO und VDA y qualitative und quantitative Makro- und Mikrodralluntersuchung y Verschleißuntersuchung y Bewertung und Beratung zur Eignung der RWDR-Gegenlauffläche 406 Die Oberflächenparamter der Welligkeit und Rauheit beschreiben die Höhenstruk- tur mit einem einzelnen integralen Wert und sind entscheidend hinsichtlich Rei- bungs-, Verschleiß- und Schmierungsbe- dingungen der Radial-Wellenabdichtung. Diese Amplitudenkenngrößen enthalten allerdings keine Information zu räumlichen, richtungsabhängigen Eigenschaften der Oberflächentopografie. D a für eine zuverlässige Funktion der Radial- Wellenabdichtung eine drallfreie Oberfläche erforderlich ist (→ Abschnitt „Überprüfung Drallfreiheit der Welle“, Seite 326), sind zusätzlich räumliche bzw. struktur orientiere Kenngrößen zur Be- urteilung heranzuziehen. Drall oder Wellendrall beschreibt im Allge- meinen förderaktive Oberflächenstrukturen auf der RWDR-Gegenlauffl äche. Diese kön- nen, in Abhängigkeit von der Dreh richtung, zu einer Fluidförderung des abzudichtenden Fluids führen. Diese Fluid förderwirkung der Oberfläche kann somit zur Leckage oder zur Mangelschmierung führen und dadurch zu einer deutlichen Reduzierung der Lebens- dauer des Dichtver haltens. In beiden Fällen wird nicht nur die Lebensdauer des Dicht- systems negativ beeinflusst, sondern auch die der Endanwendung. Folgerichtig müssen Dichtungsgegenlauf- flächen auf Drall untersucht werden. In Abhängigkeit von der Ausprägung der förderaktiven Strukturen kann Drall wie folgt kategorisiert werden: y Mikrodrall y Mikrowelligkeit y Makrodrall y Fehlstellen

407

13. Simmerring® Engineering in Umfangsrichtung umlaufende, makro- skopische Strukturen ab einer Breite von 20 µm und stellt einen Sonderfall der Mi- krowelligkeit dar. Dazu werden axial gemessene Profil- schriebe zu einer pseudo 3D Topographie zusammengesetzt, um daraufhin mittels einer Fouriertransformation die domi- nanten Frequenzen zu ermitteln. Diese Frequenzen wiederum sind für die Apro- ximation einer Ansatzfunktion harmoni- scher Kosinus-Funktionen an die Drall- oberfläche wichtig. Die Makrodrallkenngrößen lassen sich daraufhin von der mathematisch gene- rierten Drallfunktion ableiten. 407 Hierzu bieten sich folgende Untersuchun- gen an: y Drallprüfung mit der Fadenmethode, z. B. nach der in Abb. 150 (→ Seite 329) be- schriebenen Drallprüfmethode oder nach OS 1-1 der „Rubber Manufacturing Association“ (RMA) y Mikrodrallmessung nach IMA-Mikro- drall y Makrodrallmessung nach MBN 31007-7 Fadenmethode Die Fadenmethode ist eine semi-quanti- tative Methode zur Drallprüfung. Generell kann mittels einer drehrichtungsabhängi- gen Axialbewegung des Fadens auf das Vor- handensein eines Dralls zurückgeschlossen werden. Darüber hinaus ermöglicht die Auswertung nach OS 1-1 (RMA) auch die Berechnung eines Drallwinkels. Allerdings sollte der so berechnete Drallwinkel nicht als absoluter Messwert verstanden werden. Dennoch hat sich die Fadenmethode über Jahrzehnte als schnelle und kosten- günstige Drallprüfung etabliert und gehört deshalb auch heute noch zum Industrie- standard. Mikrodrall Die Mikrodrallanalyse nach IMA-Mikrodrall basiert auf der statistischen Auswertung stochastisch verteilter, anisotroper Struk- turen mit einer Breite weniger 20 µm. Die strukturbasierte Auswertemethode liefert typische Verteilungskurven (→ Abb. 208) und die daraus berechneten Kenngrößen zur Bewertung der Gegen- lauffläche hinsichtlich Mikrodrall. Makrodrall Makrodrall nach MBN 31007-7 hingegen beschreibt streng axial periodische und & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

408

Dichtungen für rotatorische Anwendungen Abb. 208 Mikrodrallmessung und Auswertung nach IMA-Mikrodrall Abb. 209 Makrodrallmessung und Auswertung nach MBN 31007-7 408

409

13. Simmerring® Engineering 13.3 MODELLBILDUNG FUNKTIONSTESTS IM PRÜFFELD Ein zentraler Baustein bei der Bewertung dynamischer Dichtsysteme besteht in ge- eigneten Funktionsuntersuchungen auf dynamischen Prüfständen. Dabei sind die Prüfstände selbst sowie die Definition geeigneter Prüfzyklen gleichermaßen entscheidend, um möglichst praxisnahe Betriebsbedingungen zu simulieren.* Prüfstandsuntersuchungen werden bei- spielsweise durchgeführt, um die Leis- tungsfähigkeit neuer Dichtringdesigns und -materialien zu beurteilen und um die Verträglichkeit von Schmierstoffen im Zusammenspiel mit Elastomeren zu be- werten. Das weltweit größte Prüffeld mit ca. 260 Prüfständen (Stand 2020) für dynamische Dichtringe steht in der FST Firmenzentrale in Weinheim. Es bietet modernste Prüf- stände zur Simulation unterschiedlichster Prüfbedingungen. * Der Lieferant kann die Werkstoffverträglichkeit und Funktion der Dichtung lediglich anhand von Prototypen in anwendungsnahen Prüfstandsversuchen verifizieren; die Validierung der Dichtung in der realen Anwendung obliegt letztendlich allein dem Kunden. Play-circle  Simmerring® Testfeld Abb. 210 Typischer Prüfstand zur Durch führung von Zyklustests 409 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

410

Dichtungen für rotatorische Anwendungen Abb. 211 Großwellenprüfstand für Wellen < 1.000 mm DYNAMISCHE ZYKLUSPRÜFSTÄNDE Zyklusprüfstände sind in der Lage, in auto- matisierten Prüfprogrammen Drehzahl- und Temperaturrampen zu durchfahren, die beispielsweise in modernen Industrie- getrieben oder in Industrierobotern vor- liegen. Es besteht die Möglichkeit, auch sehr hohe Beschleunigungsrampen abzu- bilden und einen reversierenden Wellen- betrieb mit wechselnden Drehrichtungen einzustellen. In den modernsten Prüf stands- generationen kann während des Betriebs das Reibmoment erfasst werden. HOCHDREHZAHLPRÜFSTÄNDE Auf modernen Hochdrehzahlprüfstän- den können Dichtringe bei höchsten Gleit geschwindigkeiten getestet werden. Dadurch können die anspruchsvollen Be- triebsbedingungen, wie sie beispielsweise im Bereich e-Mobility oder Powertools vorkommen, abgebildet werden. In be- sonderen Ausbaustufen ermöglichen die Prüfstände die Reibmomenterfassung während des Betriebs. DRUCKPRÜFSTÄNDE Druckdichtringe, wie sie beispielsweise in Pumpen oder Hydraulikmotoren im Be- reich Fluid Power eingesetzt werden, können auf entsprechenden Prüfständen unter realitätsnahen Druckbedingungen geprüft werden. Auf den vorhandenen Prüfständen lassen sich automatisiert Drehzahl-, Temperatur- und Druckzyklen durchlaufen. STAUB UND SCHLAMMPRÜFSTÄNDE Werden Dichtringe beispielsweise für die Eignung in Agriculture- oder Construction- Anwendungen geprüft, ist die Staub- und Schlammbeaufschlagung eine wesentliche 410

411

13. Simmerring® Engineering 13.4 SERVICELEISTUNGEN Die bei FST bestehenden Prüf- und Cha- rakterisierungsmöglichkeiten sowie die Erfahrung aus jahrzehntelanger RWDR-- Entwicklung, Auswertung und Interpre- tation von Versuchsergebnissen werden für Kunden der FST Engineering Services in Form von Dienstleistungen angeboten. Mit Anfragen zu diesen Dienstleistungen wenden Sie sich bitte direkt an: engineering.services@fst.com Randbedingung. Bei Freudenberg Sealing Technologies existieren verschiedene Prüfstände, um standardisierte Tests mit diesen äußeren Einflüssen durchzuführen. Weitere Prüfstände umfassen: y Tieftemperaturprüfstände für Prüfun- gen bis −50 °C y Vibrationstests bei dynamisch aus- gelenkter Welle y Großwellenprüfstand für Tests von Wellen < 1.000 mm In den USA sind weitere FST Testcenter mit vielfältigen Prüfmöglichkeiten ver- fügbar. SIMULATION Dank des Einsatzes verschiedener Simula- tionsverfahren lässt sich das mögliche Ver- halten des Dichtsystems in der angedach- ten Anwendung bewerten. Hierbei wird mittels Simulation der Finite-Elemente- Methode (FEM) zum Beispiel das mecha- nische Verhalten der Dichtung voraus- gesagt. Darüber hinaus liefern gezielt entwickelte Berechnungs- und Simulati- onsmethoden Antworten auf Fragen zu funktionsrelevanten Kenngrößen des Radial-Wellendichtrings. 411 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

412

Dichtungen für rotatorische Anwendungen 14. SPEZIALDICHTUNGEN 14.1 MIKRO-SIMMERRINGE PRODUKTVORTEILE y Simmerringe für Wellendurchmesser 1–3 mm y Funktionalität vergleichbar mit Simmerringen größerer Abmessun- gen y federloses Elastomerlippendesign, das eine robuste und zuverlässige Funktio nalität sicherstellt y durch das optimale Design hat der Mikro- Simmerring® ein minimiertes Reibmoment y trockenlauffähig – bis zu 20 Min. (je nach Einsatzbedingungen auch mehr) y Außenrillierung für die vereinfachte Montage y Adhäsion auch unter trockenen Be- triebsbedingungen vernachlässigbar y flexibel in der Anwendung durch Verwendung von verschiedensten Elastomerwerkstoffen (EPD M, NBR, FKM, XP …). Für höchste chemische Beständigkeit auch mit FFKM möglich y Trennung unterschiedlicher Druck- niveaus möglich y manuelle Montage ohne Werkzeuge y Betriebstemperatur je nach Werk- stoff von ‒40 °C bis +200 °C y Wellendrehzahl bis ungefähr 20.000 U/min (abhängig von Be- triebsbedingungen) Mikro-Simmerring® für rotatorische Anwen- dungen mit Wellendurchmesser 1–3 mm. Einsatz in anspruchsvollen, kundenspezi- fischen Miniaturanwendungen wie bei- spielsweise Mikropumpen, Mikroantrie- ben und Mikroaktoren. Freudenberg Sealing Technologies ent- wickelt für Sie die optimale Lösungen mit individuell zugeschnittenem Design, Größe und Werkstoff. FEM-optimierte und erprobte Geometrie ohne Metallträgerteil und Feder nebst inno- vativen Werkzeug- und Prozesskonzepten mit hoher Präzision und minimalem Spritz- gewicht ermöglichen kleinste Abmessungen bei minimaler Reibleistung und Verschleiß. FUNKTION UND BETRIEBSBEDINGUNGEN Beispiel eines erfolgreichen Testlaufs mit Mikro-Simmerring®, Wellendurchmesser = 2 mm y 5.000 Stunden Lebensdauertests bei 6.000 U/min leckagefrei bestanden y Adhäsion bei nassem und trockenem Anlauf nicht feststellbar y Reibmoment (drucklos) ≈ 25 % des typischen max. Antriebsmoments eines elektrischen Mikromotors y kein Verschleiß an der Dichtlippe fest- stellbar (mikroskopisch) y Funktionstests bei 2,5 bar bei 6.000 U/min bestanden 412

413

EMPFEHLUNGEN EINBAURAUM WELLE Toleranz Rundheit Rauheit Härte Finish ISO h7 ≤ 100 μm Ra = 0,2 … 0,8 μm Rz = 1,0 … 5,0 μm Rmax ≤ 6,3 μm 45 … 60 HRC Drallfrei GEHÄUSEBOHRUNG Toleranz ISO H7 Rauheit, metallischer Haftsitz Rz = 6,3 … 16 μm Bitte fragen Sie hierfür bei Ihrem An- sprechpartner nach dem ENGINEERING INFORMATION SHEET (EIS-Blatt). Anmerkung: Es handelt sich hier in der Regel um kunden- spezifische Bauteile, die von den Experten anhand der FST Designrichtlinien auf Ihre Anwendung abgestimmt werden. Aus diesem Grund ist eine spezifische Klärung aller relevanten Rahmenparame- ter erforderlich. 14. Spezialdichtungen t +0,3 0 1 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P Ø DH7 20° 413 E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

414

Dichtungen für rotatorische Anwendungen 14.2 VERSCHLUSSDECKEL GA, GSA PRODUKTVORTEILE y sichere Abdichtung auch bei erhöhter Rauheit der Bohrung, bei Wärme- dehnung und geteilten Gehäusen y sehr stabile Konstruktion y lackierfähig y Vielfalt bei Standardvarianten ANWENDUNG Verschlussdeckel zum Verschließen und statischen Abdichten von Bohrungen in Gehäusen mit Presspassung, z. B. Montage- durchführungen in Getriebegehäusen. PRODUKTBESCHREIBUNG Dichtende Verschlussdeckel mit Presssitz. y GA (Standardausführung Gummi außen): Verschlussdeckel mit einvulkanisierten Versteifungsblechen aus Stahlblech – Standardausführung y GSA (Sonderausführung Gummi/Stahl außen): Verschlussdeckel mit einvulka- nisierten Versteifungsblechen aus Stahl- blech mit metallischem Sitz – Sonderaus- führung für erhöhte Auspresskräfte WERKSTOFF BEZEICHNUNG FARBE HÄRTE VERSTEIFUNGSBLECH Acrylnitril-Butadien- Kautschuk 75 NBR 99004 Schwarz Ca. 75 Shore A Stahl SPCC (ähnlich DC01 290) Verschlussdeckel GA, GSA aus anderen Werkstoffen sind auf Anfrage erhältlich EINSATZBEREICH DRUCK [bar] TEMPERATUR BEREICH [°C] ANWENDUNGS BEREICH Max. 0,5 * –40 … +100 Alle gängigen Mineralöle * Bei höheren Drücken sollte der Deckel z. B. durch einen Sicherungsring abgesichert werden 414

415

14. Spezialdichtungen KONSTRUKTIONSHINWEISE Gestaltung der Aufnahmebohrung T = H + 0,5 H 10 –20° Ø D DH8Ø Rauheit der Bohrung Bauform GA Rmax <= 25 µm Ra = 1,6 … 6,3 µm Rz = 10 … 25 µm Rauheit der Bohrung Bauform GSA Rmax <= 16 µm Ra = 0,8 … 3,2 µm Rz = 6,3 … 16 µm Montage Es ist wichtig, auf eine korrekte Montage zu achten. Vorzugweise wird zum Ein- pressen der Deckel in die Gehäusebohrung eine hydraulische oder mechanische Ein- pressvorrichtung verwendet. Diese greift großflächig an der Außenseite des Deckels an, sodass die Presskraft möglichst dicht am Außendurchmesser wirkt. Beachten Sie bitte, dass das Einpresswerkzeug eine Zeit lang in Endstellung gehalten werden sollte, damit eine Rückfederung bzw. eine Schrägstellung des Deckels auf ein Mini- mum reduziert wird. Die Gummierung des Deckels sollte stets über die Bohrungs fase hinaus montiert werden (nach der Mon- tage wird die Fase vom Gummi nicht mehr berührt). Wiederverwendbarkeit Die Dichtdeckel sind nicht wiederver- wendbar und werden bei der Demontage zerstört. 415 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

416

Dichtungen für rotatorische Anwendungen 416

417

H Y D R A U L I K I D C H T U N G E N F Ü R I F L U D P O W E R A N W E N D U N G E N – 4 1 7 STICHWORT- VERZEICHNIS STOPFBUCHS- PACKUNGEN MEMBRANEN FALTENBÄLGE HYDROSPEICHER SPEZIALDICHTUNGS- PRODUKTE STATISCHE DICHTUNGEN i D i c h t u n g e n f ü r F l u d P o w e r A n w e n d u n g e n – H y d r a u l i k DICHTUNGEN FÜR ROTATORISCHE ANWENDUNGEN MATERIAL, WERKSTOFFE UND VERFAHRENSTECHNIK EINFÜHRUNG & SERVICES FLUID POWER ANWENDUNGEN – HYDRAULIK FLUID POWER ANWENDUNGEN – PNEUMATIK

418

Dichtungen für Fluid Power Anwendungen – Hydraulik INHALTSVERZEICHNIS 1. PRODUKTÜBERSICHT 1.1 Stangendichtungen 1.2 Kolbendichtungen 1.3 Symmetrische Dichtungen für Stangen und Kolben 1.4 1.5 Abstreifer 1.6 Führungen 1.7 Statische Dichtungen Radialdichtungen für Dreh/Hub und Dreh/Schwenkbewegungen 2. EINFÜHRUNG 3. DICHTUNGEN UND DICHTSYSTEME 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 Klassifizierung von Dichtungen in der Hydraulik Grundlegende Anforderungen an eine Dichtung Zusätzliche Anforderungen an die Komponenten eines Dichtsystems Abhängigkeiten bei der Auswahl der Elemente für ein Dichtsystem Dichtungslösungen im Detail Einzeldichtung vs. Primär- und Sekundärdichtung eines Dichtsystems Standarddichtsysteme in der Hydraulik Das Dichtsystem für anspruchsvolle Anwendungen Die Druckent lastungs funktion bei besonderen Betriebsbedingungen Ausformvolumen und Zwischenraumdruck Abstreifer – das schützende Element im Dichtsystem Führungselemente im Hydraulikzylinder Geometrische Verhältnisse am Hydraulik zylinder – ideal vs. real Auswahl des Führungswerkstoffs Hartgewebeführung mit besonderer Geometrie – Guivex-Führungselemente Profilstärke des Führungselements 1,5 mm vs. 2,5 mm vs. 4 mm Elastische Deformation metallischer Bauteile Auslegung von Führungselementen mit verschiedenen Ansätzen für unterschiedliche Zielsetzungen – Katalog vs. Berechnung Justierung: Möglichkeiten zur Anpassung des Führungssystems 4. EINFLUSSFAKTOREN DES DICHTSYSTEMS Der Extrusionsspalt 5. DICHTUNGSWERKSTOFFE Gängige Dichtungswerkstoffe in der Hydraulik PTFECompounds und Polyethylen Dichtungswerkstoffe 5.1 5.2 5.3 PolyurethanDichtungswerkstoffe 5.4 Elastomere 5.5 Hartgewebe 5.6 Polyamid (gefüllt) 418 420 420 432 442 444 446 454 456 458 460 460 460 461 462 462 462 462 463 465 465 467 468 468 468 470 471 471 472 474 478 478 481 482 483 486 488 490 491

419

Inhaltsverzeichnis & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S 6. EINFLUSSGRÖSSEN 6.1 6.2 Reibung im tribo logischen System Grundmechanismus der Reibung Stick-Slip im Bereich der Misch reibung Reibverhalten von Elastomerwerkstoffen Reibverhalten von Thermo plasten Gegenlauffläche – Teil des tribologischen Systems Oberflächenveredelung Oberflächenbeurteilung Bewertung der Messergebnisse Rauheitskenngrößen Ausblick 7. PRODUKTVORAUSWAHL 7.1 7.2 Produktfinder für Dichtsysteme Produktfinder für Einzelkomponenten 8. MONTAGE VON HYDRAULIK DICHTUNGEN 8.1 8.2 8.3 8.4 Optimale Montage vorbereitung Montage der Dichtung in einen geteilten Einbauraum Wahl der Montage art für die Schnapp montage von Hydraulikdichtungen Handmontage Zangenmontage Montageband Montagewerkzeug Demontage von Hydraulik dichtungen 492 492 493 493 494 494 495 495 498 498 499 501 503 503 508 519 519 520 522 522 522 523 524 525 9.1 Einführung 9.2 9.3 9. AUSFALL VON DICHTUNGEN – PRÄVENTION UND SCHADENSANALYSE 526 526 526 529 529 530 531 531 531 532 532 533 Hilfsmittel/ Methoden der Schadensanalyse Typische Schadens bilder von Dichtungen und deren Ursachen Luft im Hydraulikmedium Spaltextrusion Verdrillen Fremdkörper im Hydraulikmedium Rissbildung Auflösung/Zersetzung (Hydrolyse) Starker Dichtkantenverschleiß Blow-By-Effekt 10. SPEZIALDICHTUNGEN Forseal FOI/FOA aus PTFE 535 535 419 , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

420

Dichtungen für Fluid Power Anwendungen – Hydraulik 1. PRODUKTÜBERSICHT 1.1 STANGENDICHTUNGEN BAUFORM BESCHREIBUNG HAUPTANWENDUNGEN T20 Einfachwirkender Nutring für den universellen Einsatz in vielen Anwendungen Erdbewegungsgeräte; Flur- förderfahrzeuge; Ladebord- wände; Landmaschinen; Lkw-Ladekrane; Spritzgieß- maschinen; Stützzylinder LF300 Einfachwirkender Nutring, der hinsichtlich Reibung, Stick-Slip und hydrodynami- schem Rückfördervermögen optimiert ist Erdbewegungsgeräte; Flur- förderfahrzeuge; Ladebord- wände; Landmaschinen; Lkw-Ladekrane; Spritzgieß- maschinen Syprim SM Einfachwirkender Nutring mit integriertem Backring und Druckentlastungs- funktion Erdbewegungsgeräte; Flur- förderfahrzeuge; Land- maschinen; Lkw-Ladekrane; Spritzgießmaschinen NI300 Einfachwirkender Nutring mit zusätzlichem Stützwulst Erdbewegungsgeräte; Pressen; Stützzylinder Merkel® TM20 Einfachwirkender Nutring mit asymmetrischem Profil Gedrehte Version des Typs T20 für große Durchmesser in Anwendungen der Schwer- industrie T22 Einfachwirkender Nutring mit zusätzlicher Stütz- und Dichtkante Erdbewegungsgeräte; Stütz- zylinder; Schiffshydraulik; Mobilhydraulik T23 Einfachwirkender Nutring mit integriertem Backring Erdbewegungsgeräte; Stahl- wasserbau; Stützzylinder; Schiffshydraulik; schwere Mobilhydraulik; Schrottscheren PRODUKT- GRUPPE Nutringe 420

421

1. Produktübersicht Weitere Infor mationen zu unserem Produktportfolio WERKSTOFF MAX. TEMPERATUR- STANDARDKATALOG- FREUDENBERG BEREICH [°C] * PROGRAMM XPRESS® 94 AU V142 ‒30 … +110 94 AU 30000 ‒35 … +120 94 AU 925 ‒30 … +110 92 AU 21100 ‒50 … +110 94 AU 30000 ‒35 … +120 95 AU V142/POM ‒30 … +110 94 AU 30000/POM ‒35 … +120 94 AU 925 ‒30 … +110 94 AU 30000 ‒35 … +120 95 AU V142 ‒30 … +110 93 AU V167 ‒20 … +110 95 AU 142 ‒30 … +110 95 AU 142/POM ‒30 … +110 Ja Ja Ja Ja Ja Ja Ja Ja Ja Ja Ja Ja Ja Ja * Temperaturangabe gültig für eine Messung an der Dichtung. Temperatur des Betriebsmediums kann ggf. davon abweichen! 421 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

422

Dichtungen für Fluid Power Anwendungen – Hydraulik BAUFORM BESCHREIBUNG HAUPTANWENDUNGEN PRODUKT- GRUPPE Nutringe T24 Einfachwirkender Nutring mit zusätzlichem Stützwulst Teleskopzylinder HDR-2C Einfachwirkender, 2-Kompo- nenten-Nutring für Hoch- druckanwendungen Erdbewegungsgeräte; Flurför- derfahrzeuge (Gabelstapler); Ladebordwände; Lkw-Lade- krane; Stützzylinder Merkel® NRS-0503 Einfachwirkender Nutring mit einem asymmetrischen Profil und einem integrierten POM- oder PA-Backring Merkel® L20 Einfachwirkender Nutring mit asymmetrischem Profil NI150 Einfachwirkender Nutring, universell anwendbar NI250 Einfachwirkender Nutring mit integriertem Backring NI400 Einfachwirkender Nutring mit integriertem, gerundetem Backring Einzeldichtung für den Ersatz- teilmarkt der Schwerindustrie; insbesondere für große Durch- messer und zur Überbrückung großer Extrusionsspalte ge- eignet Industriepressen und Groß- zylinder; insbesondere für Betriebsmedien Wasser und Wasser-Emulsion Hauptsächlich für den Ersatz- teilbedarf. Für Neukonstruktio- nen empfiehlt FST Baureihen wie z. B. T20, LF300 Hauptsächlich für den Ersatz- teilbedarf. Für Neukonstruktio- nen empfiehlt FST Baureihen wie z. B. T20, LF300 Hauptsächlich für den Ersatz- teilbedarf. Für Neukonstruktio- nen empfiehlt FST Baureihen wie z. B. T20, LF300, HDR-2C 422

423

1. Produktübersicht WERKSTOFF MAX. TEMPERATUR- STANDARDKATALOG- FREUDENBERG BEREICH [°C] * PROGRAMM XPRESS® 95 AU 142 ‒30 … +110 92 AU 21100 ‒50 … +110 98 AU 928 ‒50 … +110 95 AU 142/POM, PA ‒30 … +110 93 AU V167/POM, PA ‒20 … +110 85 NBR B203 ‒30 … +100 85 FKM K664 ‒10 … +200 80 NBR 878 ‒30 … +100 80 NBR 878/POM ‒30 … +100 80 NBR 878/POM ‒30 … +100 Ja Ja Ja Nein Ja Ja Ja Ja Nein Ja Ja Ja Ja Ja * Temperaturangabe gültig für eine Messung an der Dichtung. Temperatur des Betriebsmediums kann ggf. davon abweichen! 423 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

424

Dichtungen für Fluid Power Anwendungen – Hydraulik BAUFORM BESCHREIBUNG HAUPTANWENDUNGEN Merkel® NRS-0214 Einfachwirkender Nutring mit integriertem POM- oder PA-Backring und Gewebe- armierung an der Dichtlippe Merkel® NRS-0216 Einfachwirkender Nutring mit integriertem POM oder PA Backring und Gewebe- armierung am Halteteil Hüttenindustrie; Pressen; Schiffshydraulik; Schrott- scheren; Spezialzylinder; Spritzgießmaschinen; Stahl- wasserbau Hüttenindustrie; Pressen; Schiffshydraulik; Schrott- scheren; Spezialzylinder; Spritzgießmaschinen; Stahl- wasserbau H MF Einfachwirkende Lippen- dichtung mit Vorspannfeder an der Dichtlippe Hauptsächlich für den Ersatz- teilbedarf. Für Neukonstruktio- nen empfiehlt FST Baureihen wie z. B. T20, LF300 H OF Einfachwirkende Lippen- dichtung ohne Vorspannfeder Hauptsächlich für den Ersatz- teilbedarf. Für Neukonstruktio- nen empfiehlt FST Baureihen wie z. B. T20, LF300 FOI Einfachwirkender PTFE-Nutring mit metallischer Spannfeder – einsetzbar in axial offene O-Ring Einbauräume Heißwasserventile; Hydraulik- und Pneumatikzylinder OMS-MR Einfachwirkende Kompakt- dichtung – Standardaus- führung Mobilhydraulik; Spritzgieß- maschinen; Industriepressen PRODUKT- GRUPPE Nutringe Kompakt- dichtungen Merkel® Omegat 424

425

1. Produktübersicht WERKSTOFF MAX. TEMPERATUR- STANDARDKATALOG- FREUDENBERG BEREICH [°C] * PROGRAMM XPRESS® 80 NBR B246/ BI-NBR B4 B248/ POM; PA ‒30 … +100 80 NBR B246/ BI-NBR B4 B248/ POM; PA ‒30 … +100 88 NBR 101 ‒30 … +100 88 NBR 101 ‒30 … +100 PTFE F56110/ rostfreier Stahl 1.4310 ‒200 … +260 PTFE B602; GM201; C104/NBR PTFE B602; GM201; C104/FKM ‒30 … +100 ‒10 … +200 PE E083/NBR ‒30 … +80 Ja Ja Ja Ja Ja Ja Nein Nein Ja Ja Ja Ja * Temperaturangabe gültig für eine Messung an der Dichtung. Temperatur des Betriebsmediums kann ggf. davon abweichen! 425 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

426

Dichtungen für Fluid Power Anwendungen – Hydraulik BAUFORM BESCHREIBUNG HAUPTANWENDUNGEN OMS-MR PR Einfachwirkende Kompakt- dichtung mit Druckent- lastungsfunktion Mobilhydraulik; Spritzgieß- maschinen; Industriepressen OMS-MR DW Kompaktdichtung für beid- seitige Druckbeaufschlagung – Sonderausführung Mobilhydraulik; Hand- habungsgeräte; Spritzgieß- maschinen; Industriepressen OMS-S Einfachwirkende, hoch- belastbare Kompaktdichtung – Standardausführung Stahlwasserbau; Stahlwerke; Industriepressen OMS-S PR Einfachwirkende, hochbe- lastbare Kompaktdichtung mit Druckentlastungs- funktion und Stützkufen Stahlwasserbau; Stahlwerke; Industriepressen OMS-S SR Einfachwirkende, hochbe- lastbare Kompaktdichtung mit Stützkufen Stahlwasserbau; Stahlwerke; Industriepressen OMSU-MR Einfachwirkende Kompakt- dichtung – Standardaus- führung Spritzgießmaschinen; Stütz- zylinder PRODUKT- GRUPPE Kompakt- dichtungen Merkel® Omegat 426

427

1. Produktübersicht WERKSTOFF MAX. TEMPERATUR- STANDARDKATALOG- FREUDENBERG BEREICH [°C] * PROGRAMM XPRESS® PTFE B602; GM201; C104/NBR PTFE B602; GM201; C104/FKM ‒30 … +100 ‒10 … +200 PE E083/NBR ‒30 … +80 PTFE B602; GM201; C104/NBR PTFE B602; GM201; C104/FKM ‒30 … +100 ‒10 … +200 PE E083/NBR ‒30 … +80 PTFE B602; GM201; C104/NBR PTFE B602; GM201; C104/FKM ‒30 … +100 ‒10 … +200 PE E083/NBR ‒30 … +80 PTFE B602; GM201; C104/NBR PTFE B602; GM201; C104/FKM ‒30 … +100 ‒10 … +200 PE E083/NBR ‒30 … +80 PTFE B602; GM201; C104/NBR PTFE B602; GM201; C104/FKM ‒30 … +100 ‒10 … +200 PE E083/NBR ‒30 … +80 98 AU V211/NBR ‒30 … +100 98 AU 21440/NBR ‒20 … +100 Ja Nein Ja Nein Ja Ja Ja Ja Ja Ja Ja Ja * Temperaturangabe gültig für eine Messung an der Dichtung. Temperatur des Betriebsmediums kann ggf. davon abweichen! 427 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

428

Dichtungen für Fluid Power Anwendungen – Hydraulik BAUFORM BESCHREIBUNG HAUPTANWENDUNGEN OMSU-MR PR Einfachwirkende Kompakt- dichtung mit Druckent- lastungsfunktion Spritzgießmaschinen (Spritz- einheit); Stützzylinder KI310 Einfachwirkende Kompakt- dichtung – Standardaus- führung Mobilhydraulik; Teleskop- zylinder KI320 Einfachwirkende Kompakt- dichtung mit integriertem Backring sowie zusätzlicher Stützkante Mobilhydraulik; Stütz- zylinder; Industriepressen Merkel® S8 Einfachwirkende Kompaktdichtung mit Gummi-/Gewebe-Halteteil Hauptsächlich für den Ersatz- teilbedarf. Für Neukonstruktio- nen empfiehlt FST Baureihen wie z. B. T20 TFMI Kompaktdichtung für beid- seitige Druckbeaufschlagung Hauptsächlich für den Ersatz- teilbedarf. Für Neukonstruktio- nen empfiehlt FST Baureihen wie z. B. Omegat OMS-MR DW ES, ESV Einfachwirkende Mehrkom- ponenten-Kompaktdichtung Stahlwasserbau; Stahlwerke; Industriepressen; Schrott- scheren ES61 Einfachwirkende Mehrkom- ponenten-Kompaktdichtung mit PTFE-Druckring Stahlwasserbau; Stahlwerke; Industriepressen; Schrott- scheren PRODUKT- GRUPPE Kompakt- dichtungen Merkel® Omegat Kompakt- dichtungen Kompakt- dichtungen Merkel® V-Packungen und Dachman- schettensätze 428

429

1. Produktübersicht WERKSTOFF MAX. TEMPERATUR- STANDARDKATALOG- FREUDENBERG BEREICH [°C] * PROGRAMM XPRESS® 98 AU V211/NBR ‒30 … +100 98 AU 21440/NBR ‒20 … +100 Nein 94 AU 925 ‒30 … +110 94 AU 925/POM ‒30 … +110 70 NBR B209 ‒30 … +100 PTFE 177023/NBR ‒30 … +100 NBR-Gewebe/NBR ‒30 … +100 FKM-Gewebe/FKM ‒15 … +140 PTFE B570/ NBR-Gewebe/NBR ‒30 … +100 Ja Ja Ja Ja Ja Ja Ja Ja Ja Nein Ja Nein Nein * Temperaturangabe gültig für eine Messung an der Dichtung. Temperatur des Betriebsmediums kann ggf. davon abweichen! 429 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

430

Dichtungen für Fluid Power Anwendungen – Hydraulik BAUFORM BESCHREIBUNG HAUPTANWENDUNGEN ES81 Einfachwirkende Mehrkom- ponenten-Kompaktdichtung mit PU-Druckring Stahlwasserbau; Stahlwerke; Industriepressen; Schrott- scheren VPS40 Einfachwirkende, dreiteilige Kompaktdichtung – Neuent- wicklung für große Durch- messer und hochbelastete Anwendungen Neuentwicklung als Ersatz für V-Packungen und Dach- manschettensätze DMS0180 Einfachwirkende Mehrkom- ponenten-Kompaktdichtung in PE-Ausführung mit NBR-Stützring Für raue Einsatzbedingungen, wie z. B. Offshore in Ver- bindung u. a. mit keramischen Gegenlaufflächen V1000 Einfachwirkende Mehrkom- ponenten-Kompaktdichtung für hochbelastete Anwen- dungen Schmiedepressen; Manipula- toren; Schrottscheren TFW Einfachwirkende Mehrkom- ponenten-Kompaktdichtung mit PTFE-Manschetten Axial bewegte Armaturen- spindeln; Stangen und Plun- ger; langsam umlaufende Wellen Vocomatic Patentiertes Speicherelement zur Schleppölkompensation von Stangendichtsystemen Langhubzylinder mit stark unterschiedlichen Einfahr- und Ausfahrgeschwindigkei- ten des Zylinders PRODUKT- GRUPPE Kompakt- dichtungen Merkel® V-Packungen und Dachman- schettensätze 430

431

1. Produktübersicht WERKSTOFF MAX. TEMPERATUR- STANDARDKATALOG- FREUDENBERG BEREICH [°C] * PROGRAMM XPRESS® 93 AU V167/ NBR-Gewebe/NBR ‒30 … +100 93 AU V167/NBR ‒20 … +100 Ja Ja PE E083/NBR ‒30 … +80 Nein Nein Ja Ja BI-NR B6B210 ‒30 … +100 Nein Nein PTFE F52902 ‒200 … +220 Ja Ja 70 VQM 10801/POM ‒30 … +100 Nein Nein * Temperaturangabe gültig für eine Messung an der Dichtung. Temperatur des Betriebsmediums kann ggf. davon abweichen! 431 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

432

Dichtungen für Fluid Power Anwendungen – Hydraulik 1.2 KOLBENDICHTUNGEN BAUFORM BESCHREIBUNG HAUPTANWENDUNGEN PRODUKT- GRUPPE Nutringe NA300 Einfachwirkende Nutring-Dichtung Erdbewegungsgeräte; Stütz- zylinder; Industriepressen NA150 Einfachwirkende Nutring-Dichtung NA250 Einfachwirkender Nutring mit integriertem Backring Hauptsächlich für den Ersatz- teilbedarf. Für Neukonstruktio- nen empfiehlt FST Baureihen wie z. B. NA300 oder T18 Hauptsächlich für den Ersatz- teilbedarf. Für Neukonstruktio- nen empfiehlt FST Baureihen wie z. B. NA300 oder T18 NA400 Einfachwirkender Nutring mit integriertem Backring und Gewebeverstärkung an der Dichtlippe Hauptsächlich für den Ersatz- teilbedarf. Für Neukonstruktio- nen empfiehlt FST Baureihen wie z. B. NA300 oder T18 T18 Einfachwirkender Nutring mit integriertem Backring und Druckentlastungsnuten Erdbewegungsgeräte; Stütz- zylinder; Industriepressen Merkel® TM21 Einfachwirkender Nutring mit asymmetrischem Profil Hochbelastete Anwendun- gen, z. B. Industriepressen; Groß zylinder Merkel® NRS-0215 Einfachwirkender Nutring mit integriertem POM- oder PA-Backring und Gewebe ver- stärkung an der kompletten Dichtlippe Hochbelastete Anwendungen mit besonderen Anforderun- gen. Einsatz überwiegend in Groß zylindern, wie z. B. bei Industrie pressen 432

433

1. Produktübersicht WERKSTOFF MAX. TEMPERATUR- STANDARDKATALOG- FREUDENBERG BEREICH [°C] * PROGRAMM XPRESS® 94 AU 925 ‒30 … +110 94 AU 30000 ‒35 … +120 80 NBR 878 ‒30 … +100 80 NBR 878/POM ‒30 … +100 80 NBR 878/POM ‒30 … +100 95 AU 142/POM ‒30 … +110 Ja Ja Ja Ja Ja 95 AU V142 ‒30 … +110 93 AU V167 ‒20 … +110 Nein Ja Ja Ja Ja Ja Ja 80 NBR B246/ BI-NBR B4 B248/ POM; PA ‒30 … +100 Ja Nein * Temperaturangabe gültig für eine Messung an der Dichtung. Temperatur des Betriebsmediums kann ggf. davon abweichen! 433 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

434

Dichtungen für Fluid Power Anwendungen – Hydraulik PRODUKT- GRUPPE Nutringe BAUFORM BESCHREIBUNG HAUPTANWENDUNGEN Merkel® NRS-0217 Einfachwirkender Nutring mit integriertem POM- oder PA-Backring und Gewebe- verstärkung an Teilen der Dichtlippe Hochbelastete Anwendungen mit besonderen Anforderun- gen. Einsatz überwiegend in Großzylindern, wie z. B. bei In- dustriepressen Merkel® NRS-0504 Einfachwirkender Nutring mit asymmetrischem Profil und einem POM- oder PA- Backring Hochbelastete Anwendun- gen mit Fokus auf Groß- zylinder FOA Einfachwirkender PTFE-Nutring mit metallischer Spannfeder – einsetzbar in axial offene O-Ring Einbauräume Heißwasserventile; Hydrau- lik- und Pneumatikzylinder Einfachwirkende Kompakt- dichtungen Merkel® Omegat OMK-E Einfachwirkende Kompakt- dichtung – Sonderausführung Mobilhydraulik; Hand- habungsgeräte; Spritzgieß- maschinen; Industriepressen OMK-E PR Einfachwirkende Kompakt- dichtung mit Druckent- lastungsfunktion Mobilhydraulik; Spritzgieß- maschinen; Industriepressen OMK-ES Einfachwirkende, hochbe- lastbare Kompaktdichtung – Sonderausführung Manipulatoren; Industrie- pressen; Schiffshydraulik; Spritzgießmaschinen; Stahl- wasserbau; Walzwerke OMK-ES PR Einfachwirkende, hochbelast- bare Kompaktdichtung mit Druckentlastungsfunktion Manipulatoren; Industrie- pressen; Schiffshydraulik; Spritzgießmaschinen; Stahl- wasserbau; Walzwerke 434

435

1. Produktübersicht WERKSTOFF MAX. TEMPERATUR- STANDARDKATALOG- FREUDENBERG BEREICH [°C] * PROGRAMM XPRESS® 80 NBR B246/ BI-NBR B4 B248/ POM; PA ‒30 … +100 95 AU 142/POM; PA ‒30 … +110 93 AU V167/POM; PA ‒20 … +110 PTFE F56110/ rostfreier Stahl 1.4310 ‒200 … +260 PTFE B602; GM201; C104/NBR PTFE B602; GM201; C104/FKM ‒30 … +100 ‒10 … +200 PE E083/NBR ‒30 … +80 PTFE B602; GM201; C104/NBR PTFE B602; GM201; C104/FKM ‒30 … +100 ‒10 … +200 PE E083/NBR ‒30 … +80 PTFE B602; GM201; C104/NBR PTFE B602; GM201; C104/FKM ‒30 … +100 ‒10 … +200 PE E083/NBR ‒30 … +80 PTFE B602; GM201; C104/NBR PTFE B602; GM201; C104/FKM ‒30 … +100 ‒10 … +200 PE E083/NBR ‒30 … +80 Ja Ja Ja Nein Nein Nein Nein Nein Ja Ja Ja Ja Ja Ja * Temperaturangabe gültig für eine Messung an der Dichtung. Temperatur des Betriebsmediums kann ggf. davon abweichen! 435 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

436

Dichtungen für Fluid Power Anwendungen – Hydraulik PRODUKT- GRUPPE Einfachwirkende Kompakt- dichtungen Merkel® Omegat Einfachwirkende Kompakt- dichtungen BAUFORM BESCHREIBUNG HAUPTANWENDUNGEN OMKU-E Einfachwirkende Kompakt- dichtung – Sonderausführung Handhabungsgeräte; Spritz- gießmaschinen; Steuer- und Regelgeräte Merkel® EK, EKV Einfachwirkende, mehrteilige Kompaktdichtung T mit Feder Lippendichtung mit Feder an der Dichtlippe und einem Flansch für axiale Fixierung Eisen- und Stahlindustrie; Industriepressen; Schiffs- hydraulik; Schrottscheren; Spezialzylinder; Spritzgieß- maschinen; Stahlwasserbau Hauptsächlich für den Ersatz- teilbedarf. Für Neukonstruktio- nen empfiehlt FST Baureihen wie z. B. NA300 T ohne Feder Lippendichtung mit Flansch für axiale Fixierung – Stan- dardausführung ohne Feder an der Dichtlippe Hauptsächlich für den Ersatz- teilbedarf. Für Neukonstruktio- nen empfiehlt FST Baureihen wie z. B. NA300 Doppeltwirkende Kompakt- dichtungen Merkel® Omegat OMK-PU Kompaktdichtung für beid- seitige Druckbeaufschlagung – Standardausführung Gabelstapler; Landmaschinen; Lkw- Ladekrane; Standard- zylinder OMK-MR Kompaktdichtung für beid- seitige Druckbeaufschlagung – Standardausführung Flurförderfahrzeuge; Handha- bungsgeräte; Landmaschinen; Lkw-Ladekrane; Pressen; Schiffshydraulik; Spritzgieß- maschinen; Steuer- und Regelgeräte; Walzwerke OMKU-MR Kompaktdichtung für beid- seitige Druckbeaufschlagung – Standardausführung Handhabungsgeräte; Spritz- gießmaschinen; Steuer- und Regelgeräte 436

437

1. Produktübersicht WERKSTOFF MAX. TEMPERATUR- STANDARDKATALOG- FREUDENBERG BEREICH [°C] * PROGRAMM XPRESS® 98 AU V211/NBR ‒30 … +100 98 AU 21440/NBR ‒20 … +100 NBR-Gewebe/NBR ‒30 … +100 FKM-Gewebe/FKM ‒15 … +140 88 NBR 101 ‒30 … +100 88 NBR 101 ‒30 … +100 95 AU V142/NBR ‒30 … +100 98 AU 30500/NBR ‒30 … +100 PTFE B602; GM201; C104/NBR PTFE B602; GM201; C104/FKM ‒30 … +100 ‒10 … +200 PE E083/NBR ‒30 … +80 98 AU V211/NBR ‒30 … +100 98 AU 21440/NBR ‒20 … +100 Nein Ja Ja Ja Ja Ja Ja Ja Ja Nein Ja Ja Ja Ja Ja Ja * Temperaturangabe gültig für eine Messung an der Dichtung. Temperatur des Betriebsmediums kann ggf. davon abweichen! 437 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

438

Dichtungen für Fluid Power Anwendungen – Hydraulik BAUFORM BESCHREIBUNG HAUPTANWENDUNGEN OMK-S Kompaktdichtung für beid- seitige Druckbeaufschlagung – Standardausführung für hochbelastete Anwendungen Simko 300 Kompaktdichtung für beid- seitige Druckbeaufschlagung – Standardausführung Großzylinder; Manipulato- ren; Industriepressen; Schiffshydraulik; Spritzgieß- maschinen; Stahlwasserbau; Walzwerke Erdbewegungsgeräte; Flur- förderfahrzeuge; Ladebord- wände; Landmaschinen; Lkw-Ladekrane; Spritzgieß- maschinen; Stützzylinder HDP 330 Kompaktdichtung für beid- seitige Druckbeaufschlagung – PA-Gleitring mit Stufen- schnitt Erdbewegungsgeräte; Land- maschinen; hochbelastete Anwendungen; Zylinder mit vollgezogenen Rohren Simko 320X2 Kompaktdichtung für beid- seitige Druckbeaufschlagung mit Gewebeverstärkung und zwei Winkel-Backringen Hauptsächlich für den Ersatz- teilbedarf. Für Neukonstruktio- nen empfiehlt FST Baureihen wie z. B. Simko 300 Simko 520 Kompaktdichtung für beid- seitige Druckbeaufschlagung mit Gewebeverstärkung und zwei integrierten Backringen Hauptsächlich für den Ersatz- teilbedarf. Für Neukonstruktio- nen empfiehlt FST Baureihen wie z. B. HDP 330 Merkel® L27 Kompaktdichtung für beid- seitige Druckbeaufschlagung mit zwei integrierten Back- ringen und einem elastome- ren Vorspannelement Bagger; Erdbewegungs- geräte; Industriepressen; Spritzgießmaschinen L43 Kompaktdichtung für beid- seitige Druckbeaufschlagung mit zwei Stützringen und zwei Winkel-Backringen Erdbewegungsgeräte; Land- maschinen; Lkw-Ladekrane; Standardzylinder PRODUKT- GRUPPE Doppeltwirkende Kompakt- dichtungen Merkel® Omegat Doppeltwirkende Kompakt- dichtungen 438

439

1. Produktübersicht WERKSTOFF MAX. TEMPERATUR- STANDARDKATALOG- FREUDENBERG BEREICH [°C] * PROGRAMM XPRESS® PTFE B602; GM201; C104/NBR PTFE B602; GM201; C104/FKM ‒30 … +100 ‒10 … +200 PE E083/NBR ‒30 … +80 98 AU 928/NBR ‒30 … +100 PA 4112/NBR ‒30 … +100 80 NBR 878/PA ‒30 … +100 80 NBR 878/POM ‒30 … +100 PTFE B602/NBR/POM ‒30 … +100 80 NBR B281/TPE/PA ‒30 … +100 Ja Ja Ja Ja Ja Ja Ja Ja Ja Ja Ja Ja Ja Ja * Temperaturangabe gültig für eine Messung an der Dichtung. Temperatur des Betriebsmediums kann ggf. davon abweichen! 439 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

440

Dichtungen für Fluid Power Anwendungen – Hydraulik PRODUKT- GRUPPE Doppeltwirkende Kompakt- dichtungen BAUFORM BESCHREIBUNG HAUPTANWENDUNGEN T19 Kompaktdichtung für beid- seitige Druckbeaufschlagung mit zwei Winkel-Backringen Landmaschinen; Standard- zylinder Merkel® T42 Kompaktdichtung für beid- seitige Druckbeaufschlagung mit zwei Backringen Bergbau Merkel® T44 Kompaktdichtung für beid- seitige Druckbeaufschlagung mit halb-aktivierten Back- ringen Bergbau TFMA Kompaktdichtung für beid- seitige Druckbeaufschlagung Hauptsächlich für den Ersatz- teilbedarf. Für Neukonstruktio- nen empfiehlt FST Baureihen wie z. B. Omegat OMK-MR TDUOH Kompaktdichtung für beid- seitige Druckbeaufschlagung – Standardausführung Hauptsächlich für den Ersatz- teilbedarf. Für Neukonstruktio- nen empfiehlt FST Baureihen wie z. B. Simko 300 440

441

1. Produktübersicht WERKSTOFF MAX. TEMPERATUR- STANDARDKATALOG- FREUDENBERG BEREICH [°C] * PROGRAMM XPRESS® 95 AU 142/POM ‒30 … +110 Ja 93 AU V167/NBR/POM +5 … +60 Nein 93 AU V167/NBR/POM +5 … +60 Nein PTFE 177023/NBR ‒30 … +100 88 NBR 101/Stahl ‒30 … +100 Ja Ja Ja Ja Ja Ja Nein * Temperaturangabe gültig für eine Messung an der Dichtung. Temperatur des Betriebsmediums kann ggf. davon abweichen! 441 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

442

Dichtungen für Fluid Power Anwendungen – Hydraulik 1.3 SYMMETRISCHE DICHTUNGEN FÜR STANGEN UND KOLBEN PRODUKT- GRUPPE Nutringe BAUFORM BESCHREIBUNG HAUPTANWENDUNGEN N Einfachwirkender Nutring, universell einsetzbar AUN Einfachwirkender Nutring, universell einsetzbar N100 Einfachwirkender Nutring, universell einsetzbar AUN100 Einfachwirkender Nutring, universell einsetzbar Hauptsächlich für den Ersatz- teilbedarf. Für Neukonstruktio- nen empfiehlt FST Baureihen wie z. B. T20 (Stangen dichtung) oder NA300 (Kolbendichtung) Hauptsächlich für den Ersatz- teilbedarf. Für Neukonstruktio- nen empfiehlt FST Baureihen wie z. B. T20 (Stangen dichtung) oder NA300 (Kolbendichtung) Hauptsächlich für den Ersatz- teilbedarf. Für Neukonstruktio- nen empfiehlt FST Baureihen wie z. B. T20 (Stangen dichtung) oder NA300 (Kolbendichtung) Hauptsächlich für den Ersatz- teilbedarf. Für Neukonstruktio- nen empfiehlt FST Baureihen wie z. B. T20 (Stangen dichtung) oder NA300 (Kolbendichtung) 442

443

1. Produktübersicht WERKSTOFF MAX. TEMPERATUR- STANDARDKATALOG- FREUDENBERG BEREICH [°C] * PROGRAMM XPRESS® 90 NBR 109 ‒30 … +100 94 AU 925 ‒30 … +110 90 NBR 109 ‒30 … +100 94 AU 925 ‒30 … +110 Ja Ja Ja Ja Ja Ja Ja Ja * Temperaturangabe gültig für eine Messung an der Dichtung. Temperatur des Betriebsmediums kann ggf. davon abweichen! 443 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

444

Dichtungen für Fluid Power Anwendungen – Hydraulik 1.4 RADIALDICHTUNGEN FÜR DREH-/HUB- UND DREH-/SCHWENKBEWEGUNGEN BAUFORM BESCHREIBUNG HAUPTANWENDUNGEN OMS-DH Einfachwirkende Kompakt- dichtung mit konturiertem PTFE-Profilring und Druck- aktivierungsnuten Spritzgießmaschinen (Spritz- einheit); Drehantriebe OMS-DR HB Einfachwirkende Kompakt- dichtung mit Halteflansch für kombinierte Dreh-/Schwenkbewegungen Spritzgießmaschinen (Spritz- einheit); Drehantriebe OMK-DR HB Kompaktdichtung für beid- seitige Druckbeaufschlagung mit einem PTFE-Gleitring im Nutgrund Für kombinierte Hebe- und Dreh-/Schwenkbewegungen M15 M16 M17 M19 Kompaktdichtung für beid- seitige Druckbeaufschlagung – innendichtend Bagger; Druckdrehdurch- führungen; Greifer Kompaktdichtung für beid- seitige Druckbeaufschlagung – außendichtend Bagger; Druckdrehdurch- führungen; Greifer Kompaktdichtung für beid- seitige Druckbeaufschlagung mit Schmiernut an der Lauf- fläche Bagger; Druckdrehdurch- führungen; Greifer Kompaktdichtung für beid- seitige Druckbeaufschlagung mit Gewebearmierung an der Lauffläche Bagger; Druckdrehdurch- führungen; Greifer PRODUKT- GRUPPE Merkel® Omegat Merkel® Rotomatic 444

445

1. Produktübersicht WERKSTOFF MAX. TEMPERATUR- STANDARDKATALOG- FREUDENBERG BEREICH [°C] * PROGRAMM XPRESS® Ja Ja Ja Ja Ja & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V PTFE GM201/FKM ‒10 … +200 PTFE C104/FKM ‒10 … +200 Nein PTFE C104/FKM ‒10 … +200 Nein PTFE GM201/ PTFE V039/FKM ‒10 … +200 Nein ‒30 … +100 ‒10 … +200 ‒30 … +100 ‒10 … +200 Ja Ja PTFE GM201; C104/ NBR PTFE GM201; C104/ FKM PTFE GM201; C104/ NBR PTFE GM201; C104/ FKM 80 NBR B246/ NBR-Gewebe ‒30 … +80 Nein Nein 80 NBR B246/ NBR-Gewebe/POM ‒30 … +80 Nein Nein * Temperaturangabe gültig für eine Messung an der Dichtung. Temperatur des Betriebsmediums kann ggf. davon abweichen! 445

446

Dichtungen für Fluid Power Anwendungen – Hydraulik 1.5 ABSTREIFER BAUFORM BESCHREIBUNG HAUPTANWENDUNGEN AS Abstreifer mit Metallkäfig und vorstehender Abstreif- lippe Hauptsächlich für den Ersatz- teilbedarf. Für Neukonstruktio- nen empfiehlt FST Baureihen wie z. B. AU AS(R) ASOB Abstreifer mit vorstehender Abstreiflippe ohne Blechar- mierung AU PS Abstreifer mit Metallkäfig und einer mit dem Gehäuse abschließenden Abstreiflippe Hauptsächlich für den Ersatz- teilbedarf. Für Neukonstruktio- nen empfiehlt FST Baureihen wie z. B. PU5 Erdbewegungsgeräte; Flur- förderfahrzeuge; Ladebord- wände; Landmaschinen; Lkw-Ladekrane;Schwenkstift- abdichtung; Stützzylinder AU AS Abstreifer mit Metallkäfig. Die vorstehende Abstreiflippe weist eine scharf gestochene Dichtkante auf Erdbewegungsgeräte; Flur- förderfahrzeuge; Ladebord- wände; Landmaschinen; Lkw-Ladekrane; Stützzylinder AU ASR Abstreifer mit Metallkäfig. Die vorstehende Abstreiflippe weist eine abgerundete Dichtkante auf Erdbewegungsgeräte; Flur- förderfahrzeuge; Ladebord- wände; Landmaschinen; Lkw-Ladekrane; Stützzylinder AU ASOB Abstreifer ohne Blecharmie- rung, mit vorstehender Ab- streiflippe und bodenseitiger Abstützung gegen Verdrehen Hauptsächlich für den Ersatz- teilbedarf. Für Neukonstruktio- nen empfiehlt FST Baureihen wie z. B. PU5 Merkel® P6 Abstreifer ohne Blecharmie- rung, mit vorstehender Ab- streiflippe und bodenseitiger Abstützung gegen Verdrehen Industriepressen; Stahl- wasserbau; Walzwerke PRODUKT- GRUPPE Einfachwirkende Abstreifer 446

447

1. Produktübersicht WERKSTOFF MAX. TEMPERATUR- STANDARDKATALOG- FREUDENBERG BEREICH [°C] * PROGRAMM XPRESS® 88 NBR 101 88 NBR 99035 ‒30 … +100 88 NBR 101 ‒30 … +100 94 AU 925 ‒30 … +110 94 AU 925 ‒30 … +110 94 AU 925 ‒30 … +110 94 AU 925 ‒30 … +110 Ja Ja Ja Ja Ja Ja 85 NBR B247 ‒30 … +100 85 FKM K664 ‒10 … +200 Nein Nein Ja Nein Nein Nein Ja Ja * Temperaturangabe gültig für eine Messung an der Dichtung. Temperatur des Betriebsmediums kann ggf. davon abweichen! 447 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

448

Dichtungen für Fluid Power Anwendungen – Hydraulik BAUFORM BESCHREIBUNG HAUPTANWENDUNGEN Merkel® PU5 Abstreifer mit zusätzlicher sta- tischer Dichtlippe und Stütz- elementen gegen Verdrehen Merkel® PU6 Abstreifer mit zusätzlicher sta- tischer Dichtlippe und Stütz- elementen gegen Verdrehen Bergbau; Erdbewegungsgeräte; Flurförderfahrzeuge; Ladebord- wände; Landmaschinen; Lkw- Ladekrane; Industriepressen; Spritzgießmaschinen; Stütz- zylinder; Teleskopzylinder Bergbau; Erdbewegungs- geräte; Industriepressen; Spritzgieß maschinen; Stütz- zylinder Merkel® PH6 Abstreifer mit zusätzlicher sta- tischer Dichtlippe und Stütz- elementen gegen Verdrehen Bergbau Merkel® PU12 Außendichtender Abstreifer mit vorstehender Abstreiflippe und Stützsegmenten gegen Ver- drehen sowie einer statischen Dichtkante zum Nutgrund Bergbau; Erdbewegungs- geräte; Industriepressen; Spritzgießmaschinen; Stütz- zylinder DMRW2 Abstreifer mit der Funktionali- tät eines Nutrings nach innen und Abstreifwirkung nach außen. Mit vorstehender Abstreiflippe, Metallkäfig und zusätzlich integrierter Druck- entlastungsfunktion Erdbewegungsgeräte; Nutz- fahrzeuge; Ladebordwände; Landmaschinen; Lkw-Lade- krane; Stützzylinder; Industrie pressen Merkel® P8 Abstreifer mit der Funktio- nalität eines Nutrings nach innen und Abstreifwirkung nach außen Flurförderfahrzeuge; Industrie pressen; Spritzgieß- maschinen Merkel® P9 Abstreifer speziell für große Durchmesser mit der Funkti- onalität eines Nutrings nach innen und Abstreifwirkung nach außen Mobilhydraulik; Spritzgieß- maschinen; Industriepressen; große Standardzylinder PRODUKT- GRUPPE Einfachwirkende Abstreifer Doppel- abstreifer 448

449

1. Produktübersicht WERKSTOFF MAX. TEMPERATUR- STANDARDKATALOG- FREUDENBERG BEREICH [°C] * PROGRAMM XPRESS® 95 AU V149 ‒30 … +110 95 AV V142 95 AU V149 93 AU V167 ‒30 … +110 ‒30 … +110 ‒20 … +110 97 TPE TP106 ‒30 … +110 97 TPE TP107 ‒30 … +110 95 AU V142 ‒30 … +110 Ja Ja Nein 95 AU V149 ‒30 … +110 Nein 93 AU V167 ‒20 … +110 94 AU 30000 ‒35 … +120 85 NBR B247 ‒30 … +100 90 NBR B283 ‒30 … +100 85 NBR B247 ‒30 … +100 Ja Ja Ja Ja Ja Ja Ja Nein Ja Ja * Temperaturangabe gültig für eine Messung an der Dichtung. Temperatur des Betriebsmediums kann ggf. davon abweichen! 449 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

450

Dichtungen für Fluid Power Anwendungen – Hydraulik BAUFORM BESCHREIBUNG HAUPTANWENDUNGEN PRW1 Abstreifer mit der Funktionali- tät eines Nutrings nach innen und Abstreifwirkung nach au- ßen. Mit zusätzlich integrier- ter Druckent lastungsfunktion Erdbewegungsgeräte; Flur- förderfahrzeuge; Ladebord- wände; Landmaschinen; Lkw-Ladekrane; Stützzylinder Merkel® PT1 Abstreifer bestehend aus einem PTFE-Profilring mit Dicht- und Abstreifkante sowie zwei O-Ringen als Vorspann element Gabelstapler; Großzylinder; Handhabungsgeräte; Land- maschinen; Industriepressen; Spritzgießmaschinen; Steu- er-/Regelgeräte; Walzwerke Merkel® PT1-DR HB Abstreifer bestehend aus einem PTFE-Profilring mit Dicht- und Abstreifkante sowie zwei O-Ringen als Vorspan- nelement. Für kombinierte Dreh-Hub-Bewegungen Gabelstapler; Großzylinder; Handhabungsgeräte; Land- maschinen; Industriepressen; Spritzgießmaschinen; Steu- er-/Regelgeräte; Walzwerke Merkel® PT2 Abstreifer bestehend aus einem PTFE-Profilring mit Dicht- und Abstreifkante sowie zwei O-Ringen als Vorspann- element Industriepressen; Spritzgieß- maschinen; Stahlwasserbau; Walzwerke Merkel® PT2 PR Merkel® PT3 Abstreifer bestehend aus einem PTFE-Profilring mit Dicht- und Abstreifkante sowie zwei O-Ringen als Vorspannelement. Druckent- lastung an der Dichtkante Abstreifer bestehend aus einem PTFE-Profilring mit Dicht- und Abstreifkante sowie zwei O-Ringen als Vorspannelement – außen- dichtend Industriepressen; Spritzgieß- maschinen; Stahlwasserbau; Walzwerke Industriepressen; Spritzgieß- maschinen; Stahlwasserbau; Walzwerke PRODUKT- GRUPPE Doppel- abstreifer 450

451

1. Produktübersicht WERKSTOFF MAX. TEMPERATUR- STANDARDKATALOG- FREUDENBERG BEREICH [°C] * PROGRAMM XPRESS® 94 AU 925 ‒30 … +110 92 AU 21100 ‒50 … +110 94 AU 30000 ‒35 … +120 PTFE B602; GM201; C104/NBR PTFE B602; GM201; C104/FKM ‒30 … +100 ‒10 … +200 PE E084/NBR ‒30 … +80 Ja Ja PTFE GM201; C104/FKM ‒10 … +200 Nein PTFE B602; GM201/ NBR ‒30 … +100 PTFE B602/FKM ‒10 … +200 Ja PE E084/NBR ‒30 … +80 PTFE B602; GM201; C104/NBR PTFE B602; GM201; C104/FKM ‒30 … +100 ‒10 … +200 Nein PE E084/NBR ‒30 … +80 PTFE B602; GM201; C104/NBR PTFE B602; GM201; C104/FKM ‒30 … +100 ‒10 … +200 Nein PE E084/NBR ‒30 … +80 Ja Ja Ja Ja Ja Ja * Temperaturangabe gültig für eine Messung an der Dichtung. Temperatur des Betriebsmediums kann ggf. davon abweichen! 451 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

452

Dichtungen für Fluid Power Anwendungen – Hydraulik BAUFORM BESCHREIBUNG HAUPTANWENDUNGEN Merkel® PT4 Abstreifer bestehend aus einem PTFE-Profilring mit Dicht- und Abstreifkante sowie einem O-Ring als Vorspannelement Industriepressen; Spritzgieß- maschinen; Stahlwasserbau; Walzwerke Merkel® PU1 Abstreifer bestehend aus einem PU-Profilring mit Dicht- und Abstreifkante sowie zwei O-Ringen als Vorspannelement Industriepressen; Spritzgieß- maschinen; Walzwerke PU11 Abstreifer mit der Funktio- nalität eines Nutrings nach innen und Abstreifwirkung nach außen Gabelstapler; Spritzgieß- maschinen; Standardzylinder PRODUKT- GRUPPE Doppel- abstreifer 452

453

1. Produktübersicht WERKSTOFF MAX. TEMPERATUR- STANDARDKATALOG- FREUDENBERG BEREICH [°C] * PROGRAMM XPRESS® PTFE B602; GM201; C104/NBR PTFE B602; GM201; C104/FKM ‒30 … +100 ‒10 … +200 Ja PE E084/NBR ‒30 … +80 98 AU V211/NBR ‒30 … +100 98 AU 21440/NBR ‒20 … +100 95 AU V142 ‒30 … +110 93 AU V167 ‒20 … +110 Nein Ja Ja Ja Ja * Temperaturangabe gültig für eine Messung an der Dichtung. Temperatur des Betriebsmediums kann ggf. davon abweichen! 453 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

454

Dichtungen für Fluid Power Anwendungen – Hydraulik 1.6 FÜHRUNGEN BAUFORM BESCHREIBUNG HAUPTANWENDUNGEN FRI Standardführung aus faser- verstärktem Polyamid Guivex SBK Patentierte Führung aus Hartgewebe. Optimierte Spannungsverteilung durch profilierte Geometrie zum Nutgrund SB Standardführung aus Hartgewebe Erdbewegungsgeräte; Flur- förderfahrzeuge; Land- maschinen; Lkw-Ladekrane Erdbewegungsgeräte; Flur- förderfahrzeuge; Ladebord- wände; Landmaschinen; Lkw-Ladekrane; Industrie- pressen; Spritzgießmaschinen; Stahlwasserbau; Stützzylinder Erdbewegungsgeräte; Flur- förderfahrzeuge; Ladebord- wände; Landmaschinen; Lkw-Ladekrane; Industrie- pressen; Spritzgießmaschinen; Stahlwasserbau; Stützzylinder FRA Standardführung aus faser- verstärktem Polyamid Erdbewegungsgeräte; Flur- förderfahrzeuge; Land- maschinen; Lkw-Ladekrane Guivex KBK Patentierte Führung aus Hartgewebe. Optimierte Spannungsverteilung durch profilierte Geometrie zum Nutgrund KB Standardführung aus Hartgewebe Erdbewegungsgeräte; Flur- förderfahrzeuge; Ladebord- wände; Landmaschinen; Lkw-Ladekrane; Industrie- pressen; Spritzgießmaschinen; Stahlwasserbau; Stützzylinder Erdbewegungsgeräte; Flur- förderfahrzeuge; Ladebord- wände; Landmaschinen; Lkw-Ladekrane; Industrie- pressen; Spritzgießmaschinen; Stahlwasserbau; Stützzylinder SF; KF Standard-PTFE-Führungsband als Meterware oder auf Maß zugeschnitten Handhabungsgeräte; Steuer-/ Regelgeräte; Pneumatik- zylinder PRODUKT- GRUPPE Stangen- führungen Kolben- führungen Stangen-/ Kolben- führungen 454

455

1. Produktübersicht WERKSTOFF MAX. TEMPERATUR- STANDARDKATALOG- FREUDENBERG BEREICH [°C] * PROGRAMM XPRESS® PA 4112 ‒30 … +110 HG517 ‒40 … +100 HG650 HG517 HG600 HG650 ‒40 … +120 ‒40 … +100 ‒70 … +100 ‒40 … +120 PA 4112 ‒30 … +110 HG517 ‒40 … +100 HG650 HG517 HG600 HG650 ‒40 … +120 ‒40 … +100 ‒70 … +100 ‒40 … +120 PTFE B500 ‒30 … +100 Ja Ja Ja Ja Ja Ja Ja Ja Ja Ja Ja Ja Ja Ja * Temperaturangabe gültig für eine Messung an der Dichtung. Temperatur des Betriebsmediums kann ggf. davon abweichen! 455 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

456

Dichtungen für Fluid Power Anwendungen – Hydraulik 1.7 STATISCHE DICHTUNGEN BAUFORM BESCHREIBUNG HAUPTANWENDUNGEN Cover Seal PU82 Einteilige, doppeltwirkende Kompaktdichtung zur statischen Abdichtung – innenwirkend Mobile Krane; Bau maschinen; Flurförder zeuge; Forstmaschi- nen; Spritzgießmaschinen Cover Seal PU83 Einteilige, doppeltwirkende Kompaktdichtung zur statischen Abdichtung – außendichtend Mobile Krane; Bau maschinen; Flurförder zeuge; Forstmaschi- nen; Spritzgießmaschinen Merkel® Stircomatic SRC Einteilige Kompaktdichtung zur statischen Abdichtung – axialdichtend Hydraulische Hämmer; hydraulische Steuergeräte Merkel® Pinmatic Einteilige, doppeltwirkende Kompaktdichtung für kombi- nierte statische und Schwenk abdichtung – innendichtend Kniehebel; Lager- und Dreh- bolzen; Spritzgieß maschinen PRODUKT- GRUPPE Deckel-/ Kniehebel- dichtungen 456

457

1. Produktübersicht WERKSTOFF MAX. TEMPERATUR- STANDARDKATALOG- FREUDENBERG BEREICH [°C] * PROGRAMM XPRESS® 95 AU V142 ‒30 … +110 93 AU V167 ‒20 … +110 95 AU V142 ‒30 … +110 93 AU V167 ‒20 … +110 95 AU V142 ‒30 … +110 93 AU V167 ‒20 … +110 Ja Ja Ja 95 AU V142 ‒30 … +110 Nein Ja Ja Ja Ja * Temperaturangabe gültig für eine Messung an der Dichtung. Temperatur des Betriebsmediums kann ggf. davon abweichen! 457 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

458

Dichtungen für Fluid Power Anwendungen – Hydraulik 2. EINFÜHRUNG Hohe Leistungsdichte bei geringem Platz- bedarf ist auch bei fortschreitender Elek- trifizierung vieler Anwendungen eine Paradedisziplin von Hydraulikzylindern. Zum Einsatz kommt dabei überwiegend die Ölhydraulik, denn die unter Druck ge- setzte Flüssigkeit erzeugt bei gleichzeitig geringer Kompressibilität eine enorme Kraft. Damit das Druckmedium im Zylin- der verbleibt, übernehmen u. a. Kolben- und Stangendichtungen sowohl statische als auch dynamische Dichtungsaufgaben, wobei den Dichtkanten im Kontakt zur translatorischen, meist metallischen Ge- genlauffläche die größte Aufmerksamkeit gilt (→ Abb. 212). Von leichten Hebezylindern in Handha- bungsgeräten über hochbelastete Bau- maschinenzylinder bis hin zu hochfrequent geregelten Walzen-Einstellzylindern in Stahlwerken oder den kraftvoll arbeitenden Hydraulikzylindern in großen Industrie- pressen, Anwendungen der Hydraulik sind vielfältig. Diese Vielfalt zeigt sich auch in den Anforderungen an die eingesetzten Dichtungselemente und Dichtsysteme. Neben dem eigentlichen Arbeits druck ha- ben eine Vielzahl äußerer Faktoren einen erheblichen Einfluss auf die Wahl eines geeigneten Dichtsystems, u. a. y Temperaturextreme y Betrieb in stark verschmutzter Um- gebung y hohe Seitenkräfte und Druckspitzen y Hublänge/Anzahl Hübe pro Zeiteinheit Für diese oft komplexen Dichtungsauf- gaben bietet Freudenberg Sealing Tech- nologies (nachfolgend auch als FST ab- gekürzt) ein breites Standard programm an Hydraulikdichtungen und entwickelte in den letzten Jahrzehnten ein ebenso großes Spektrum an kunden spezifischen Systemlösungen. Abb. 212 Dicht- und Führungselemente eines Hydraulikzylinders 458

459

Daraus entstand ein enormer Erfahrungs- schatz, den Freudenberg Sealing Techno- logies u. a. in Form von y Anwendungsberatung, y detaillierten Einbauvorschlägen, y Auswertungen in FST Testzentren und Laboren und nicht zuletzt in Form von y Qualitätsprodukten direkt an seine Kunden weitergibt. In diesem Kapitel des Technischen Hand- buchs werden Hydraulikdichtungen und Dichtsysteme erklärt, u. a. y Funktions- und Wirkprinzipien, y Einflussgrößen, y Dichtungswerkstoffe, y Dichtungsmontage und was zu tun ist, falls ein gewünschtes Ergebnis wie z. B. eine leckage freie Funk- tion einer Dichtung nicht erreicht wird. 2. Einführung Die Freudenberg Sealing Technologies Homepage ergänzt das Wissen, u. a. mit umfangreichen Informationen/Downloads zu den einzelnen Produkten, Montage- anleitungen und -videos, Serviceleistungen und Wissenswertes rund um die ver- schiedenen Märkte und die Welt von Freudenberg. Der dortige Produktkatalog schlägt eine schnelle Brücke zum gewünschten Produkt. FST Website Dynamische Dichtungen Eine Orientierung und erste Auswahl hilfe gibt die Produktübersicht ab Seite 420. Produktkatalog Hydraulik Selektor 459 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

460

Dichtungen für Fluid Power Anwendungen – Hydraulik 3. DICHTUNGEN UND DICHTSYSTEME 3.1 KLASSIFIZIERUNG VON DICHTUNGEN IN DER HYDRAULIK Unterschiedliche Anforderungen und Be- triebsparameter in zahlreichen Einsatz- fällen haben zur Entwicklung verschiede- ner Dichtungsbauformen geführt. Eine generelle Einteilung von Dichtungen im Hinblick auf deren Funktion und Konst- ruktion mit Fokus auf die Hydraulik zeigt → Abb. 213. DIE DREI FUNKTIONSMECHANISMEN EINER DICHTUNG y die zur Dichtwirkung notwendige Kontaktpressung zwischen dem Dichtelement und der Gegenlauf- fläche y Medienbeständigkeit und keine Per- meation des abzudichtenden Medi- ums durch den Dichtungs werkstoff y vollständiger Druckabbau des Be- triebsdrucks im Kontaktbereich der Dichtlippe zur Gegenlauffläche auf Umgebungsniveau als Vorausset- zung für den Verbleib des Mediums im Arbeitsraum GRUNDLEGENDE ANFORDERUNGEN AN EINE DICHTUNG Aufgabe einer Dichtung bzw. eines Dicht- systems ist es, das Hydraulikmedium sicher innerhalb des Hydrauliksystems zu halten. Daraus leiten sich unmittelbar drei Kern- aussagen ab: y die Dichtung bzw. das Dichtsystem muss geeignet sein, den Betriebsdruck bei gleichzeitiger Bewegung der Gegen- lauffläche zu halten y der auf der Kolbenstange eines Hydrau- likzylinders nach außen entlassene Öl- film soll bei jedem Zyklus vollständig in das Hydrauliksystem zurücktrans- portiert werden y eine Dichtung oder ein Dichtsystem wird als undicht bezeichnet, wenn Hydrau- likmedium nach außen in Form von abtropfender Leckage sichtbar wird. Eine mögliche Leckage ergibt sich aus der Differenz der Schmierfilmhöhe auf der Stangenoberfläche beim Vor- und Rückhub z. B. bei hoher Ausfahr- und geringer Einfahrgeschwindigkeit N E G N U T H C D I BERÜHREND BERÜHRUNGSFREI DYNAMISCH STATISCH INNENDICHTEND AUSSENDICHTEND HUB ROTATION Abb. 213 Klassifizierung von Dichtungen nach Funktion und Konstruktion 460

461

3. Dichtungen und Dichtsysteme HAUPTANFORDERUNGEN AN EIN DICHTSYSTEM y Abdichten y Führen y Schützen ZUSÄTZLICHE ANFORDERUNGEN AN DIE KOMPONENTEN EINES DICHTSYSTEMS Ein Hydraulikzylinder benötigt für seinen Be- trieb neben den Dichtungen auch Führungs- elemente und Abstreifer zum Schutz des Systems vor Verunreinigungen. Die Eigen- schaften der einzelnen Elemente sind auf die spezifischen Betriebsbedingungen abge- stimmt. Um ein optimales Zusammenspiel der Komponenten zu gewährleisten, wer- den diese i. d. R. nicht einzeln, sondern be- vorzugt in Kombination als Dichtsystem eingesetzt (→ Abb. 214). Stangendichtsystem Kolbendichtsystem Abstreifer Sekundärdichtung (Stange) Stangen- führung Primärdichtung (Stange) Statische Dichtung Kolben- führung Kolben- dichtung Statische Dichtung Abb. 214 Dichtungen und Führungen eines Stangen- und Kolbendichtsystems innerhalb eines Hydraulik- zylinders im Kontakt zur Gegenlauffläche 461 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

462

Dichtungen für Fluid Power Anwendungen – Hydraulik ABHÄNGIGKEITEN BEI DER AUSWAHL DER ELEMENTE FÜR EIN DICHTSYSTEM Abhängig von der Aufgabenstellung sind unterschiedliche Einflussfaktoren zu be- rücksichtigen (→ Abb. 215). Einige dieser Einflussfaktoren können seitens des Dichtungsherstellers nur indirekt, z. B. durch Aussprechen von Empfehlungen, beeinflusst werden. Letztendlich sind die Funktionalität und die Leistungsfähigkeit eines Dichtsystems immer im Zusammen- spiel aller Faktoren zu sehen. Ein detaillierterer Blick auf diese Einfluss- faktoren folgt später in diesem Kapitel (→ Abschnitt „7. Produktvorauswahl“, Seite 503). 3.2 DICHTUNGSLÖSUNGEN IM DETAIL Durch eine Aufgabenteilung innerhalb des Dichtsystems und den erweiterten Einsatz von Dichtelementen lassen sich selbst die anspruchsvollsten Anwendun- gen sicher abdichten. Somit kommt ein Standarddichtsystem i. d. R. mit einer ein- zigen Hauptdichtung zurecht, während ein Hochleistungsdichtsystem oft mit einer Doppelbestückung, also einer Primär- und Sekundärdichtung arbeitet. STANDARDDICHTSYSTEME IN DER HYDRAULIK Ein typisches Standarddichtsystem für Stange und Kolben aus dem vielfältigen Freudenberg Programm zeigt → Abb. 216. Im Druckbereich bis 25 MPa, bei üb- lichen Hubgeschwindigkeiten von 0,5 m/s und Betriebs temperaturen bis +80 °C kommt hier standardmäßig der Dichtungs- werkstoff Polyurethan zum Einsatz. EINZELDICHTUNG VS. PRIMÄR UND SEKUNDÄRDICHTUNG EINES DICHT SYSTEMS Dichtsysteme können durch die Variation der Dichtungswerkstoffe und die Wahl einer geeigneten Dichtungsgeometrie an spezifische Randbedingungen und An for- derungen angepasst und optimiert werden. Das Standarddichtsystem basiert im Wesentlichen auf einer Hauptdichtung, welche die komplette Dichtfunktion über- nimmt. Aufgrund der sehr guten Dicht- wirkung können für diese Aufgabe bspw. die Nutringe T20 oder LF300 eingesetzt werden. Durch die Verwendung eines Doppelabstreifers, z. B. eines PRW1, der Belastung/Führungskraft Führungsspiel Montage 3D-Animation Hydraulik Betriebsbedingungen Medium Gegenlauffläche Dichtungswerkstoff Umgebung Bauraum Montage Abb. 215 Elemente eines Dichtsystems und deren Einflussfaktoren 462

463

3. Dichtungen und Dichtsysteme Typischer Einsatzbereich: y Druck: < 25 MPa y Geschwindigkeit: < 0,5 m/s y Temperatur: −30 °C bis +80 °C y Medium: Hydrauliköle HL, HLP Doppelabstreifer Nutring PRW1 T20 oder LF300 Führungsring SB oder FRI Cover Seal Führungsring KB oder FRA Simko 300 Cover Seal Abb. 216 Ein typisches Stangen-/Kolbendichtsystem mit Doppelfunktion des Abstreifers für Standard- anwendungen neben der Abstreiferlippe mit zusätzlicher Dichtkante und integrierter Druckent- lastung ausgestattet ist, lässt sich bei Be- darf die Funktionssicherheit verbessern. anspruchsvolleren Betriebsbedingungen neben der geeigneten Art von Dichtung vor allem die Wahl des Dichtungs werk- stoffs von Bedeutung. Sind die Belastungen moderat, werden insbesondere in der Mobilhydraulik be- vorzugt kostengünstige Führungsringe aus Polyamid verwendet, z. B. die Baufor- men FRI und FRA. Bei höheren Drücken bzw. Systemkräften kommen Führungs- ringe der Bauformen SB, SBK und KB, KBK aus Hartgewebe zum Einsatz. Bei steigendem Betriebsdruck erhöht sich die thermische und die mechanische Be- lastung der Dichtung. Durch einen hohen Reibwert des Dichtungswerkstoffs wird dieser Einfluss vergrößert. Somit ist bei höherem Betriebs druck oder insgesamt DAS DICHTSYSTEM FÜR ANSPRUCHS VOLLE ANWENDUNGEN Wenn Druck, Temperatur und Geschwin digkeit in einer Anwendung steigen, sind die Elemente eines Dichtsystem diesen höheren Anforderungen anzupassen. In einem Hochleistungsdichtsystem mit mehreren Dichtelementen kommt als Primärdichtung ein kompaktes Dicht- element mit einem Laufring aus reibungs- optimiertem PTFE-Compound der Bauform Omegat oder eine Polyurethandichtung, wie z. B. die Bauform Syprim SM, zum Einsatz (→ Abb. 217). Hohen Betriebsdruck sicher zu halten, ist hier die Kerndisziplin. Map-marker-edit Wahl der Dichtung und der Führung gemäß Anforderungen der Anwendung 463 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

464

Dichtungen für Fluid Power Anwendungen – Hydraulik Der verbleibende Ölfilm auf der ausfahren- den Stange ist bei derartigen Dichtungen allerdings vergleichsweise ausgeprägt. Er sorgt für eine effektive Schmierung der Sekundärdichtung. Der etwas dickere Öl- film stellt sich bei Dichtungen aus PTFE prinzipbedingt ein, während eine Dichtung aus Polyurethan konstruktiv entsprechend ausgelegt wird. Deshalb kommt als sekun- däres Dichtelement überwiegend ein Dicht element aus Polyurethan zum Ein- satz, das den Ölfilm weiter reduziert, um eine abtropfende Leckage vor der Ab- streifkante zu vermeiden (→ Abb. 218). Die Sekundärdichtung wird mit dem niedrigeren Zwischenraumdruck (< 5 MPa) beaufschlagt. Die Hauptanforderung liegt daher in einer effektiven Verringerung des über die Primärdichtung entlassenen Restölfilms bei gleichzeitig günstigen Reibwerten im Niederdruckbereich. Hier kommen idealerweise die Nutringe LF300 oder T20 aus Polyurethan zum Einsatz. Im Vergleich zum Standarddichtsystem werden die einzelnen Elemente des Hoch- leistungsdichtsystems gemäß ihren funk- tionalen Stärken eingesetzt. Ziel ist es, auch anspruchsvolle Betriebsbedingungen sicher zu beherrschen. An der kolbenseitigen Dichtung steht üb- licherweise von beiden Seiten das druck- beaufschlagte Betriebsmedium an. Dies führt zu einer optimalen Benetzung der Dichtung und somit zu einem niedrigen Reibwert. Ein geringfügiger Übertrag von Hydraulikmedium in den jeweils anderen Druckraum wird nicht als Leckage wahr- genommen. Kolbenseitige Dichtsysteme aus mehreren Dichtungen sind daher be- sonderen Anwendungen vorbehalten. Typischer Einsatzbereich: y Druck: < 40 MPa y Geschwindigkeit: < 1 m/s y Temperatur: −30 °C bis +100 °C y Medium: Hydrauliköle HL, HLP Doppelabstreifer Nutring PRW1 T20 Führungsring Guivex SBK Omegat OMS-MR PR Cover Seal Führungsring Guivex KBK Omegat OMK-MR Cover Seal Abb. 217 Ein typisches Stangen-/Kolbendichtsystem für höhere Anforderungen 464

465

3. Dichtungen und Dichtsysteme Abstreifer Sekundärdichtung Primärdichtung Gehäuse Zwischenraum Umgebung Kolbenstange Druckseite/ Arbeitsraum Führung Abb. 218 Elemente und Wirkräume eines Stangendichtsystems Der Thematik „Werkstoffe“ ist aufgrund ihrer Bedeutung für die Funktion des Dichtsystems ein eigenes Kapitel in diesem Handbuch gewidmet (→ Kapitel „Mate- rial, Werkstoffe und Verfahrenstechnik“, Seite 29). In der Dichtungsberatung steht eine Frage vermehrt im Raum: Warum sind zum Ab- dichten so viele Einzelelemente und so viel Platz notwendig? Hier die Antwort: Ein „All-in-one“-Element, also eine Kombina- tion aus Primär- und Sekundärdichtung sowie Abstreifer, mag als Ersatz für ein mehrteiliges, platzintensiveres Dicht- system bei einzelnen Anwendungen sinn- voll erscheinen. Dessen Aufbau ist jedoch relativ komplex. Außerdem besteht die Gefahr, dass sich die einzelnen Funktions- bereiche der Dichtung gegenseitig beein- flussen. In der Regel wird mit einem der- artigen, multifunktionalen Element nicht das Optimum aus Dichtfunktion, Funkti- onssicherheit, Lebensdauer und Konst- ruktionsaufwand bzw. Kosten erreicht. 3.3 DIE DRUCKENT- LASTUNGS FUNKTION BEI BESONDEREN BETRIEBSBEDINGUNGEN AUSFORMVOLUMEN UND ZWISCHEN RAUMDRUCK Durch den unterschiedlichen Schleppöl- transport von Primär- und Sekundärdich- tung kann im Betrieb innerhalb eines Dichtsystems der Raum zwischen Primär- und Sekundärdichtung bereits nach we- nigen Zyklen vollständig mit Hydraulik- medium gefüllt sein. Der weitere Eintrag von Medium führt zu einem Anstieg des Drucks im Zwischenraum. Wird als Sekundärdichtung ein Nutring eingesetzt, dann wirkt dieser durch sein reversibles Ausformverhalten unter Druck als Volumenkompensator und trägt so dazu bei, das allgemeine Druckniveau zu verringern (→ Abb. 219). Abhängig von den Betriebsparametern stellt sich auf diese Weise ein Zwischenraumdruck von idealerweise bis zu 5 MPa ein. Mit dem Rückhub wird dieser Druck zeitversetzt zum Haupt raumdruck wieder abgebaut. 465 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

466

Dichtungen für Fluid Power Anwendungen – Hydraulik Druckaufbau im Zwischenraum Mit jedem Hub wird eine geringe Menge Öl in den Raum zwischen der Primär- und der Sekundärdichtung transportiert. Große Hub längen, höhere Hubgeschwindigkeiten und Schwingungen verstärken diesen Ef- fekt. Ungünstig ist auch ein Betrieb bei schnell ausfahrender und langsam ein- fahrender Stange. Liegen derartige Betriebsparameter vor, stellt sich im Zwischenraum – zunächst temporär – ein deutlich erhöhtes Druck- niveau ein. Der höhere Druck wird beim Rück hub nur unvollständig abgebaut und kann über eine Anzahl von Zyklen akkumu- liert werden. Das Druckniveau kann hier permanent bis über den Betriebsdruck an- steigen. Der erhöhte Druck im Zwischenraum hat einen Anstieg der Reibleistung zur Folge. Das Temperaturniveau steigt an und be- günstigt die Deformation des PTFE- bzw. TPU-Profilrings der Primärdichtung unter Last, was die Gefahr von Extrusion, also das Wandern des Werkstoffs in den Ext- rusionsspalt auf der druckabgewandten Seite, erhöht. Dies gilt auch für die Sekun- därdichtung. Infolge der erhöhten Reibung ist darüber hinaus mit erhöhtem Verschleiß und in- folge der Reibwärme auch mit einer ver- Abb. 219 Ausformvolumen eines Nutrings T20 unter Druck- beaufschlagung 466 stärkten Alterung des Dichtungswerkstoffs zu rechnen. Ist der Druck im Zwischenraum in Folge der oben beschriebenen Störungen dauer- haft erhöht, kann die Lebensdauer deut- lich verkürzt und/oder das Dichtsystem zerstört werden. Druckentlastung In der Erweiterung der Funktionalität der Baureihe Omegat, d. h. um wie oben be- schrieben einen möglichen Überdruck im Zwischenraum zu vermeiden, verfügt die Omegat OMS-MR PR über eine im Profil- ring integrierte Druckentlastungsbohrung (PR = pressure relief). Die Baureihe Syprim weist entsprechende Druck entlastungs- kanäle auf. Sobald der Zwischenraumdruck p Z größer ist als der Hauptraumdruck pH, wird die Druckentlastungsbohrung bzw. der Druckentlastungskanal freigegeben und entlastet den Zwischenraum zuverlässig bis auf den Hauptraumdruck (→ Abb. 220). Ein permanenter Einschluss von Über- druck im Zwischenraum ist hier nicht möglich. Nutzen der Druckentlastungsfunktion Mit der Druckentlastung wird der Druck im Zwischenraum unabhängig von den Betriebsbedingungen auf einem für den kontinuierlichen Betrieb günstigen Niveau gehalten. Infolge der geringen thermischen und mechanischen Belastung der Dicht- elemente wird ein stabiles Langzeitver- halten erreicht, das die Lebensdauer des Dichtsystems verlängert. Durch die Funktionalität der Druckent- lastung verhält sich das Dichtsystem tolerant gegenüber den im Betrieb ein- wirkenden äußeren Einflüssen. Die Betriebs sicherheit wird durch den Einsatz

467

3. Dichtungen und Dichtsysteme pZ < pH pZ > pH Druckentlastungs bohrung Zwischenraum Hauptraum Zwischenraum Hauptraum Abb. 220 Wirkprinzip der Druckentlastungsfunktion am Beispiel der Stangendichtung Omegat OMS-MR PR einer druckentlasteten Primärdichtung, wie z. B. der Omegat OMS-MR PR oder einer Syprim, allgemein erhöht. 3.4 ABSTREIFER – DAS SCHÜTZENDE ELEMENT IM DICHTSYSTEM Abstreifer werden, abhänging von den An- forderungen, als Einfach- oder Doppelab- streifer mit zusätzlicher Dichtkante und in unterschiedlichen Werkstoffen ausgeführt. Die nach außen gerichtete Abstreifkante hält Schmutz aus der Umgebung sicher außerhalb des Hydrauliksystems. Durch eine geeignete Gestaltung der Abstreif- kante wird sichergestellt, dass der not- wendige Schmierfilm beim Rückhub voll- ständig mit eingezogen werden kann. Eine zusätzliche Dichtkante erhöht bei Bedarf die Betriebssicherheit des Dichtsystems. Weitere Informationen über Eigenschaften und Einsatzsatzbereiche der unterschied- lichen Freudenberg Abstreifer finden sich in der Produktübersicht auf Seite 446 sowie in den dort abrufbaren Produkt- datenblättern. 467 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

468

Dichtungen für Fluid Power Anwendungen – Hydraulik 3.5 FÜHRUNGSELEMENTE IM HYDRAULIKZYLINDER Durch den Einsatz von Führungselementen ist eine reibungs- und verschleißarme Relativbewegung zwischen den Kompo- nenten des Hydraulikzylinders möglich (→ Abb. 221). Die im Betrieb auftretenden Querlasten werden definiert aufgenom- men mit dem Ziel, metallische Kontakte zwischen der Kolbenstange bzw. dem Kolben körper und den Gehäuseteilen zu vermeiden. Leistungsfähigkeit von Führungselemen ten – Erfassen und Bewerten der Einflüsse Das Führungssystem wird durch die Art der Führung, das Material und die Führungs- breite sowie die Führungsanordnung be- stimmt. Zur funktions sicheren Auslegung des Führungssystems sind eine Reihe von Einflüssen zu überprüfen und zu bewerten (→ Abb. 222). Abhängig von der Anwendung können einzelne Einflüsse von untergeordneter Relevanz sein. D a es zwischen den einzel- nen Einflüssen Abhängigkeiten gibt, ist eine isolierte Betrachtung einzelner Aspekte normalerweise nicht möglich. Führungen Stangendichtungen Abstreifer Führungen Kolbendichtung Statische Dichtungen Abb. 221 Elemente eines Dichtsystems 468 GEOMETRISCHE VERHÄLTNISSE AM HYDRAULIK ZYLINDER – IDEAL VS. REAL In der idealisierten Betrachtung eines Zylinders sind die Mittellinien der Kolben- stange und des Zylinderrohres deckungs- gleich. Infolge des Führungsspiels und der elastischen Deformation unter Last stellt sich jedoch eine Winkelauslenkung α zwi- schen der Kolbenstange bzw. dem Kolben- körper und der jeweiligen Gegenlauffläche ein (→ Abb. 223). Abhängig von der Winkelauslenkung α und der Einfederung γ verringert sich die nutzbare Führungsbreite gegenüber der geometrisch aufsummierten Breite der Führungsbänder insbesondere bei einer Doppelanordnung (→ Abb. 224). Die Berechnung der Querkräfte wie auch die Kollisionsbetrachtung auf der Basis der idealisierten, achsparallelen Betrachtung der Kontakte führen zu einer vermeintlich höher möglichen Lastaufnahme. Eine Überlastung der Führungselemente sowie metal lischer Kontakt können die Folge sein. AUSWAHL DES FÜHRUNGSWERK STOFFS Abhängig von der Zielsetzung in den einzelnen Anwendungsfeldern werden für Hydraulikzylinder Führungselemente aus Gewebeverbundwerkstoffen (Hart- gewebe), PTFE-Compounds und gefüllten Kunststoffen bzw. auch metallische Füh- rungen eingesetzt (→ Tab. 23). Metall als Führungswerkstoff Infolge der sich einstellenden Winkel- auslenkung erfahren rechteckige, metal- lische Führungen im Kantenbereich aus- geprägte Spannungsspitzen (→ Abb. 225).

469

3. Dichtungen und Dichtsysteme In der Pressungszone stellt sich Mangel- schmierung ein. Bei geringen Gleitge- schwindigkeiten ist hier mit Stick-Slip- Erscheinungen bei einer gleichzeitig hohen Belastung der Gegenlauffläche (Einlaufen) zu rechnen. Wird die Querlast im Grenzbereich schlagartig aufgebracht, ist darüber hinaus ein Kantenbruch im Bereich der Führung wahrscheinlich. Hartgewebe als Führungswerkstoff Die Spannungsüberhöhung im Bereich der tragenden Kante wird durch den Ein- satz von rechteckigen Führungselementen aus Gewebeverbundwerkstoffen (Hart- gewebe) verringert. Durch das elastische Einfedern der Hartgewebeführung wird Externe Krafteinleitung und Stützabstand Durchbiegung der Kolbenstange Winkelabweichung Extrusionsspalt Führungsspiel Betriebstemperatur Elastische Deformation der Führung Abb. 222 Einflüsse auf die Leistungsfähigkeit des Führungs- systems (Abbildung zeigt eine Merkel® Guivex SBK- Führung aus dem Werkstoff HG650) Abb. 223 Winkelauslenkung zwischen Zylinderrohr und Kolbenstange Abb. 224 Verringerung der nutzbaren Führungslänge aufgrund der Winkelauslenkung 469 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

470

Dichtungen für Fluid Power Anwendungen – Hydraulik die tragende Länge des Führungselements und damit die maximal aufzunehmende Querlast gegenüber der metallischen Führung vergrößert. Der Kollisionsprüfung zwischen Gehäuse und Gegenlauffläche kommt in Folge des elastischen Einfederns (→ Abb. 227) des Führungselements eine größere Bedeutung zu. Im Vergleich zu metallischen Führungen ist die Verwen- dung von Führungselementen aus Hart- gewebe kostengünstiger. Kunststoff/PTFE als Führungswerkstoff Führungselemente werden ebenfalls aus Kunst stoffen (PTFE-Compounds, PA mit Fasern, POM und andere) hergestellt und kommen vor allem in der Mobilhydraulik zum Einsatz. Der Wert für die zulässige Flächenpressung ist bei Kunststofffüh- rungen im Vergleich und bei einer gleich- zeitig deutlichen Temperaturabhängigkeit signifikant geringer als bei Hartgewebe- werkstoffen. Der Vorteil derartiger Füh- rungselemente wird im Vergleich der Kos- ten bei größeren Stückzahlen deutlich. HARTGEWEBEFÜHRUNG MIT BESONDERER GEOMETRIE – GUIVEXFÜHRUNGSELEMENTE Die Entwicklung der patentierten Guivex- Geometrie für Hartgewebeführungs- elemente startete mit dem Ziel, die Spannungs überhöhung im Kantenbereich zu verringern. Das Ergebnis ist eine auf einer Seite leicht nach außen gewölbte (konvexe) Form des Querschnitts der Füh- rung, die sowohl bei der Stangen- als auch bei der Kolbenvariante jeweils zum Nutgrund zeigt (→ Abb. 226). Die Zone mit der höchsten Pressung liegt, auch un- ter Berücksichtigung einer Winkelauslen- kung, somit in der Mitte der Buchse. Die Pressung nimmt hier zu beiden Seiten hin ab (→ Abb. 225, rechts) und erleichtert so außerdem den Einzug von Schmierme- dium. Durch das elastische Einfedern der Hartgewebeführung wird gleichzeitig die zur Verfügung stehende Breite des Füh- rungselements optimal genutzt. WERKSTOFF HARTGEWEBE PTFE KUNSTSTOFF METALL + hohe Querlast + günstig + mittlere Traglast + geringes Führungsspiel + Einzug von Schmier- medium + Montierbarkeit ∆ geringe Querlast + einfache Montage + geringe Temperatur- abhängigkeit ∆ hohe Temperatur- ∆ hohe Temperatur- ∆ ungünstige Last- abhängigkeit abhängigkeit verteilung ∆ metallischer Kontakt ∆ metallischer Kontakt ∆ metallischer Kontakt ∆ höherer Konstruktions- möglich möglich möglich aufwand ∆ teuer Tab. 23 Führungselemente im Vergleich 470

471

3. Dichtungen und Dichtsysteme Material: Metall Geometrie: Rechteck Material: Hartgewebe Geometrie: Rechteck Material: Hartgewebe Geometrie: GUIVEX Hohe Spannungsspitzen im Kantenbereich Spannungsspitzen im Kantenbereich Keine Spannungsspitzen im Kantenbereich Abb. 225 Führungselemente und ihre Lastverteilung im Vergleich PROFILSTÄRKE DES FÜHRUNGSELEMENTS 1,5 mm VS. 2,5 mm VS. 4 mm Aufgrund der im Betrieb auftretenden Last verformt sich das Führungselement elas- tisch (Einfedern, → Abb. 227). Es entsteht eine radiale Bewegung. Je größer die Profil- bzw. Bandstärke, umso größer ist die elas- tische Deformation bei gleicher Querlast. Die zulässige Einfederung des Führungs- elements wird durch den zu vermeidenden metallischen Kontakt am engsten Extru- sionsspalt limitiert. Die Stärken der jeweiligen Führungsele- mente sind bei den jeweils anderen Profilen weniger gut ausgeprägt: Bandstärke 1,5 mm + gute Montierbarkeit bei kleinen Durch- messern Bandstärke 2,5 mm + in der Praxis bestens bewährt für die Kombination enger Dichtspalt mit hin- reichendem, elastischem Deformations- vermögen Bandstärke 4 mm + hohes elastisches Deformationsvermö- gen + große Kontaktlänge, d. h. hohe Trag- fähig keit, auch bei größeren Winkelaus- lenkungen Die Montierbarkeit des Führungs elements wird wesentlich durch den Nenndurch- messer und die Bandstärke bestimmt. Nicht jede Kombination aus Bandstärke und Durchmesser ist verfügbar. Das jeweilige Produktdatenblatt enthält dazu nähere In- formationen. ELASTISCHE DEFORMATION METALLISCHER BAUTEILE Sehr hohe Betriebskräfte können selbst bei großen, robust konstruierten Industrie- pressen u. U. zu Biegemomenten und so mit zu einer elastischen Deformation von metallischen Bauteilen führen. Wer- den diese Bewegungen quer auf ein Stan- dardführungselement eines Hydrau lik- zylinders übertragen, ist dieses nicht in der Lage, die damit verbundenen, enormen Kräfte aufzunehmen. Map-marker-edit Bedeutung der elastischen Deformation 471 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

472

Dichtungen für Fluid Power Anwendungen – Hydraulik Standardbauform (Rechteck) Guivex-Bauform (Radius/konvex) Kantenpressung Abrollen keine Kantenpressung paralleler Kontakt schräger Kontakt Abb. 226 Die patentierte Guivex-Geometrie im Vergleich mit einer Standardrechteck- führung Führungselemente mit begrenzter Elasti- zität würden durch Überlast unmittelbar zerstört werden. Ein dickeres Führungs- profil kann in solchen Fällen hilfreich sein. Dicke Führungsbänder haben ein hohes Einfederungsvermögen, können der De- formation des Bauteils i. d. R. komplett ausweichen und erfüllen im Rahmen ihrer verbleibenden Elastizität gleichzeitig die eigentliche Führungsaufgabe. Sowohl die Nachgiebigkeit der Führung als auch die Deformation selbst sind durch die maximal mögliche Spaltausle- gung in Verbindung mit den eingesetz- ten Dichtelementen begrenzt. Ein tole- riertes Ausweichen des Bauteils darf während der Relativbewegung nicht zu einem metallischen Kontakt der Gleit- partner führen. Abb. 227 Elastische Deformation des Führungselements unter Last AUSLEGUNG VON FÜHRUNGSELEMENTEN MIT VERSCHIEDENEN ANSÄTZEN FÜR UNTERSCHIEDLICHE ZIELSETZUNGEN – KATALOG VS. BERECHNUNG Zur Auslegung des Führungssystems und der Berechnung der erforderlichen Füh- rungsbreite gibt es unterschiedliche An- sätze. Entscheidend ist zum einen die Zielsetzung im Hinblick auf Sicherheit und Lebensdauer. Zum anderen hängen die Möglichkeiten zur Berechnung ent- scheidend vom Umfang und der Qualität 472

473

3. Dichtungen und Dichtsysteme der zu der jeweiligen Anwendung vor- liegenden Informationen ab. AuslegungsLevel 1: Der Kunde möchte Ersatz für ein vorhan- denes (Wettbewerbs-)Produkt bzw. ein Führungselement für einen vorgegebenen Bauraum: y die Betriebsbedingungen und die Quer- last werden nicht benannt oder sind nicht bekannt y das bisher verwendete Element funk- tioniert zur Zufriedenheit des Kunden, Probleme werden nicht benannt oder sind nicht bekannt y Auswahl eines vergleichbaren Führungs- elements y Auswahl eines für den Bauraum pas- senden Führungselements ohne Be- rechnung AuslegungsLevel 2: Der Kunde benennt die erforderliche Querlast: y (Basis-)Berechnung der erforderlichen Führungsbreite in Abhängigkeit von den vorhandenen Informationen (→ Abb. 228) y Definition zusätzlicher Randbedingun- gen (z. B. Spaltmaß), falls erforderlich Eine realistische Abschätzung der Quer last sollte insbesondere die Grenzen der mecha- nischen Belastbarkeit der metallischen Komponenten berücksichtigen. So wird bei langen, schlanken Zylindern die zulässige Querlast unter anderem durch die Biegefes- tigkeit der Kolbenstange begrenzt. Der klas- sische Ansatz, bei dem etwa 10 % der hy- draulischen Kraft als Querlast angenommen wird, würde in der Realität in vielen Fällen zum Ausknicken der Kolbenstange führen. Ist die Größe der eingeleiteten Normalkraft definiert, kann die minimal erforderliche Führungsbreite (H) im einfachsten Fall über die projizierte Fläche bestimmt werden. F F H F = P x A; A = d x H; H = F / (d x P) H = Führungsbreite [mm] F = Querlast [N] A = projizierte Fläche [mm2] P = zulässige Flächenpressung [N/mm2] d = Nenndurchmesser Stange bzw. Kolben [mm] Abb. 228 Berechnung der erforderlichen Führungsbreite Einige Hersteller von Führungselementen verwenden bei deren Auslegung bzw. Berechnung einen theoretischen Wert für die spezifische Flächenpressung und kor- rigieren später mit Hilfe eines zusätzlichen Sicherheitsfaktors. Im Gegensatz dazu fließen in die Führungsberechnungen von Freudenberg Sealing Technologies bei der spezifischen Flächenpressung empirisch ermittelte Werte ohne Korrekturfaktor ein. Sollen folglich Führungselemente auf Basis der zulässigen, spezifischen Flächen pressung miteinander verglichen werden, müssen etwaige Sicherheitsfaktoren berücksichtigt werden, da sonst beim Map-marker-edit Auslegung bzw. Berechnung der Führung Map-Marker-Exclamation Beim Vergleich zulässiger Flächen- pressungen auf mögliche Korrekturfaktoren achten! 473 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

474

Dichtungen für Fluid Power Anwendungen – Hydraulik direkten Vergleich ein falsches Bild der Leistungsfähigkeit dieser Führungsele- mente entsteht. Es handelt sich hierbei um eine schnelle und einfache Basisauslegung ohne Berück- sichtigung von geometrischen Randbe- dingungen oder Betriebsbedingungen. Die Berechnung erfolgt über den Mittel- wert der Kontaktspannung. Die Druck- festigkeit als Material kennwert wird nicht explizit berücksichtigt. AuslegungsLevel 3: Der Kunde benennt die Anwendung und die Randbedingungen inklusive der Quer- last und erwartet eine umfassende Bera- tung bzw. Berechnung: y Darstellung der Zusammenhänge zwi- Map-marker-edit Führungsbreite bei großen Winkel- auslenkungen schen • Temperatur (→ Abb. 229) • Einfederung • Spaltmaß • Winkelauslenkung und • zulässiger Querlast 3.6 JUSTIERUNG: MÖGLICHKEITEN ZUR ANPASSUNG DES FÜHRUNGSSYSTEMS Wird die erforderliche Querlast nicht er- reicht oder kann eine der gesetzten Rand- bedingungen nicht erfüllt werden, dann ist eine Anpassung des Dichtsystems oder ggf. auch eine Überprüfung und Anpassung der Randbedingungen not- wendig. Einzelne Maßnahmen führen zu verän- derten Werten an mehreren Punkten der Berechnung. Manchmal erscheinen Änderungen vorteilhaft, sind im Gesamt- zusammenhang und unter Bezug auf die spezifische Zielsetzung jedoch kontrapro- duktiv. Insbesondere bei einer großen Winkel auslenkung ist es nicht empfehlenswert, die erforderliche Führungsbreite auf Basis der parallelen Last zu bestimmen. y Berechnung der erforderlichen Füh- rungsbreite unter Berücksichtigung der bekannten Einflüsse (→ Abb. 228) Die FST Anwendungsingenieure stehen gerne beratend zur Seite (→ Kapitel „Services“, Seite 7). Map-marker-edit Spezifische Material- kennwerte für Berechnung Für diese Berechnungen werden spezifi sche Materialkennwerte benötigt. Die Berechnung erfordert zudem tieferge- hendes Wissen über die Zusammenhänge zwischen den Einflussgrößen. Wenn eine Anwendung in dieser Tiefe betrachtet werden soll, sind die Anwendungsingeni- eure von Freudenberg Sealing Technolo- gies dabei gerne behilflich. Werden mehrere Führungselemente hin- tereinander angeordnet, dann sind, ab- hängig von der sich einstellenden Winkel- auslenkung, einzelne Führungen nicht mehr im Eingriff. Der Grundsatz ‚viel hilft viel‘ trifft hier nicht zu (→ Abb. 231). 474

475

3. Dichtungen und Dichtsysteme & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V MASSNAHME AUSWIRKUNG R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A Detailierung der Einsatzbedingungen Präzisierung der Grenzbedingungen Detailierung der Krafteinleitung Präzisierung der notwendigen Querlast Alternatives Führungsmaterial wählen Erhöhung der zulässigen Querlast Wenige breite anstelle von mehreren schmalen Führungsbändern wählen Vergrößerung der Kontaktlänge Erhöhung der zulässigen Querlast Anzahl der Führungselemente erhöhen Erhöhung der zulässigen Querlast Stützabstand erhöhen Engere Toleranzen wählen Führungsband mit der Stärke 2,5 mm wählen Reduzierung der Winkelauslenkung Erhöhung der zulässigen Querlast Reduzierung der Winkelauslenkung Erhöhung der zulässigen Querlast Reduzierung der Winkelauslenkung Erhöhung der zulässigen Querlast Führungsband mit der Stärke 4 mm wählen Erhöhung der Einfederung/radialen Beweglichkeit Vergrößerung der Kontaktlänge/der zul. Querlast Toleranzbreite vergrößern Erhöhung der radialen Beweglichkeit Tab. 24 Maßnahmen zur Anpassung eines Führungssystems und deren Auswirkungen 475 R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

476

Dichtungen für Fluid Power Anwendungen – Hydraulik FST: HGW HG650-p Wettbewerber 2 Wettbewerber 1 FST: HGW HG517 FST: PA 4112 Wettbewerber 10 FST: HGW HG600-p Wettbewerber 9 Wettbewerber 3 Wettbewerber 8 Wettbewerber 4 Wettbewerber 7 Wettbewerber 5 FST: HGW HG650 Wettbewerber 6 Bezug 100 %: maximale radiale Last, HGW HG650-p bei 30 °C +30 °C +60 °C +80 °C +100 °C Abb. 229 Einfluss der Temperatur auf die zulässige Querlast bei Freudenberg Führungen im Vergleich zum Wettbewerb ] % [ t s a l r e u Q 100,0 90,0 80,0 70,0 60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 0,0 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 Winkelauslegung α [°] Deformation 0,15 mm Deformation 0,1 mm Deformation 0,05 mm Führungselement 40 x 2,5 mm Führungselement 9,7 x 2,5 mm 100,0 90,0 80,0 70,0 60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 0,0 ] % [ t s a l r e u Q Abb. 230 Einfluss der Winkelauslenkung auf die zulässige Querlast bei unterschiedlichen Führungsbreiten 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 Winkelauslegung α [°] Deformation 0,15 mm Deformation 0,1 mm Deformation 0,05 mm 476

477

3. Dichtungen und Dichtsysteme 100,0 90,0 80,0 70,0 60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 0,0 Standardbandbreite 40 mm Standardbandbreite 9,7 mm ] % [ t s a l r e u Q 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 Winkelauslegung α [°] Deformation 0,15 mm Deformation 0,1 mm Deformation 0,05 mm Abb. 231 Maximale Kontaktlänge in Abhängigkeit von der Einfederung und der Winkelauslenkung ] % [ t s a l r e u Q 100,0 90,0 80,0 70,0 60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 0,0 0,05 0,1 0,15 0,25 0,25 Deformation [mm] Führungsbuchse 40 x 2,5 mm Führungsbuchse 40 x 4 mm Abb. 232 Einfluss der elastischen Deformation (Einfederung) auf die zulässige Querlast 477 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

478

Dichtungen für Fluid Power Anwendungen – Hydraulik 4. EINFLUSSFAKTOREN DES DICHTSYSTEMS DER EXTRUSIONSSPALT Als Extrusionsspalt wird der durch die Ge- genlauffläche und den Bauraum begrenz- te Spalt auf der dem Druck abgewandten Seite der Dichtung bezeichnet. Aufgrund der unterschiedlichen Rand bedingungen werden die Primär- und die Sekundärdich- tung eines Dichtsystems hinsichtlich des Extrusionsspalts getrennt betrachtet. Grenzwertbetrachtung Bei einer Grenzwertbetrachtung in Bezug auf den Extrusionsspalt werden sowohl der sich maximal einstellende Extrusions- spalt (xmax) als auch der minimale Extru- sionsspalt (xmin) bei einseitiger Lage der Kolbenstange bzw. des Kolbenkörpers be- trachtet (→ Abb. 233 und Abb. 234). Ødmin xmax xmin xf max ØD2max ØD2min Smin ØDFmax xmax = (D2max – dmin) / 2 + xf max / 2 xmin = (D2min – [DFmax – (2*Smin)]) / 2 xf max = [DFmax – (2*Smin)] – dmin D2max = dmin + 2 xmax – xf max dmin = Kleinster Stangendurchmesser [mm] DFmax = Größter Nutaußendurchmesser der Führungsbandnut [mm] D2min = Kleinster Bohrungsdurchmesser hinter der Dichtung [mm] D2max = Größter Bohrungsdurchmesser hinter der Dichtung [mm] Smin = Kleinste Führungsbandstärke [mm] xmax = Maximaler Extrusionsspalt [mm] xmin = Minimaler Extrusionsspalt [mm] xf max = Größtes Führungsspiel [mm] Abb. 233 Grenzwertbetrachtung Extrusionsspalt Stangendichtsystem Smin xf max xmax ØdFmin Ød2min Ød2max ØDmax xmin xmax = (Dmax – d2min) / 2 + xf max / 2 xmin = ([dFmin + (2*Smin)] – d2max) / 2 xf max = Dmax – [dFmin + (2*Smin)] d2min = Dmax + xf max – 2 xmax Dmax = Größter Bohrungsdurchmesser [mm] dFmin = Kleinster Nutinnendurchmesser der Führungsbandnut [mm] d2min = Kleinster Kolbendurchmesser hinter der Dichtung [mm] d2max = Größter Kolbendurchmesser hinter der Dichtung [mm] Smin = Kleinste Führungsbandstärke [mm] xmax = Maximaler Extrusionsspalt [mm] xmin = Minimaler Extrusionsspalt [mm] xf max = Größtes Führungsspiel [mm] Abb. 234 Grenzwertbetrachtung Extrusionsspalt Kolbendichtsystem 478

479

4. Einflussfaktoren des Dichtsystems Der maximale Extrusionsspalt (xmax) sollte möglichst klein (→ Spaltextrusion), der minimale Extrusionsspalt (xmin) hingegen möglichst groß (→ Metallischer Kontakt) sein. D a zwischen dem sich minimal ein- stellenden metallischen Spalt (xmin) und dem maximal zulässigen Extrusionsspalt (xmax) eine direkte geometrische Abhän- gigkeit besteht, können die Spaltmaße nicht unabhängig voneinander eingestellt werden. Spaltextrusion Dichtungswerkstoffe verhalten sich unter dem Einfluss des Betriebsdrucks wie eine zähe Flüssigkeit. Mit der Druckbeauf- schlagung wird das Dichtelement zuneh- mend an den metallischen Bauraum und hin zum Extrusionsspalt gepresst. Das Ein dringen des Dichtungswerkstoffs in den Extrusionsspalt wird als Spaltextru- sion bezeichnet. Mit dem Eindringen des Dichtungswerkstoffs in den Extrusions- spalt wird das Dichtelement im Bereich der metallischen Bauraumkante geschädigt. Die wiederholte Schädigung führt letzt- lich zum Ausfall des Dichtelements. Bei der Festlegung des maximalen Spalt- maßes (xmax) müssen sowohl die tempe- ratur-, werkstoff- und geometrieabhängi- ge Formstabilität des Dicht elements als auch die Betriebs- und Randbedingungen in die Betrachtungen einbezogen werden. Neben dem offensichtlichen Zusammen- hang zwischen der Formstabilität eines Dichtelements und dem Betriebsdruck bzw. der Betriebstemperatur werden die Grenzwerte für den Extrusionsspalt unter anderem durch das Lastkollektiv bestimmt. Die Druckbeaufschlagung bei gleichzeitiger relativer Hubbewegung in Richtung des Extrusionsspaltes ist mit Blick auf die Reib- leistung und Scherkräfte in der Kontakt- zone anspruchsvoller als eine statische oder quasistatische Abdichtung. Ein kurzer Druckpuls ist mit Blick auf die Spalt- extrusion unkritisch, eine lange Druck halte- zeit stellt hingegen erhöhte Anforderungen an die Langzeit-Formstabilität des Dicht- elements (Fließen). Insbesondere bei höheren Betriebsdrücken oder leichten Konstruktionen muss die hier relevante Vergrößerung des Extrusi- onsspaltes infolge Rohrdehnung (Zylinder- rohre) bzw. Rohrstauchung (Hohlstangen) berücksichtigt werden. Bei grenzwerti- gen Auslegungen mit hohen Querlasten ist gegebenenfalls zusätzlich die Einfede- rung der Führungs elemente zu betrachten. Allgemeine Angaben für das maximal zulässige Spaltmaß (xmax) werden in Ab- hängigkeit vom Dichtungstyp, dem ge- wählten Dichtungsprofil und dem Betriebs- druck in entsprechenden Tabellen in der Artikelbeschreibung ausgewiesen. Metallischer Kontakt Bei der Festlegung des minimalen Spalt- maßes (xmin) kommt der Kollisionskont- rolle eine besondere Bedeutung zu. Inner- halb eines Dichtsystems findet sich der engste Extrusionsspalt im Normalfall hinter der Primärdichtung eines Dicht systems bzw. hinter der Hauptdichtung eines ein- fachen Dichtsystems ohne Sekundär- dichtung. Die Kollisionskontrolle wird daher primär für diese Bereiche durchgeführt. Bei konstruktiv bedingt großen Abständen zwischen den Dichtelementen wie auch großen Winkelauslenkungen sollte die Kollisionskontrolle entsprechend erweitert werden, z. B. kann metallischer Kontakt im Bereich des Abstreifers vorkommen. 479 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

480

Dichtungen für Fluid Power Anwendungen – Hydraulik Grenzwertige Auslegungen mit hohen Querlasten und lange, schlanke Zylinder müssen gegebenenfalls mit Blick auf die Durchbiegung der Kolbenstange und die Einfederung der Führungselemente ab- gesichert werden. Zylinder mit kurzer Stützlänge werden hinsichtlich der sich ein- stellenden Winkelauslenkung überprüft. Durch metallische Kontakte zwischen der Gegenlauffläche und den Gehäuseteilen entstehen im Servicefall vergleichsweise hohe Folgekosten. Innerhalb der zulässi- gen Grenzen und unter Berücksichtigung der Betriebs- und Randbedingungen wer- den die Maße und Toleranzen daher der- art gewählt, dass für den Extrusionsspalt xmin ein möglichst großer Wert und damit eine möglichst große Sicherheit gegen metallische Kontakte eingestellt wird. Der mindestens erforderlich Wert für xmin wird wesentlich durch die Einfederung des Führungselements unter Last be- stimmt (→ Abschnitt „Auslegung von Führungselementen“, Seite 472). 480

481

5. DICHTUNGSWERKSTOFFE 5. Dichtungswerkstoffe Die Funktion eines Dichtelements wird maßgeblich durch den Dichtungswerkstoff beeinflusst. Neben der chemischen Be- ständigkeit sind die Formstabilität, das Abriebverhalten und das elastische Ver- halten wesentliche Einflussfaktoren. De- fizite werden im einfachsten Fall durch die Verwendung zusätzlicher Elemente, wie z. B. Backringe oder Vorspannelemente, kompensiert. y die Betriebsbedingungen und deren Gewichtung beeinflussen die Werk- stoffauswahl y die Eigenschaften des gewählten Werkstoffs bestimmen die mögliche Geometrie y die Eigenschaften der gewählten Dich- tungen und Führungen bestimmen die Anordnung in einem Dichtsystem bzw. deren Funktion Eine funktionsorientierte Gestaltung der Dichtung erfolgt immer auch mit Blick auf die spezifischen Eigenschaften des verwendeten Dichtungswerkstoffs. Nicht jede Geometrie kann sinnvoll aus jedem Werkstoff hergestellt werden. Dazu siehe auch → Kapitel „Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik“, Seite 29. Beispielsweise drückt bei der Omegat Kompaktdichtung ein O-Ring bzw. ein Elastomerprofilring auf den PTFE-Dicht- körper, um die gewünschte Kraft der PTFE- Dichtkante auf die Gegenlauffläche zu erzeugen. Etwas aufwändiger ist hingegen die Herstel- lung von Mehrkomponenten- Dichtungen. Hier werden zwei Materialien mit unter- schiedlichen Eigenschaften fest mitein- ander verbunden. Für eine effektive Dichtungsauswahl ist die folgende Systematik zu beachten (→ Abb. 235): BETRIEBSBEDINGUNGEN GEGENLAUFFLÄCHE DICHTUNGSWERKSTOFF DICHTUNGSGEOMETRIE DICHTUNGSANORDNUNG FUNKTION DICHTWIRKUNG LEBENSDAUER MONTAGE DICHTWIRKUNG LEBENSDAUER Abb. 235 Einflussfaktoren und Abhängigkeiten bei der Auswahl einer Dichtung 481 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

482

Dichtungen für Fluid Power Anwendungen – Hydraulik 5.1 GÄNGIGE DICHTUNGS- WERKSTOFFE IN DER HYDRAULIK y Polytetrafluorethylen (PTFE) Com- pound in Verbindung mit Elastomer- vorspannelementen oder Stahlfedern für Dichtungen und Abstreifer y Polyethylen (UHMW-PE) in Verbindung mit Elastomervorspannelementen oder Stahlfedern für Dichtungen und Abstreifer y Polyurethan (AU) für Dichtungen und Abstreifer y Elastomere (NBR, FKM, HNBR) für Dichtungen und Abstreifer y Gewebeverbundwerkstoffe mit Kunst- stoffmatrix (Hartgewebe) für Führungs- elemente y Polyamid (PA) für Führungselemente und Backringe y Gewebeverbundwerkstoffe mit Elasto- mer für Dichtungen und Abstreifer y Polyoxymethylen (POM) für Backringe und Führungselemente Die folgende Übersicht (→ Tab. 25) um- fasst eine begrenzte Auswahl an Freuden- berg Werkstoffen. Für spezielle Medien oder Anwendungen greift Freudenberg Sealing Technologies auf Anfrage auf eine Vielzahl zusätzlicher Werkstoffe zurück (→ Kapitel „Material, Werkstoffe und Verfah- renstechnik – 3. Allgemeine Werkstoffaus- wahl und -beschreibungen“, Seite 48). Reines (virginales) PTFE weist eine geringe Struktur- und Abriebfestigkeit auf. Schon bei geringer Belastung verformt sich das Material und beginnt zu fließen (Kaltfluss). Durch die Beimengung von Füllstoffen (Compoundierung) wie Bronze, Glasfasern und Kohlefasern können sowohl die Form- stabilität als auch die Abriebfestigkeit re- levant verbessert werden. Dichtungen aus PTFE und PE werden span- hebend bis zu einem Durchmesser von ca. 2.400 mm hergestellt. Eine Herstellung im Spritzgussverfahren ist nicht möglich. Beispiele typischer Freudenberg Bauformen zeigt → Abb. 236 (siehe auch → Kapitel „Services – LC Freudenberg Xpress® Custo- mized Solutions“, Seite 20). 482

483

5. Dichtungswerkstoffe 5.2 PTFE-COMPOUNDS UND POLYETHYLEN- DICHTUNGSWERKSTOFFE BEZEICHNUNG PTFE B602/B604 FÜLLSTOFF Bronze PTFE GM201/GM202 Glasfaser + MoS2 PTFE C104 PTFE B100 (Quantum®) PE E083/E084 Kohlefaser Messing – FARBE Braun Hellgrau Anthrazit Dunkelgrün Weiß Tab. 25 Übersicht der Standard-PTFE-Compounds und Polyethylen-Dichtungswerkstoffe Merkel® Rotomatic Reihe M15 Merkel® Omegat Reihe OMS-D R HB Merkel® Doppelabstreifer Reihe PT3 Merkel® Doppelabstreifer Reihe PT1 Merkel® Doppelabstreifer Reihe PT2 Merkel® Omegat Reihe OMS-M R PR Merkel® Omegat Reihe OMS-S SR Merkel® Omegat Reihe OMK-MR Merkel® Dachman- schettensatz Reihe ES61 Abb. 236 Profile typischer Freudenberg Dichtungen aus PTFE (→ Produktübersicht ab Seite 420) 483 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

484

Dichtungen für Fluid Power Anwendungen – Hydraulik CHARAKTERISTISCHE DICHTUNGSEIGENSCHAFTEN VON PTFECOMPOUNDS + Δ y sehr gute Extrusionsfestigkeit y sehr gute Medienbeständigkeit • abhängig von der Compoundierung • wasserbasierte Hydraulikmedien y sehr niedriger Reibkoeffizient y breiter Temperatureinsatzbereich y Wechselwirkung mit der Gegenlauffl äche abhängig von Compound, Medium und Betriebsbedingungen y Dichtwirkung im Niederdruckbereich y Langzeitverhalten unter Last y Kriechen y Vorspannelement erforderlich (zweiteilige Dichtung) y nur spanhebend herstellbar y empfindlich gegenüber mechanischer Verschmutzung CHARAKTERISTISCHE DICHTUNGSEIGENSCHAFTEN VON POLYETHYLENWERKSTOFFEN + Δ y sehr gute Verschleißfestigkeit für keramische Gegenlaufflächen y hoher Widerstand gegen Extrusion y gute Trockenlaufeigenschaften y niedriger Reibkoeffizient y universelle Medienbeständigkeit y robust • unkomplizierte Handhabung • unempfindlich gegen Verschmutzung y Betriebstemperatur bis max. +80 °C y Materialkosten y Dichtwirkung im Niederdruckbereich y Vorspannelement erforderlich (zweiteilige Dichtung) y nur spanhebend herstellbar PTFE-Dichtelemente werden bevorzugt als Primärdichtung innerhalb von Dicht- systemen bzw. als Kolbendichtung bei beidseitiger Druckbeaufschlagung ein- gesetzt. Anhaftende Verschmutzungen auf der Kolbenstange können bei geeigneter Gestaltung der Abstreifkante mit Abstrei- fern aus PTFE-Compound und PE sicher außerhalb des Hydrauliksystems gehalten werden. Elastomere wie NBR sind hier weniger geeignet. 484

485

5. Dichtungswerkstoffe AUSWAHLHILFE EIGENSCHAFTEN/ KRITERIUM PTFE B602 PTFE B604 PTFE GM201 PTFE GM202 PTFE C104 PTFE B100 PE E083/84 Hohe Verschleißfestigkeit Hoher Widerstand gegen Extrusion Geringer Einfluss auf die Gegenlauffläche Gute Eignung auf verchromten Gegenlaufflächen Gute Eignung auf keramisch beschichteten Gegenlaufflächen Gute Eignung auf hartmetall- beschichteten Gegenlaufflächen Gute Eignung für Kurzhub- anwendungen/Anwendungen mit Mangelschmierung Gute Eignung in wässrigen Hydraulikmedien Temperatureinsatzbereich > +80 °C + ++ ++ ++  +   ++ +++ ++ ++  + +  +++ +++ + + ++ +++  + ++ ++ ++ ++  + +++ +++ ++ + ++ ++ ++ ++ +++ +++ +++ +++ + ++ ++ +++ ++ +  ++ ++ ++ +++ ++ +++ +++ +++ ++ + +++ +++ +++  +++ sehr gut erfüllt ++ gut erfüllt + erfüllt  nicht erfüllt Tab. 26 Relative Bewertung von PTFE-Compounds für allgemeine Anwendungen in der Dichtungstechnik Die Auswahlhilfe (→ Tab. 26) bezieht sich auf allgemeine Anwendungen im mitt leren Belastungsbereich. In spezifischen Anwendungen kann sich die relative Be- wertung einzelner Eigenschaften verschie- ben. Map-marker-edit Allgemeine Auswahlhilfe 485 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

486

Dichtungen für Fluid Power Anwendungen – Hydraulik 5.3 POLYURETHAN-DICHTUNGSWERKSTOFFE BEZEICHNUNG 92 AU 21100 93 AU V167 94 AU 20889 94 AU 21730 94 AU 30000 94 AU 925 94 AU V169 95 AU V142 95 AU V149 98 AU 30500 98 AU 928 98 AU V211 FARBE Hellbeige Rot Blau Blau Blau Hellblau Blau Dunkelblau Dunkelblau Blau Blau Hellgelb HERAUSRAGENDE EIGENSCHAFT Tieftemperatur geeignet Hydrolysefest Beste chemische Beständigkeit Lebensmittelgeeignet Breiter Temperatureinsatzbereich und hydrolysefest Standard Tieftemperatur geeignet Standard Standard Breiter Temperatureinsatzbereich, sehr gute Medienbeständigkeit (u. a. Hydrolyse) Hohe Extrusionsfestigkeit Extrusionsfest Tab. 27 Übersicht der Standard-Polyurethan-Dichtungswerkstoffe PU-Werkstoff 94 AU 30000 Dichtelemente aus Polyurethan können im Spritzgussverfahren oder spanabhebend bis zu einem Nenndurchmesser von 2.400 mm hergestellt werden. Einzelne Polyurethan- qualitäten zeichnen sich durch besondere Eigenschaften aus. Entsprechende Infor- mationen sind dem jeweiligen Produkt- datenblatt zu entnehmen. Weitere Werk- stoffe sind auf Anfrage erhältlich. PU-Werkstoff 98 AU 35000 Dichtungen aus Polyurethan werden sowohl als Sekundärdichtung als auch als Primärdichtung innerhalb von Dicht- systemen eingesetzt. Verbreitet ist eben- falls der Einsatz als Einzeldichtung in Verbindung mit einem Doppelabstreifer. Aufgrund der hohen Verschleißfestigkeit ist Polyurethan darüber hinaus hervor- ragend als Werkstoff für Abstreifer ge- eignet. Die Beständigkeit von Polyurethan in Hydraulikölen hat zudem dazu beige- tragen, dass sich dieser Werkstoff als Standard in einer Vielzahl von Hydraulik- anwendungen etabliert hat. 486

487

5. Dichtungswerkstoffe Cover Seal Reihe PU83 Nutring Reihe T20 Kolbendichtung Reihe Simko 300 Abstreifer Reihe PU5 Nutring Reihe LF300 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Kolbendichtung Reihe T18 Doppel abstreifer Reihe PRW1 Kolbendichtung Reihe OMK-PU Abb. 237 Profile typischer Polyurethan-Dichtungen der Marke Freudenberg (→ Produktübersicht ab Seite 420) CHARAKTERISTISCHE DICHTUNGSEIGENSCHAFTEN VON POLYURETHAN + Δ y Temperatur im Kontakt mit Wasser bis max. +40 °C/+60 °C y Medienbeständigkeit y gute Dichtwirkung y hoher Widerstand gegen Extrusion y gutes Reibverhalten y hoher Widerstand gegen Verschleiß y einteilige Dichtungen y robust • unkomplizierte Handhabung • einfache Montage • unempfindlich gegen Verschmutzung Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P 487 - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

488

Dichtungen für Fluid Power Anwendungen – Hydraulik 5.4 ELASTOMERE Im Bereich hydraulischer Anwendungen werden ebenfalls NBR (Acrylnitril-Butadien- Kautschuk) oder FKM (Fluor-Kautschuk) als Dichtungswerkstoffe eingesetzt. Abhängig von den Randbedingungen kommen zu- sätzlich auch HNBR (Hydrierter Acryl- nitril-Butadien-Kautschuk) und EPD M (Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk) zum Einsatz. Elastomere werden vorwiegend als Ab- streifer und in Form von O-Ringen als statische Dichtung oder Vorspannelement eingesetzt. Als Sekundärdichtung innerhalb von Dichtsystemen finden Elastomere nur dann Verwendung, wenn Polyurethan hinsichtlich der Medienbeständigkeit oder der Betriebstemperatur nicht verwendet werden kann. Elastomerdichtungen mit Gewebever- stärkung, z. B. Dachmanschettensätze, sind robust und bei Druckbeaufschlagung ausreichend formstabil. Insbesondere aufgrund des ungünstigen Reibverhaltens genügen derartige Dichtelemente oft nicht den steigenden Anforderungen in Bezug auf die Hubgeschwindigkeit und Lebensdauer. Vorspannelement Omegat-Profile Doppelabstreifer Reihe P8 O-Ring Kompaktdichtung Reihe L43 Merkel® Dachmanschettensatz Reihe ES Nutring Reihe NA250 Abb. 238 Profile typischer Dichtungen der Marke Freudenberg aus Elastomerwerkstoff (→ Produktübersicht ab Seite 420) 488

489

5. Dichtungswerkstoffe CHARAKTERISTISCHE DICHTUNGSEIGENSCHAFTEN VON ELASTOMERWERKSTOFFEN + Δ y sehr gute Dicht- und Abstreifwirkung y sehr gutes elastisches Verhalten • Ansprechverhalten • Druckverformungsrest • Rückstellkraft y gute Medienbeständigkeit • materialspezifisch (NBR, FKM …) • wasserbasierte Hydraulikmedien y breiter Temperatureinsatzbereich materialspezifisch (NBR, FKM …) y einteilige Dichtungen y Widerstand gegen Extrusion ohne zusätzlichen Backring nur bei niedrigem Druck bis 10 MPa einsetzbar y Reibungskoeffizient y Widerstand gegen Verschleiß y Anhaften bei längerem Stillstand 489 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

490

Dichtungen für Fluid Power Anwendungen – Hydraulik 5.5 HARTGEWEBE BEZEICHNUNG FARBE LIEFERFORM HGW HG517 HGW HG600 HGW HG650 Grau-schwarz Buchsen d ≤ 300 mm Grau Rot Meterware d > 300 mm Buchsen d ≤ 300 mm Meterware d > 300 mm Tab. 28 Übersicht der Hartgewebestoffe für Führungselemente der Marke Freudenberg Bei höheren Temperaturen können Füh- rungselemente aus diesen Werkstoffen nur geringe Querlasten aufnehmen. Bei anderen Compounds ist der Einfluss der Betriebstemperatur auf die zulässige Flächenpressung nur gering. Die Leistungsfähigkeit der Freudenberg Hartgewebe im Vergleich zu Wett be werbs- produkten ist im → Abschnitt „3.5 Füh- rungselemente im Hydraulikzylinder“, Seite 468 dargestellt. Um metallischen Kontakt zu vermeiden, sind bei der Auslegung des Führungssys- tems neben den Materialeigenschaften auch die geometrischen Rand bedingungen zu beachten. Weitere Details dazu auch im → Abschnitt „3.5 Führungselemente im Hydraulikzylinder“, Seite 468. Gewebeverbundwerkstoffe (Hartgewebe) werden häufig für Führungselemente eingesetzt. Hartgewebe besteht aus einem mit Kunst harz gebundenen Feingewebe. Die Eigenschaften der Komponenten be- stimmen die relevanten Parameter wie Abrieb festigkeit, zulässige Flächenlast (Aufnahme von Querlast) und die Tempe- raturabhängigkeit. Im Bereich der Feingewebe werden Polyester und andere Kunststoffe, aber auch natürliche Stoffe, wie bspw. Baum- wolle, verwendet. Für die Harzmatrix stehen neben Polyester-, Vinylester- und Phenolharz eine ganze Reihe von Kunst- stoffen mit unterschiedlichen Eigen- schaften zur Verfügung. Während die Abriebfestigkeit bei den am Markt etablierten Compounds auf einem vergleichbar hohen Niveau liegt, gibt es sowohl bei der zulässigen Flächenlast als auch den Abhängigkeiten von der Betriebs- temperatur relevante Unterschiede. Ther- moplastische Basismaterialien, wie z. B. Polyester, zeigen naturgemäß ein deutlich temperaturabhängiges Werkstoffverhalten. 490

491

5. Dichtungswerkstoffe 5.6 POLYAMID (GEFÜLLT) BEZEICHNUNG PA 4112 QUANTIX 52-4 FARBE Schwarz Schwarz LIEFERFORM Buchsen d ≤ 200 mm Buchsen d ≤ 200 mm Tab. 29 Übersicht der gefüllten Polyamidwerkstoffe für Führungselemente der Marke Freudenberg Gefülltes Polyamid wird für Führungs- elemente und ungefülltes Polyamid häufig für Backringe eingesetzt. Durch die Ver- wendung von Füllstoffen werden die mechanischen Eigenschaften des Grund- materials gezielt verbessert. Führungselemente aus Polyamid können im Spritzgussverfahren hergestellt werden. Bei größeren Stückzahlen sind Führungs- elemente aus gefülltem Poly amid eine preiswerte Alternative zu Führungsele- menten aus Hartgewebe. Die Einsatz- grenzen sind dabei zu beachten. 491 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

492

Dichtungen für Fluid Power Anwendungen – Hydraulik 6. EINFLUSSGRÖSSEN 6.1 REIBUNG IM TRIBO- LOGISCHEN SYSTEM Unter Tribologie versteht man die Wissen- schaft von Reibung, Verschleiß und Schmierung gegeneinander bewegter Körper. Hohe Reibung beeinflusst Funktion und Langzeitverhalten eines Dichtelements im Fluidzylinder. Die dabei entstehende Wärme führt i. d. R. zu einem übermäßigen Verschleiß. Mögliche Einflussfaktoren: y Reibpartner (Werkstoffeigenschaften von Dichtung und Gegenlauffläche) y Oberflächenstruktur der Gegenlauf- fläche y Flächenpressung in der Kontaktzone y Relativgeschwindigkeit zwischen den Reibpartnern y Schmiermittel (Art, Alterungszustand, Viskosität) y Verschmutzung (Abrieb, Einflüsse von außen) Map-marker-edit Kenntnis von Anwendung und Einflussfaktoren Die Reibung von Dichtungen kann nicht als einfacher Wert angegeben werden. Sie ist von einer Vielzahl von Einflussgrößen samt komplexer, physikalischer Wechsel- wirkungen abhängig. Die präzise Kenntnis der Anwendung und sämtlicher Einflussfaktoren ist Grund voraussetzung für geringe Reibung und vor allem für die geeignete Auswahl bzw. den erfolgreichen Einsatz eines Dichtsystems. Stribeck-Kurve 1 Haftreibung 2 Mischreibung 3 Flüssigkeitsreibung τ = η du –– dy - Viskosität - Schmierstoff- steifigkeit - Zeit - Temperatur t f a r k b e R i Stick-Slip Übergangs- punkt t (s) - Viskosität - Druck - Temperatur Geschwindigkeit Haftreibung Mischreibung Flüssigkeitsreibung Abb. 239 Stribeck-Kurve am Beispiel eines Elastomerwerkstoffs in Kontakt mit einer metallischen Gegen- lauffläche 492

493

Freudenberg Sealing Technologies empfiehlt daher einen intensiven Austausch mit dem Dichtungshersteller. GRUNDMECHANISMUS DER REIBUNG Bewegte Maschinenelemente durchlaufen unterschiedliche Kontaktzustände in Ab- hängigkeit von der relativen Bewegung zueinander. Dieses Kontaktverhalten be- wirkt verschiedene Arten der Reibung und wird üblicherweise durch die Stribeck- Kurve beschrieben (→ Abb. 239). Findet keine Relativbewegung statt, kommen die ruhenden Reibpartner an den Spitzen der Gegenlauffläche zuerst in Kontakt. Die Summe dieser Kontakt- punkte kann zeitlich variieren. Sowohl Betriebsmedien als auch elasto- mere Dichtungswerkstoffe haben stark zeitabhängige Materialeigenschaften. Weichere, fließ- bzw. kriechfähige Werk- stoffe beispielsweise geben mit der Zeit der örtlichen Belastung nach, wodurch sich die Kontaktzone vergrößert. Höhere Reibung ist die Folge. Beim ersten Versuch, die Reibpartner zu- einander zu bewegen, ist der Widerstand durch die sogenannte Haftreibung zu- nächst sehr groß. Im Wesentlichen wird dieser Effekt durch Adhäsionsvorgänge und Verhakungen der Oberflächen er- zeugt (→ Bereich 1 in Abb. 239). Steigt die Antriebsenergie, findet eine erste Relativbewegung statt. Bereiche mit Kontakt verlieren diesen, bis sie erneut auf Widerstand stoßen. Es ist der Bereich der Mischreibung (→ Bereich 2 in Abb. 239). Dieses Verhalten wird stark von der Ober- flächenrauigkeit und den Material- eigenschaften der Gleitpartner beeinflusst. Bei höherer Antriebsenergie und Relativ- geschwindigkeit verlieren die Reibpartner durch den hydrodynamischen Effekt den Kontakt zueinander. In diesem Bereich der Flüssigkeitsreibung (→ Bereich 3 in Abb. 239) werden die Gleitpartner von einem Fluidfilm getragen. Ein Widerstand gegen diese Relativbewegung erfolgt im Wesent- lichen durch die Viskosität des Fluidfilms (siehe auch → Kapitel „Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik“ – 3. Allgemeine Werkstoffauswahl und -beschreibungen“, Seite 48). STICKSLIP IM BEREICH DER MISCH REIBUNG Eine unerwünschte Eigenart einer Dich- tung z. B. in einem Positionierzylinder ist das sogenannte Stick-Slip-Verhalten. Es be- zeichnet den kontinuierlichen Wechsel zwischen Gleiten und Haften der Reib- partner. Stick-Slip wird primär von den Material eigenschaften und der System- steifigkeit beeinflusst. Eine geringe Systemsteifigkeit hat beispiels- weise ein Langhubzylinder mit langen und weichen Druckschläuchen bei gleich- zeitig geringem Betriebsdruck und einem Fluid mit hoher Kompressibilität (z. B. Druckluft oder Öl mit großem Anteil an gelöster Luft). Stick-Slip kann bei zyklischem Wieder- holen hörbare Schwingungen des Auf- baus verursachen und ist in beiden Fällen, trockener oder geschmierter Kontakt, zu beobachten. Zeigt ein Dichtsystem StickSlipVerhalten, ist die Wahl eines anderen Dichtungs typs wenig hilfreich. Konstruktive Maß- nahmen zur Erhöhung der Systemsteifig- keit sind die primäre Empfehlung. 6. Einflussgrößen Map-marker-edit Abhilfe bei Stick- Slip-Verhalten 493 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

494

Dichtungen für Fluid Power Anwendungen – Hydraulik REIBVERHALTEN VON ELASTOMER WERKSTOFFEN Eine besondere Eigenschaft von Elastome- ren ist ihre Entropie-Elastizität. Steifigkeit und Dehnung der Elastomere sind tempe- ratur- und frequenzabhängig. Somit folgt die Reibung nicht dem Coulombschen Gesetz. Sie ist nicht ausschließlich von der Normalkraft abhängt, wie das z. B. bei Metallen der Fall ist (→ Abb. 240). Die Reibung von Elastomeren wird als die Summe von mehreren Reibungsanteilen beschrieben: y Deformations- (auch Hysterese-)Anteil aus der Verformung des Elastomers y Adhäsionsanteil aus der Wechsel- wirkung im Kontaktbereich mit der Gegenlauffläche y Kohäsionsanteil basierend auf der not- wendigen Energie zur Risserzeugung und zum Risswachstum y Flüssigkeitsreibungsanteil durch die Strömung des Mediums zwischen den Reibpartnern Elastomer Deformationsreibung (Hysteresereibung) Energiedissipation durch Dämpfung des Elastomers Flüssigkeitsreibung, viskose Reibung Fluid Adhäsionsreibung Wechselwirkung der Oberflächen Festkörper Geschwindigkeit FR = FR Def + FR Adh + FR Koh + FR Fi Abb. 240 Reibung von Elastomeren 494 Bei einer im normalen Betrieb arbeitenden Dichtung mit geringem Verschleißver- halten bilden die Deformations- und die Adhäsionsanteile den Haupteinfluss auf das Reibverhalten. Der Deformationsan- teil ist von der Geschwindigkeit, mit der sich die Last in der Kontaktzone ändert, und der Betriebstemperatur abhängig. Der Adhäsionsanteil der Reibung wird stark von der Oberflächenbeschaffenheit der Gleitpartner beeinflusst. Die Losbrechkraft von Elastomerdichtungen ist nahezu dreimal so hoch wie die not- wendige Kraft zur Überwindung ihrer Gleitreibung. Bei hohen Betriebsdrücken und geringer Hubgeschwindigkeit ist ein ausgeprägtes Stick-Slip-Verhalten zu be- obachten. REIBVERHALTEN VON THERMO PLASTEN Im Vergleich zu Elastomerdichtungen er- fordern Dichtungen aus Thermoplasten, wie z. B. PTFE oder UHMWPE (Ultrahoch- molekulares Polyethylen), eine geringe Losbrechkraft und zeigen ein nahezu Stick-Slip-freies Verhalten. Auch die Gleit- reibung ist bei Thermoplasten deutlich kleiner. Vorteilhaft bei PTFE ist außerdem die bessere Temperaturbeständigkeit, was insbesondere bei höheren Betriebs- drücken eine größere Gleitgeschwindig- keiten zulässt.

495

6.2 GEGENLAUFFLÄCHE – TEIL DES TRIBOLOGI- SCHEN SYSTEMS Die Qualität – Topografie und Werkstoff – der Gegenlauffläche hat einen maßgeb- lichen Einfluss auf die Funktionalität, das Leckageverhalten und den Verschleiß einer Dichtung im tribologischen System. Das tribologische System in der Dichtungs- technik besteht aus einem Grundkörper (Dichtung), einem Gegenkörper (Gegen- lauffläche), einem Zwischenstoff (Betriebs- medium) und einem Umgebungsfluid (Luft, Spritzwasser, Meerwasser, Staub, Schmutz etc.). In einem optimal eingestellten Dichtsystem wird beim Ausfahren der Kolbenstange eines Hydraulikzylinders ein dünner Ölfilm unter den Dichtelementen nach außen entlassen, der beim Rückhub vollständig in das Hydrauliksystem zurücktranspor- tiert wird, um eine abtropfende Leckage zu vermeiden. Dieser Ölfilm, auch Schleppöl genannt, kann sehr dünn sein, wird aber durch die Oberflächenstrukturen selbst bei höchstem Druck der Dichtkante auf die Ge- genlauffläche nie ganz abreißen. In einem Dichtsystem mit mehreren Elementen ist ein gewisser Ölfilm sogar gewünscht, um Reibung und Verschleiß zu reduzieren. Um eine ideale Funktionalität zwischen Dichtkante und Gegenlauffläche im tri bologischen System nicht zu stören bzw. um eine mögliche Leckage zu vermeiden, sind grundsätzlich Riefen, Kratzer, Lunker oder auch konzentrisch verlaufende oder spiralförmige Bearbeitungsriefen sowie Beschädigungen auf der Gegenlauffläche zu vermeiden. OBERFLÄCHENVEREDELUNG Neben den Dichtelementen und Führun- gen eines Dichtsystems wird auch die vergleichsweise harte Gegenlauffläche durch Medien, Reibung und Pressung (Querlast und Betriebsdruck) beansprucht. Zum Schutz vor Korrosion, Verschleiß und Deformation müssen Kolbenstangen von Hydraulikzylindern oberflächenbehandelt werden. Industriell genutzt werden hierfür seit vielen Jahren insbesondere galvanische Verfahren (Hartverchromen, Auftrag von Chrom-Nickel-Schichten) und thermoche- mische Verfahren (Nitro carburieren mit und ohne oxidierende Nachbehandlung). Durch Härten und/oder Hartverchromen von Laufflächen werden verschleißfeste und formstabile Randschichten des Ma- terials erzeugt. Die Legierung und Stärke der Beschichtungen sind abhängig vom Einsatz der Kolbenstange. Lange dünne Stangen mit viel Biegung haben flexiblere Beschichtungen als z. B. Kolbenstangen in großdimensionierten Zylindern für Pres- sen. Neben den für den jeweiligen Einsatz- bereich wichtigen Eigenschaften der Schicht, wie z. B. Härte, Porosität oder Haftfähigkeit, gibt es weitere, wichtige Merkmale zur Beurteilung der Beschich- tung, die mit wenig Aufwand gemessen bzw. ermittelt werden können. Dazu gehört z. B. die Rauheitsmessung, die weiter unten in diesem Abschnitt be- schrieben wird. Verchromte oder Chrom-Nickel-beschich- tete Kolbenstangen bieten aber nur einen mäßigen Korrosionsschutz für den Grund- werkstoff durch Mikrorissigkeit der aufge- tragenen Schicht. Außerdem besteht die Gefahr von Riefenbildung auf der Ober- fläche durch im Betrieb eingetragene 6. Einflussgrößen Map-marker-edit Riefen, Kratzer und Lunker vermeiden 495 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

496

Dichtungen für Fluid Power Anwendungen – Hydraulik Fremdkörper in die Dicht- und Führungs- elemente, was zu einer verschleißbeding- ten Veränderung der Oberflächengüte mit zunehmender Betriebsdauer führt. Darüber hinaus trägt das seit September 2017 geltende Verbot der Verwendung von Chrome VI zu einem starken Rückgang chromierter Oberflächen bei. Nitrierte Gegenlaufflächen weisen – falls nicht endbearbeitet – tiefe Poren auf. Schon bei geringer Belastung brechen abrasive Partikel aus der porösen Ver- bindungsschicht. Bei entsprechender Nach bearbeitung sind nitrierte Gegenlauf- flächen dennoch gut für den Kontakt mit Dicht elementen geeignet. Um den Marktanforderungen nach u. a. höherer Verschleißfestigkeit und Korro- sionsbeständigkeit gerecht zu werden, etablierte sich das thermische Spritzen als Oberflächenveredelung. Gegenüber Chromschichten mit einer Schichtdicke von 20 µm sind die thermisch gespritzten Schichten mindestens 100 µm dick. Ent- sprechend den Anforderungen kommen unterschiedliche Legierungen zum Ein- satz. Die Struktur der Spritzschicht wird maßgeb- lich beeinflusst durch das Spritzverfahren selbst, die eingestellten Prozess parameter, den Spritzzusatz und die Endbearbeitung. Bei selbstfließenden Legierungen ist die Nachbehandlung entscheidend. Gegenüber einer herkömmlichen Chrom- schicht haben die HP-HVOF-(Hoch- geschwindigkeits- Flamm spritzen) und Plasma-gespritzten Schichten eine ver- fahrensbedingte Restporosität und dementsprechend andere Oberflächen- strukturen. Aufgebrachte Schichten mit alternativen Methoden wie Laser-Cladding (Laserauf- tragsschweißen) oder Schmelzverbund- schichten (selbstfließende Legierungen) sind nahezu lunkerfrei, bieten aber eine geringere Oberflächenhärte. Beim Hochgeschwindigkeits-Flammspritzen ist die Deckschicht i. d. R. eine Chromcarbid/ Wolframcarbid-Beschichtung in einer Me- tallmatrix, die als Bindemittel für die Carbide dient. Man spricht auch von einer sogenann- ten Hartmetallbeschichtung. Die Beschich- tungen sind sehr gut haftend und zeigen eine hervorragende Korrosionsbeständig- keit. Aufgrund der hohen Dichte solcher Be- schichtungen (eingeschlossene Porosität < 1 %) können Rauheitswerte von R a 0,05 μm erreicht werden. Die durchschnittliche Dicke der Beschichtung beträgt 150 μm, ihre Härte liegt zwischen 950 und 1.650 HV. Beim atmosphärischen Plasmaspritzen kommen Oxidkeramiken, z. B. Al2O3 zum Einsatz. In sehr rauen Umgebungen wird eine Zwischenbeschichtung auf Nickel/ Chrom- Basis aufgebracht, um die Korrosi- onsbeständigkeit zu gewährleisten. Auf- grund der hohen Porosität < 3 % können Rauheits werte von R a 0,15 μm erreicht werden. Die durchschnittliche Dicke der Beschichtung beträgt 200 μm, ihre Härte liegt zwischen 850 und 1.100 HV. Allerdings weisen Plasmabeschichtungen eine dauerhaft scharfkantige Kristallstruk- tur auf und werden im Kontakt mit den Dichtelementen weder in der Einlauf phase noch im späteren Dauerbetrieb geglättet, was zu hohem Verschleiß an den Dichtele- menten führen kann. Deshalb bestehen Dichtsysteme für keramische Gegenlaufflä- chen aus speziellen Werkstoffen und einer angepassten Anordnung der Dichtungen. 496

497

Während keramische Gegenlaufflächen bereits seit vielen Jahren Marktrelevanz haben und trotz ihres Nachteils einer ein- geschränkten Auswahl an Dichtungswerk- stoffen/-geometrien eingesetzt werden, gewinnen zunehmend die thermisch ge- spritzten Hartmetall-Layer an Bedeutung. Das HP-HVOF-Verfahren (Hochdruck-Hoch- geschwindigkeits-Flamm spritzen) ist dabei führend. HP-HVOF steht für High Pressure – High Velocity Oxygen Fuel. Bei diesem Verfahren treffen auf das ge reinigte und aufgeraute Bauteil flüssige oder teigige Beschichtungspartikel mit hoher Ge- schwindigkeit. Durch den Aufprall werden die Teilchen verformt und breiten sich auf der aufgerauten Oberfläche aus. Die hei- ßen Teilchen geben dabei ihre Wärme an das kältere Grundmaterial ab, schrumpfen und verklammern sich mit den Oberflä- chenunebenheiten. Diese Art der mecha- nischen Verankerung führt zu einer starken Haftung der Beschichtung. Solche ther- misch gespritzten Schichten weisen her- stellungsbedingt eine gewisse Restporo- sität auf. Im Vergleich zu gespritzten, keramischen Schichten (Plasmaspritzen) werden beim HP-HVOF-Spritzen sehr homogene und dichte Schichten erzeugt. Die Spritzschicht ist dabei lamellar aufge- baut. Der Brenner fährt wiederholt über die Oberfläche und spritzt die Schicht Lage für Lage. Eine typische Lagendicke beträgt 10 bis 15 μm. Im Vergleich zu gespritzten, keramischen Layern zeigen Hartmetall-Layer (Wolfram- carbid, Chromcarbide) folgende Eigen- schaften: y sehr hohe Oberflächenhärte und dichter Schichtaufbau y extreme Verschleißfestigkeit und Langlebigkeit y Aufgrund der hohen Dichte (Porosität < 1 %) lässt sich durch die Endbearbei- tung eine sehr glatte Oberfläche erzeu- gen. Die Rauheit wird dabei zwischen R a 0,05 und 0,2 μm eingestellt, in Ab- hängigkeit von der optimalen Rauheit für die gewählten Dichtungen y keine Einschränkungen bei Dichtungs- auswahl und -werkstoffen Im Vergleich zu einer Chromschicht sind weitere Eigenschaften relevant: y im Gegensatz zum Einlaufverhalten ei- ner Chromschicht bleiben die Rauheits- werte von HP-HVOF-beschichteten Gegenlaufflächen auch bei Langzeit- tests nahezu unverändert y unveränderte Rauheitswerte bedeu- ten, dass die tribologischen Eigen- schaften der Beschichtung über die gesamte Lebensdauer der Dichtung gleichbleiben y beim Austausch einer Dichtung kann eine HP-HVOF-beschichtete Gegenlauf- fläche als neuwertig betrachtet werden Die Kenntnis des Zusammenspiels von Dichtungswerkstoff und Spritzschicht der Gegenlauffläche gewinnt zunehmend an Bedeutung und erfordert die Zusam- menarbeit von Dichtungshersteller und Beschichter. Ideal ist, wenn der Beschich- ter für Prüfläufe zur Ermittlung der Ober- flächenkennwerte und Dichtungsver- träglichkeit entsprechend bearbeitete Kolbenstangen zur Verfügung stellt. Die bisherigen Ergebnisse der Untersu chungen bei FST gemeinsam mit einem renommierten Partner der Oberflächen veredelung lassen einen bedeutsamen, ersten Schluss zu: Beschichtungen mit dem bevorzugten HPHVOFVerfahren 6. Einflussgrößen Map-marker-edit Passender Dich- tungswerkstoff bei HP-HVOF- Verfahren 497 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

498

Dichtungen für Fluid Power Anwendungen – Hydraulik erfassen das Profil einer Oberfläche zwei- dimensional. Ein Taster mit Diamantspitze fährt dabei senkrecht zur Rillenrichtung über die Oberfläche der Welle und der senkrechte Hub der Tastspitze wird in ein elektrisches Signal gewandelt. Das ungefil- terte Primärprofil (P-Profil) ist das tatsäch- lich gemessene Oberflächenprofil. Durch die zwecks Lesbarkeit notwendigen Filte- rung nach DIN EN ISO 16610-21 entsteht das Rauheitsprofil (R-Profil) (→ Abb. 241). Für das Ergebnis der Filterung ist die Wahl der Grenzwellenlänge λC (Cut-off) nach DIN EN ISO 4288 entscheidend. Sie wird abhängig von der zu messenden Oberflä- che gewählt, entweder nach dem Riefen- abstand (bei periodischen Profilen) oder nach den zu erwartenden Rauheitswerten bei aperiodischen Profilen. Gleichzeitig sind damit die Gesamtmessstrecke und die dazugehörige Taststrecke gemäß der Norm verbindlich festgelegt (→ Abb. 242). BEWERTUNG DER MESSERGEBNISSE Laut DIN EN ISO 4288 soll die Oberflächen- messung dort vorgenommen werden, wo die höchsten Werte zu erwarten sind (visuelle Feststellung). Aperiodische Profile z. B. Schleifen, Erodieren Abb. 241 Typisches Rauheitsprofil einer Oberflächenmes- sung mit dem Tastschnittverfahren sind universell für alle Dichtungswerk stoffe geeignet. In Verbindung mit Poly urethan zeigen HPHVOFbeschichtete Oberflächen im tribologischen System ihr wahres Können. Erläuterungen dazu am Ende des Abschnitts. OBERFLÄCHENBEURTEILUNG Um Gegenlaufflächen hinsichtlich ihrer Eignung für den Kontakt mit Dicht- und Führungselementen zu beurteilen, werden ihre Oberflächen mit taktilen oder opti- schen Messgeräten untersucht. Auch wenn die optischen Geräte berührungslos ar- beiten und wesentlich besser auflösen, wird in der Praxis häufig das Tastschnittver- fahren eingesetzt. Entsprechende Geräte Periodische Profile z. B. Drehen, Fräsen Messbedingungen lr ln lt λc λs rtip Ra Einzelmessstrecke Messstrecke Taststrecke Grenzwellenlänge Kurzwelliger Profilfilter Tastspitzenradius Arithmetischer Mittelrauwert RSm [mm] > 0,013 … 0,04 > 0,04 … 0,13 > 0,13 … 0,40 > 0,40 … 1,30 > 1,30 … 4,00 λc = lr [mm] 0,08 0,25 0,80 2,50 8,00 ln [mm] 0,40 1,25 4,00 12,50 40,00 lt [mm] 0,48 1,50 4,80 15,00 48,00 rtip [mm] 2,00 2,00 2 oder 5 5,00 10,00 λs [mm] 2,50 2,50 2,50 8,00 25,00 R a [µm] > (0,006) … 0,02 > 0,02 … 0,10 > 0,10 … 2,00 > 2,00 … 10,00 > 10,00 … 80,00 Rz [µm] > (0,025) … 0,10 > 0,10 … 0,50 > 0,50 … 10,00 > 10,00 … 50,00 > 50,00 … 200,00 Abb. 242 Ermitteln der Voreinstellungen für das Tastschnittverfahren 498

499

6. Einflussgrößen Ein einzelner Profilschnitt charakterisiert aber nicht die Gesamtoberfläche mit einer ausreichenden statistischen Sicherheit. Aus diesem Grund ist bereits seit Jahren eine Messstrategie genormt, die dieser Tatsache gerecht wird. Diese Strategie ist im Allgemeinen unter dem Begriff „16 %-Regel“ bekannt. Eine Ober- fläche wird dabei als „gut“ angenommen, wenn nicht mehr als 16 % der gemessenen Werte einer Kenngröße den festgelegten Höchstwert überschreiten (siehe auch DIN EN ISO 4288:1997). Die Regel kommt dann zum Tragen, wenn bei den zu messenden Kenngrößern keine Max- Werte vorgegeben sind. Die 16 %-Regel fordert folgende Verfah- rensweise bei der Messung mit dem profil- schnittgebenden Tastschnitt verfahren: y überschreitet der Messwert bei der ersten Messung 70 % der Toleranz, sind weitere zwei Messungen an anderer Stelle durchzuführen. Diese müssen dann innerhalb der Toleranz liegen oder y bei sechs Messungen verteilt über die Oberfläche darf sich ein Messwert außer halb der Toleranz befinden RAUHEITSKENNGRÖSSEN Die wichtigsten Rauheitskenngrößen nach DIN EN ISO 4287 (→ Abb. 243): Ra: Rz: arithmetischer Mittelrauwert R a ist der arithmetische Mittel- rauwert aus den Beiträgen aller Profil werte gemittelte Rautiefe Mittelwert der fünf Rz-Werte aus den Einzelmessstrecken lr Rz1max: maximale Rautiefe Größter Rz-Wert aus den fünf Einzelmessstrecken lr Rmr: Materialanteil Anteil der summierten, im Ma- terial verlaufenden Streckenab- schnitte im Verhältnis zur Ge- samtstrecke (in %) Gemäß diesen Standardoberflächenkenn- werten empfiehlt FST für gehärtete und geschliffene Gegenlaufflächen folgende Grenzwerte (→ Tab. 30). Die Praxis hat mittlerweile gezeigt, dass die typischen Kenngrößen Ra, Rz und Rz1max nicht ausreichen, um die spezifischen An- forderungen der Hart-Weich-Kontakte im tribologischen System hinreichend gut zu beschreiben. Erschwerend kommt hinzu, dass diese Kenngrößen im Bereich von ‒20 % bis +30 % streuen. Deshalb werden für die messtechnische Be- schreibung von Gegenlaufflächen die soge- nannten „RK-Kennwerte“ herangezogen (→ Abb. 244), die sich aus der Abbott- Firestone- Kurve ableiten (DIN EN ISO 13565-1). lt Rz1 Rz2 Rz3 Rz1max Rz4 Rz5 lr ln = 5x lr Vorlaufstrecke Nachlaufstrecke Abb. 243 Ermittlung des Oberflächenwerts Rz 499 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

500

Dichtungen für Fluid Power Anwendungen – Hydraulik FST EMPFEHLUNGEN FÜR STANDARDOBERFLÄCHENKENNWERTE GEHÄRTETE UND GESCHLIFFENE FLÄCHEN RZ1max Ra MATERIALANTEIL Rmr Gleitfläche ≤ 2,5 μm 0,05 … 0,3 μm Nutgrund Nutflanken ≤ 6,3 μm ≤ 15 μm ≤ 1,6 μm ≤ 3 μm Tab. 30 Von FST empfohlene Standardoberflächenkennwerte Rmr > 50 % bis max. 90 % bei Schnitttiefe c = Rz/2 und Bezugslinie Cref = 0 % (Optimal Rmr = 80 %) Rpk: Rk: Rvk: Mr1, Mr2: Materialanteile reduzierte Spitzenhöhe Kernrautiefe reduzierte Riefentiefe Hinweis: Die aus der Oberflächenmessung abgeleitete Abbott-Firestone-Kurve muss einen S-förmigen Verlauf haben und darf nur einen Wendepunkt aufweisen. Dies ist wichtig, um Fehlinterpretationen zu ver- meiden. Siehe auch → Abb. 246. Rpk Rk Rvk Ausgleichsgerade Mr1 Mr2 Gesamtmessstrecke Lt 0 20 40 60 80 100 Materialanteil [%] Abb. 244 Erweiterte Oberflächenkennwerte auf Basis der Abbott-Firestone-Kurve Verschleiß Langzeitverhalten Schmierstoffdepot Abb. 245 Interpretation einer Oberflächentopografie für die Eignung als Gegenlauf- fläche einer Dichtung 500

501

6. Einflussgrößen HP-HVOF * HARTCHROM THERMOCHEM. VERFAHREN *** 0,05 … 0,15 µm 0,15 … 0,40 µm 0,10 … 0,25 µm 0,05 … 0,30 µm PLASMA ** < 0,10 µm < 0,10 µm < 0,30 µm < 0,50 µm 0,10 … 0,60 µm 0,20 … 1,5 µm 0,20 … 0,50 µm 0,20 … 0,65 µm – – – – – – – – – – – – ≤ 2,50 µm 0,25 … 0,7 µm ≤ 0,50 µm 0,20 … 2,0 µm Ra Rpk Rvk Rz1max Rk Rpkx Rvkx * ** Karbide: WC/Ni, Cr2C3/NiCr Ø Porosität: < 0,5 % Typ. Schichtdicke: 125 µm Keramik: Al2O3, Cr2O3 Ø Porosität: < 3 % Typ. Schichtdicke: 200 µm *** Nitrocarburieren, induktiv gehärtet FCP-Empfehlungen Rauheit [µm] Rpkx Rpk Rk Abbott-Firestone-Kurve Mr1 Rvk Rvkx Mr2 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Mr [%] Abb. 246 Empfehlungen für die Güte von Gegenlaufflächen im tribologischen System – Stand Q4/2021 Für eine exakte Beurteilung der Gegen- lauffläche hinsichtlich Abrasivität, Lang- zeitverhaltens und Schmiermitteldepots sind diese erweiterten Kennwerte ele- mentar (→ Abb. 245). Die durch diese Charakterisierung er- mittelten Material-Spitzen sind für die abrasiven Eigenschaften und das Ver- schleiß potential verantwortlich. Die Ver- tiefungen ermöglichen Öldepots und sind für den Mediumtransport, eine mögliche Leckage und für den hydrodynamischen Schmierfilm relevant. Für das Langzeit- verhalten wiederum ist der sogenannte Profilkern aussagekräftig. Freudenberg Sealing Technologies hat daraus ein wegweisendes FCP-Konzept erstellt (FCP = Freudenberg Counter Sur- face Parameters) und Grenzwerte defi- niert, die Aufschluss über die Eignung ei- ner Oberfläche als Partner in einem tribologischen System geben. Die → Abb. 246 zeigt den zum Zeitpunkt der Veröffentlichung aktuellen Stand ge- eigneter Oberflächenparameter für die neue Generation hochgeschwindigkeits- flammgespritzer (HP-HVOF) bzw. Laser- Cladding-Oberflächen, für keramische Beschichtungen, für hartchromierte Ober- flächen und thermo chemische Verfahren. Im Rahmen der aktuellen Versuchsreihen von FST hat sich außerdem gezeigt, dass für eine Beschreibung und Beurteilung der meisten Oberflächen der bisherige Stan dardkennwert R a und die beiden RKKenn werte Rpk und Rvk ausreichend sind. AUSBLICK Neueste Untersuchungen zeigen einen klaren Trend in Richtung hochgeschwin- digkeits-flammgespritzer Oberflächen. Überragende Lebensdauer und bester Korrosionsschutz bei geringster Porosität sind die Argumente im Vergleich zu allen anderen Veredelungsverfahren. Um die Map-marker-edit Kennwerte für Beurteilung der Oberflächen 501 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

502

Dichtungen für Fluid Power Anwendungen – Hydraulik Vorteile auch im tribologischen System voll auszuspielen, ist die Endbearbeitung von HP-HVOF-Oberflächen entscheidend, was entsprechendes Know- how der Be- schichter erfordert. Entspricht eine der- artige Oberfläche den definierten Grenz- werten aus → Abb. 246, die von FST in gemeinsamer Arbeit mit einem renom- mierten Beschichter erarbeitet wurden, ergeben sich erstaunliche Ergebnisse in Verbindung mit Dichtungswerkstoffen: Während PTFE-Varianten erwartungsge- mäß auch auf HP-HVOF-Oberflächen eine hohe Funktionalität aufweisen, punktet insbesondere Polyurethan mit hervorragenden Ergebnissen. Auf ver- gleichsweise glatten Oberflächen zeigen PU-Dichtungen im Dauertest höchste Funktionalität und ein nahezu verschleiß- freies Verhalten. → Abb. 247 und Abb. 248 zeigen eine neue Dichtung, → Abb. 249 und Abb. 250 das Ergebnis nach ei- nem Dauertest über 200 km Laufleistung (Druck: 25 MPa, Geschwindigkeit: 0,25 m/s, Temperatur: +80 °C). Die kleine Extrusions- fahne in → Abb. 249 zeugt von der Be- lastung während des Dauertests. Die Dichtkante selbst (→ Abb. 250) zeigt keine nennenswerten Verschleißspuren. Ein vielversprechender Ansatz für künftige Dichtungsauslegungen. Abb. 247 Ein T20-Nutring im Neuzustand Abb. 248 Die T20-Dichtkante vor dem vor dem Dauertest Dauer test Abb. 249 Der T20-Nutring nach dem Abb. 250 Die T20-Dichtkante nach dem Dauer test Dauer test 502

503

7. PRODUKTVORAUSWAHL 7. Produktvorauswahl Die beschriebene Vorgehensweise zur Produktvorauswahl ist zielführend in Be- zug auf y Standardisierung von Dichtungslösungen y Austauschbarkeit von Elementen y Wirtschaftlichkeit/Großserien Sollten die Betriebsparameter, Medien oder der Aufbau der geplanten Anwendung von den hier gezeigten Standards abweichen, können individuelle Anpassungen einzelner Elemente im Dichtsystem idealerweise in Abstimmung mit dem Dichtungshersteller erfolgen. Die komplette Produktübersicht ab Seite 420 zeigt eine Vielzahl weiterer Dichtun- gen und Führungselemente, um selbst für die herausforderndsten Anwendungen geeignete Lösungen zu finden. Die Produktübersicht enthält ebenfalls sämtliche Bauformen für den Ersatzteil- markt. 7.1 PRODUKTFINDER FÜR DICHTSYSTEME Dem folgenden Produktfinder liegt der Systemgedanke zugrunde. 10 Standarddichtsysteme mit ideal auf- einander abgestimmten Einzelkompo- nenten sind für die Aufgaben und Anfor- derungen einer Vielzahl von typischen, hydraulischen Anwendungen optimal ge- eignet. VORGEHENSWEISE Einsatzsymbole und eine übergeordnete Charakterisierung lassen im ersten Schritt die mögliche Auswahl eines für die eigene Anwendung passenden Dichtsystems zu. Im zweiten Schritt kann anhand der für die jeweilige Anwendung typischen Ein- satzparameter und der wichtigsten Eigen- schaften des Dichtsystems die eigene Auswahl verifiziert werden. Maximalwerte bei den Einsatzparametern zeigen den möglichen Spielraum auf, sollten die ge- planten bzw. vorhandenen Einsatzbedin- gungen abweichen. Per QR-Code abrufbare Datenblätter – gruppiert pro Dichtsystem – und weiter- führende Literatur runden die Auswahl ab. 503 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

504

Dichtungen für Fluid Power Anwendungen – Hydraulik DICHTSYSTEME – MOBILHYDRAULIK EINSATZBEISPIEL STANDARDDICHTUNGSLÖSUNGEN DATENBLÄTTER 1. Geringe bis mittlere Belastung Produktdatenblätter für Dichtsystem * * PRW1 PU FRI PA T20 PU Simko 300 PU FRA PA 2. Hohe Belastung bei mittlerer Einsatzdauer Produktdatenblätter für Dichtsystem 3. Hohe Belastung bei langer Einsatzdauer Produktdatenblätter für Dichtsystem * * PRW1 PU T20 PU SB(K) HG OMS-MR (PR) PTFE OMK-MR PTFE KB(K) HG 4. Hohe Belastung bei langer Einsatzdauer Produktdatenblätter für Dichtsystem 5. Sehr hohe Belastung bei langer Einsatzdauer Produktdatenblätter für Dichtsystem * * DMRW2 PU T20 PU SB(K) HG Syprim SM PU HDP 330 PA KB(K) HG * Bei Bedarf Einsatz von Schmutz-/Dieselringen prüfen 504 PRW1PUSB(K)HGSimko 300PUKB(K)HGHDR 2CPU**T20PUPRW1PUSB(K)HGSimko 300PUSyprim SMPUKB(K)HG**

505

7. Produktvorauswahl EINSATZPARAMETER TYPISCHE (MAX.) WERTE EIGENSCHAFTEN WEITERE AUSWAHLHILFEN & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V 26 (40) MPa +80 (+100) °C 0,3 (0,5) m/s 32 (40) MPa +80 (+100) °C 0,3 (0,5) m/s 32 (40) MPa +80 (+100) °C 0,15 (1,5) m/s 32 (40) MPa +80 (+100) °C 0,3 (0,5) m/s 40 (60) MPa +100 (+110) °C 0,3 (0,5) m/s Kurzbauend Ohne Primärdichtung Gutes Driftverhalten der Kolben dichtung Montagefreundlich Bei hoher Schmutzbelastung: Abstreifer DMRW2 Kurzbauend Ohne Primärdichtung Gutes Driftverhalten der Kol- bendichtung Montagefreundlich Bei hoher Schmutzbelastung: Abstreifer DMRW2 Beste Funktionalität mit Primär- und Sekundärdichtung Für niedrige und hohe Ge- schwindigkeit Günstiges Reibverhalten Geringe Stick-Slip-Neigung Hohe chemische Beständigkeit Bei hoher Schmutzbelastung: Abstreifer DMRW2 Beste Funktionalität mit Primär- und Sekundärdichtung Gutes Driftverhalten der Kolbendichtung Montagefreundlich Bei hoher Schmutzbelastung: Abstreifer DMRW2 Beste Funktionalität mit Primär- und Sekundärdichtung Hochleistungsmaterialien Für fertig gezogene Zylinder- rohre geeignet Montagefreundlich Z-Card Material Handling R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H Z-Card Agriculture Machinery R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P Z-Card Construction Machinery Z-Card Construction Machinery Z-Card Construction Machinery 505 E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

506

Dichtungen für Fluid Power Anwendungen – Hydraulik DICHTSYSTEME – SCHWERINDUSTRIEANWENDUNG EINSATZBEISPIEL STANDARDDICHTUNGSLÖSUNGEN DATENBLÄTTER 1. Hohe Geschwindigkeiten bei mittlerer Belastung Cover Seal PU Cover Seal PU Produktdatenblätter für Dichtsystem PT1 PTFE T20 PU SBK HG OMS-MR PR PTFE KBK HG OMK-S PTFE 2. Typische Plunger-Dichtungslösung Produktdatenblätter für Dichtsystem 3. Bewährte Lösung für raue Betriebsbedingungen Produktdatenblätter für Dichtsystem Cover Seal PU PU6 PU SF PTFE ES61 PTFE/NBR SBK HG KBK HG LF27 PTFE/NBR 4. Sehr hohe Belastungen bei hoher Regelfrequenz Produktdatenblätter für Dichtsystem 5. Sehr hohe Belastung bei langer Einsatzdauer Produktdatenblätter für Dichtsystem Metallische Führung P6 NBR ES/ESV NBR/FKM/Gewebe EK/EKV NBR/FKM/Gewebe 506 T20PUP9NBRSBKHGCover SealPUOMS-S PRPTFEOMS-SPTFEPT2PTFESBKHGKBKHGO-Ring/BackringNBR/POMOMK-SPTFE

507

7. Produktvorauswahl EINSATZPARAMETER TYPISCHE (MAX.) WERTE EIGENSCHAFTEN WEITERE AUSWAHLHILFEN 26 (40) MPa +60 (+80) °C 1 (1,5) m/s 30 (45) MPa +80 (+100) °C 0,5 (1) m/s 30 (45) MPa +80 (+100) °C 0,3 (0,8) m/s Spritzgieß maschinen broschüre Industrie pressen broschüre Industrie pressen broschüre Hohe Funktionalität mit Primär- und Sekundärdichtung Für hohe Geschwindigkeiten bei gleichzeitig langen Hüben und schlanken Zylindern Hohe Zyklenzahl: > 5 Mio. Hohe Funktionalität mit Primär- und Sekundärdichtung Für große Durchmesser, lange Hübe und hohe Drücke geeignet Verschiedene Geschwindigkeiten/ Hübe mit/ohne Last Linear nach unten ausfahrend Universell geeignet für viele Anwendungen Kurzbauend ohne Primärdichtung Extrem robust Hohe Querkräfte möglich bei langen Hüben bis 10.000 mm Große Dichtspalte, um metalli- schen Kontakt zu vermeiden 8/28 1) (40) MPa Stahlbroschüre +60 (+100) °C 0,3 (1,5) m/s 15 Hz 30 (40) MPa +80/+130 2) °C 0,3 (0,5) m/s Kompakte Dichtungsanordnung Minimale Reibung/Verschleiß PTFE-Glas schonend mit besten Selbstschmiereigenschaften PT2-Doppelabstreifer für extremen Schmutzanfall und zu- sätzliche Dichtfunktion Große Extrusionsspalte möglich Stahlbroschüre Langlebiges Dichtsystem auch bei stark beanspruchter Stange/ Oberflächen Gute Notlaufeigenschaften In offener Version lieferbar für einfache, kostengünstige Montage/Service 1) Unterschiedliches Druckniveau an Stangen- und Kolbendichtsystem 2) Typisch bei Verwendung von FKM 507 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

508

Dichtungen für Fluid Power Anwendungen – Hydraulik 7.2 PRODUKTFINDER FÜR EINZELKOMPONENTEN Der folgende Produktfinder ist eines von mehreren Hilfsmitteln für eine erfolg- reiche Dichtungsauswahl. Fokus dabei ist das Optimieren oder Anpassen der Funk- tionalität eines meist bereits vorhande- nen Dichtsystems an die individuellen Anforderungen der Anwendung. Bei Neu-Auslegungen empfiehlt Freuden- berg Sealing Technologies den „ganzheit- lichen Ansatz“ eines Dichtsystems, der in → Abschnitt „7. Produktvorauswahl“, Seite 503 beschrieben ist. Die Auswahl von Einzelkomponenten ist wie folgt zu handhaben: y Innerhalb einer Produktgruppe, wie z. B. Abstreifer oder Stangendichtungen, er- folgt eine Vorauswahl anhand typischer Vertreter von Untergruppen (z. B. be- stimmter Werkstoff, Einsatzparameter) y Eine tiefergehende Betrachtung kann über Produkt- oder Materialdatenblätter vorgenommen werden. Diese sind über die FST Website oder den jeweiligen QR-Code in der Produkt übersicht (→ Seite 420) abrufbar y Bauformen, die in vielfältigen Anwen- dungsgebieten eine große Verbreitung gefunden haben und sich auch in den FST Standard-Dichtsystemen wieder- finden, sind entsprechend gekenn- zeichnet Wichtig: Die ausgewiesenen Leistungsdaten, wie Druck, Temperatur oder Geschwindigkeit, sind vorrangig als Grenzbereiche für den Einsatz einer Material-Bauform-Kombina- tion zu sehen. Die späteren, tatsächlichen Leistungswerte sind auch abhängig von der getroffenen Werkstoffauswahl und den gleichzeitig auftretenden Maximalwerten der genannten Leistungsparameter. Inner- halb einer Werkstoffgruppe, wie z. B. den Polyurethanen, sind unterschiedliche Ein- satzgrenzen möglich. Extreme äußere Fak- toren bzw. Einsatzbedingungen, wie starke Schwingungen, Verschmutzung, aggressi- ve Medien, hohe Querkräfte, große Ge- schwindigkeitsunterschiede beim Ein- und Ausfahren der Kolbenstange, etc. können Einschränkungen bei den Leistungsdaten von Dichtungen und Komponenten be- deuten. Auch das Zusammenspiel mit den anderen Elementen eines Dichtsystems ist von großer Bedeutung. FST bietet in diesem Zusammenhang eine intensive Beratung (siehe auch → Kapitel „Services“, Seite 7). Die Bewertung der weiteren Merkmale innerhalb einer Gruppe fokussiert auf die Stärken bzw. Ausprägungen einzelner Produkte im direkten Vergleich zueinander auf Basis typischer Praxisanwendungen. Extreme Einsatzbedingungen wie oben ge- nannt können das Bild verzerren. Absolut- vergleiche mit Dichtungen bzw. Elementen anderer Hersteller sind somit nur bedingt möglich. Wichtig ist der primäre Blick auf die individuellen Gegebenheiten. Die komplette Produktübersicht ab Seite 420 zeigt eine Vielzahl weiterer Dichtun- gen und Führungselemente, um selbst für die herausforderndsten Anwendungen geeignete Lösungen zu finden. Die Produktübersicht enthält ebenfalls sämtliche Bauformen für den Ersatzteil- markt. 508

509

5 0 9 STICHWORT- VERZEICHNIS STOPFBUCHS- PACKUNGEN MEMBRANEN FALTENBÄLGE HYDROSPEICHER SPEZIALDICHTUNGS- PRODUKTE STATISCHE DICHTUNGEN FLUID POWER ANWENDUNGEN – PNEUMATIK 7 . P r o d u k t v o r a u s w a h l DICHTUNGEN FÜR ROTATORISCHE ANWENDUNGEN MATERIAL, WERKSTOFFE UND VERFAHRENSTECHNIK EINFÜHRUNG & SERVICES FLUID POWER ANWENDUNGEN – HYDRAULIK

510

Dichtungen für Fluid Power Anwendungen – Hydraulik EINZELKOMPONENTEN – STANGENDICHTUNGEN DIN/ISO Bauform 5597 STANGENDICHTUNGEN T20 NI300 LF300 HDR-2C Werkstoff PU PU PU PU [C°] 100 +120 100 +120 100 +120 200 200 200 Temperatur Max. [m/s] Hubge- schwindigkeit 50 0 ‒50 ‒100 6 5 4 3 2 1 0 50 0 ‒35 ‒35 ‒50 ‒100 6 5 4 3 2 1 0 0,5 m/s 0,5 m/s 50 0 ‒50 ‒100 ‒50 6 5 4 3 2 1 0 0,5 m/s 200 100 50 0 ‒50 ‒100 +110 ‒50 6 5 4 3 2 1 0 0,5 m/s Max. [MPa] 45 45 45 45 Druck Nennmaßbereich [mm] Besondere Merkmale Eignung als Einzeldichtung Eignung als Vorschalt-/- Primärdichtung Eignung als Sekundärdichtung Druckentlastungsfunktion Reibungsverhalten Beidseitige Druckbeauf- schlagung Vorzugs- bauform 8 … 320 10 … 220 16 … 120 32 … 180 B – B – D – B B – – – D – B – B – C – B B – B – D – B sehr gut geeignet B C gut geeignet D befriedigend – nicht geeignet –* Variante für beidseitigen Druck verfügbar 510

511

7. Produktvorauswahl 5597 STANGENDICHTUNGEN T23 NI150 NI250 KI310 KI320 SM PU/POM NBR NBR/POM PU PU/POM 200 100 50 0 ‒50 ‒100 6 5 4 3 2 1 0 +110 ‒30 0,5 m/s 200 100 50 0 ‒50 ‒100 6 5 4 3 2 1 0 +100 ‒30 0,5 m/s 200 100 50 0 ‒50 ‒100 6 5 4 3 2 1 0 +100 ‒30 0,5 m/s 200 100 50 0 ‒50 ‒100 6 5 4 3 2 1 0 +110 ‒30 0,5 m/s 200 100 50 0 ‒50 ‒100 6 5 4 3 2 1 0 +110 ‒30 0,5 m/s PU/POM 200 100 +120 50 0 ‒50 ‒100 ‒35 6 5 4 3 2 1 0 0,5 m/s 50 10 25 40 50 50 40 … 305 6 … 125 20 … 90 10 … 145 40 … 140 40 … 200 B – – – D – B – – – D – B – – – D – B – – – D – B – – – D – – B – B C – B 511 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

512

Dichtungen für Fluid Power Anwendungen – Hydraulik EINZELKOMPONENTEN – STANGENDICHTUNGEN DIN/ISO Bauform STANGENDICHTUNGEN OMS-MR (PR) OMS-MR DW OMS-S (PR) OMSU-MR (PR) Werkstoff PTFE PTFE PTFE PU [C°] Temperatur Max. [m/s] Hubge- schwindigkeit 200 100 50 0 ‒50 ‒100 6 5 4 3 2 1 0 +200 °C ‒ 30 5 m/s 200 100 50 0 ‒50 ‒100 6 5 4 3 2 1 0 +200 °C ‒ 30 5 m/s 200 100 50 0 ‒50 ‒100 6 5 4 3 2 1 0 +200 °C ‒ 30 5 m/s 200 100 50 0 ‒50 ‒100 6 5 4 3 2 1 0 +100 ‒30 2 Max. [MPa] 40 40 40 40 3 … 1.290 8 … 840 20 … 1.630 20 … 950 B – – – B B B B C B B C – (B) – (B) B –* B C –* Druck Nennmaßbereich [mm] Besondere Merkmale Eignung als Einzeldichtung Eignung als Vorschalt-/- Primärdichtung Eignung als Sekundärdichtung B B C Druckentlastungsfunktion – (B) Reibungsverhalten Beidseitige Druckbeauf- schlagung B – B Vorzugs- bauform sehr gut geeignet B C gut geeignet D befriedigend – nicht geeignet –* Variante für beidseitigen Druck verfügbar 512

513

STANGENDICHTUNGEN ES, ESV VPS40 NBR/FKM PU 200 100 50 0 ‒50 ‒100 6 5 4 3 2 1 0 +140 ‒30 0,5 m/s 200 100 50 0 ‒50 ‒100 6 5 4 3 2 1 0 +100 ‒20 0,5 m/s 40 40 12 … 1.220 80 … 2.200 B – D – D – B B – D – C – 7. Produktvorauswahl 513 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

514

Dichtungen für Fluid Power Anwendungen – Hydraulik EINZELKOMPONENTEN – KOLBENDICHTUNGEN DIN/ISO Bauform 7425 Teil 1 KOLBENDICHTUNGEN SIMKO 300 HDP330 OMK-PU OMK-MR OMK-E OMK-S Werkstoff PU PA PU PTFE PTFE PTFE [C°] Temperatur Max. [m/s] Hubge- schwindigkeit 200 100 50 0 ‒50 ‒100 6 5 4 3 2 1 0 200 100 50 0 ‒50 ‒100 6 5 4 3 2 1 0 +100 ‒30 0,5 m/s +100 ‒30 0,8 200 100 50 0 ‒50 ‒100 6 5 4 3 2 1 0 200 100 50 0 ‒50 ‒100 6 5 4 3 2 1 0 +200 °C ‒ 30 5 m/s 200 100 50 0 ‒50 ‒100 6 5 4 3 2 1 0 +200 °C ‒ 30 5 m/s 200 100 50 0 ‒50 ‒100 6 5 4 3 2 1 0 +200 °C ‒ 30 5 m/s +100 ‒30 0,5 m/s Max. [MPa] 40 60 25 40 40 40 Druck Nennmaßbereich [mm] Besondere Merkmale Beidseitige Druck- beaufschlagung Reibungsverhalten Back-to-back Anordnung Heavy Duty Anwendungen Vorzugs- bauform 20 … 200 27 … 200 20 … 200 8 … 1.330 8 … 950 50 … 1.750 B B – C B B D – B B B C – – B B – C B – B – C B B – B B sehr gut geeignet B C gut geeignet D befriedigend – nicht geeignet –* Variante für beidseitigen Druck verfügbar 514

515

7. Produktvorauswahl 7425 Teil 1 5597 6547 5597 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V KOLBENDICHTUNGEN OMK-ES L27 T18 NA300 L43 NA150 NA250 EK, EKV PTFE PTFE PU PU NBR/TPE/PA NBR NBR NBR, FKM 200 100 50 0 ‒50 ‒100 6 5 4 3 2 1 0 +200 °C ‒ 30 5 m/s 200 100 50 0 ‒50 ‒100 6 5 4 3 2 1 0 +100 °C ‒ 30 1,5 m/s 200 100 50 0 ‒50 ‒100 6 5 4 3 2 1 0 200 +110 100 +120 50 0 ‒30 ‒35 ‒50 ‒100 6 5 4 3 2 1 0 0,5 m/s 0,5 m/s 200 100 50 0 ‒50 ‒100 6 5 4 3 2 1 0 +100 ‒30 0,5 m/s 200 100 50 0 ‒50 ‒100 6 5 4 3 2 1 0 +100 ‒30 0,5 m/s 200 100 50 0 ‒50 ‒100 6 5 4 3 2 1 0 +100 ‒30 0,5 m/s 200 100 50 0 ‒50 ‒100 6 5 4 3 2 1 0 +140 ‒30 0,5 m/s 40 50 50 40 40 10 25 40 110 … 950 50 … 320 40 … 320 15 … 200 40 … 200 12 … 200 32 … 180 12 … 1.220 B B B B B C – B B – C B B B – C – C B B D – C – D – – – D – – – D B B B 515 R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

516

Dichtungen für Fluid Power Anwendungen – Hydraulik EINZELKOMPONENTEN – ABSTREIFER DIN/ISO Bauform Werkstoff Temperatur [C°] Max. [m/s] Hubge- schwindigkeit 6195 Type A 6195 Type B 6195 Type A ABSTREIFER PRW1 PU5 DMRW2 AU AS/AU ASR AU PS PU 200 100 +120 50 0 ‒50 ‒100 ‒50 6 5 4 3 2 1 0 1 200 100 50 0 ‒50 ‒100 6 5 4 3 2 1 0 PU PU 200 +110 100 +120 50 0 PU PU +110 200 100 50 0 200 100 50 0 +110 ‒30 ‒35 ‒30 ‒30 ‒50 ‒100 ‒50 ‒100 ‒50 ‒100 6 5 4 3 2 1 0 0,6 6 5 4 3 2 1 0 2 2 6 5 4 3 2 1 0 2 Nennmaßbereich [mm] 20 … 160 16 … 200 35 … 90 10 … 200 35 … 110 Besondere Merkmale Schutzwirkung gegenüber grobem Schmutz Zusätzliche Dicht lippe/-kante Druckentlastungsfunktion an der zusätzlichen Dichtlippe/ - kante Selbsthaltend mit Blech im axial offenen Gehäuse Montage in axial geschlossene Einbauräume Vorzugs- bauform C B B – B B C – – – B B B B B B – B B – – B – B B – – B – B sehr gut geeignet B C gut geeignet D befriedigend – nicht geeignet –* Variante für beidseitigen Druck verfügbar 516

517

7. Produktvorauswahl 6195 Type D 6195 Type A & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V ABSTREIFER PT1 PU1 PT2/PT2 PR PT4 AS ASOB P8 P9 PTFE PU PTFE PTFE NBR NBR NBR NBR 200 100 50 0 ‒50 ‒100 6 5 4 3 2 1 0 +200 °C ‒ 30 5 m/s 200 100 50 0 ‒50 ‒100 6 5 4 3 2 1 0 +110 ‒30 1,5 200 100 50 0 ‒50 ‒100 6 5 4 3 2 1 0 +200 °C ‒ 30 5 m/s 200 100 50 0 ‒50 ‒100 6 5 4 3 2 1 0 +200 °C ‒ 30 5 m/s 200 100 50 0 ‒50 ‒100 6 5 4 3 2 1 0 +100 ‒30 2 200 100 50 0 ‒50 ‒100 6 5 4 3 2 1 0 +100 ‒30 2 200 100 50 0 ‒50 ‒100 6 5 4 3 2 1 0 +110 ‒30 1 200 100 50 0 ‒50 ‒100 6 5 4 3 2 1 0 +100 ‒30 1 10 … 1.125 10 … 1.125 100 … 1.600 20 … 400 6 … 240 8 … 140 10 … 1.000 200 … 2.450 C B – – B B C B – – B B B B B – B B D B – – B B D – – B – D – – – B D B – – B D B – – B B 517 R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

518

Dichtungen für Fluid Power Anwendungen – Hydraulik EINZELKOMPONENTEN – FÜHRUNGEN DIN/ISO Bauform 10766 FÜHRUNGEN SF/KF FRI/FRA SB/KB SBK/KBK Werkstoff PTFE PA (verstärkt) Hartgewebe Hartgewebe [C°] Temperatur Max. [m/s] Hubge- schwindigkeit 200 100 50 0 ‒50 ‒100 6 5 4 3 2 1 0 +100 °C ‒ 40 5 m/s 200 100 50 0 ‒50 ‒100 6 5 4 3 2 1 0 +100 ‒30 1 200 200 100 +120 100 +120 °C ‒ 40 5 50 0 ‒50 ‒100 6 5 4 3 2 1 0 °C ‒ 40 5 50 0 ‒50 ‒100 6 5 4 3 2 1 0 Nennmaßbereich [mm] Rollenware 20 … 180 20 … 1.650 25 … 1.650 Besondere Merkmale Verhalten bei asymmetrischer Last Reibungsverhalten Belastbarkeit Vorzugs- bauform D B D B C C C B C C B B B C B B sehr gut geeignet B C gut geeignet D befriedigend – nicht geeignet –* Variante für beidseitigen Druck verfügbar 518

519

8. Montage von Hydraulik dichtungen 8. MONTAGE VON HYDRAULIK DICHTUNGEN Die sorgfältige, korrekte Montage einer Dichtung in den Einbauraum ist entschei- dend für ihre spätere Funktionalität und Lebensdauer. Die Praxis zeigt, dass dieser Zusammenhang oft unterschätzt wird und resultierende Leckagen bzw. Ausfäl- le zunächst einem Qualitätsdefizit der Dichtung zugeordnet werden. Eingehende Analysen offenbaren jedoch, dass Fehler bzw. fehlende Aufmerksamkeit bei der Montage einige der häufigsten Gründe für einen vorzeitigen Ausfall einer Dich- tung sind. Im Folgenden werden die wich- tigsten Montagearten vorgestellt. Allen gemeinsam geht eine optimale Monta- gevorbereitung voraus. Sie ist die Grund- lage für den späteren Montageerfolg. Videoanleitungen zu jeder Montageart können bei Bedarf online über QR-Codes (Folgeseiten) abgerufen werden. Freudenberg Sealing Technologies bietet einen umfassenden Service und Hilfe- stellung bei allen Fragen rund um die Montage von Dichtungen. Darüber hinaus kann ein frühzeitiges Klären wichtiger Montageaspekte bereits während der Konstruktion eines Bauteils einer späteren, aufwändigen Dichtungsmontage samt komplexer Hilfsmittel vorbeugen (siehe auch → Kapitel „Services“, Seite 7). 8.1 OPTIMALE MONTAGE- VORBEREITUNG Unabhängig von der gewählten Montage- art reagieren sämtliche Dichtungen emp- findlich auf Fremdkörper und vor allem auf scharfe Kanten bzw. Grate im Bereich des Einbauraums und der Gegenlauf- fläche. Das bezieht sich auch auf Werk- zeuge, die ggf. für die Montage verwendet werden. ES GELTEN FOLGENDE EMPFEHLUNGEN y scharfe Kanten des Einbauraums und im Bereich der Gegenlauffläche ent- graten, mit Einführschrägen, Fasen oder Radien versehen und etwaige Übergänge polieren. Dies ist sorg- fältig vor der Montage zu prüfen! y Kanten von Werkzeugen und Montage hilfsmitteln sollten eben- falls gratfrei und gerundet sein y werden Dichtungen bei der Monta- ge über Passfedernuten, Gewinde, u. Ä. geschoben oder kommen bei der späteren Montage der Stange damit in Kontakt, sind diese Berei- che bei der Montage mit geeigneten Hülsen abzudecken (→ Abb. 251) y alle Komponenten vor der Montage sorgfältig reinigen y je nach Dichtung und Montageart kann ein Erwärmen der Dichtung (+80 °C bis +100 °C; idealerweise im Wärmeofen oder im Betriebsmedium) die Montage erleichtern. Ob und wie eine Erwärmung in Frage kommt, ist der jeweiligen Montage anleitung des Dichtungs typs zu entnehmen y bei Minus-Temperaturen gelagerte Dichtungen sollten generell vor dem Aus packen und Montieren an einem geeigneten Ort auf über 0 °C erwärmt werden y ein sparsames Benetzen von Dich- tung bzw. Einbauraum, vorzugs- weise mit Betriebsmedium, kann die Montage ebenfalls erleichtern. Details sind der jeweiligen Monta- geanleitung zu entnehmen y Dichtungen arbeiten teilweise rich- tungsbezogen. Deshalb ist auf eine korrekte Orientierung des Dichtele- ments im Einbauraum zu achten 519 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

520

Dichtungen für Fluid Power Anwendungen – Hydraulik Abb. 251 Geeignete Abdeckung von Nuten bzw. Gewinden bei der Dichtungsmontage 8.2 MONTAGE DER DICH- TUNG IN EINEN GE- TEILTEN EINBAURAUM Die Gestaltung des Einbauraums ent- scheidet über die Wahl der Montageart. Geteilte oder auch als offen bezeichnete Einbauräume ermöglichen eine sehr ein- fache Montage von Dichtungen (→ Abb. 252, unten). Die Dichtung wird dabei in eine axial offene Nut geschoben. Dies ist sowohl bei einer Stangen- als auch bei einer Kolbendichtung möglich. Sitzt die Nut etwas tiefer im Gehäuse, kann mit einer Schiebehülse oder mit einem Dorn nachgeholfen werden. Eine Konushülse samt Schieber erleichtert die Montage von Nutringen insbesondere bei einem ungünstigen Durchmesser- Profil-Verhältnis und bei der Serien montage (→ Abb. 253). Anschließend folgt die Montage des Deckels oder des Kolben teils und der Einbauraum wird geschlossen. 520

521

8. Montage von Hydraulik dichtungen Abb. 252 Ungeteilter und geteilter (offener) Einbauraum am Beispiel eines Stangen- dichtsystems Dichtungen mit Metallkäfig oder Gewe- beverstärkung können ausschließlich in geteilte (offene) Einbauräume montiert werden. Für sehr kleine Dichtungsdurch- messer bei gleichzeitig großem Profil kann das ebenfalls zutreffen (→ Tab. 31). Für eine Schnappmontage in einen unge- teilten Einbauraum (→ Abb. 252, oben) sind Dichtungen mit einer gewissen Fle- xibilität geeignet. Dazu zählen sowohl Nutringe oder Kompaktdichtungen aus Elastomer- oder PU-Werkstoffen als auch Dichtungen aus PTFE in Verbindung mit einem Vorspannelement. Abb. 253 Montage eines Stangen-Nutrings in einen offenen Einbauraum mit Hilfe einer Konushülse und eines Schiebers (→ Montagewerkzeug, Seite 524) 521 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

522

Dichtungen für Fluid Power Anwendungen – Hydraulik DICHTUNGSTYP NUTRINGE UND EINTEILIGE KOMPAKTDICHTUNGEN MEHRTEILIGE KOMPAKT- DICHTUNG Z. B. OMEGAT Profil [mm] P = (D – d)/2 Minimaler Nenn-Ø [mm] 4 5 6 7,5 10 12,5 15 2,45 3,75 5,5 7,75 10,5 20 25 30 40 60 75 90 30 30 35 40 60 Tab. 31 Durchmessergrenzen für die Schnappmontage von Stangendichtungen in Abhängigkeit vom Dich- tungsprofil Ziel ist es, durch ein temporäres Aufdeh- nen einer Kolbendichtung bzw. durch ein zeitweiliges Stauchen oder Verformen des Rings bei einer Stangendichtung diese in eine Nut einschnappen zu lassen. Dabei kommen verschiedene Verfahren zum Einsatz, die im Folgenden beschrieben werden. 8.3 WAHL DER MONTAGE- ART FÜR DIE SCHNAPP- MONTAGE VON HYDRAULIKDICHTUNGEN HANDMONTAGE Diese einfachste Art der Dichtungsmon- tage erfordert etwas Geschicklichkeit und gelingt ausschließlich bei Dichtungen ohne Metallkäfig oder Gewebeeinlage. Bei der Handmontage wird eine Stangen- dichtung einseitig in eine nicht zu tief im Einbauraum liegende Nut eingeführt und anschließend mit den Fingern komplett in die Nut gedrückt (→ Abb. 254). Ähnliches gilt für die Kolbendichtung. Der Ring wird dort einseitig in die Nut eingehakt und durch Dehnen über den Kolben gestülpt, damit er komplett in die Nut einschnappen kann. Alternativ kann bei einer Stangendich- tung auch die Drei-Finger-Methode ange- wendet werden. Dabei wird der Dichtring nierenförmig verformt in den Einbauraum eingeführt und direkt in die Nut eingelegt (→ Abb. 255). Diese Art der Montage ist ab einem ausreichend großen Einbau- raum/Durchmesser für eine Vielzahl von Dichtungstypen geeignet. Finger Kleiner werdende Durchmesser mit un- günstigem Profilverhältnis begrenzen diese einfache Art der Handmontage von Dichtungen. Play-circle  Installationsvideo Handmontage Play-circle  Installationsvideo Zangenmontage Abb. 254 Einlegen und Eindrücken eines Nutrings in die Nut des Einbau- raums mit der Hand 522 ZANGENMONTAGE In Erweiterung der Drei-Finger-Methode empfiehlt sich bei größeren, steiferen Dichtungsprofilen bzw. bei kleiner wer- dendem Durchmesser die Verwendung einer Montagezange. Die Zange mit ihren drei Bolzen ersetzt sozusagen die Finger

523

8. Montage von Hydraulik dichtungen Abb. 255 Montage einer Stangendichtung Abb. 256 Montage einer Stangendichtung mit der Drei-Finger-Methode mit der Montagezange Abb. 257 Montage einer Kolbendichtung mit Hilfe von Montagebändern der Hand und erleichtert das Vorformen des Dichtrings zur Nierenform (→ Abb. 256). Für die Zangenmontage sind Dichtungen ohne Gewebeverstärkung bzw. ohne Metallkäfig geeignet. Aufgrund der teilweise kleinen Biege- radien und damit verbundenen Kräften empfiehlt sich diese Montageart nicht für PTFE-Dichtungen. MONTAGEBAND Montagebänder unterstützen die manu- elle Montage von Kolbendichtungen und erleichtern das Stülpen des Dichtrings über den Kolben (→ Abb. 257). Abb. 258 Kalibrieren eines PTFE-Dichtelements nach der Montage auf den Kolben mit Hilfe einer Kalibrierhülse Das notwendige Dehnen einer PTFE-Kom- paktdichtung beim Aufziehen auf einen Kolben muss anschließend wieder rück- gängig gemacht werden, um zeitnah mit der Montage des Kolbens weitermachen zu können. Denn PTFE ist nicht spontan- elastisch, sondern kehrt erst nach Stunden von selbst in seine Ausgangsform zurück. Für das sogenannte Kalibrieren der Dich- tung kommt eine konische Kalibrierhülse zum Einsatz (→ Abb. 258). Play-circle  Installationsvideo Montageband 523 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

524

Dichtungen für Fluid Power Anwendungen – Hydraulik MONTAGEWERKZEUG Für die Montage sehr kleiner Dichtungs- durchmesser, insbesondere in Verbindung mit großen Profilen, für tief liegende Nuten im Einbauraum oder generell für große Serien, eignen sich sogenannte Montage- werkzeuge. Diese i. d. R. aus Kunststoff gefertigten Werkzeuge werden individuell konstruiert und sind auf den jeweiligen Einbauraum und Dichtungstyp zugeschnit- ten (→ Kapitel „Services – Montage- und Demontagehilfsmittel“, Seite 14). Ein typischer Satz Montagewerkzeuge besteht aus einer konischen Montage- hülse, einem Schieber und, bei Montage einer PTFE-Dichtung, zusätzlich aus einem Kalibrierdorn bzw. einer Kalibrierhülse (→ Abb. 260). Play-circle  Installationsvideo Montagewerkzeug Stangendichtung Play-circle  Installationsvideo Montagewerkzeug Kolbendichtung Bei der Montage einer Kolbendichtung wird der Ring über die Montagehülse ge- schoben und gedehnt, damit er am Ende der Hülse in die Nut einschnappen kann (→ Abb. 259). Abb. 259 Montage einer PTFE-Kolben- dichtung mit Hilfe einer koni- schen Montagehülse und eines Schiebers (Spreizhülse)Dichtung Im Falle einer PTFE-Dichtung ist, wie oben beim Montageband gezeigt, eine an- schließende Kalibrierung mit Hilfe einer Kalibrierhülse erforderlich. Abb. 260 Typisches Montagewerkzeug (Kalibrierdorn, Schieber und konische Montage- hülse) für die Montage einer PTFE-Stangendichtung. Im Bild außerdem exem- plarisch ein Einbauraum samt zweiteiliger Omegat Dichtung 524

525

8. Montage von Hydraulik dichtungen Neben den Standardmethoden kommen weitere, spezielle Montageverfahren zum Einsatz. Dachmanschettensätze oder V-Packungen werden z. B. teilweise direkt vor der Montage auf das erforderliche Maß zugeschnitten oder können bei Bedarf offen montiert werden. Play-circle  Dachmanschettensätze Play-circle  V-Packungen 8.4 DEMONTAGE VON HYDRAULIK- DICHTUNGEN Für die Demontage von Hydraulikdichtun- gen gibt es eine wesentliche Grundregel: Bei sämtlichen Arbeiten während der Demontage einer Dichtung haben der Schutz bzw. die Unversehrtheit des Ein- bauraums oberste Priorität. Deshalb setzen eine Reißnadel, ein ge- eigneter Hebel oder ein Durchschläger immer direkt an der Dichtung an. Die Wieder verwendung einer Dichtung ist somit nach der Demontage nahezu ausgeschlossen (Ausnahmen bieten z. B. offene Einbauräume). Wird der Einbauraum beschädigt, führt dies zu aufwändiger Nacharbeit bzw. die Funktionalität einer später eingesetzten Ersatzdichtung kann erheblich einge- schränkt sein. 525 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

526

Dichtungen für Fluid Power Anwendungen – Hydraulik 9. AUSFALL VON DICHTUNGEN – PRÄVENTION UND SCHADENSANALYSE 9.1 EINFÜHRUNG Dichtungen haben die Aufgabe, sich in ei- nem tribologischen System gegenüber den Sparringspartnern Gegenlauffläche und Betriebsmedium zu bewähren. Be- triebsparameter wie Druck, Temperatur, Geschwindigkeit, aber auch z. B. Schwin- gungen, Einschaltrhythmus oder Schmutz in der Umgebung, haben einen maßgeb- lichen Einfluss auf die Funktionalität einer Dichtung. Idealerweise sind sämtliche Einflussgrößen bekannt, definiert und das Dichtsystem ist samt Öl und Gegenlauffläche optimal aufeinander abgestimmt. Erfolgt auch die Montage der Dichtung mit Sorgfalt, sind dies die besten Voraussetzungen für Langlebigkeit und störungsfreien Betrieb einer Dichtungslösung. Die Realität sieht oft anders aus. Beschä- digungen und Ausfälle von Dichtungen entstehen primär durch Fehler bei der Montage, unvorhergesehene Einflüsse im Betrieb und insbesondere durch die Wechselwirkung von Einflussgrößen. Ein Qualitätsdefizit der Dichtung ist im Scha- densfall zwar nicht auszuschließen, doch eher die Ausnahme. Dieser Abschnitt gibt einen Überblick über mögliche Schadensursachen von Dich- tungen. Neben typischer Schadensbilder beinhalten die kurzen Beschreibungen bereits Tipps für geeignete Abhilfemaß- nahmen. Siehe auch → Kapitel „Services – Schadensanalyse“, Seite 16. Umfassende, weiterführende Informati- onen sind dem VDMA-Schadensatlas zu entnehmen. Dieser Abschnitt und der VDMA-Schadens atlas geben eine erste Hilfestellung. Beim Ausfall einer Dichtung können beide jedoch die offene Diskussion zwischen Anlagenbetreiber, Anlagenent- wickler und den Lieferanten von Medien und Dichtungen nicht ersetzen. 9.2 HILFSMITTEL/ METHODEN DER SCHADENSANALYSE Für die Durchführung einer Schadens- analyse hat sich die VD I-Richtlinie 3822 bewährt. Sie erklärt systematisch den Weg vom Schadensbild zum Schadens- mechanismus, die Schadensursache sowie Maßnahmen zur Schadensvermeidung. Dies erfolgt in acht Schritten: Schadensbeschreibung Generelle Bewertung Schadenshypothese Instrumentelle Analyse Interpretation der Ergebnisse Schadensursache Korrektur der Schadensursache Schadensbericht Abb. 261 Die acht Schritte der Schadens- analyse 1. Schadensbeschreibung Im ersten Schritt erfolgt zunächst die Be- schreibung, was passiert ist, welche Teile wann und wie oft ausgefallen sind. Ist es ein singulärer Ausfall oder sind Teile aus einem Lieferlos betroffen. Außerdem wird die Fra- ge geklärt, ob der Schaden einen Bezug zu einem Gutteil zulässt. Abschließend werden die Einsatzbedingungen beschrieben. 526

527

9. Ausfall von Dichtungen – Prävention und Schadensanalyse 2. Generelle Bewertung In diesem Schritt werden sämtliche Infor- mationen zu den Umständen des Scha- dens bewertet. Der Blick weitet sich dabei auch auf mögliche andere Ausfälle in der Umgebung oder auf weitere Maschinen- teile, die ausgefallen sind, sowie deren Beschreibung. 3. Schadenshypothese Anhand der Beschreibungen und ersten Bewertungen der ausgefallenen Teile wird eine Schadenshypothese erstellt. Das Schadensbild ist das Ergebnis eines Mechanismus verursacht durch die Scha- densursache. 4. Instrumentelle Analyse Was genau wird gesehen? Hier findet eine makro-mikroskopische, analytische Ana- lyse statt (physikalisch, chemisch) sowie eine Deutung des Gesehenen (→ Kapitel „Services – Schadensanalyse“, Seite 16). 5. Interpretation der Ergebnisse Aus den Beobachtungen und Ergebnissen der Analyse können erste Schlüsse gezo- gen werden. Darüber hinaus wird ver- sucht eine eindeutige Beschreibung des Mechanismus bzw. der Mechanismen zu finden, der/die zum Schaden geführt hat bzw. haben. 6. Schadensursache Die Festlegung der Schadensursache er- folgt auf Basis einer Korrelation zwischen den Untersuchungsergebnissen, dem Schadensbild und dem Einsatzfall. Das Schadensbild ermöglicht die Analyse, welcher Mechanismus zum Schaden geführt hat. Herauszufinden, welche Ur- sache wiederum für diesen Schadens- mechanismus verantwortlich zeichnet, ist das primäre Ziel. Folgende, typische Ursachen kommen in Frage: y thermische Überlastung y klimatisch verursachte Überlastung y chemische Überlastung y mechanische Überlastung y tribologische Überlastung y Materialfehler y Prozessfehler y Designfehler Ursache-Wirkungs-Diagramme, wie Ishi- kawa- oder Fischgrätendiagramme, unter- stützen diesen Prozessschritt. 7. Korrektur der Schadensursache Wichtigstes Ziel ist es, die Ursache für den Schaden abzustellen. Dazu gibt es je nach Art der Ursache mehrere Möglich- keiten. Eine veränderte Montage kann z. B. schon zum Ziel führen. Fehlerhaftes Medium (z. B. Wasser und/oder Luft bzw. Schmutzpartikel im Öl) lässt sich oft schnell korrigieren. Aufwändiger sind z. B. Kühlungsmaßnahmen, um vor thermischer Überlast zu schützen, ad hoc schlechte Oberflächen des Gleitpartners zu verän- dern oder die Auslegung der Einbauräume zu korrigieren, um etwa einer Extrusion des Dichtelements vorzubeugen. 8. Schadensbericht Im abschließenden Schadensbericht werden die Ergebnisse der ersten sieben Schritte festgehalten. Er umfasst alle Informationen zum Schadensfall, Ergebnisse der Analysen und die schlüssige Korrelation zur Scha- densursache. Das Ergebnis ist die Bestä- tigung der Schadenshypothese inklusive einer eindeutigen Beschreibung. 527 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

528

Dichtungen für Fluid Power Anwendungen – Hydraulik Für die Schadensanalyse und die Unter- suchung einer Dichtung sollten als Hilfs- mittel ein Messschieber und ein Mikroskop zur Verfügung stehen. Bei Verdacht einer chemischen Unverträglichkeit ist es hilf- reich, auf ein Labor zurückgreifen zu kön- nen. Dort sind z. B. Einlagerungsversuche möglich, um unerwünschte Wechselwir- kungen zwischen Dichtungswerkstoff und dem betreffenden Medium zu ermitteln. PHYSIKALISCHE EINWIRKUNGEN Diese verändern die mechanischen Eigen- schaften des Dichtungswerkstoffes und sind direkt Folge seiner Strukturverände- rung. Man unterscheidet im Wesentlichen zwei Mechanismen der physikalischen Ein- wirkung: 1. Absorption des Betriebsmediums durch den Dichtungswerkstoff 2. Extraktion der löslichen Bestandteile (insbesondere der Weichmacher) aus dem Dichtungswerkstoff Überwiegt der Absorptionsmechanismus, kommt es zur Quellung des Dichtungswerk- stoffs. Ist die Extraktion höher, schrumpft der Dichtungswerkstoff. In beiden Fällen kann eine Volumenänderung zu einer Ver- änderung der physikalischen bzw. mechani- schen Eigenschaften des Werkstoffs führen. Typische Ausprägung ist die Härteände- rung und als Folge daraus die Änderung der Zugfestigkeit bzw. der Reißfestigkeit. CHEMISCHE EINWIRKUNGEN Es entsteht eine chemische Reaktion des Dichtungswerkstoffs mit dem Betriebs- medium bzw. weiteren Umgebungsein- flüssen. Dadurch kommt zu einer Weiter- vernetzung bzw. zu einer Kettenspaltung oder einem Kettenabbau auf Moleküle- bene (→ Abb. 262). Betriebsmedium Licht UV-Strahlen Sauerstoff Ozon Kettenabbau (Spannungsverlust) Zusätzliche Vernetzung (Versprödung) Polymermolekül (Kautschukmolekül) Vernetzungsstellen Abb. 262 Chemische Reaktion des Dichtungswerkstoffs mit dem Betriebsmedium und Umgebungseinflüssen 528

529

9. Ausfall von Dichtungen – Prävention und Schadensanalyse Die Folge ist auch hier eine Strukturverän- derung und somit Veränderung der mecha- nischen Eigen schaften des Dichtungswerk- stoffs (→ Kapitel „Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik – 9. Schadensanalyse“, Seite 164). 9.3 TYPISCHE SCHADENS- BILDER VON DICHTUNGEN UND DEREN URSACHEN LUFT IM HYDRAULIKMEDIUM Es ist eine der häufigsten Schadensur- sachen: Luft im Hydraulikmedium. Eine unzureichende Entlüftung des Systems vor Inbetriebnahme oder eine ungeeignet platzierte Entlüftungsöffnung sind die Hauptgründe hierfür. Auch ungünstige Betriebszustände, wie z. B. lokaler Druckab- fall im Hydraulikmedium infolge erhöhter Strömungsgeschwindigkeit, sorgen durch den Einzug von Nebenluft für eine Verstär- kung dieses Effekts. Das Hydraulik medium selbst kann ebenfalls dazu beitragen. Durch Alterung reduziert sich sukzessive das Luft- abscheidevermögen des Mediums. Dieseleffekt Explosive Dekompression Unter Druck dringt Gas in das Dichtungs- material ein. Wird der Druck schnell ab- gebaut, dehnt sich das eingedrungene Gas aus. Es bilden sich Blasen an der Ober- fläche, das Werkstoffgefüge wird zerstört. Strömungserosion (1) Beim Übergang von der Druckseite zur druckabgewandten Seite entspannen die Gasblasen und reißen Öl bei hoher Strö- mungsgeschwindigkeit mit. Strömungserosion (2) Steigt der Druck im Hydrauliksystem mit hoher Geschwindigkeit an, werden im Öl befindliche Luftbläschen stark erhitzt. Eine Selbstentzündung des Gas-Luft-Ge- misches ist möglich. Hoher Anteil gelöster Luft im Öl, die entlang der Dichtung durch Druckabbau erosive Bläschen bildet. 529 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

530

Dichtungen für Fluid Power Anwendungen – Hydraulik SPALTEXTRUSION Aufgrund einer Vielzahl von Einfluss- faktoren gehört die Spaltextrusion zu den häufigsten Schadensursachen einer Hydraulikdichtung: y Auslegung der Spaltmaße y Rohrdehnung y Schleppdruck im Bereich metallischer Führungen y Führungen allgemein y Hydraulikmedium (Schmiereigen- schaften, Reibenergie, Scherkräfte im Bereich der Kontaktzone, Alterungs- zustand) y Dichtungswerkstoff (mechanische Eigenschaften, Beständigkeit) y Betriebsparameter (Druck, Temperatur, Zykluszeit, Haltezeit, Wärmeabfuhr, Strahlungswärme) Die folgenden Abbildungen zeigen die Schädigungen an unterschiedlichen Dich- tungstypen: PTFEProfilring PUNutring Das unter Druck in den Extrusionsspalt aus gepresste Material wird abgeschert. Durch hohe Betriebstemperaturen tritt die Schädigung bei gleichen Betriebspa- rametern früher ein. Dachmanschettensatz Der Gummi-/Gewebe-Druckring dringt unter Druck in den Spalt ein. Der Gewebe- Rundwickel reißt dabei auf, Gewebestücke werden vollständig abgetrennt. Dichtsystem Hydrodynamischer Druckaufbau Das unter Druck in den Extrusionsspalt aus gepresste Material wird abgeschert. Durch hohe Betriebstemperaturen tritt die Schädigung bei gleichen Betriebs- parametern früher ein. Extrusion Extrusion Bei fehlender Druckentlastung kann der durch Schleppöl verursachte, hydrodyna- mische Druckaufbau im Zwischenraum die Sekundär- und sogar die Primärdichtung durch Extrusion zerstören. 530

531

9. Ausfall von Dichtungen – Prävention und Schadensanalyse VERDRILLEN Eine typische Schadensursache bei O- Ringen ist Verdrillen, das durch eine unsachgemäße Montage begünstigt werden kann. Durch das Hineinrollen während der Montage liegt der O-Ring bereits verdreht in der Einbaunut. Folgende Design- und Betriebsparameter verstärken das Verdrehen eines O-Rings: y exzentrische Lage y Unrundheit y große Oberflächenrauheit y wechselnde Druckbeaufschlagung Mit zunehmendem Verdrehen und somit steigender Spannung an der Oberfläche des O-Rings reißt das Material auf die typische, spiralförmige Art. FREMDKÖRPER IM HYDRAULIKMEDIUM Eine Schadensursache, die durch unzurei- chende Reinigung der Metallteile bereits bei der Montage entstehen kann. Weitere Möglichkeiten für das Einbringen von Fremdkörpern: y fehlerhaftes Basismaterial y fehlerhafte Beschichtungen y metallischer Kontakt der Gegenlauf- flächen durch schlechte, fehlerhafte Führungselemente Typisches Schadensbild (Riefen, Ausbrüche) durch Fremdkörper am Beispiel eines PTFE-Profilrings. RISSBILDUNG Eine typische Schadensursache bei unsach- gemäßer Lagerung der Dichtung durch hohe Betriebstemperaturen über einen längeren Zeitraum bzw. durch chemischen Angriff des Dichtungswerkstoffs. ORing Unsachgemäße Lagerung, chemischer Angriff. Dichtkante eines Wellendichtrings Zu hohe Reibungswärme, z. B. durch eine zu hohe Umfangsgeschwindigkeit. Che- mischer Angriff mit anschließender Ver- härtung der Dichtkante. 531 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

532

Dichtungen für Fluid Power Anwendungen – Hydraulik PUNutring PUNutring Zu hohe Temperatur über einen längeren Zeitraum. AUFLÖSUNG/ZERSETZUNG (HYDROLYSE) Ein typisches Schadensbild eines nicht hydrolysefesten Dichtungsmaterials in Kontakt mit Wasser. Hohe Temperaturen beschleunigen den Zersetzungsprozess. PUNutring Starke Schädigung des Dichtrings durch Hydrolyse in Verbindung mit hoher Tem- peratur. STARKER DICHTKANTENVERSCHLEISS Die möglichen Ursachen für erhöhten Verschleiß sind vielfältig: y ungeeignete bzw. zu raue Gegenlauf- fläche y Mangelschmierung y hoher Druck Wellendichtring Chemischer Angriff durch Wasser bzw. durch einen zu hohen Wasseranteil im Betriebsmedium. Typisches Muster bei zu hohem Ver- schleiß: Dichtkante wird zu einer breiten Lauffläche und weist eine starke Rillenbil- dung auf. 532

533

9. Ausfall von Dichtungen – Prävention und Schadensanalyse durch die Verwendung eines für diesen Einsatzfall geeigneten Dichtungstyps. Dort machen am Umfang des PTFE- Dicht elements verteilte Radialnuten bei schnellem Druckanstieg rechtzeitig den Weg frei für das Hydraulikmedium. Generell hängt die geeignete Maßnahme zur Behebung der Störung neben der Art auch vom Zustand der Dichtung und/oder von der Gestaltung des Einbauraums ab. Es sollte immer eine umfassende Analyse der vorliegenden Situation erfolgen. Map-marker-edit Maßnahmen zur Behebung von Störungen 533 Nutring mit Backring Starker Abtrag durch eine zu raue Gegen- lauffläche Nutring Kompletter Abtrag der Dichtkante durch eine zu raue Gegenlauffläche. BLOWBYEFFEKT Diese Schadensart betrifft nicht die Dich- tung selbst, sondern bezieht sich auf eine Störung der Dichtfunktion. Sie ist bei PTFE-Kompaktdichtungen zu beobachten. Der Systemdruck aktiviert normalerweise einen O-Ring, der den Druck auf einen PTFE-Profilring überträgt und damit die gewünschte Dichtwirkung erzeugt. Sehr schneller Druckanstieg und/oder Deh- nung der Zylinderwand können dieses Funktionsprinzip der Dichtung stören. Der O-Ring wird dabei nicht rechtzeitig aktiviert, sodass das Hydraulikmedium über die Dichtkante bläst. Die Wirkweise des Blow-By-Effekts am Beispiel einer PTFE-Kolbendichtung ver- anschaulicht → Abb. 263. Das vierte Bild zeigt eine übliche Abhilfemaßnahme & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

534

Dichtungen für Fluid Power Anwendungen – Hydraulik Ursache P Störung P Profilring Profilring O-Ring 1. Schneller Druckanstieg und/oder Dehnung der Zylinderwand 2. Medium dringt in den Dichtspalt und verdrängt Profilring Effekt Abhilfe P P Radialnut Radialnut 3. Medium bläst durch – Blow-By-Effekt 4. Druck kann über Radial- nuten den O-Ring rechtzeitig erreichen/aktivieren Abb. 263 Wirkweise des Blow-By-Effekts am Beispiel einer PTFE-Kolbendichtung 534

535

10. SPEZIALDICHTUNGEN 10. Spezialdichtungen FORSEAL FOI/FOA AUS PTFE PRODUKTVORTEILE y axial bewegte Stangen-/Kolben- dichtung (FOI/FOA), einsetzbar in axial offene O-Ring-Einbauräume (ARP568, MIL-P-5514) y extreme Medien- und Temperatur- beständigkeit y gute Trockenlaufeigenschaften y niedrige statische und dynamische Reibwerte ANWENDUNG Heißwasserventil, Pneumatikzylinder (FOI), Hydraulikzylinder (FOA) PRODUKTBESCHREIBUNG Nutringartige Dichtung aus PTFE mit me- tallischer Spannfeder. WERKSTOFF & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P WERKSTOFF BEZEICHNUNG SPANNFEDER PTFE kohlegefüllt PTFE F56110 Serienmäßig rostfreier Stahl (Werkst.-Nr. 1.4310) EINSATZBEREICH WERKSTOFF TEMPERATUR- BEREICH [°C] DRUCK [bar] GLEITGESCHWIN- DIGKEIT [m/s] ANWENDUNGS BEREICH PTFE F56110 + 1.4310 ‒200 … +260 30 PTFE F56110 + Feder Hastelloy C276 (auf Anfrage) ‒200 … +260 30 Dreh-Schwenkbewegungen möglich. Keine Rotation. Hydraulikflüssigkeiten; Öl; Wasser; Dampf; Luft; Lösungsmittel; phar- mazeutische Stoffe; Lebensmittel bzw. alle Medien, die PTFE und rostfreien Stahl nicht angreifen Aggressive Säuren und Laugen 15 15 Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P 535 - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

536

Dichtungen für Fluid Power Anwendungen – Hydraulik OBERFLÄCHENGÜTE RAUTIEFEN Gleitfläche FOI Gleitfläche FOA Nutgrund Ra [µm] ≤ 0,4 ≤ 0,4 ≤ 1,6 Rmax [µm] 0,5 … 2 0,05 … 2 ≤ 10 Traganteil Mr > 50 % bis max. 90 % bei Schnitttiefe c = Rz/2 und Bezugslinie C ref = 0 %. KONSTRUKTIONSHINWEISE Lieferbare Abmessungen ab Ø 10 mm (Kol- ben) /ab Ø 5 mm (Stange) bis ca. 2.000 mm. Generell ist der Einbau nur in geteilte, axial zugängliche Nuten möglich. Einbau in halboffene Nuten in Ausnahmefällen möglich. EINBAU UND MONTAGE Voraussetzung für die einwandfreie Funktion der Dichtung ist die sorgfältige Montage. 536

537

P N E U M A T I K I D C H T U N G E N F Ü R I F L U D P O W E R A N W E N D U N G E N – 5 3 7 STICHWORT- VERZEICHNIS STOPFBUCHS- PACKUNGEN MEMBRANEN FALTENBÄLGE HYDROSPEICHER SPEZIALDICHTUNGS- PRODUKTE STATISCHE DICHTUNGEN FLUID POWER ANWENDUNGEN – PNEUMATIK i D i c h t u n g e n f ü r F l u d P o w e r A n w e n d u n g e n – P n e u m a t i k DICHTUNGEN FÜR ROTATORISCHE ANWENDUNGEN MATERIAL, WERKSTOFFE UND VERFAHRENSTECHNIK EINFÜHRUNG & SERVICES FLUID POWER ANWENDUNGEN – HYDRAULIK

538

Dichtungen für Fluid Power Anwendungen – Pneumatik INHALTSVERZEICHNIS 1. PRODUKTÜBERSICHT 1.1 Stangendichtungen 1.2 Kolbendichtungen 1.3 Dämpfungsdichtungen 1.4 Präzisionsprofile 2. PNEUMATIKKOMPONENTEN 2.1 Anforderungen 2.2 Merkmale 2.3 2.4 2.5 Anwendungsbereiche Einsatz von Pneumatikdichtungen Anwendungs beispiele 3. PRODUKTFINDER 4. DICHTMECHANISMUS UND EINFLUSSGRÖSSEN 4.1 Tribologische Betrachtung des Dichtsystems Schmierfilmbildung und Dichtlippengeometrie Vorherrschende Reibungs zustände Einbauräume und Führungen Oberflächenbeschaffenheit Medien für Pneumatik zylinder und ventile Druckluft Schmierstoffe für Pneumatikzylinder und -ventile 4.2 4.3 5. EINBAU VON PNEUMATIK DICHTUNGEN 5.1 5.2 Einführschrägen an Stangen und Rohren Montage von Pneumatikdichtungen 538 540 540 544 552 554 556 556 556 557 558 558 564 568 569 569 572 573 574 576 576 578 580 580 582

539

5 3 9 STICHWORT- VERZEICHNIS STOPFBUCHS- PACKUNGEN MEMBRANEN FALTENBÄLGE HYDROSPEICHER SPEZIALDICHTUNGS- PRODUKTE STATISCHE DICHTUNGEN FLUID POWER ANWENDUNGEN – PNEUMATIK FLUID POWER ANWENDUNGEN – HYDRAULIK I n h a l t s v e r z e i c h n i s DICHTUNGEN FÜR ROTATORISCHE ANWENDUNGEN MATERIAL, WERKSTOFFE UND VERFAHRENSTECHNIK EINFÜHRUNG & SERVICES

540

Dichtungen für Fluid Power Anwendungen – Pneumatik 1. PRODUKTÜBERSICHT 1.1 STANGENDICHTUNGEN BAUFORM BESCHREIBUNG HAUPTANWENDUNGEN NIPSL Das Element ist für axial offene Einbauräume konstruiert und wird mittels eines Runddraht- sprengrings abgestützt Pneumatikzylinder AU NIPSL Das Element benötigt kein zusätz- liches Element (Spreng ring) zur axialen Fixierung im Einbauraum und ist leicht zu montieren. Der Werkstoff zeichnet sich durch einen breiten Einsatzbereich sowie eine hohe Verschleißfestigkeit aus. Sehr robustes Design für lange Laufzeiten – auch bei gröberen Toleranzen Pneumatikzylinder (auch große Durchmesser) NIPSL 200 Kompaktes Kombielement mit geringem Platzbedarf Pneumatikzylinder (kleine Durchmesser) NIPSL 210 NIPSL 300 NIPSL 310 Sehr kompaktes, kombiniertes Element mit geringstem Platz- bedarf. In Kombination mit ge- eignetem Fett auch für Hoch- temperaturanwendungen geeignet Kompaktes, kombiniertes Element mit geringem Platzbedarf. Der Werkstoff zeichnet sich durch gute Tieftemperatureigenschaften so- wie eine hohe Verschleißfestigkeit aus Sehr kompaktes, kombiniertes Ele- ment mit geringstem Platzbedarf. Der Werkstoff zeichnet sich durch gute Tieftemperatureigenschaften sowie eine hohe Verschleißfestig- keit aus Kompaktzylinder; Kurzhub zylinder Pneumatikzylinder (kleine Durchmesser) Kompaktzylinder; Kurzhub zylinder PRODUKT- GRUPPE Kombi- elemente 540

541

1. Produktübersicht Weitere Infor mationen zu unserem Produktportfolio WERKSTOFF MAX. TEMPERATUR- STANDARDKATALOG- FREUDENBERG BEREICH [°C] * PROGRAMM XPRESS® 72 NBR 708 ‒20 … +100 Auf Anfrage 75 FKM 595 ‒5 … +150 94 AU 21200 ‒30 … +90 80 NBR 4005 ‒20 … +100 75 FKM 181327 ‒5 … +150 85 AU 20991 ‒30 … +80 85 AU 20991 ‒30 … +80 Ja Ja Ja Ja Ja Ja Nein Ja Auf Anfrage Auf Anfrage Auf Anfrage Auf Anfrage * Temperaturangabe gültig für eine Messung an der Dichtung. Temperatur des Betriebsmediums kann ggf. davon abweichen! 541 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

542

Dichtungen für Fluid Power Anwendungen – Pneumatik PRODUKT- GRUPPE Kombi- elemente Kompakt- dichtungen BAUFORM BESCHREIBUNG HAUPTANWENDUNGEN NIPSL 320 AIRZET PR Sehr kompaktes, kombiniertes Element mit geringstem Platz- bedarf. Der Werkstoff zeichnet sich durch gute Tieftemperatur- eigenschaften sowie eine hohe Verschleißfestigkeit aus Wechselseitig druckbelastbare Kompaktdichtung, die kurz bauen- de Zylinderdeckel ermöglicht. Das abgerundete Dichtprofil und das flexible Mittelteil bewirken eine gute Dichtheit bei geringer Reibung sowie die Aufrechter haltung eines wirksamen Schmierfilms. Die Werkstoffe decken einen breiten Temperatur- und Medien bereich ab, bei gleichzeitig guter Verschleiß festigkeit Kompaktzylinder (auch größere Durchmesser) Zylinder und Ventile 542

543

1. Produktübersicht WERKSTOFF MAX. TEMPERATUR- STANDARDKATALOG- FREUDENBERG BEREICH [°C] * PROGRAMM XPRESS® 94 AU 925 ‒30 … +90 Ja Ja 80 NBR 186349 ‒20 … +100 75 FKM 230553 ‒5 … +150 Ja Auf Anfrage * Temperaturangabe gültig für eine Messung an der Dichtung. Temperatur des Betriebsmediums kann ggf. davon abweichen! 543 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

544

Dichtungen für Fluid Power Anwendungen – Pneumatik 1.2 KOLBENDICHTUNGEN BAUFORM BESCHREIBUNG HAUPTANWENDUNGEN NAPN Vielfach bewährtes, robustes Design mit breitem Liefer- spektrum Pneumatikzylinder NAP210 Sehr kompakter Nutring mit geringstem Platzbedarf Pneumatikzylinder und Ventile NAP300 NAP310 Airzet PK Vielfach bewährtes, robustes Design mit breitem Liefer- spektrum. Der Werkstoff zeichnet sich durch gute Tieftemperatur- eigenschaften und eine hohe Verschleiß festigkeit aus Sehr kompakter Nutring mit ge- ringstem Platzbedarf. Der Werk- stoff zeichnet sich durch gute Tieftemperatureigenschaften und eine hohe Verschleißfestigkeit aus Wechselseitig druckbelastbare Kompaktdichtung mit stirn seitigen Nuten zur Druckaktivierung. Die kompakte Ausführung erlaubt sehr kurz bauende Kolben. Das abgerun- dete Dichtprofil und das flexible Mittelteil sorgen für eine gute Dichtheit bei geringer Reibung und ermöglichen die Aufrechterhaltung eines wirksamen Schmierfilms über einen langen Zeitraum. Die ver- wendeten Werkstoffe decken einen breiten Temperatur- und Medien- bereich ab, bei gleichzeitig guter Verschleißfestigkeit Pneumatikzylinder Pneumatikzylinder Pneumatikzylinder; Kurzhubzylinder; Ventile PRODUKT- GRUPPE Nutringe Kompakt- dichtungen 544

545

1. Produktübersicht WERKSTOFF MAX. TEMPERATUR- STANDARDKATALOG- FREUDENBERG BEREICH [°C] * PROGRAMM XPRESS® 80 NBR 186349 ‒20 … +100 Auf Anfrage 75 FKM 595 ‒5 … +150 80 NBR 99079 ‒25 … +100 75 FKM 99104 ‒5 … +150 80 AU 20994 ‒35 … +80 80 AU 20994 ‒35 … +80 80 NBR 186349 ‒20 … +100 75 FKM 230553 ‒5 … +150 Ja Ja Ja Ja Ja Auf Anfrage Ja Auf Anfrage Ja Auf Anfrage * Temperaturangabe gültig für eine Messung an der Dichtung. Temperatur des Betriebsmediums kann ggf. davon abweichen! 545 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

546

Dichtungen für Fluid Power Anwendungen – Pneumatik BAUFORM BESCHREIBUNG HAUPTANWENDUNGEN KDN Bewährtes symmetrisches Design; wird u. a. als Kolbendichtung im PNEUKO G ein gesetzt Kompaktzylinder; Kurzhub zylinder; Ventile TR200 NADUOP Wechselseitig druckbelastbare, radial im Einbauraum schwimmende Kolbendichtung mit stirnseitigen Nuten zur sicheren Druck- aktivierung. Geringe, nahezu zeit- unabhängige, konstante Reibung. Ruckfreier Lauf auch bei kleinsten Geschwindigkeiten. Optimal nutz- barer Hub durch sehr schmalen Einbauraum. Dank des komplett symmetrischen Designs muss bei der Montage nicht auf Lage- orientierung geachtet werden. Dichtungen aus FKM für Hoch- temperaturanwendungen und kritische Medien Einstückiger Komplettkolben mit Grundkörper aus Stahl, anvulkani- sierten Dichtlippen mit spezieller Pneumatikdichtkante und An- schlagpuffern zur mechanischen Endlagendämpfung. Radiale Belüftungs kanäle er lauben eine schnelle Druckbeaufschlagung in den Endlagen. Einbaufertiger, wechselseitig druckbelastbarer Komplettkolben mit integrierter Führung. Bei FKM in Kombination mit einem geeigneten Fett auch für Hochtemperatur anwendungen ein- setzbar Pneumatikzylinder; Kurz- hubzylinder; Ventile; Spezialanwendungen (auf Anfrage: Dichtungen aus FKM für Hoch- temperaturanwendungen und kritische Medien) Kompaktzylinder und Kurzhubzylinder ohne Positionsabfrage PRODUKT- GRUPPE Kompakt- dichtungen Leichtlauf- dichtung Komplett- kolben 546

547

1. Produktübersicht WERKSTOFF MAX. TEMPERATUR- STANDARDKATALOG- FREUDENBERG BEREICH [°C] * PROGRAMM XPRESS® 72 NBR 708 ‒20 … +100 Ja Nein 72 NBR 708 ‒20 … +100 Auf Anfrage 75 FKM 230553 ‒5 … +150 72 NBR 708 ‒20 … +100 Auf Anfrage 75 FKM 595 ‒5 … +150 Ja Auf Anfrage Ja Nein * Temperaturangabe gültig für eine Messung an der Dichtung. Temperatur des Betriebsmediums kann ggf. davon abweichen! 547 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

548

Dichtungen für Fluid Power Anwendungen – Pneumatik BAUFORM BESCHREIBUNG HAUPTANWENDUNGEN TDUOP TDUOP Air PNEUKO G PNEUKO M210 PNEUKO M310 Einstückiger Komplettkolben mit Grundkörper aus Stahl und anvulkani- sierten Dichtlippen mit speziellen Pneumatikdichtkanten. Der wechsel- seitig druck belastbare Komplett- kolben hat eine integrierte Führung. Einfache Befestigung auf der Kolben- stange ohne zusätzliche Dicht- elemente. Der TDUOP Air hat zusätz- lich radiale Belüftungs kanäle an den Stirnseiten zur schnelleren Druckbe- aufschlagung in den End lagen. Bei FKM in Kombination mit einem geeig- neten Fett auch für Hochtemperatur- anwendungen einsetzbar Komplettkolben mit Grundkörper aus Leichtmetall*, Kolbendichtung KDN, statische Dichtung APR und in- tegrierter Führung aus Polyamid. Einbaufertiger, wechselseitig druck- belastbarer Kolben mit sehr geringer Bauhöhe und integrierter statischer Abdichtung zur Kolbenstange hin. (*Ausnahme: von Ø 12 bis Ø 25 mm Grundkörper durchgängig aus POM) Kompakte Komplettkolben-Bau- gruppe, bestehend aus leichten Aluminiumgrundkörpern, einem Führungsring FRA, einem integrierten Magneten zur Positionsabfrage und Dichtelementen mit spezieller Pneu- matikdichtkante an der dynamischen Dichtlippe sowie integrierten An- schlagpuffern zur mechanischen End- lagendämpfung. Die wechselseitig druckbelastbare Baugruppe ist einbau fertig und kann einfach an der Kolben stange befestigt werden. Statische Abdichtung mittels O-Ring. Die FKM Variante PNEUKO M210 ist in Kombination mit einem geeigneten Fett auch für Hochtemperaturan- wendungen einsetzbar Pneumatikzylinder ohne Positionsabfrage Pneumatikzylinder ohne Positionsabfrage; Sonderzylinder Kurzhub-, Kompakt-, Rund- und ISO-Pneuma- tikzylinder mit Positions abfrage PRODUKT- GRUPPE Komplett- kolben Kolben- baugruppen 548

549

1. Produktübersicht WERKSTOFF MAX. TEMPERATUR- STANDARDKATALOG- FREUDENBERG BEREICH [°C] * PROGRAMM XPRESS® 72 NBR 708 ‒20 … +80 Auf Anfrage 75 FKM 595 ‒5 … +150 72 NBR 708 ‒20 … +80 Auf Anfrage 75 FKM 595 ‒5 … +150 72 NBR 708 ‒20 … +100 Ja Ja Ja Ja Ja Nein Nein Nein Nein Nein 75 FKM 181327 ‒5 … +150 Ja Nein 85 AU 21030 ‒30 … +80 Ja Nein * Temperaturangabe gültig für eine Messung an der Dichtung. Temperatur des Betriebsmediums kann ggf. davon abweichen! 549 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

550

Dichtungen für Fluid Power Anwendungen – Pneumatik PRODUKT- GRUPPE Kolben- baugruppen BAUFORM BESCHREIBUNG HAUPTANWENDUNGEN TDUOP M Komplettkolben-Baugruppe, beste- hend aus Aluminiumgrundkörpern mit anvulkanisierter Dichtkontur, einem Führungsring FRA und einem Magneten zur Positionsbestimmung. Spezielle Pneumatikdichtkanten sorgen für gute Dichtheit und Auf- rechterhaltung des Schmierfilms über einen langen Zeitraum. Einfache Befestigung an der Kolben- stange; keine zusätzliche statische Dichtung erforderlich Pneumatikzylinder mit Positionsabfrage 550

551

1. Produktübersicht WERKSTOFF MAX. TEMPERATUR- STANDARDKATALOG- FREUDENBERG BEREICH [°C] * PROGRAMM XPRESS® 72 NBR 708 ‒20 … +80 Ja Nein * Temperaturangabe gültig für eine Messung an der Dichtung. Temperatur des Betriebsmediums kann ggf. davon abweichen! 551 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

552

Dichtungen für Fluid Power Anwendungen – Pneumatik 1.3 DÄMPFUNGSDICHTUNGEN BAUFORM BESCHREIBUNG HAUPTANWENDUNGEN Patentiertes, kombiniertes Dämp- fungselement für den Zylinder- deckel, das gleichzeitig mehrere Funktionen erfüllt: statische Ab- dichtung zwischen Zylinderdeckel und Zylinderrohr, pneumatische Dämpfung durch Luftdrosselung, mechanische Dämpfung am Ende des Kolbenhubs und integrierte Funktion als Rückschlagventil. Dadurch deutlich reduzierte Anzahl an Bauteilen, stark vereinfachte Bearbeitung des Zylinderdeckels; weiterhin Vermeidung von Geräusch- emissionen und dynamischen Be- lastungen für Zylinder bauteile und angrenzende Aggregate Dämpfungsdichtungen besitzen stirnseitige Abstandsnoppen und Überströmkanäle am Außenumfang. Dank der integrierten Rückschlag- ventilfunktion und Zentrierauto- matik wird eine sichere pneumati- sche Dämpfung und ein schnelles Losfahren aus der Endlage erreicht. Die FKM- Variante ist in Kombination mit einem geeigneten Fett auch für Hoch temperaturanwendungen ge- eignet Dämpfungsdichtungen besitzen stirnseitige Abstandsnoppen und Überströmkanäle am Außenumfang. Dank der integrierten Rückschlag- ventilfunktion und Zentrierauto- matik wird eine sichere pneumati- sche Dämpfung und ein schnelles Losfahren aus der Endlage erreicht. Die verwendeten Werkstoffe zeich- nen sich durch gute Tieftemperatu- reigenschaften und eine hohe Ver- schleißfestigkeit aus D&S 300 DIP AU DIP Pneumatikzylinder; Kurzhubzylinder Pneumatikzylinder Pneumatikzylinder PRODUKT- GRUPPE Dämpfungs- dichtungen 552

553

1. Produktübersicht WERKSTOFF MAX. TEMPERATUR- STANDARDKATALOG- FREUDENBERG BEREICH [°C] * PROGRAMM XPRESS® 85 AU 21030 ‒30 … +80 Ja Nein 90 NBR 109 ‒30 … +100 Auf Anfrage 75 FKM 595 ‒5 … +150 85 AU 20991 für Ø ≤ 12 ‒30 … +90 94 AU 925 für Ø > 12 ‒30 … +90 Ja Nein Ja Nein * Temperaturangabe gültig für eine Messung an der Dichtung. Temperatur des Betriebsmediums kann ggf. davon abweichen! 553 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

554

Dichtungen für Fluid Power Anwendungen – Pneumatik 1.4 PRÄZISIONSPROFILE PRODUKT- GRUPPE Präzisions- profile BAUFORM BESCHREIBUNG HAUPTANWENDUNGEN Profil zur Staubab- dichtung Dichtband zur Druckab- dichtung Dichtprofil aus hochwertigem Polyurethan mit/ohne integrierte Feinseile zur Zugentlastung. Anwendungsspezifisches Design entsprechend der Einbausituation. PU-Profi le sind verschleißhemmend, ge räuschreduzierend, vielseitig einsetzbar und beständig gegen un- terschiedlichste Medien Dichtband aus hochwertigem Polyurethan mit integrierten Fein- seilen zur Zugentlastung. An- wendungsspezifisches Design ent- sprechend der Einbausituation. PU-Dichtbänder dichten den Längs- schlitz an kolbenstangenlosen Zylindern und dienen als Dicht- und Gegenlauffläche für die Kolbendich- tungen. Die Kombination erreicht eine hohe Lebensdauer und ein gleichmäßiges Laufverhalten Kolbenstangenlose Pneumatikzylinder; elektrische Linearan triebe und lineare Mess systeme an Werkzeugmaschinen Kolbenstangenlose Pneumatikzylinder Profil zum Schmutz- abstreifen Abstreifprofil mit/ohne Fixierele- mente oder Feinseil. Anwendungs- spezifisches Design entsprechend der Einbausituation Teleskopabdeckungen an Werkzeugmaschinen 554

555

1. Produktübersicht WERKSTOFF MAX. TEMPERATUR- STANDARDKATALOG- FREUDENBERG BEREICH [°C] * PROGRAMM XPRESS® Diverse Polyur ethane in einem Härte bereich von 80 Shore A bis 98 Shore A ‒30 … +100 (je nach verwende- tem Werkstoff) Nein Nein Diverse Polyur ethane in einem Härte bereich von 80 Shore A bis 98 Shore A ‒30 … +100 (je nach verwende- tem Werkstoff) Nein Nein Diverse Polyur ethane in einem Härtebereich von 80 Shore A bis 98 Shore A ‒30 … +100 (je nach verwende- tem Werkstoff) Nein Nein * Temperaturangabe gültig für eine Messung an der Dichtung. Temperatur des Betriebsmediums kann ggf. davon abweichen! 555 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

556

Dichtungen für Fluid Power Anwendungen – Pneumatik 2. PNEUMATIKKOMPONENTEN Produktkatalog Freudenberg Sealing Technologies (nach- folgend auch als FST ab gekürzt) verfügt über ein umfassendes Sortiment im Be- reich der Kolben- und Stangendichtungen, Abstreifer, Führungen, Dämpfelemente und Dichtbänder für die Pneumatik. Dem Kunden steht ein umfangreiches wirtschaftliches Gesamtprogramm an Standardprodukten in unterschiedlichen Mischungen für diverse Applikationen zur Verfügung. Darüber hinaus entwickelt FST individuelle Lösungen für Kunden. Dabei begleitet Freudenberg Sealing Technologies Sie partnerschaftlich von der Produktauslegung über die Werk- stoffauswahl bis hin zur individuellen Produktfertigung. 2.1 ANFORDERUNGEN y Dichtungen für kleine Kräfte und schnelle Bewegungen y Medium: komprimierte Gase und Luft y häufigstes Einsatzgebiet: Automati- sierungstechnik y hohe Innovationskraft und Kreativität ist gefragt 2.2 MERKMALE y breites Maßspektrum im Durchmesser- bereich von 1 mm bis 500 mm y anwendungsspezifische Werkstoffab- stimmung je nach Applikation y Einsatzmöglichkeiten innerhalb eines breiten Temperaturspektrums von –40 °C bis +200 °C Abb. 264 Dichtungseinsatz in pneumatischen Linearantrieben, z. B. zum Öffnen, Schließen von Zugtüren 556

557

2. Pneumatikkomponenten y auf Anwendung und Mengen ausge- richtete wirtschaftliche Fertigungs- verfahren 2.3 ANWENDUNGSBEREICHE Pneumatikdichtungen werden in Aktuato- ren sowie in Ventilen zur Steuerung und Regelung von Druckluft eingesetzt. Dar- über hinaus bietet FST Lösungen für das Abdichten von kolbenstangenlosen Zylin- dern mit Polyurethandichtbändern und weitere kundenspezifische Lösungen an. Einsatzgebiete sind unter anderem: y allgemeiner Maschinenbau y Automatisierungstechnik y Lebensmittel- und Verpackungsindustrie y Fördertechnik y kundenindividuelle Lösungen für Sonder- anwendungen, z. B. für handgeführte Elektrowerkzeuge Play-circle  Dichtungslösungen für Bohr- und Abbruchhämmer Abb. 265 Dichtungseinsatz in Pneumatiknormzylinder, z. B. in der Automatisierungstechnik 557 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

558

Dichtungen für Fluid Power Anwendungen – Pneumatik 2.4 EINSATZ VON PNEUMA- TIKDICHTUNGEN Die Pneumatik, ein Teilgebiet der Fluid- technik, ist die Lehre vom Verhalten der Gase. In der heutigen Zeit versteht man unter dem vom griechischen „Pneuma“ abgeleiteten Begriff Pneumatik haupt- sächlich den Energietransport durch Druckluft. Pneumatische Antriebe und Steuerungen, in zunehmendem Umfang eingesetzt für Mechanisierung und Automatisierung produktionstechnischer Prozesse, sind im Wesentlichen aus Ventilen und Zylindern aufgebaut. Die Funktion der Pneumatikgeräte erfor- dert die Ab dich tung druckbeaufschlagter Luftvolumina. Die dafür eingesetzten Pneumatikdichtungen lassen sich in Zylinder- und Ventildichtungen einteilen (→ Abb. 267). Ventildichtungen sind Son- derdichtungen, angepasst an die unter- schiedlichen Ventilkonstruktionen der einzelnen Hersteller. 2.5 ANWENDUNGS- BEISPIELE Ausgangspunkt für die Auslegung eines pneumatischen Antriebs ist der Zylinder. Häufig eingesetzte Zylinder zur Erzeugung einer geradlinigen Bewegung sind in → Abb. 266, → Abb. 268 und → Abb. 269 dargestellt. Einen einfach aufgebauten Zylinder zeigt → Abb. 266. An der Stange ist ein Kombi- nationselement eingebaut. Es vereint die Funktionen Dichten und Schmutz ab- streifen. Am Stangenende ist ein kom- pakter, kurz bauender und leicht zu be- festigender Komplettkolben Pneuko M dargestellt. Er besteht aus einem Alumi- niumgrundkörper, einem Führungsband, Kombielement AU NIPSL Komplettkolben Pneuko M310 Dämpfungsdichtung AU DIP Abb. 266 Pneumatikzylinder I 558 Dämpfungsdichtung AU DIP

559

2. Pneumatikkomponenten einem Magnetring zur Positionsabfrage und den Dichtkörpern mit integrierten Anschlagpuffern aus verschleißfesten Werkstoffen. Der Anschlag des Kolbens in den Endlagen wird somit gedämpft und die Geräuschemission beim Auf- schlag reduziert. Um die kinetische Energie am Ende des Hubes abzubauen, werden pneumatische Zylinder mit Endlagendämpfung angeboten. Dies kann sowohl mechanisch (Puffer- scheiben), pneumatisch (Dämpfungsdich- tungen wie AU DIP und Drosseln) als auch durch externe Stoßdämpfer erfolgen. PNEUMATIKDICHTUNGEN ZYLINDERDICHTUNGEN VENTILDICHTUNGEN LINEARE DICHTPROFILE STANGEN- DICHTUNGEN KOLBEN- DICHTUNGEN SITZ- DICHTUNGEN SCHIEBER- DICHTUNGEN DICHTBÄNDER EINZEL- DICHTUNG EINFACH WIRKENDE DICHTUNG ABDECK- BÄNDER KOMBINATION DICHTUNG + ABSTREIFER DOPPELT WIRKENDE DICHTUNG KOMBINATION DICHTUNG + ABSTREIFER + FÜHRUNG KOMPLETT- KOLBEN DÄMPFUNGS- DICHTUNG DÄMPFUNGS- DICHTUNG STATISCHE DICHTUNGEN STATISCHE DICHTUNGEN Abb. 267 Einteilung der Pneumatikdichtungen 559 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

560

Dichtungen für Fluid Power Anwendungen – Pneumatik Map-marker-edit Typische Standard zylinder- konstruktion Map-marker-edit Kolben stangen- loser Zylinder Eine Standardzylinderkonstruktion ist in → Abb. 268 dargestellt. Die Stange wird in einer Buchse aus Metall oder Kunst stoff geführt und ist mit einer kombinierten Abstreifer-Stangendichtung ausgerüstet (Kombielement AU NIPSL). Der Kolben wird mit zwei Pneumatiknutringen abgedich- tet (Nutring NAP300). Zwischen den Nu- tringen ist eine separate Führung ange- ordnet. Dabei handelt es sich entweder um ein Führungsband aus PTFE oder um Führungs- ringe aus Hartgewebe, duroplastischem oder thermoplastischem Kunststoff. Eine Alternative stellen Kolben aus Kunst- stoff dar, bei denen auf das separate Füh- rungselement verzichtet wird. Zur Erfas- sung der Kolbenposition derartiger Zylinder wird der Kolben mit einem Magnet be- stückt, der einen außen am Zylinderrohr angebrachten Schalter aktiviert. Die statische Abdichtung zwischen Zylin- derrohr und Zylinderbodendeckel sowie zwischen Kolben und Kolbenstange über- nehmen O-Ringe. Einen Sonderfall stellt D&S 300 dar, das neben der statischen Abdichtung auch den Kolben pneumatisch und mechanisch dämpft. Bei kolbenstangenlosen Zylindern (→ Abb. 269) entfällt die Stangendichtung. Die Endlagendämpfung ist gleich aufge- baut wie bei dem Zylinder in → Abb. 266. Das Zylinderrohr ist längsgeschlitzt, ein Kolben und ein Schlitten sind durch einen Steg verbunden, der sich in diesem Schlitz axial bewegt. Um diesen Schlitz und den Kolben abzudichten, werden spezielle Lösungen benötigt: y ein Polyurethanabdeckband schützt vor äußeren Einflüssen und schließt den Schlitz von außen ab y das Polyurethandichtband dichtet den Schlitz auf der Druckraumseite ab und Kolbendichtungen NAP300 Dämpfelement D&S 300 Dämpfelement D&S 300 Kolbenführung (z. B. FRA) Kombielement AU NIPSL Abb. 268 Pneumatikzylinder II 560

561

2. Pneumatikkomponenten Dämpfungszapfen, rund Dämpfungsdichtung, rund Abdeckband „Y“-Dichtprofil Antriebsschlitten Drosselschraube, einstellbar Zylinderrohr, Bohrung oval Zylinderdeckel Dämpfungsanschlag, oval Kolbenkappe, mit Führungsfläche O-Ring als statische Dichtung, oval Kolbendichtung, oval Dichtband mit Stahlseilarmierung Abb. 269 Kolbenstangenloser Zylinder (Bildquelle: Emerson Automation Solutions – AVENTICS GmbH) y die Kolbendichtungen müssen zum Rohr, Dichtband und an deren Über- gängen abdichten Sowohl Dichtband als auch Abdeckband werden während des Hubes durch die Kolben-Schlitten-Einheit gelenkt. Neben den beschriebenen Kolbenzylindern gibt es für sehr kleine Linearbewegungen Membranzylinder. Bei ihnen übernimmt eine Membrane aus Elastomer- oder Kunst- stoffmaterial die Aufgabe des Kolbens. Zur Erzeugung einer begrenzten Rotations- bewegung werden Drehzylinder verwen- det. Dabei handelt es sich entweder um doppeltwirkende Kolbenzylinder, deren Kolbenstange über ein Zahnprofil ein Zahnrad antreibt, oder um Drehflügelzy- linder. Die dynamische Abdichtung der Dreh- flügel zylinder ist aufgrund der kompli- zierten Geometrie nicht einfach und er- fordert Sonderkonstruktionen bei den Dichtungen. Aus der Vielfalt der Ventildichtungen sind in den → Abb. 270 bis Abb. 272 einige Bei spiele ausgewählt und dargestellt worden. Die Dar stellung der Ventile ist stark vereinfacht, um das Funktionsprinzip und die Auf gabe der Ventildichtungen klar heraus zustellen. 561 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

562

Dichtungen für Fluid Power Anwendungen – Pneumatik A R P Abb. 270 Schnellentlüftungsventil Das in → Abb. 270 dargestellte Schnell- entlüftungsventil dient zur Erhöhung der Kolbengeschwindigkeit bei Zylindern. Entscheidend für die Funktion ist die topfmanschettenähnliche Auslegung der Dichtung und der elastische Dichtungs- werkstoff. Bei Druckbeaufschlagung am Anschluss P deckt die Dichtung die Ent- lüftung R ab und gibt über die flexiblen Lippen den Weg nach A frei. Steht bei P kein Druck an und die Luft kommt über A vom Zylinder zurück, verschließt die Dichtung den Anschluss P und die Luft kann direkt auf kurzem Weg über R ins Freie strömen. Das 5/2-Wegeventil in → Abb. 271 dient zur Ansteuerung eines Zylinders. Die lin- ke Darstellung zeigt die Stellung des Steuer schiebers, solange der Antriebs- kolben ohne Druckbeaufschlagung ist: Der Steuerschieber wird durch eine Feder axial in der oberen Position gehalten. Am Anschluss 1P an der rechten Ventilseite liegt immer der Betriebsdruck an. In der gezeigten Stellung wird der Druck zur Öff- nung 2B durchgeleitet. Die Anschlüsse 4A PE 5EA 1P 3EB 4A 2B PE 5EA 1P 3EB 4A 2B Abb. 271 Pneumatik 5/2-Wegeventil 562

563

2. Pneumatikkomponenten 2B 4A PE1 3EB 1P 5EA PE2 Abb. 272 Pneumatik 5/2-Wegeventil und 5EA sind zur Entlüftung des Zylinders miteinander verbunden. Der Anschluss 3EB ist gesperrt. In der rechten Darstellung wird die Ventil- stellung mit angesteuertem Antriebskolben gezeigt: Das Vorsteuerventil am oberen Ende des Ventilgehäuses lässt Druckluft auf den Antriebskolben wirken, wodurch der Steuerschieber gegen die Federkraft in die untere Endlage geschoben wird. Somit werden andere Öffnungen verbunden bzw. gesperrt. In einem solchen Ventil werden sowohl Vorsteuerventildichtungen als auch An- triebskolbendichtungen als auch Steuer- schieberdichtungen (6 Stück) benötigt. Jede dieser Dichtungen bedarf einer an- wendungsspezifischen Auslegung. Entscheidend für die Funktion des 5/2-Wegeventils in → Abb. 272 sind die Dicht-/Schaltelemente am linken und rechten Ende des Ventilstößels, deren konstruktive Ausbildung in Verbindung mit dem dynamisch hoch belastbaren Polyurethanwerkstoff die sichere Funktion dieses Ventils gewährleistet. Das Ventil wird wechselseitig durch Druckbeauf- schlagung der Anschlüsse PE1 und PE2 an- gesteuert und behält die jeweilige Schaltstellung bis zum Gegenimpuls bei. Mit Hilfe der Dichtung in der Mitte des Steuerkolbens wird der Volumenstrom entweder von 1P nach 2B oder von 1P nach 4A freigegeben. Die Anschlüsse 4A und 5EA bzw. 2B und 3EB sind zur Entlüftung des Zylinders miteinander verbunden. 563 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

564

Dichtungen für Fluid Power Anwendungen – Pneumatik 3. PRODUKTFINDER Bauform NIPSL NIPSL 210 NIPSL 310 AU NIPSL STANGENDICHTUNGEN Werkstoff NBR FKM FKM AU AU [C°] Temperatur Max. [m/s] Umfangsge- schwindigkeit 200 100 50 0 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 +100 ‒20 1 m/s 200 100 50 0 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 +150 °C ‒ 5 1 m/s 200 100 50 0 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 +150 °C ‒ 5 1 m/s 200 100 50 0 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 +80 ‒30 1 m/s 200 100 50 0 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 +90 ‒30 1 m/s Max. [MPa] 1 1 1 1,2 Druck Nennmaßbereich [mm] Besondere Merkmale Druck > 12 bar Poka-Yoke-Montage (keine Lageorientierung der Dichtung notwendig) Montage in axial geschlossenen Einbauraum Gleichlauf (niedrige Geschwindigkeit) Gröbere Einbauraum toleranzen Druckbeaufschlagung wechselseitig Axial kurzer Einbauraum Radial niedriger Einbauraum Schmutzanfall Hoher Schmutzanfall außen Befettete Gegenlaufflächen Medium Trockenlauf 10 … 50 4 … 32 C** C** D D C B D D C B C* D D D C B D D C B C* D D D B B D D B B B C* D 4 … 32 C** 12 … 50 C** D B B D D B B B C* D D D C B D D C B C* D C* mögliche Verwendung, Verifizierung über individuellen Dauertest C** mögliche Verwendung, Verifizierung notwendig B gut geeignet C bedingt geeignet D nicht geeignet – nicht zutreffend 564

565

3. Produktfinder & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V STANGENDICHTUNGEN KOLBENDICHTUNGEN AIRZET PR NAP210 NAPN NAP300 NAP310 NBR FKM NBR FKM NBR FKM AU AU 200 100 50 0 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 +100 ‒20 1 m/s 200 100 50 0 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 +150 °C ‒ 5 1 m/s 200 100 50 0 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 +100 °C ‒25 1 m/s 200 100 50 0 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 +150 °C ‒ 5 1 m/s 200 100 50 0 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 +100 ‒20 1 m/s 200 100 50 0 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 +150 °C ‒ 5 1 m/s 200 100 50 0 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 +80 200 100 50 0 +80 ‒35 ‒35 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 1 m/s 1 m/s 1,2 6 … 50 1,2 1,2 1,2 1,2 8 … 100 6 … 320 25 … 160 8 … 200 C** B B B B B B D C* C* D D B B B B B B D C* C* D C* D B B C D B B – C* D D D B B C D B B – C* D C* D B C B D C C – C* D D D B C B D C C – C* D C* C* D B C B D C C – C* D D B B C D B B – C* D 565 R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

566

Dichtungen für Fluid Power Anwendungen – Pneumatik Bauform AIRZET PK TR200 KOLBENDICHTUNGEN Werkstoff NBR FKM NBR FKM 1) [C°] Temperatur Max. [m/s] Umfangsge- schwindigkeit 200 100 50 0 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 +100 ‒20 1 m/s 200 100 50 0 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 +150 °C ‒ 5 1 m/s 200 100 50 0 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 +100 ‒20 1 m/s 200 100 50 0 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 +150 °C ‒ 5 1 m/s Max. [MPa] 1,2 1,2 Druck Nennmaßbereich [mm] Besondere Merkmale Druck > 12 bar Poka-Yoke-Montage (keine Lageorientierung der Dichtung notwendig) Montage in axial geschlossenen Einbauraum Gleichlauf (niedrige Geschwindigkeit) Gröbere Einbauraum toleranzen Druckbeaufschlagung wechselseitig Axial kurzer Einbauraum Radial niedriger Einbauraum Schmutzanfall Hoher Schmutzanfall außen Befettete Gegenlaufflächen Medium Trockenlauf 12 … 160 12 … 125 25 … 125 C* B B B B B B D – C* D D B B B B B B D – C* D C* B B B C B B D – C* D D B B B C B B D – C* D C* mögliche Verwendung, Verifizierung über individuellen Dauertest C** mögliche Verwendung, Verifizierung notwendig B gut geeignet C bedingt geeignet D nicht geeignet – nicht zutreffend 566

567

3. Produktfinder & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V KOLBENDICHTUNGEN DÄMPFUNGSDICHTUNGEN NADUOP PNEUKO M310/M210 D&S 300 AU DIP NBR FKM AU FKM AU AU 200 100 50 0 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 +100 ‒20 1 m/s 200 100 50 0 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 +150 °C ‒ 5 1 m/s 200 100 50 0 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 +80 ‒30 1 m/s 200 100 50 0 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 +150 °C ‒ 5 1 m/s 200 100 50 0 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 +80 ‒30 1 m/s 200 100 50 0 ‒50 ‒100 50 40 30 20 10 5 0 +90 ‒30 1 m/s 1,2 1,2 2,5 2,5 8 … 100 Auf Anfrage 32 … 100 C* B – C B B B B – C* D 1) auf Anfrage D B – C B B B B – C* D C* B – C B B C B – C* D 16 … 100 C** 8 … 50 C** D B B B B B – – C* D D B B B B C – – C* D D B – C B B C B – C* D 567 R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

568

Dichtungen für Fluid Power Anwendungen – Pneumatik 4. DICHTMECHANISMUS UND EINFLUSSGRÖSSEN Ob Antriebsaufgaben, Steuerungen oder Regelungen: Luft leistet in der Technik eine ganze Menge! Druck- und Saugluft können über Zylinder Werkstücke und Werkzeuge verschieben, heben oder zu- rückführen sowie über Ventile Start, Stopp, Richtung, Druck und Durchfluss steuern. Kein Wunder also, dass die Pneumatik vor allem in der Handhabungs- und Automa- tisierungstechnik zu Hause ist. An moderne Pneumatikdichtungen werden drei Hauptanforderungen gestellt: y hohe Dichtwirkung y geringe Reibung y hohe Lebensdauer Die Dichtwirkung im ruhenden, drucklosen Zustand ist bei elastischen Dichtungen aufgrund der durch Übermaß entstehenden radialen Grundanpressung gewährleistet. Dichtung in den Einbauraum eingebaut Dichtung verpresst im drucklosen Zustand Pressungsverlauf infolge Vorpressung pv Dichtung druckbelastet Pressungsverlauf infolge Vorpressung und abzudichtenden Drucks pd p pd p= + pv Abb. 273 Automatische Dichtwirkung bei elastischen Dichtungen 568

569

4. Dichtmechanismus und Einflussgrößen Der abzudichtende Druck erhöht die Grund anpressung. Dadurch ist die Pres- sung zwischen Dichtung und Gegenflä- che immer größer als der abzudichtende Druck. Dieser Sachverhalt, bekannt als „automatische Dichtwirkung“, ist in → Abb. 273 am Beispiel des O-Rings dar- gestellt. Zur Reduzierung von Reibung und Ver- schleiß wird ein Schmierstoff benötigt, der mit den unterschiedlichsten Bedingungen klarkommmen muss: Umgebungstempe- ratur, Gleitgeschwindigkeit, Normalkräfte usw. – ein komplexes tribologisches Sys- tem mit hohen Anforderungen an den Hersteller pneumatischer Antriebe. 4.1 TRIBOLOGISCHE BETRACHTUNG DES DICHTSYSTEMS Die Funktion und Lebensdauer eines Dichtsystems hängt von zahlreichen Betriebsparametern (Druck, Temperatur, Geschwindigkeit etc.) sowie von der Einbau situation, der Dichtungsgeometrie, den Werkstoffen, der Oberflächen be schaffen heit und dem verwendeten Schmierstoff ab (→ Abb. 275). Die Reibung beschreibt den Anteil an Energieverlusten in Folge einer physikali- schen Energieübertragung. Im Fall einer linearen Bewegung stellt sie somit die Bewegungswiderstände in Form einer Reibkraft dar. Diese entsteht aus der Wechselwirkung zwischen den Gleitpartnern sowie auf- grund des Widerstandes der Werkstoffe gegen Verformung bei einer Bewegung bzw. bei einer Bewegungsabsicht. y Adhäsiver Anteil der Reibung Die Oberflächenaktivität und Polarität der jeweiligen Gleitpartner ziehen ei- nander an und erzeugen somit einen Widerstand, der dem adhäsiven Anteil der Reibung entspricht (→ Abb. 275) y Deformationsanteil der Reibung Makro- und mikrogeometrische Ver- hakungen verursachen plastische und/oder elastische Verformungen der Gleitpartner. Die Oberflächen zweier Gleitpartner werden fertigungs- bedingt immer Unregelmäßigkeiten aufweisen, die sich bei einer relativen Bewegung zueinander im Wege stehen werden. In Folge dieser Verformungen entstehen Energieverluste, die durch das Hysterese-Verhalten (Dämpfung) der Werkstoffe verursacht werden y Flüssigkeitsreibung Bedingt durch die Viskosität der Schmier stoffe ergibt sich eine ge- schwindigkeitsabhängige Reibungszu- nahme SCHMIERFILMBILDUNG UND DICHTLIPPENGEOMETRIE Die Reibung von Elastomerdichtungen hängt im Wesentlichen von der Adhäsion (Haften) der Kontaktpunkte aneinander, von der Deformation des Dichtungswerk- stoffes an den Kontaktpunkten (Hysterese- Reibung) und von der Flüssigkeitsreibung (Schmierstoff) ab. Bei elastischen Dichtungen hängt die Aus bildung des Schmierfilms zwischen Dichtung und Gleitfläche hauptsächlich ab von: y der Gleitgeschwindigkeit y der dynamischen Zähigkeit des Schmier- stoffs y dem Druckverlauf im Schmierspalt Map-marker-edit Einflüsse auf Funktion und Lebensdauer des Dichtsystems 569 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

570

Dichtungen für Fluid Power Anwendungen – Pneumatik Map-marker-edit Lebensdauer- schmierung bei der Montage Durch die geometrische Gestaltung der Dichtlippe kann die Anpressdruckver- teilung beeinflusst werden. Die Mehrzahl der Pneumatikdichtungen erhält eine einmalige Lebensdauer schmierung bei der Montage. Die Dicht- lippen der Pneumatikdichtung müssen deshalb so ausgelegt werden, dass der einmal aufgebrachte Schmierfilm über die gesamte Lebensdauer erhalten bleibt. Typische Merkmale sind eine flexible Dichtlippe und eine definierte Verrundung der Dichtkante (→ Abb. 274). Die dadurch erzielte symmetrische Anpressdruckver- teilung wirkt sich günstig auf die Erhaltung des Schmierfilms und somit auch auf Rei- bung und Verschleiß aus. Im Gegensatz dazu haben Hydraulikdich- tungen die Aufgabe, das Medium mög- lichst gut abzustreifen. Pneumatikdich- tungen unterscheiden sich deshalb in der Dichtlippengeometrie wesentlich von Hydraulikdichtungen. Bei der Befettung und Montage ist höchste Sauberkeit gefordert. Weder Bearbeitungs- rückstände noch Altschmierstoffe oder sonstige Fremdpartikel dürfen das System verun reinigen. Erst wenn dies der Fall ist, können sowohl die Dichtungen wie auch der Gegenlaufpartner befettet werden. So ist eine gleichmäßige Schmier stoff- benetzung der Reibpartner gewährleistet. Pneumatikdichtung Hydraulikdichtung Geringe Abstreifwirkung, Fettfilm an der Gegen lauffläche über gesamte Lebensdauer Starke Abstreifwirkung, hohe dynamische Dichtheit. Öl (= Druckmedium) muss im Druckraum verbleiben Flacher Anpressungsgradient, gerundete Dichtkante Steiler Anpressungsgradient, „scharfe“ Dichtkante Abb. 274 Unterschiedliche Lippengeometrie und Pressungsverteilung bei Pneumatik und Hydraulik 570

571

4. Dichtmechanismus und Einflussgrößen Tipp für die Befettung von Gegenlauf flächen Bewährt hat sich die Schmierstoffappli- kation mit passenden Rundbürsten bzw. die automatisierte Befettung durch Be- fettungskolben. Eine andere Möglichkeit besteht in einer automatisierten Besprü- hung der Gegenlauffläche. Wichtig ist eine gleichmäßige Verteilung des Schmierfilms und vollständige Be netzung der Gleitpartner. Map-marker-edit Wichtig ist eine gleichmäßige Verteilung des Schmierfilms und vollständige Benetzung statische Dichtseite Oberflächenschichten im Kontakt Gleitgeschwindigkeit Hubfrequenz Überdeckung Dynamische Dichtseite Reibungs- temperatur Gehäuse- werkstoff Mikro-Geometrie „Rauheit“ abzudichtendes Medium Schmutz/Wasser im Medium Gegen- lauffläche Pressung und Pressungs- verhalten Bewegungs- richtung Stillstandzeit Einbauraum- toleranz Systemdruck Dichtungs- geometrie Dichtungs- werkstoff Umgebungs- temperatur Schmutz von außen Spaltweite Führungspiel Schmierstoff Gegenlaufpartner Dichtungswerkstoff Abb. 275 Grundlegende Einflüsse auf das Tribosystem Adhäsionsreibung Deformationsreibung Flüssigkeitsreibung 571 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

572

Dichtungen für Fluid Power Anwendungen – Pneumatik ] µ [ l h a z s g n u b e R i H M F H = Haftreibung M = Mischreibung F = Flüssigkeitsreibung Ausklinkpunkt Schmierstoff Gegenlaufpartner Dichtungswerkstoff Geschwindigkeit [v] Haftreibung (H) Mischreibung (M) Flüssigkeitsreibung (F) Normalkraft Normalkraft Normalkraft Reibkraft Geschwindigkeit Reibkraft Geschwindigkeit Reibkraft Geschwindigkeit Abb. 276 Stribeck-Kurve: beschreibt die Abhängigkeit der Reibkraft von der Geschwindigkeit VORHERRSCHENDE REIBUNGS ZUSTÄNDE Unterschiedliche Reibungszustände ent- stehen u. a. durch die Gleitgeschwindigkeit der Reibpartner zu einander. Die Stribeck-Kurve zeigt die Reibkraft in Ab hängigkeit von der Geschwindigkeit. Je nach Gleitgeschwindigkeit ergeben sich die in → Abb. 276 dargestellten Reibungs- zustände: y Haftreibung Bei der Bewegungsabsicht haften die Reibpartner an Mikroverhakungen durch adhäsive Reibung an einander. Die innere Reibung wirkt zudem als Widerstands- kraft gegen Verschiebungen dieser Mik- roverhakungen. Die Gleit partner haben keine Relativbewegung zueinander y Mischreibung Hier findet eine Relativbewegung statt, die hauptsäch lich durch den Anteil an Mikroverhakungen und adhäsiver Rei- bung sowie innerer Reibung behindert wird. Die Reibkraft insgesamt ist meis- tens niedriger als bei der Grenzreibung, da die Durchdringung der Verhakungen wesentlich geringer ist und die Schmie- rungskomponente des Schmierstoffs zum Tragen kommt. Je höher die Geschwindigkeit ist, desto weniger Möglichkeiten haben die Ober- flächenunebenheiten, sich ineinander zu verhaken, dadurch sinkt die Reibung 572

573

4. Dichtmechanismus und Einflussgrößen Map-Marker-Exclamation Keine Führungs- aufgaben der Dichtung Einzelne Dichtungen dürfen keine Füh rungsaufgaben übernehmen, Ausnahmen sind Kombinations elemente. Beim Einsatz einzelner Dichtelemente sollten die Füh- rungen in der Passungspaarung H9/f9 ausgelegt werden, sofern keine separaten Führungselemente (Führungsband aus PTFE oder Führungsringe aus Kunststoff) verwendet werden (→ Abb. 277). & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P Map-marker-edit Einbauraum- gestaltung 573 E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V y Flüssigkeitsreibung Bei ausreichend hoher Gleitgeschwindig- keit baut sich durch die Viskosität des Schmierstoffs ein Druck zwischen den Gleitpartnern auf, der die Kontakt flächen völlig trennt (grease-planing). Die Rei- bung wird durch Betriebsparameter (Druck, Temperatur, Geschwindigkeit) und durch innere Reibungs anteile des Schmier stoffs maßgeblich beeinflusst 4.2 EINBAURÄUME UND FÜHRUNGEN Der Einbauraum für Pneumatikdichtungen soll so ausgeführt werden, dass sich die Dichtung einfach montieren lässt und im Betrieb eine optimale Dichtwirkung erzielt wird. H9 Ø D1 Ø dn f9 F7 Ø D1 ≤ Ø20 Ø D1 > Ø20 E7 Ø dN h8 H11 Ø DN Ø dK = DN – 0,6 Ø d1 d10 (Metall) Ø d1 b10 (Kunststoff) Abb. 277 Toleranzen für Führungen

574

Dichtungen für Fluid Power Anwendungen – Pneumatik OBERFLÄCHENBESCHAFFENHEIT Reibung und Verschleiß sind wesentliche Faktoren für Funktionsstörungen bei Pneu matikzylindern. Freudenberg Sealing Technologies hat ein wegweisendes Kon- zept zur nachhaltigen Beurteilung von Gleit- flächen entwickelt, das den spezifischen Anforderungen bei Hart-Weich-Kontakten Rechnung trägt (→ Abb. 278). Für die Beurteilung von Gegenlaufflächen für Dichtungen wurden allgemein bisher die Parameter für Metall-Metall-Kontakte zu Grunde gelegt. D a eine Kolben- und Stangendichtung in Fluidsystemen je- doch immer einen Hart-Weich-Kontakt darstellt, ist das Resultat zur Beurteilung der Gegenlauffläche hinsichtlich Abrasi- vität, Langzeitverhalten und Schmier- stoffdepot nur bedingt aussagefähig. Die Folge: höhere Reibung und schnellere Abnutzung der Dichtelemente im tribo- logischen System. Mehr Zuverlässigkeit und längere Standzeiten Mit den neuen Parameterempfehlungen werden Oberflächenprofile nach dem be- währten Tastschnittverfahren erfasst. Da- bei werden für einen Hart-Weich-Kontakt relevante Kenngrößen aus der Abbott- Firestone-Kurve abgeleitet (→ Abb. 282). Die dort definierten Kenngrößen (→ Abb. 283) – Kernrautiefe Rk, Spitzenhöhe Rpk, Rpkx und Riefentiefe Rvk, Rvkx – erlauben eine faszinierend genaue Beschreibung von Oberflächen als Gegen laufflächen für Dichtungen. Damit lassen sich jetzt in der Dichtungstechnologie wichtige Eigen- schaften der Oberflächentopografie exakt bestimmen: y die Spitzen, die für die abrasiven Eigen- schaften und das Verschleißpotential verantwortlich sind y der für das Langzeitverhalten verant- wortliche Profilkern OBERFLÄCHENEMPFEHLUNGEN FÜR GEGENLAUFFLÄCHEN Oberflächenparameter R a dyn. R a stat. Nutgrund Rz1max dyn. Rz1max stat. Nutgrund Traganteil Rmr dyn. Traganteil Rmr stat. Rp/Rz Rz dyn./stat. Nutgrund Rpk Rpkx Rk Rvk Rvkx Empfehlungen 0,05 … 0,4 µm ≤ 1,6 µm ≤ 4 µm ≤ 10 µm 50 … 75 % bei 1 µm 50 … 75 % bei 1 µm < 0,5 0,6 … 2,5 µm ≤ 0,5 µm ≤ 0,5 µm 0,25 … 0,70 µm 0,20 … 0,65 µm 0,20 … 2,0 µm Abb. 278 Oberflächenempfehlungen für Gegenlaufflächen 574

575

4. Dichtmechanismus und Einflussgrößen lt Zt1 Zt2 Zt3 Rz1max Zt4 Zt5 le lm = 5x le Vorlaufstrecke Nachlaufstrecke Abb. 279 Ermittlung des Oberflächenwerts Rz Fläche der Profilspitze Fläche vom Profiltal Metall Luft Ra x lm Abb. 280 Ermittlung des Oberflächenwerts R a stoffdepots im Oberflächenprofil sowie die Definition von Grenzwerten für ein optimales Langzeitverhalten. y die den Medium-Transport (als Leckage bzw. hydrodynamischen Schmierfilm) beeinflussenden Vertiefungen Rz = (1/5) (Zt1 + Zt2 + Zt3 + Zt4 + Zt5) → Abb. 279: Rz und Rz1max erweisen sich als schwache Parameter für die Beurtei- lung von Gegenlaufflächen für Dichtun- gen. So ist hier beispielsweise Rz1max von einer für die Dichtungstechnik unkriti- schen Riefe im Teilabschnitt 3 dominiert. Die starke Abrasivität im 1. Teilabschnitt wird von diesem Parameter nicht erfasst. Auch Rz als gemittelte Rautiefe zeigt diese starke Abrasivität bei Zt1 nicht an. R a = (1/lm) lm ∫ | y(x) | dx 0 → Abb. 280: Der arithmetische Mitten- rauwert R a hat sich für die Beurteilung von Oberflächen für Hart-Hart- Kontakte bewährt, er ist jedoch nicht aussagekräf- tig für Oberflächen im Hart-Weich-Kon- takt in der Dichtungstechnik, denn mit ihm werden Spitzen (Metall) und Riefen (Luft) gemittelt. → Abb. 281: Entscheidend für ein opti- miertes tribologisches System aus Dich- tung, Medium und Gegenlauffläche ist die Beschreibung von Grenzwerten für die Verschleißanteile und die Schmier- Verschleiß Langzeitverhalten Schmierstoffdepot Abb. 281 Interpretation einer Oberflächentopografie für die Eignung als Gegenlauf- fläche einer Dichtung 575 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

576

Dichtungen für Fluid Power Anwendungen – Pneumatik Rpk Rk Rvk Ausgleichsgerade Mr1 Mr2 Gesamtmessstrecke Lt 0 20 40 60 80 100 Materialanteil [%] Abb. 282 Erweiterte Oberflächenkennwerte auf Basis der Abbott-Firestone-Kurve Rauheit [µm] Abbott-Firestone-Kurve Rpkx Rpk Rk Mr1 Rk 0,25 … 0,70 µm Rpkx 0,00 … 0,50 µm Rpk 0,00 … 0,50 µm Rvk 0,20 … 0,65 µm Rvkx 0,20 … 2,00 µm Rvk Rvkx Mr2 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Mr [%] Abb. 283 Aktueller Entwicklungsstand der Grenz werte → Abb. 282: Aus dem Oberflächenprofil (links) wird die Materialanteilskurve (rechts) abgeleitet. Hier werden der pro- zentuale Anteil starker Abrasivitäten ebenso wie der Anteil der Riefen als mög- liche Schmierstoffdepots sichtbar. → Abb. 283: Die FST Parameter aus der Rk-Gruppe mit Rpk, Rpkx, Rk, Rvk und Rvkx er- möglichen eine exakte Unterscheidung von Abrasivität, Langzeitverhalten und Schmierstoffdepots. 4.3 MEDIEN FÜR PNEUMATIK ZYLINDER UND -VENTILE DRUCKLUFT Abhängig vom Verwendungszweck wer- den in der ISO 8573-1:2010 verschiedene Druckluft güteklassen empfohlen. Für die Kriterien y Feststoffpartikel y Wasser y Öl sind in der ISO 8573-1:2010 Tabellen auf- geführt, in denen die Reinheitsklassen (Übersicht → Seite 577) festgelegt sind. Ganz allgemein unterscheidet man auf- bereitete und nicht aufbereitete Druck- luft. Nicht aufbereitete Luft wird mit öl- geschmierten Kompressoren verdichtet und nur grob gefiltert. Sie enthält noch feinste Schmutzteilchen, Wasser und Öl. Um den vorzeitigen Verschleiß von Ventilen, Zylindern und Dichtungen zu vermeiden, sollten Verun reinigungen größer 40 µm durch entsprechende Filter ausge schie den werden. 576

577

4. Dichtmechanismus und Einflussgrößen REINHEITSKLASSIFIKATION ISO 85731:2010, Klasse 1.2.1 ISO 8573-1:2010 verweist auf das Norm- dokument und dessen Fassung. Die drei Ziffern geben die für Feststoffpar- tikel, Wasser und den Gesamtanteil des Öls festgelegte Reinheitsklassifika- tion an. Mit der Reinheitsklasse 1.2.1 wird für den Betrieb unter den Referenz- bedingungen der Norm folgende Luft- qualität angegeben: Partikel Klasse 1 Die Partikelanzahl pro Kubikmeter Druck- luft darf 20.000 im Bereich 0,1 bis 0,5 Mikron, 400 Partikel im Bereich 0,5 bis 1 Mikron und 10 Partikel im Bereich 1 bis 5 Mikron nicht überschreiten. Wasser Klasse 2 Gefordert ist ein Drucktaupunkt (DTP) von –40 °C oder besser. Wasser in flüs- siger Form ist nicht zulässig. Öl Klasse 1 Pro Kubikmeter Druckluft sind maximal 0,01 mg Öl zulässig. Bei diesem Wert handelt es sich um den Gesamtgehalt an flüssigem Öl, Ölaerosolen und Ölnebel. Aufbereitete Luft wird nach der Verdichtung vorgefiltert, durch Kältetrockner (Druck- taupunkt +2 °C) entwässert und anschlie- ßend in Feinstfiltern gereinigt. Häufig findet man für diese Luftqualität die Bezeichnung „getrocknete und entölte Druckluft“. Für besonders kritische Anwendungen kann die Luft nach dem Feinstfilter nochmals in einem Absorp tionstrockner (Drucktaupunkt –60 °C bis –40 °C) nachgetrocknet werden. Bei extremen Einsatzbedingungen der Pneumatikelemente wird „getrocknete und geölte Druckluft“ empfohlen. In diesen Fällen wird direkt vor dem Verbraucher ein Druckluftöler angeordnet. Bei der häufig anzutreffenden getrockneten und entölten Druckluft hängt die Lebensdauer der Pneumatikdichtungen wesentlich von der einmaligen Initialschmierung ab. Die Schmiermittel müssen an den metallischen und elastomeren Oberflächen gut haften. Sie müssen mit dem Dichtungswerkstoff gut verträglich sein, eine hohe Alterungs- beständigkeit und ein gutes Korrosions- schutzvermögen haben, eine für einen leichten Lauf geeignete Konsistenz auf- weisen und für den Einsatz im geforderten Temperaturbereich geeignet sein. Wenn mit geölter Druckluft gearbeitet wird, muss im Hinblick auf einen stabilen Schmierfilm darüber hinaus auf die Verträglichkeit zwischen Schmiermittel und Öl geachtet werden. Detaillierte Informationen sind aus dem Handbuch des Geräteherstellers zu ent- nehmen. 577 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

578

Dichtungen für Fluid Power Anwendungen – Pneumatik SCHMIERSTOFFE FÜR PNEUMATIKZYLINDER UND VENTILE SCHMIER STOFFE GRUND ÖL/ DICKUNGS STOFF GEBRAUCHS- TEMPERATUR- BEREICH a) [°C] CA. DICHTE BEI +20 °C DIN 51 757 [g/cm3] CA. GRUNDÖLVISKOSITÄT DIN 51 562 T1 [mm2/S] BEI CA. +40 °C +100 °C Klübersynth AR 34-401 Synth. KW-Öl/Spezial- calciumseife –40 … +120 0,90 400 40 POLYLUB GLY 151 Mineralöl/ Synth. KW- Öl/Li-Spezial- Seife –50 … +130 0,85 150 18,5 BARRIERTA L 55/1 PFPE/PTFE –40 … +260 1,95 415 Klüber synth UH1 14-151 Synth. KW-Öl/Al- Komplexseife –40 … +120 0,92 150 Klüberbeta VR 87-883 Silikonöl/PTFE –40 … +160 – – 40 22 – PETAMO GHY 133N Mineralöl/ Synth. KW- Öl/Polyharnstoff –30 … +160 0,88 150 18 UNISILKON L 641 N Silikonöl/PTFE –40 … +160 1,11 – – a) Gebrauchstemperaturangaben sind Richtwerte, die sich am Schmierstoffaufbau, dem vorgesehenen Einsatz- zweck und der Anwendungstechnik orientieren. Schmierstoffe ändern je nach Art der mechanisch- dynamischen Beanspruchung temperatur-, druck- und zeitabhängig ihre Konsistenz, scheinbare Viskosität bzw. Viskosität. Diese Veränderung der Produktmerkmale können Einfluss auf die Funktion von Bauteilen nehmen. 578

579

4. Dichtmechanismus und Einflussgrößen WALK- PENETRATION DIN ISO 21 37 [0,1 mm] KONSISTENZ NLGI-KLASSE DIN 51 818 SONSTIGE HINWEISE 310 … 340 310 … 340 310 … 340 310 … 340 220 … 250 265 … 295 – 1 1 1 1 3 2 – Haftfestes Schmierfett für weite Kolbengeschwindigkeitsbereiche; re- duzierte Stick-Slip-Neigung bei sehr kleinen Kolbengeschwindigkeiten; geringe Losbrech kräfte auch nach längeren Stillstandszeiten Leichtlaufschmierfett; bevorzugt auch für Anwendungen bei tiefen Temperaturen Haftfestes Schmierfett für Hochtemperatur anwendungen; sehr gute Beständigkeit gegenüber den meisten Chemikalien; gut verträglich mit den meisten Elastomeren und Kunststoffen Nach USDA H1 zugelassen, somit für Anwendungen im Lebensmittel- bereich vorgesehen; gute Wasserbeständigkeit und guter Korrosions- schutz Nach USDA H1 zugelassen, somit für Anwendungen im Lebensmittel- bereich vorgesehen; weiter Gebrauchs temperaturbereich; heiß- und kaltwasserfest und auch EPDM verträglich Haftfestes Schmierfett für einen weiten Anwendungs- temperaturbereich; reduziert Haft- und Bewegungs reibung; gute Wasser beständigkeit; gute Korrosionsschutzwirkung Nach USDA H1 zugelassenes, somit für Anwendungen im Lebensmittel bereich vorgesehen; haftfestes Schmierfett; besonders für Anwendungen mit hohen Schaltfrequenzen und großem Luftdurchsatz sowie bei tiefen Temperaturen Weitere Informationen zu empfohlenen Schmierstoffen erhalten Sie bei der Firma Klüber Lubrication München SE & Co. KG, www.klueber.com/de/de/ 579 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

580

Dichtungen für Fluid Power Anwendungen – Pneumatik 5. EINBAU VON PNEUMATIK- DICHTUNGEN Vor der Montage der Dichtelemente ist das gesamte System von Bearbeitungs- rückständen, Spänen, Schmutz und sons- tigen Fremdpartikeln zu reinigen. Dich- tungen dürfen bei der Montage nicht über scharfe Kanten, Gewinde, Passfe- dernuten oder ähnliches gezogen werden. Diese Stellen sind vor der Mon- tage abzu decken (→ Abb. 285). Scharfe Kanten sind zu entgraten bzw. mit Fasen oder Radien zu versehen. Auf keinen Fall dürfen scharfk antige Werk- zeuge verwendet werden. Dichtung, Kolbenstange und Zylinderrohr müssen vor der Montage eingeölt oder eingefettet werden. 5.1 EINFÜHRSCHRÄGEN AN STANGEN UND ROHREN Um eine Beschädigung der Dichtelemente bei der Montage zu vermeiden, sind Zylinderrohre und Kolbenstangen anzu schrägen. Die Länge der Anschrägung ist abhängig vom Nenndurchmesser (→ Abb. 284). Die Maße können der → Tab. 32 entnom- men werden. Die Kante am Übergang von Anschrägung zu Gleit fläche muss ver- rundet und poliert werden. LÄNGE Z NENN- (ANSCHRÄGUNG) DURCHMESSER [mm] 2 3 4 5 6 7 8 [mm] < 20 0 … 49 50 … 99 100 … 159 160 … 249 250 … 400 > 400 Tab. 32 Werte für Einführschrägen gerundet, poliert gratfrei Z 20° gratfrei 20° Z gerundet, poliert Map-Marker-Exclamation Vermeidung von Beschädigung bei der Montage Abb. 284 Einführschrägen an Stangen und Rohren 580

581

A b b . 2 8 5 A b d e c k u n g v o n G e w n d e n b e i i D i c h t u n g s m o n t a g e 5 8 1 STICHWORT- VERZEICHNIS STOPFBUCHS- PACKUNGEN MEMBRANEN FALTENBÄLGE HYDROSPEICHER SPEZIALDICHTUNGS- PRODUKTE STATISCHE DICHTUNGEN FLUID POWER ANWENDUNGEN – PNEUMATIK 5 . E i n b a u v o n P n e u m a t i k d i c h t u n g e n DICHTUNGEN FÜR ROTATORISCHE ANWENDUNGEN MATERIAL, WERKSTOFFE UND VERFAHRENSTECHNIK EINFÜHRUNG & SERVICES FLUID POWER ANWENDUNGEN – HYDRAULIK

582

Dichtungen für Fluid Power Anwendungen – Pneumatik 5.2 MONTAGE VON PNEU- MATIKDICHTUNGEN Bei der Montage von Einzeldichtelementen sind zwei Einbauarten möglich (→ Abb. 286): y Schnappmontage in einen ungeteilten Einbauraum (Einbauempfehlung I) y Montage in einen geteilten Einbau- raum (Einbauempfehlung II) Alle Kanten, die den Dichtungseinbauraum begrenzen, müssen sorgfältig entgratet bzw. verrundet werden. Die Einzeldichtelemente sind in der Regel ohne Hilfs mittel von Hand montierbar (Schnappmontage → Abb. 287). Einbauempfehlung I (axial geschlossen) Einbauempfehlung II (axial offen) Abb. 286 Einbauarten von Stangendichtungen 582

583

5. Einbau von Pneumatik dichtungen Abb. 287 Schnappmontage einer Kolbendichtung Abb. 288 Montagewerkzeug für Stangen- Abb. 289 Montagewerkzeug für Kolben- dichtungen dichtungen Linke Hälfte: Beginn der Montage Rechte Hälfte: Dichtung eingeschnappt Eine Vereinfachung der Montage ist durch die Verwendung geeigneter Montagewerk- zeuge möglich (→ Abb. 288 und Abb. 289), die ggf. bei Freudenberg Xpress® be- zogen werden können. Bei Verwendung des zweiteiligen Montagewerkzeugs wird die Dichtung mit dem Spreizdorn durch die konische Montagehülse geschoben und schnappt in die Nut ein (→ Abb. 290). Abb. 290 Montage von Stangendichtungen 583 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

584

Dichtungen für Fluid Power Anwendungen – Pneumatik ggf. erste Nut mit Montagehülse abdecken Dorn Stopfen Abb. 291 Montagehilfe für Stangendichtungen Eine weitere Möglichkeit besteht in der Verwendung einer geeigneten Montage- hilfe (→ Abb. 291). Dabei wird die Dich- tung von Hand zunächst einseitig in die Nut eingelegt und anschließend mit ei- nem Dorn (Kunststoff oder Messing) ver- schoben, bis sie in die Nut einschnappt. Falls Kombinationselemente Verstärkun- gen aus Metall oder Kunststoff enthalten, muss die Nut axial zugänglich gestaltet werden (→ Abb. 292). Die Montage ist ohne besondere Hilfsmittel möglich und kann für die Serienmontage automati- siert werden. Abb. 292 Einbau von Kombielementen Abb. 293 Montage von Pneumatik- Komplett kolben 584

585

5. Einbau von Pneumatik dichtungen Pneumatik-Komplettkolben (TDUOP, Pneu- ko G, Pneuko M) werden auf eine abgesetzte Kolbenstange aufgesteckt und mit Sechs- kantmuttern befestigt (→ Abb. 293). Eine zusätzliche Sicherung der Schraubenver- bindung durch die Verwendung einer selbst- sichernden Mutter oder eines Klebers wird empfohlen. 585 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

586

Dichtungen für Fluid Power Anwendungen – Pneumatik 586

587

S T A T I S C H E D C H T U N G E N I 5 8 7 STICHWORT- VERZEICHNIS STOPFBUCHS- PACKUNGEN MEMBRANEN FALTENBÄLGE HYDROSPEICHER SPEZIALDICHTUNGS- PRODUKTE STATISCHE DICHTUNGEN S t a t i s c h e D i c h t u n g e n DICHTUNGEN FÜR ROTATORISCHE ANWENDUNGEN MATERIAL, WERKSTOFFE UND VERFAHRENSTECHNIK EINFÜHRUNG & SERVICES FLUID POWER ANWENDUNGEN – HYDRAULIK FLUID POWER ANWENDUNGEN – PNEUMATIK

588

Statische Dichtungen INHALTSVERZEICHNIS 1. PRODUKTÜBERSICHT 2. ALLGEMEINE GRUNDLAGEN 3. EINFÜHRUNG 3.1 3.2 Statische Abdichtung Dynamische Abdichtung 4. PRODUKTINFORMATION 5. MERKMALKLASSEN 5.1 5.2 Dimensionen und Toleranzen Sortenmerkmale 6. FUNKTION 7. EINFLUSSGRÖSSEN 8. KONSTRUKTIONSHINWEISE 8.1 Allgemeine Hinweise Oberflächen Nutfüllgrad Aufdehnung/Stauchung Verpressung 8.2 Richtwerte für die Auslegung 9. MODIFIKATIONEN Oberflächen behandlung 9.1 9.2 Bedrucken 9.3 Technische Sauberkeit 588 590 600 602 602 602 603 604 604 604 606 609 610 610 610 611 612 614 615 622 622 622 622

589

10. MONTAGE 10.1 Automatische Montage 10.2 Dehnung und Stauchung 11. TECHNISCHE UNTERSTÜTZUNG 12. PRÜFUNGEN 13. KONFORMITÄTEN 14. SPEZIALDICHTUNGEN 14.1 Stützring SRA 14.2 Stützring SRI 14.3 Spiralbackring SPR 14.4 UsitRinge I, A, I SF 14.5 Hygienic Usit 14.6 Clampdichtungen für die Prozess industrie 14.7 Dichtungen für Milchrohrverschraubungen für die Prozessindustrie 14.8 Kundenspezifische Flanschdichtungen für die Prozess industrie 14.9 Dichtungsplatten/ gummierte Dichtungsbleche Inhaltsverzeichnis 624 624 624 625 628 629 630 630 631 632 633 637 639 641 642 644 589 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

590

Statische Dichtungen 1. PRODUKTÜBERSICHT 590 PRODUKT-GRUPPEBAUFORMBESCHREIBUNGHAUPTANWENDUNGENO-RingeO-RingKlassischer O-Ring nach ISO 3601, axial und radial kreisrunder QuerschnittZur radialen und axialen Abdichtung passend für die meisten statisch gedichteten SystemeMicro O-RingO-Ring in axial und radial kreisrundem Querschnitt; dimensional unterhalb des Gültigkeitsbereichs der ISO 3601Zur radialen und axialen Abdichtung in kleinsten EinbauräumenX-RingQuerschnitt axial kreis-rund, radial in X-FormZur radialen und axialen Abdichtung hauptsächlich in hochdynamischen SystemenD-RingQuerschnitt axial kreis-rund, radial in D-FormZur radialen Abdichtung statischer Systeme bzw. bei geringer dynamischer Be-lastung. Besonders geeig-net bei hohen Drücken. Weniger anfällig gegen VerdrillungR-RingQuerschnitt axial kreisrund, radial in RechteckformZur radialen Abdichtung statischer Systeme. Besonders geeignet bei ho-hen Drücken und zur Ab-dichtung von GasenOR-SFO-Ring-Sonderformen. Querschnitte axial und radial nach Absprache innerhalb fertigungs-technischer GrenzenEntwicklung nach Kunden-vorgaben speziell für die angefragte Anwendung

591

1. Produktübersicht Weitere Infor mationen zu unserem Produktportfolio * Temperaturangabe gültig für eine Messung an der Dichtung. Temperatur des Betriebsmediums kann ggf. davon abweichen! 591 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V WERKSTOFFMAX. TEMPERATUR-BEREICH [°C] *STANDARDKATALOG-PROGRAMMFREUDENBERG XPRESS®DiverseMaterialabhängigJaJa70 FKM 576‒40 … +200NeinNein75 FFKM 484‒10 … +230DiverseMaterialabhängigNeinJaDiverseMaterialabhängigNeinJaDiverseMaterialabhängigNeinJaDiverseMaterialabhängigNeinJa

592

Statische Dichtungen PRODUKT- GRUPPE Beschichtung BAUFORM BESCHREIBUNG HAUPTANWENDUNGEN Gleitlacke Bilden geschlossenen Trockenfilm Pulverschmiermittel Schicht nicht fest an- haftend Zur Verbesserung von Handling und/oder Montage; verschleiß- mindernd; ertragen hohe Dehnungen MoS 2, Talkum oder Grafit zur Verbesserung des Handlings Ölschmiermittel Schicht nicht fest an- haftend Fluoriertes Öl zur Verbesse- rung der Montage Ober flächen behandlung Auf jedem Grundmaterial anwendbar Chem. Oberflächenbehand- lung zur Verbesserung des Handlings 592

593

1. Produktübersicht WERKSTOFF MAX. TEMPERATUR- STANDARDKATALOG- FREUDENBERG BEREICH [°C] * PROGRAMM XPRESS® — — — — Abhängig vom Grund material Abhängig vom Grund material Abhängig vom Grund material Abhängig vom Grund material Nein Nein Nein Nein Ja Ja Ja Ja * Temperaturangabe gültig für eine Messung an der Dichtung. Temperatur des Betriebsmediums kann ggf. davon abweichen! 593 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

594

Statische Dichtungen BAUFORM BESCHREIBUNG HAUPTANWENDUNGEN Stützring SRA Geschlitztes Stützelement mit rechteckigem Quer- schnitt für außendichtende O-Ringe Ventile; Zylinder Stützring SRI Geschlitztes Stützelement mit rechteckigem Quer- schnitt für innendichtende O-Ringe Ventile; Zylinder Stützring SPR Spiralförmiges, geschlitztes Stützelement mit rechtecki- gem Querschnitt Ventile; Zylinder Usit I, A, I SF Metallische Flachdichtung mit innen oder außen anvulkanisiertem, trapezför- migem, gummielastischem Dichtwulst (dichtende Un- terlegscheibe). Ausführung innen- oder außendichtend Verschraubungen im allge- meinen Maschinenbau Hygienic Usit Edelstahlunterlegscheibe mit außen anvulkanisier- tem, gummielastischem Dichtwulst Hygienische Abdichtungen von Schraubverbindungen im Lebensmittel- und Pharmaziebereich PRODUKT- GRUPPE Stützringe Usit-Ringe 594

595

1. Produktübersicht WERKSTOFF MAX. TEMPERATUR- STANDARDKATALOG- FREUDENBERG BEREICH [°C] * PROGRAMM XPRESS® PTFE F52800; PTFE 177509 ‒70 … +260 (PTFE-Element) PTFE F52800; PTFE 177509 ‒70 … +260 (PTFE-Element) PTFE F52800; PTFE 177509 ‒70 … +260 (PTFE-Element) 70 NBR 177646 ‒30 … +100 75 FKM 177645 ‒30 … +200 70 EPDM 291 ‒40 … +150 70 EPDM 253815 ‒40 … +150 70 EPDM 217676 ‒40 … +150 75 Fluoroprene XP 45 ‒20 … +200 Ja Ja Ja Ja Ja Ja Ja Nein Ja Nein * Temperaturangabe gültig für eine Messung an der Dichtung. Temperatur des Betriebsmediums kann ggf. davon abweichen! 595 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

596

Statische Dichtungen BAUFORM BESCHREIBUNG HAUPTANWENDUNGEN Clamp- dichtungen Clampdichtungen sind rotationssymmetrische Dichtringe zur statischen Abdichtung von Flanschver- bindungen nach DIN 32676 Flansche in der Prozess- industrie Dichtungen für Milchrohr- verschrau- bungen Hygienische Flansch- dichtungen Dichtungs- platten Dichtungen für Milchrohr- verschraubungen sind rota- tionssymmetrische Dicht- ringe zur statischen Abdichtung von Flanschver- bindungen nach DIN 11851 Bei hygienischen Flansch- dichtungen handelt es sich um statische Dichtungen zur Abdichtung von kun- denspezifischen Rohrver- bindungen und Gehäusen Dichtungsplatten/gummier- te Dichtungsbleche ver- binden mehrere, oft unter- schiedliche Dicht stellen. Prinzipiell bestehen Dicht- platten aus einem Trägerteil (z. B. gestanzte Metallplatte) mit anvul kanisierten Dicht- lippen Milchrohrverschraubungen in der Prozessindustrie Rohrverbindungen und Gehäuse in der Prozessindustrie Hydrauliksysteme; Motoren und Getriebe; Nebenaggregate PRODUKT- GRUPPE Flansch- dichtungen Elastomer- verbund- und Präzisions- formteile 596

597

1. Produktübersicht WERKSTOFF MAX. TEMPERATUR- STANDARDKATALOG- FREUDENBERG BEREICH [°C] * PROGRAMM XPRESS® 70 EPDM 291 ‒40 … +150 70 EPDM 253815 ‒40 … +150 75 Fluoroprene XP 41 ‒15 … +200 70 VMQ 117055 ‒50 … +200 EPDM; 75 Fluoro prene XP ‒40 … +200 41; VMQ; HNBR werkstoffabhängig 70 EPDM 291 ‒40 … +150 75 Fluoroprene XP 41 ‒15 … +200 Ja Nein Nein Ja Ja Ja NBR; EPDM; FKM; HNBR ‒40 … +180 werkstoff abhängig Nein Nein * Temperaturangabe gültig für eine Messung an der Dichtung. Temperatur des Betriebsmediums kann ggf. davon abweichen! 597 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

598

Statische Dichtungen BAUFORM BESCHREIBUNG HAUPTANWENDUNGEN Merkel® Cover Seal PU82 Einteilige, doppeltwirkende Kompaktdichtung zur statischen Abdichtung – innenwirkend Mobile Krane; Bau- maschinen; Flurförder- zeuge; Forstmaschinen; Spritzgießmaschinen Merkel® Cover Seal PU83 Einteilige, doppeltwirkende Kompaktdichtung zur statischen Abdichtung – außendichtend Mobile Krane; Bau- maschinen; Flurförder- zeuge; Forstmaschinen; Spritzgießmaschinen Merkel® Stircomatic SRC Einteilige Kompaktdich- tung zur statischen Abdich- tung – axialdichtend Hydraulische Hämmer; hydraulische Steuergeräte Merkel® Pinmatic Einteilige, doppeltwirkende Kompaktdichtung für kom- binierte statische und Schwenk abdichtung – innendichtend Kniehebel; Lager- und Drehbolzen; Spritzgieß- maschinen PRODUKT- GRUPPE Deckel-/ Kniehebel- dichtungen 598

599

1. Produktübersicht WERKSTOFF MAX. TEMPERATUR- STANDARDKATALOG- FREUDENBERG BEREICH [°C] * PROGRAMM XPRESS® 95 AU V142 ‒30 … +110 93 AU V167 ‒20 … +110 95 AU V142 ‒30 … +110 93 AU V167 ‒20 … +110 95 AU V142 ‒30 … +110 93 AU V167 ‒20 … +110 Ja Ja Ja 95 AU V142 ‒30 … +110 Nein Ja Ja Ja Ja * Temperaturangabe gültig für eine Messung an der Dichtung. Temperatur des Betriebsmediums kann ggf. davon abweichen! 599 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

600

Statische Dichtungen 2. ALLGEMEINE GRUNDLAGEN O-Ringe sind mit die einfachsten Maschi- nenelemente, wenn es darum geht, eine Dichtung zu verwirklichen. Jeder, der aber selbst schon in der Situation war, einen O-Ring für seine Anwendung auswählen zu müssen, merkt schnell, dass es mehr zu beachten gibt, als es zunächst scheint. Die Konsequenzen einer falschen Ausle- gung können unmittelbar dazu führen, dass eine Baugruppe ihre Funktion nicht erfüllen kann. Nicht selten führt dies di- rekt zu Gefahr für Leib und Leben. Nicht von ungefähr wird der O-Ring gerne als C-Teil mit A-Funktion bezeichnet. O-Ringe von Freudenberg Sealing Tech- nologies (nachfolgend auch als FST abge- kürzt) gehören zu den weltweit gefrag- testen Dichtelementen. Nicht zuletzt, weil FST konstante Material- und Bauteileigen- schaften über den gesamten Produkt- lebenszyklus bietet. Gepaart mit jahre- langer Expertise in allen Bereichen des Maschinenbaus ergeben sich die Vorteile, die das Gesamtpaket FST ausmachen: y führende Werkstoffkompetenz und -vielfalt y zertifizierte und zugelassene Werk- stoffqualitäten y reibungsreduzierende Spezialbeschich- tungen für montagefreundliche Pro- zessabläufe y Designvielfalt, angepasst an den spe- ziellen Anwendungsfall des Kunden y geringer Platzbedarf durch kleine Ein- bauräume y einfache Montage und Handling y optimales Kosten-Nutzen-Verhältnis FST Website O-Ringe Produktkatalog 600

601

2. Allgemeine Grundlagen Für fast alle Anwendungen bietet FST eine passende, in Werkstoff und Design genau abgestimmte Lösung. Dabei kommt der O-Ring in verschiedensten Baugruppen zum Einsatz. Die Funktion reicht vom Spritzschutz über Gehäusedichtungen bis zum sicherheitsrelevanten Bauteil in automobilen Bremssystemen. Die Anwendungsbereiche für Freuden- berg O-Ringe erstrecken sich über ein weites Spektrum: y Automobilindustrie y Uhrenindustrie y Energietechnik y Industriemotoren y allgemeiner Maschinen- und Anlagenbau y chemische Industrie y Medizintechnik y Land- und Baumaschinen y Elektrowerkzeuge und Haushaltsgeräte y kommerzielle Marine- und Offshore- technik y Luftfahrt y uvm. 601 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

602

Statische Dichtungen 3. EINFÜHRUNG dem Verschleiß entgegengewirkt sowie die Langlebigkeit der O-Ringe sicherge- stellt werden. Gute Schmierung, z. B. vom abzudichten- den Medium oder durch Ölvernebler, ver- ringert Reibungsverluste und Verschleiß. Dabei ist die Verträglichkeit des einge- setzten Schmierstoffes mit dem Dich- tungswerkstoff zu prüfen. Aufgrund seines runden Schnurquer- schnitts neigt ein O-Ring in dynamischen Anwendungen zum Verdrillen, d. h. Ver- drehen um den Schnurschwerpunkt. Dies kann unter bestimmten Umständen zu Leckagen führen, die nicht selten erst nach einer längeren Zeit auftreten. Ab hilfe kann hierbei eine geeignete Auslegung und/oder ein angepasster Schnurquerschnitt (siehe auch → O-Ring-Sonderformen, Seite 590) schaffen. O-Ringe von Freudenberg Sealing Techno- logies decken ein umfassendes Anwen- dungsspektrum ab, dennoch sind auch ih- nen Grenzen gesetzt. Für sehr schnell rotierende oder hochdynamische trans- latorische Anwendungen können andere Dichtungsprodukte aus dem Freudenberg Produktsortiment geeigneter sein. Im Be- darfsfall helfen Ihnen die Freudenberg Sealing Technologies Vertriebsmitarbeiter gerne weiter und stellen Ihnen diese Dich- tungsalternativen vor. Ein O-Ring ist ein üblicherweise aus Elastomer gefertigter Torus, der zwei Bau- räume voneinander trennt und verhindert, dass ein Medium (gasförmig oder flüssig) von einem Bauraum in den anderen über- treten kann. Dabei unterscheidet man je nach Anwendung axiale und radiale Ab- dichtungen. O-Ringe können sowohl zur Abdichtung statischer als auch bewegter Maschinenteile eingesetzt werden. 3.1 STATISCHE ABDICHTUNG Bei sachgemäßem Einbau und richtiger Auslegung können statische Anwendun- gen mit Drücken bis zu 1.000 bar abge- dichtet werden. Die Abmessungen der Einbauräume richten sich nach der ver- wendeten Schnurstärke und den jeweiligen Einsatzfällen. Bei pulsierenden Drücken ist eine Härte des O-Ring-Werkstoffes von ≥ 80 Shore A anzustreben. Die Ver- wendung von zusätzlichen Stützringen (Back-Up-Ringen) kann Beschädigungen, z. B. durch Spaltextrusion, entgegenwirken. 3.2 DYNAMISCHE ABDICHTUNG Die aus der Verformung resultierende Kraft führt zu einer Kontaktspannung, die erheblichen Einfluss auf das Verschleiß- verhalten dynamischer Dichtungen hat. Daher ist die Abdichtung dynamischer Systeme, d. h. Anwendungen, bei denen sich die abzudichtenden Bauteile relativ zueinander bewegen, immer ein Kompro- miss zwischen Dichtheit und Verschleiß. Je stärker die Verformung des Schnur- querschnitts, desto größer die resultieren- de Kraft und desto größer der Verschleiß. Wenn nötig, kann durch Beschichtungen 602

603

4. PRODUKTINFORMATION 4. Produktinformation Der O-Ring gemäß ISO 3601 ist ein sowohl in seinem Schnurquerschnitt als auch in der Draufsicht runder Endlosring. Ab weichende Formen werden als O-Ring- Sonderformen (OR-SF) bezeichnet, wobei die Dimensions- toleranzen gemäß ISO 3601-1 und die Sorten merkmale gemäß ISO 3601-3 für diese Sonderformen übernommen werden können. Die Norm ISO 3601-1 sieht nur zwei Dimensionsgrößen bei einem O-Ring vor – den Innendurchmesser (Ød1) und die axia- le Schnurstärke (Ød2). In der Praxis hat sich die Einführung einer dritten Größe als sinn- voll erwiesen: die radiale Schnurstärke (Ød3). Mit Einführung dieser Größe erge- ben sich zusätzliche Freiheitsgrade bei der Auslegung des Schnurdesigns für Sonder- formen, da im Gegen satz zum Standard-O- Ring die Parameter Ød2 und Ød3 unter- schiedlich dimensioniert sein können. Je nach Querschnitt ergeben sich spezifische Vorteile, die das Anwendungsspektrum der Freudenberg Dichtringe stark erweitern. Anwendungsspezifische Anpassungen der Querschnittsform sind jederzeit in Abspra- che mit den Experten von Freudenberg Sealing Technologies möglich. So kann für jedes Dichtsystem eine passende Dich- tung entwickelt werden. Als Beispiel sind hier die Reduzierung der Montagekraft, permeationsoptimierte Auslegungen oder Ringe mit einer Verliersicherung für Überkopfmontage zu nennen. Die Miniaturisierung schreitet in allen Be- reichen schnell voran. Dieser Entwicklung unterliegen auch Dichtungen. Mithilfe einer speziellen Fertigungstechnologie ist Freudenberg Sealing Technologies in der Lage, Micro O-Ringe nach höchsten Qua- litätsstandards zu fertigen. Ø d2 Ø d3 Ø d1 Abb. 294 O-Ring im Querschnitt mit den Dimensionen Diese Ring dimensionen liegen unterhalb des Geltungs bereichs der ISO 3601, Freu- denberg Sealing Technologies lehnt sich jedoch bei der Festlegung der Qualitäts- kriterien an diese an. Als Untergrenzen für die Ringdimensionen sind für Ød1 0,75 mm und für Ød2 0,4 mm zu nennen. Die dimensionalen Toleranzen sind in die- sen Fällen stark von Material und Herstel- lungsverfahren abhängig und müssen im Einzelfall in Absprache festgelegt werden. Somit kann FST für jeden Anwendungs- fall den passenden Dichtring bereitstel- len. Auf Wunsch werden Bemusterungen nach den Standards von VD A oder AIAG (IATF 16949) durchgeführt, um die hohe, konstant bleibende Qualität der Bauteile zu belegen. Play-circle  Permeation und expl. Dekom- pression Abb. 295 Micro O-Ring 603 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

604

Statische Dichtungen 5. MERKMALKLASSEN Freudenberg O-Ringe werden üblicher- weise nach ISO 3601 gefertigt. Die Norm beschreibt Standards, nach denen für jede Anwendung ein passender O-Ring im vom Eigenschaftsprofil passenden Werkstoff und passender Nutgeometrie entwickelt werden kann. Unterstützend bietet FST den ORing Rechner an. Mit seiner Hilfe ist es möglich, schnell einen passenden O-Ring aus dem Freudenberg Portfolio zu finden. Hier werden automatisch ISO-Empfehlungen, Dimensionen und Angaben zum Einsatz- bereich berücksichtigt. Sollte kein passender Ring als Serienartikel lieferbar sein, kann direkt vom Rechner der entsprechende Vertriebsmit arbeiter kontaktiert werden. Bei bereits vorhan- denem O-Ring kann der Rechner auch zur Auslegung des Bauraums verwendet werden. Bei komplexen Fragestellungen kann jeder- zeit eine kundenspezifische Lösung in Zu- sammenarbeit mit den Experten von FST erarbeitet werden. Dies umfasst sowohl Abweichungen von den ISO-Standard- abmessungen und Toleranzen als auch Abweichungen vom klassischen, kreis- runden O-Ring-Querschnitt. 5.1 DIMENSIONEN UND TOLERANZEN Teil 1 der ISO 3601 befasst sich mit stan- dardisierten Ringdimensionen und den zugehörigen Toleranzen. Das Spektrum erstreckt sich aktuell für den Innen durchmesser Ød1 von 0,74 mm bis 658,88 mm und für die Schnurstärke Ød2 von 1,02 mm bis 6,99 mm. Außer- dem werden in Teil 1 abhängig von den Dimensionen Toleranzfelder definiert: y Toleranzklasse A: Sicherheitsbauteile, z. B. für Brems- systeme y Toleranzklasse B: üblicherweise allgemeine Industrie- anwendungen Dieselben Toleranzklassen können auch für O-Ringe angewendet werden, die von den ISO-Standardabmessungen ab weichen. 5.2 SORTENMERKMALE ISO 3601-3 beschreibt zulässige Form- und Oberflächenabweichungen von O-Ringen. Dabei werden die Abweichun- gen wie in → Tab. 33 definiert und in zwei Klassen eingeteilt: y Sortenmerkmal N (Normalqualität) Qualitätsgrenzlage AQL 1.0 oder nach Vereinbarung. Diese O-Ringe erfüllen sehr hohe Qua- litätsansprüche und sind für alle übli- chen Anwendungsfälle geeignet. Dabei ist es unwesentlich, ob es sich um sta- tische oder dynamische Abdichtungen handelt. Lagerhaltige O-Ringe von Freudenberg Sealing Technologies entsprechen Normalqualität. y Sortenmerkmal S (Sonderqualität) Qualitätsgrenzlage AQL 0.65 oder nach Vereinbarung. Diese O-Ringe kommen nur für An- wendungsfälle in Betracht, in denen höchste Ansprüche an Ausführung und Abdichtvermögen gestellt werden. Die Herstellung erfordert einen erheblich höheren Fertigungs- und Qualitäts- sicherungsaufwand als bei O-Ringen O-Ring Rechner 604

605

5. Merkmalklassen in Normalqualität. O-Ringe in Sonder- qualität werden nicht ab Lager geführt und werden abhängig von Dimension und Material nur auf Anfrage geliefert. O-Ringe der Norm- und der Sonderquali- tät unterscheiden sich durch die zulässi- gen Merkmalsgrößen unabhängig von Dimensionstoleranzen. Im Rahmen der Fertigung bzw. der Qualitätskontrolle wird eine Sichtprüfung auf die verschie- denen Sortenmerkmale mit Merkmals- größen durchgeführt. Für spezielle An- wendungen sind Sonderabsprachen möglich. ART DER ABWEICHUNG SCHEMATISCHE DARSTELLUNG KRITERIUM NACH ISO 3601-3 Versatz und Formabweichungen Wulst, Grat, Versatz kombiniert Einkerbung e e e x y g u n Versatz e Grathöhe x Gratbreite y Tiefe u Breite g Entgratungsbereich Minimales Maß n Fließlinien Vertiefungen, Einzugstellen k t Tiefe k Länge v Tiefe t Breite w w v w Tab. 33 Form- und Oberflächenabweichungen nach ISO 3601-3 605 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

606

Statische Dichtungen 6. FUNKTION Die Dichtwirkung des O-Rings beruht auf einer Verformung seines Querschnitts im eingebauten Zustand, wobei sich die durch die Norm ISO 3601-2 empfohlene Verfor- mung an der verwendeten Schnurstärke orientiert; je kleiner die Schnurstärke, des- to größer die empfohlene Verformung. Zur besseren Vergleichbarkeit wird die Ver- formung üblicherweise auf den Ausgangs- querschnitt bezogen, wodurch sich die prozentuale Verpressung des Rings ergibt. Die durch die Verpressung des Rings ent- stehende Reaktionskraft ergibt die für die Abdichtung erforderliche Anpresskraft. Sie muss größer sein als die Kraft, die durch den anliegenden Mediendruck erzeugt wird. Der Mediendruck kann, je nach Kon- stellation, als unterstützende Kraft genutzt werden, indem er den Ring am Dichtspalt positioniert und diesen zusätzlich ver- presst, die sogenannte Druckaktivierung (→ Abb. 303, Seite 612). Eine korrekte Auslegung eines O-Rings zu einer entsprechenden Nut sollte immer auch die möglichen Extremfälle berück- sichtigen, die sich aus den Fertigungsto- leranzen ergeben, d. h. die Kombination der theoretisch größtmöglichen OR- Schnur mit dem kleinstmöglichen Ein- bauraum und umgekehrt. Bei der Verwendung von O-Ringen als Dichtelemente unterscheidet man zwi- schen Einbau mit radialer oder axialer Verformung. Während radiale Dichtun- gen sowohl in statischen als auch in dy- namischen Anwendungen ihren Dienst leisten, ist die axiale Verwendung übli- cherweise statisch. Einbau in Rechtecknut bei radialer Ver formung Klassische Einsatzfälle für den radialen Einsatz sind die Abdichtungen von Wellen, wobei die Nut im Gehäusebauteil (ge- stauchter Einbau) oder in der Welle (ge- dehnter Einbau) eingebracht sein kann. Bei der Entscheidung, welche Position die richtige ist, spielen unterschiedliche Aspekte eine Rolle, z. B. die Kosten für die Herstellung der Nut (→ Abb. 296). Einbau in Rechtecknut bei axialer Ver formung Axiale Dichtungen kommen überwiegend als Flansch- oder Deckeldichtungen zum Einsatz (→ Abb. 297). Bei Flansch- und Deckelabdichtungen wird der Querschnitt des O-Rings axial verformt. Bei der Festlegung der Ringab- messungen bzw. des Einbauraumes ist die Druckrichtung zu beachten. Abb. 296 O-Ring im radialen Einbau – links: Nut im Gehäuse; rechts: Nut in Welle 606

607

6. Funktion Bei Druck von außen sollte der Ringinnen- durchmesser dem Nutinnendurchmesser entsprechen oder um ein geringes Maß kleiner ausgelegt sein. Die ISO 3601 sieht analog bei Druck von innen die leicht gestauchte Montage vor. Diese Art der Auslegung ist statthaft. Je- doch bietet hier die mittige Positionie- rung des Rings den Vorteil, dass ausge- schlossen wird, dass der Ring durch die Stauchung aus der Nut springt. Unter Umständen muss dann die Schnurstärke angepasst werden, da sich der Ring unter Druckeinwirkung in der Nut aufdehnt. Auch wenn die Bauteile automatisiert montiert werden sollen, bietet die mitti- ge Positionierung Vorteile. So können Be- schädigungen durch unzureichend posi- tionierte Ringe verhindert werden. Bei Deckelabdichtungen in Hydraulik- zylindern ist eine Konstruktion mit radialer Abdichtung zu bevorzugen (→ Abb. 297 und Abb. 298), damit beim elastischen Aufweiten der Hydraulik rohre unter Druckbelastung keine Spaltvergrößerun- gen auf der druckabgewandten Seite auf- treten. Dreiecksnut Aufnahmeräume mit Dreieckform werden teilweise bei verschraubten Flanschen und Deckeln angewendet (→ Abb. 299). Freu- denberg Sealing Technologies empfiehlt von der Verwendung von Dreiecksnuten abzusehen. Durch den vergleichsweise komplexen Aufbau resultieren geringe Ab- weichungen in großen Toleranzfeldern. Die robuste Auslegung solcher Systeme gestal- tet sich daher deutlich schwieriger als die einer klassischen Rechtecknut. Wenn die Anwendung einer Rechtecknut nicht mög- lich ist, sollte der Einsatz besser geeigneter Dichtlösungen, z. B. Usit- Ringe, in Erwä- gung gezogen werden (→ Abschnitt „14.4 Usit-Ringe I, A, I SF“, Seite 633). Trapeznut Die trapezförmige Nut wird vorwiegend ver- wendet, wenn sichergestellt werden soll, dass der O-Ring während der Montage nicht aus der Nut springt (→ Abb. 300). So wird z. B. die Überkopfmontage deutlich verein- facht oder verhindert, dass der O-Ring bei der Montage in nicht einsehbaren Bauräu- men gequetscht wird. Alternativ können sog. Noppenringe (→ Abb. 306, Seite 613) verwendet werden, mit deren Hilfe sich auch in einer klassischen Rechtecknut eine Verlier sicherung realisieren lässt. Abb. 297 O-Ring im axialen Einbau Abb. 298 Radiale Anordnung für Deckelabdichtungen unter hohem Druck 607 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

608

Statische Dichtungen Abb. 299 O-Ring in Dreiecksnut Abb. 300 O-Ring in Trapeznut Einen absoluten Sonderfall nimmt die Nut gemäß Hygienic-Design-Regeln ein. Hier werden bewusst die theoretischen Grundlagen der Norm DIN ISO 3601-2 miss achtet, um die speziellen Forderun- gen im Bereich der Lebensmittel- und Getränke industrie, der Pharmazie oder der Medizin technik zu erfüllen, siehe auch Richtlinien der EHED G oder entsprechende Normen (z. B. DIN 11864). Der komplexe Aufbau der Nut erfordert eine detaillierte Betrachtung der theoretisch möglichen Extremsituationen, um z. B. eine Nutüberfüllung und eine damit ein- hergehende Funktionseinbuße zu ver- meiden. Der Ausbau eines O-Rings aus ei- ner Trapeznut ist in der Regel nicht ohne geeignetes Werkzeug möglich. Sondernuten Neben den oben beschriebenen Nuten kommen in seltenen Fällen abweichende Formen zum Einsatz. Diese sind meist über- geordneten Gründen, z. B. dem Fertigungs- prozess der Gehäuseteile und/oder Einsatz- fällen, geschuldet. Die häufigsten Formen sind: y halbe Trapeznut y zweiteilige Rechtecknut 608

609

7. EINFLUSSGRÖSSEN 7. Einflussgrößen Die Randbedingungen, die zur korrekten Auslegung eines O-Rings mindestens be- kannt sein müssen, sind Angaben zum ab- zudichtenden Medium, zu Nutgeometrie und -oberfläche sowie zu Temperatur- und Druckprofilen. Für dynamische Anwen- dungen kommen Relativgeschwindigkei- ten und/oder Frequenzen hinzu. Daraus werden die ersten Entscheidungen abge- leitet, aus denen sich später das Dichtsys- tem zusammensetzt. O-Ringe von Freudenberg Sealing Techno- logies können sowohl in statischen als auch dynamischen Anwendungen ein gesetzt werden. Im Einzelfall kommen sogenannte Sonderformen zum Einsatz, die in enger Zusammenarbeit mit den Experten von FST entwickelt werden können. Dynami- sche Systeme unterliegen immer dem Kompromiss zwischen Verschleiß und Dichtwirkung. Mit der Expertise von FST kann jedoch für jeden Anwendungsfall ein passender Ring definiert werden. Um sicherzustellen, dass alle erforder- lichen Informationen vorliegen, fragen Sie Ihren Ansprechpartner im Vertrieb nach den EIS-Blättern (Engineering Information Sheets). Dort werden alle relevanten Para- meter abgefragt. 609 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

610

Statische Dichtungen 8. KONSTRUKTIONSHINWEISE 8.1 ALLGEMEINE HINWEISE OBERFLÄCHEN Üblicherweise sind Aufnahmenuten für O-Ringe rechteckig ausgeführt. Dimensi- onale Richtwerte finden sich am Ende dieses Abschnitts und in der ISO 3601-2 (→ Abschnitt „8.2 Richtwerte für die Aus- legung“, Seite 615). Wenn fertigungs- technisch erforderlich, können die Flanken bis zu 5° geneigt sein. Bei pulsierenden Drücken ist die Rautiefe zu verfeinern. Die Empfehlungen bezüglich der Oberflächen- qualität sind in → Tab. 35 aufgelistet. Map-Marker-Exclamation Einführschräge zur sicheren, beschädigungs- freien Montage max. 5° r1 b r2 b [mm] r1 [µm] ≤ 3 > 3 0,1 0,2 r2 [µm] 0,25 0,50 Tab. 34 Empfehlungen zu den Kantenradien der Nut Die Radien r1 und r2 werden abhängig von der Nutbreite b gestaltet (→ Tab. 34). An- stelle der Rundung r2 am Grund der Auf- nahmenut kann eine gleich große An- schrägung unter einem Winkel von 45° gewählt werden. Die mit dem O-Ring in Berührung kommenden Maschinenteile sind sorgfältig zu entgraten. Alle Fremd- körper sind vor der Montage zu entfernen. Für Stangen und Rohre wird meistens Stahl verwendet. Sauber geglättetes und porenfreies Gusseisen ist ebenfalls geeignet. Aluminium, Bronze oder Messing können infolge vergleichsweise niedriger Härte einen erhöhten Verschleiß bei dynamischer Beanspruchung aufzeigen. Sie werden jedoch für bestimmte Anwen- dungsfälle eingesetzt. Damit der O-Ring unbeschadet in der Nut verpresst werden kann, wird die Stange bzw. das Gehäuse angeschrägt. Der Winkel der Einführschräge sollte im Bereich von 15° bis 20° liegen. Zudem ist eine aus- OBERFLÄCHE ANWENDUNG MEDIENDRUCK Ra [μm] Rz [μm] Nutgrund und Flanken Statisch axial Konstant Statisch radial Konstant Pulsierend Dynamisch Dichtfläche Statisch Konstant Pulsierend Dynamisch Tab. 35 Empfehlungen zur Oberflächenrauheit der Dichtpartner 3,2 1,6 1,6 0,8 1,6 0,8 0,4 610 12,5 6,3 6,3 3,2 6,3 3,2 1,6

611

8. Konstruktionshinweise 15° 15° Abb. 301 Empfehlungen zur Einführschräge reichende Länge der Einführschräge Z zu wählen, sodass der O-Ring auch bei schlechten Toleranzkombinationen nur über die Schräge verformt wird. Die Über- gänge sind sorgfältig zu verrunden. Wenn der Bauraum keine oder keine geeignete Einführschräge besitzt oder der O-Ring mit der vorderen Kante in Berührung kommt, können die O-Ringe bei der Mon- tage beschädigt und dadurch undicht werden, ggf. ist der Einsatz eines Montage- hilfe zu prüfen. NUTFÜLLGRAD Das Volumen der Einbaunut muss immer größer als das Volumen des O-Rings sein. Das Verhältnis zwischen Volumen des größten Rings und der kleinsten möglichen Einbaunut soll 0,9 nicht überschreiten (Nutfüllgrad). Diese Anforderung beruht auf der wesentlich höheren Volumen- zunahme von Elastomer unter Tempera- tureinfluss im Vergleich zu Stahl u/o Aluminium. Des Weiteren ist auch eine Volumen zunahme durch eine chemische Beeinflussung möglich (Quellung). Aus Montagegründen ist eine aufge- dehnte Auslegung bei Druck von Innen durchaus zulässig, muss aber auf ihre Auswirkung auf die Verpressung über- prüft/berücksichtigt werden. Bei hohen Mediendrücken muss die Spalt- weite, die zwischen den Dichtpartnern besteht, entsprechend eingestellt werden. Hohe Drücke können dazu führen, dass der O-Ring in den Spalt gedrückt wird und extrudiert. Die zulässige Spaltweite ist abhängig vom Mediendruck, dem Druck- profil, der Shorehärte des Elastomers und davon, ob es sich um eine statische oder eine dynamische Dichtung handelt. Kann der Spalt aus bestimmten Gründen nicht klein genug realisiert werden, besteht die Möglichkeit eventuell auftretende Spalt- extrusion durch die Verwendung eines Stützrings zu ver hindern (→ Abschnitt „14. – Stützringe“, Seite 630). Abb. 302 Empfehlungen zur Einführschräge Map-Marker-Exclamation Nutfüllgrad ≤ 90 % 611 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

612

Statische Dichtungen Abb. 303 Links: montierter Ring; Mitte: druckaktivierter Ring; rechts: Spaltextrusion Stützring erforderlich O O R 7 2 S h ore A R 9 0 S h ore A 0,30 0,25 0,20 0,15 0,10 0,05 ] m m [ e t i e w t l a p S Stützring erforderlich O O R 7 2 S h ore A R 9 0 S h ore A 0,30 0,25 0,20 0,15 0,10 0,05 ] m m [ e t i e w t l a p S 63 100 160 210 250 13 30 63 100 Mediendruck [bar] Mediendruck [bar] Abb. 304 Links: montierter Ring; Mitte: druckaktivierter Ring; rechts: Spaltextrusion AUFDEHNUNG/STAUCHUNG Ringe, die in die Nut eines Kolbens ein gesetzt werden, sollten mit einer relativ hohen Aufdehnung eingebaut werden. Dies hat sich in der Praxis bewährt, da da- durch die Möglichkeit der Beschädigung des O-Rings bei der Montage verringert werden kann. Die maximale Aufdehnung im verbauten Zustand sollte nicht größer als 15 % sein (kleinster Ring innen durch- messer/größter Nutgrunddurch messer). Die Aufdehnung führt aufgrund der In- kompressibilität des Elastomers zur Ver- jüngung der Schnurstärke, was bei der Auslegung berücksichtigt werden muss. Der O-Ring muss für den Einsatz als Stan- genabdichtung ausreichend formstabil sein, da er sonst beim vertikalen Einbau durch sein Eigengewicht aus der Nut fällt. Die max. Stauchung (max. Außendurch messer und min. Nutgrunddurchmesser) sollte bei ca. 3 % liegen. Map-Marker-Exclamation Maximale Aufdehnung nicht >15 %, maximale Stauchung ca. 3 % 612

613

8. Konstruktionshinweise d2/d1 0,01 0,05 0,10 0,50 1,00 1,50 ] % [ g n u r e g n i r r e v s t t i n h c s r e u Q 12 10 8 6 4 2 0 0 5 10 15 20 Aufdehnung [%] Abb. 305 Querschnittsverringerung eines O-Rings in Abhängigkeit von der Aufdehnung und vom Verhältnis d2/d1 Es sollte darauf geachtet werden, dass der Ring bei der Montage der Stange nicht zu weit aus der Nut ragt, damit er bei der Montage nicht beschädigt wird. Empfohlen wird, dass die Außendurch- messertoleranz des Rings für die Stau- chungsbestimmung nicht über die Tole- ranzen vom Ringinnendurchmesser plus zweimal die Toleranzen von der radialen Schnurstärke berechnet wird, sondern durch die adäquate Toleranz des entspre- chenden Innendurchmessers bestimmt wird (der Außendurchmesser besitzt die Toleranz des vergleichbaren Innendurch- messers). Sollen axiale Dichtungen eine Verlier sicherung erhalten, rät FST davon ab, den Ring durch Stauchung zu positionieren. Technisch ist dies zwar möglich, aber durch die Spannungen besteht die Mög- lichkeit, dass der Ring aus der Nut springt. Dadurch kann der Ring bei der Montage gequetscht werden oder gar komplett aus dem Einbauraum fallen. Wenn sicher- gestellt werden soll, dass der Ring bei- spielsweise bei der Überkopfmontage oder beim Transport des Rings in der Nut ver- bleibt, haben sich Noppenringe etabliert. Abb. 306 Noppenring 613 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

614

Statische Dichtungen Die über den Umfang verteilten Noppen verpressen den Ring radial und halten den Ring so in der Nut. Gerne unter stützen die Experten von Freudenberg Sealing Tech- nologies bei der Konstruktion eines sol- chen Rings. VERPRESSUNG Die Verpressung des Rings ist elementar für die Dichtfunktion. Prinzipiell reicht eine sehr kleine Verpressung aus, damit der O-Ring seiner Dichtaufgabe gerecht wird. Jedoch muss auch bedacht werden, dass die unterschiedlichen Wärmeaus- dehnungen von Elastomer und Stahl Ein- fluss auf die tatsächliche Verpressung ha- ben. Mit fallender Temperatur verringert sich die Verpressung, während sie mit einer Erhöhung der Temperatur steigt. Freu- denberg Sealing Technologies empfiehlt die in der ISO 3601-2 angegebenen Ver- pressungen für statische und dynamische Anwendungen. Durch die dimensionalen Toleranzen, denen O-Ring und Bauraum unterliegen, ergibt sich ein gewisser Ver- pressungsbereich. Bei kleineren Ring- dimensionen wirken sich nominal gleiche Toleranzen stärker aus. Daher sieht die empfohlene Verpressung für kleine O-Ringe einen breiteren Verpressungsbe- reich vor. Bei manchen Anwendungen ist es auf- grund der Belastung sinnvoll, anstatt eines O-Rings eine O-Ring-Sonderform (OR-SF) zu verwenden, die im Querschnitt von den klassischen Formen des O-Rings ab- weicht. Im Falle komplexerer Fragestel- lungen besteht die Möglichkeit, FEM-Si- mulationen durchzuführen. Hierbei können z. B. Verpressung, Verformung und Kontakt spannungen berechnet werden, um sicher zustellen, dass der Dichtring den Anforderungen optimal entspricht. Map-Marker-Exclamation Toleranz von Bauraum und O-Ring 614 Abb. 307 Verpresster Ring in einer FEM-- Simulation Als Richtwerte für die Auslegung der Nut können die in der folgenden Tabellen dar- gestellten Angaben verwendet werden. Auch wenn diese Anwendung finden, empfiehlt Freudenberg Sealing Techno- logies eine Toleranzbetrachtung von Bauraum und ORing durchzuführen, um sicher zustellen, dass es weder zu Lecka- gen noch zur Schädigung des O-Rings kommen kann.

615

8.2 RICHTWERTE FÜR DIE AUSLEGUNG 8. Konstruktionshinweise AXIALSTATISCH Ø d7 H9 Ø d8 h9 b h r Abb. 308 Statisch axial dichtende Auslegung SCHNURSTÄRKE d2 [mm] NUTTIEFE h (0/0,1) [mm] NUTBREITE b (0/0,2) [mm] NUTRADIUS r [mm] 1,50 1,60 1,78 2,00 2,40 2,50 2,62 3,00 3,53 4,00 4,50 5,00 5,33 5,50 5,70 6,00 6,50 6,99 7,50 8,00 8,40 9,00 9,50 10,00 11,00 12,00 13,00 14,00 1,0 1,1 1,2 1,4 1,7 1,8 1,9 2,2 2,7 3,1 3,5 3,9 4,2 4,5 4,6 4,8 5,3 5,8 6,2 6,8 6,9 7,4 7,8 8,3 9,3 10,2 10,8 11,6 2,4 2,5 2,7 2,9 3,4 3,5 3,6 4,1 4,6 5,1 5,4 6,3 6,6 6,6 6,9 7,3 7,8 8,2 8,8 9,2 9,8 10,6 11,1 11,6 12,6 13,6 15,0 16,2 0,3 ±0,1 0,3 ±0,1 0,3 ±0,1 0,3 ±0,1 0,3 ±0,1 0,3 ±0,1 0,3 ±0,1 0,6 ±0,2 0,6 ±0,2 0,6 ±0,2 0,6 ±0,2 0,6 ±0,2 0,6 ±0,2 0,6 ±0,2 0,6 ±0,2 1,0 ±0,2 1,0 ±0,2 1,0 ±0,2 1,0 ±0,2 1,4 ±0,2 1,4 ±0,2 1,4 ±0,2 1,4 ±0,2 1,4 ±0,2 1,4 ±0,2 1,6 ±0,2 1,6 ±0,2 1,6 ±0,2 Tab. 36 Richtwert für die Auslegung – axial-statisch 615 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

616

Statische Dichtungen RADIALSTATISCHE KOLBENDICHTUNG Z 15° t Ø d3 h6 Ø d4 H8 r b Ø d9 f7 Abb. 309 Statisch radial dichtende Kolbendichtung SCHNURSTÄRKE d2 [mm] 1,50 1,60 1,78 2,00 2,40 2,50 2,62 3,00 3,53 4,00 4,50 5,00 5,33 5,50 5,70 6,00 6,50 6,99 7,50 8,00 8,40 9,00 9,50 10,00 11,00 12,00 13,00 14,00 DICHTFLÄCHEN- ABSTAND t [mm] NUTBREITE b + 0,25 [mm] EINFÜHRSCHRÄGE Z [mm] NUTRADIUS r [mm] 1,10 1,15 1,30 1,50 1,80 1,90 2,00 2,30 2,70 3,10 3,50 3,90 4,20 4,40 4,50 4,80 5,20 5,60 6,00 6,40 6,70 7,20 7,60 8,00 8,70 9,60 10,40 11,20 2,0 2,2 2,3 2,5 3,0 3,1 3,2 3,7 4,2 4,7 5,2 5,9 6,2 6,3 6,6 6,9 7,4 7,9 8,5 9,2 9,7 10,4 11,0 11,6 13,0 14,0 15,3 16,4 1,5 1,6 1,7 1,7 2,0 2,0 2,1 2,3 2,7 2,8 3,1 3,4 3,4 3,4 3,6 3,6 3,9 4,1 4,4 4,6 4,9 5,3 5,5 5,8 6,9 7,0 7,6 8,1 0,3 ±0,1 0,3 ±0,1 0,3 ±0,1 0,3 ±0,1 0,3 ±0,1 0,3 ±0,1 0,3 ±0,1 0,6 ±0,2 0,6 ±0,2 0,6 ±0,2 0,6 ±0,2 0,6 ±0,2 0,6 ±0,2 0,6 ±0,2 0,6 ±0,2 1,0 ±0,2 1,0 ±0,2 1,0 ±0,2 1,0 ±0,2 1,4 ±0,2 1,4 ±0,2 1,4 ±0,2 1,4 ±0,2 1,4 ±0,2 1,4 ±0,2 1,6 ±0,2 1,6 ±0,2 1,6 ±0,2 Tab. 37 Richtwert für die Auslegung – radial-statische Kolbendichtung 616

617

8. Konstruktionshinweise RADIALSTATISCHE STANGENDICHTUNG b r 15° Z Ø d10 H8 Ø d5 f7 t Ø d6 H9 Abb. 310 Statisch radial dichtende Stangendichtung DICHTFLÄCHEN- ABSTAND t [mm] NUTBREITE b + 0,25 [mm] EINFÜHRSCHRÄGE Z [mm] NUTRADIUS r [mm] SCHNURSTÄRKE d2 [mm] 1,50 1,60 1,78 2,00 2,40 2,50 2,62 3,00 3,53 4,00 4,50 5,00 5,33 5,50 5,70 6,00 6,50 6,99 7,50 8,00 8,40 9,00 9,50 10,00 11,00 12,00 13,00 14,00 1,18 1,27 1,42 1,61 1,94 2,04 2,15 2,48 2,91 3,31 3,72 4,12 4,42 4,57 4,73 4,88 5,38 5,92 6,34 6,75 7,06 7,54 7,91 8,30 9,02 9,67 10,24 10,74 2,10 2,20 2,40 2,60 3,10 3,20 3,30 3,80 4,40 4,90 5,50 6,10 6,40 6,60 6,90 7,30 7,80 8,20 8,80 9,30 9,90 10,50 11,20 11,80 12,90 14,20 15,50 16,80 1,70 1,74 1,84 2,00 2,32 2,34 2,36 2,60 3,00 3,34 3,80 4,20 4,34 4,44 4,60 5,16 5,24 5,10 5,50 5,86 6,40 6,90 7,40 8,10 9,20 10,64 12,30 14,26 Tab. 38 Richtwert für die Auslegung – radial-statische Stangendichtung & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V 0,3 ±0,1 0,3 ±0,1 0,3 ±0,1 0,3 ±0,1 0,3 ±0,1 0,3 ±0,1 0,3 ±0,1 0,6 ±0,2 0,6 ±0,2 0,6 ±0,2 0,6 ±0,2 0,6 ±0,2 0,6 ±0,2 0,6 ±0,2 0,6 ±0,2 1,0 ±0,2 1,0 ±0,2 1,0 ±0,2 1,0 ±0,2 1,4 ±0,2 1,4 ±0,2 1,4 ±0,2 1,4 ±0,2 1,4 ±0,2 1,4 ±0,2 1,6 ±0,2 1,6 ±0,2 1,6 ±0,2 617

618

Statische Dichtungen RADIALDYNAMISCHE HYDRAULIKKOLBENDICHTUNG Z 15° t Ø d3 h6 Ø d4 H8 r b Ø d9 f7 Abb. 311 Dynamisch radial dichtende Hydraulik-Kolbendichtung SCHNURSTÄRKE d2 [mm] 1,50 1,60 1,78 2,00 2,40 2,50 2,62 3,00 3,53 4,00 4,50 5,00 5,33 5,50 5,70 6,00 6,50 6,99 7,50 8,00 8,40 9,00 9,50 10,00 11,00 12,00 13,00 14,00 DICHTFLÄCHEN- ABSTAND t [mm] NUTBREITE b + 0,25 [mm] EINFÜHRSCHRÄGE Z [mm] NUTRADIUS r [mm] 1,10 1,15 1,30 1,50 1,80 1,90 2,00 2,30 2,70 3,10 3,50 3,90 4,20 4,40 4,50 4,80 5,20 5,60 6,00 6,40 6,70 7,20 7,60 8,00 8,70 9,60 10,40 11,20 2,0 2,2 2,3 2,5 3,0 3,1 3,2 3,7 4,2 4,7 5,2 5,9 6,2 6,3 6,6 6,9 7,4 7,9 8,5 9,2 9,7 10,4 11,0 11,6 13,0 14,0 15,3 16,4 1,5 1,6 1,7 1,7 2,0 2,0 2,1 2,3 2,7 2,8 3,1 3,4 3,4 3,4 3,6 3,6 3,9 4,1 4,4 4,6 4,9 5,3 5,5 5,8 6,9 7,0 7,6 8,1 0,3 ±0,1 0,3 ±0,1 0,3 ±0,1 0,3 ±0,1 0,3 ±0,1 0,3 ±0,1 0,3 ±0,1 0,6 ±0,2 0,6 ±0,2 0,6 ±0,2 0,6 ±0,2 0,6 ±0,2 0,6 ±0,2 0,6 ±0,2 0,6 ±0,2 1,0 ±0,2 1,0 ±0,2 1,0 ±0,2 1,0 ±0,2 1,4 ±0,2 1,4 ±0,2 1,4 ±0,2 1,4 ±0,2 1,4 ±0,2 1,4 ±0,2 1,6 ±0,2 1,6 ±0,2 1,6 ±0,2 Tab. 39 Richtwert für die Auslegung – radial-dynamische Hydraulik-Kolbendichtung 618

619

8. Konstruktionshinweise RADIALDYNAMISCHE HYDRAULIKSTANGENDICHTUNG b r 15° Z Ø d10 H8 Ø d5 f7 t Ø d6 H9 Abb. 312 Dynamisch radial dichtende Hydraulik-Stangendichtung DICHTFLÄCHEN- ABSTAND t [mm] NUTBREITE b + 0,25 [mm] EINFÜHRSCHRÄGE Z [mm] NUTRADIUS r [mm] SCHNURSTÄRKE d2 [mm] 1,50 1,60 1,78 2,00 2,40 2,50 2,62 3,00 3,53 4,00 4,50 5,00 5,33 5,50 5,70 6,00 6,50 6,99 7,50 8,00 8,40 9,00 9,50 10,00 11,00 12,00 13,00 14,00 1,18 1,27 1,42 1,61 1,94 2,04 2,15 2,48 2,91 3,31 3,72 4,12 4,42 4,57 4,73 4,88 5,38 5,92 6,34 6,75 7,06 7,54 7,91 8,30 9,02 9,67 10,24 10,74 2,10 2,20 2,40 2,60 3,10 3,20 3,30 3,80 4,40 4,90 5,50 6,10 6,40 6,60 6,90 7,30 7,80 8,20 8,80 9,30 9,90 10,50 11,20 11,80 12,90 14,20 15,50 16,80 1,70 1,74 1,84 2,00 2,32 2,34 2,36 2,60 3,00 3,34 3,80 4,20 4,34 4,44 4,60 5,16 5,24 5,10 5,50 5,86 6,40 6,90 7,40 8,10 9,20 10,64 12,30 14,26 Tab. 40 Richtwert für die Auslegung – radial-dynamische Hydraulik-Stangendichtung & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V 0,3 ±0,1 0,3 ±0,1 0,3 ±0,1 0,3 ±0,1 0,3 ±0,1 0,3 ±0,1 0,3 ±0,1 0,6 ±0,2 0,6 ±0,2 0,6 ±0,2 0,6 ±0,2 0,6 ±0,2 0,6 ±0,2 0,6 ±0,2 0,6 ±0,2 1,0 ±0,2 1,0 ±0,2 1,0 ±0,2 1,0 ±0,2 1,4 ±0,2 1,4 ±0,2 1,4 ±0,2 1,4 ±0,2 1,4 ±0,2 1,4 ±0,2 1,6 ±0,2 1,6 ±0,2 1,6 ±0,2 619

620

Statische Dichtungen RADIALDYNAMISCHE PNEUMATIKKOLBENDICHTUNG Z 15° t Ø d3 h6 Ø d4 H8 r b Ø d9 f7 Abb. 313 Dynamisch radial dichtende Pneumatik-Kolbendichtung SCHNURSTÄRKE d2 [mm] 1,50 1,60 1,78 2,00 2,40 2,50 2,62 3,00 3,53 4,00 4,50 5,00 5,33 5,50 5,70 6,00 6,50 6,99 7,50 8,00 8,40 9,00 9,50 10,00 11,00 12,00 13,00 14,00 DICHTFLÄCHEN- ABSTAND t [mm] NUTBREITE b + 0,25 [mm] EINFÜHRSCHRÄGE Z [mm] NUTRADIUS r [mm] 1,15 1,20 1,35 1,55 1,90 2,00 2,10 2,40 2,80 3,30 3,70 4,10 4,40 4,50 4,70 4,90 5,40 5,80 6,10 6,60 7,00 7,40 7,80 8,30 9,10 9,90 10,80 11,60 1,9 2,1 2,2 2,4 2,7 2,8 2,9 3,4 3,8 4,2 4,8 5,4 5,7 6,0 6,1 6,5 7,0 7,5 8,2 8,7 9,0 9,9 10,5 10,9 12,1 13,2 14,3 15,4 1,3 1,5 1,5 1,6 1,7 1,7 1,8 1,9 2,0 2,1 2,3 2,7 2,8 2,9 3,0 3,2 3,3 3,4 4,0 4,1 4,2 4,6 4,8 4,9 5,3 5,9 6,1 6,6 0,3 ±0,1 0,3 ±0,1 0,3 ±0,1 0,3 ±0,1 0,3 ±0,1 0,3 ±0,1 0,3 ±0,1 0,6 ±0,2 0,6 ±0,2 0,6 ±0,2 0,6 ±0,2 0,6 ±0,2 0,6 ±0,2 0,6 ±0,2 0,6 ±0,2 1,0 ±0,2 1,0 ±0,2 1,0 ±0,2 1,0 ±0,2 1,4 ±0,2 1,4 ±0,2 1,4 ±0,2 1,4 ±0,2 1,4 ±0,2 1,4 ±0,2 1,6 ±0,2 1,6 ±0,2 1,6 ±0,2 Tab. 41 Richtwert für die Auslegung – radial-dynamische Pneumatik-Kolbendichtung 620

621

8. Konstruktionshinweise RADIALDYNAMISCHE PNEUMATIKSTANGENDICHTUNG b r 15° Z Ø d10 H8 Ø d5 f7 t Ø d6 H9 Abb. 314 Dynamisch radial dichtende Pneumatik-Stangendichtung DICHTFLÄCHEN- ABSTAND t [mm] NUTBREITE b + 0,25 [mm] EINFÜHRSCHRÄGE Z [mm] NUTRADIUS r [mm] SCHNURSTÄRKE d2 [mm] 1,50 1,60 1,78 2,00 2,40 2,50 2,62 3,00 3,53 4,00 4,50 5,00 5,33 5,50 5,70 6,00 6,50 6,99 7,50 8,00 8,40 9,00 9,50 10,00 11,00 12,00 13,00 14,00 1,24 1,30 1,46 1,65 2,00 2,09 2,25 2,59 3,10 3,53 3,95 4,40 4,69 4,84 5,02 5,28 5,70 6,22 6,66 7,10 7,40 7,91 8,33 8,68 9,48 10,18 10,85 11,41 2,00 2,15 2,30 2,50 3,00 3,05 3,10 3,60 4,10 4,60 5,20 5,70 6,10 6,30 6,50 6,80 7,40 7,90 8,40 8,90 9,50 10,10 10,70 11,40 12,50 13,80 15,00 16,30 1,45 1,50 1,60 1,70 1,95 2,00 2,00 2,00 2,20 2,40 2,80 3,10 3,20 3,30 3,40 3,60 4,00 3,90 4,20 4,40 5,00 5,40 5,70 6,60 7,40 8,70 10,00 11,70 Tab. 42 Richtwert für die Auslegung – radial-dynamische Pneumatik-Stangendichtung & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V 0,3 ±0,1 0,3 ±0,1 0,3 ±0,1 0,3 ±0,1 0,3 ±0,1 0,3 ±0,1 0,3 ±0,1 0,6 ±0,2 0,6 ±0,2 0,6 ±0,2 0,6 ±0,2 0,6 ±0,2 0,6 ±0,2 0,6 ±0,2 0,6 ±0,2 1,0 ±0,2 1,0 ±0,2 1,0 ±0,2 1,0 ±0,2 1,4 ±0,2 1,4 ±0,2 1,4 ±0,2 1,4 ±0,2 1,4 ±0,2 1,4 ±0,2 1,6 ±0,2 1,6 ±0,2 1,6 ±0,2 621

622

Statische Dichtungen 9. MODIFIKATIONEN Vielzahl unterschiedlicher Anwendungen ermöglicht. Hierzu zählen nahezu alle Bereiche, die im Maschinen- und Anlagen bau relevant sein können. Das Freudenberg Portfolio setzt sich aus unterschiedlichen Beschichtungssystemen zusammen. Diese können sein: y Oberﬂächenbehandlung y Pulverschmierstoﬀe y Gleitlacke y Ölschmiermittel y Farbbeschichtung In Absprache mit seinen Experten ist FST in der Lage für jeden Anwendungsfall die richtige Oberﬂächenbehandlung auszu- wählen. 9.2 BEDRUCKEN Freudenberg Sealing Technologies kann auf O-Ringen visuelle Unterscheidungs- merkmale in einem speziellen Bedruck- ungsverfahren auf der Ring-Oberﬂäche applizieren (→ Abb. 315). Die Druckmuster zeichnen sich durch eine hochgradige Individualisierbarkeit aus. Neben Standardmustern können nach Absprache auch kundenspeziﬁsche Druckmuster und Schriftzüge realisiert werden (siehe auch → Kapitel „Services – Produktmarkierung“, Seite 15). 9.3 TECHNISCHE SAUBERKEIT Für Anwendungen mit hohen Sauber- keits anforderungen können O-Ringe als Clean-&-Pack-Artikel bestellt werden. Abb. 315 Beispiele für bedruckte Ringe Optional können O-Ringe von Freudenberg Sealing Technologies durch gezielte Modi- ﬁkationen besondere kundenspeziﬁsche Anforderungen in folgenden Bereichen erfüllen: y Zuführung und Vereinzelung y Montagehilfsmittel y Verschleißfestigkeit y Reibungsreduzierung y Diﬀerenzierung und Veriﬁzierung y Sauberkeit 9.1 OBERFLÄCHEN- BEHANDLUNG Beschichtungen kommen vor allem dann zum Einsatz, wenn besondere Anforde- rungen an Vereinzelung der Ringe oder Montagekräfte gestellt werden (→ Kapitel „Services – Beschichtung“, Seite 11). Natürlich sind Freudenberg Beschichtun- gen überwiegend VOC-frei und entspre- chen den aktuell geltenden gesetzlichen Vorgaben hinsichtlich REACh und RoHS. Das Beschichtungsportfolio zeichnet sich durch eine hohe Diversität aus. Dadurch wird der Einsatz von O-Ringen in einer Play-circle  Beschichtung Überblick Beschichtungsarten 622

623

9. Modifikationen Hierbei durchlaufen die Dichtungselemen- te einen zusätzlichen Prozessschritt. Im Reinraum werden dabei die O-Ringe erneut gewaschen und direkt verpackt. Anschlie- ßend werden sie nach ISO 16232/VDA19 hinsichtlich Fremdpartikeln analysiert. In der folgenden → Tab. 43 finden Sie weitere Angaben zu den Grenzwerten, die durch den Clean-&-Pack-Prozess zuge- sagt werden können. Die Eigenschaften des Rings werden durch diesen Prozess in keiner Weise negativ beeinflusst. TECHNISCHE SAUBERKEIT NACH CLEAN-&-PACK Maximale Partikelgröße Maximale Partikelgröße (metallische Partikel) Maximale Faserlänge 600 μm 300 μm 2.000 μm Partikelgrößenverteilung CCC = A (C14/D13/E12/F9/G7/H5/I3/J-K00) Maximaler gravimetrischer Anteil an Partikeln 3 mg/1.000 cm2 Tab. 43 Zugesagtes Sauberkeitsniveau nach Clean-&-Pack l e k i t r a P l h a z n A 10.000 1.000 100 10 1 0,1 100–150 150–200 200–400 400–600 600–1.000 > 1.000 Größenklassen der Partikel [µm] Abb. 316 Reduktion der Partikel durch den Clean-&-Pack-Prozess Standard prozesse Clean-&-Pack Standard Prozesse 623 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

624

Statische Dichtungen 10. MONTAGE Vor dem Einbau von O-Ringen sollte das gesamte System von Schmutz und Bear- beitungsrückständen gereinigt werden. O-Ringe sollten nicht über scharfe Kanten, abgesetzte Wellen, Gewinde, Nuten o. ä. gezogen werden. Ratsam ist eine Abde ckung der scharfen Übergänge bei der Montage, damit eine Beschädigung ver- mieden wird. Der ORing darf nicht verdrillt in der Aufnahmenut zu liegen kommen. Eine kurzzeitige Aufdehnung bei der Montage ist statthaft. Jedoch ist zu beachten, dass der O-Ring aufgrund der Werkstoffeigen- schaften einige Zeit benötigt, bis er wie- der seine ursprüngliche Form annimmt. Bei der Montage als Kolben- oder Wellen- dichtung unter 10 mm Außendurch- messer ist wegen der prozentual großen Aufweitung mit besonderer Sorgfalt vor- zugehen. Die Verwendung eines Montage- dornes oder einer Montagehülse wird empfohlen ( siehe auch → Kapitel „Services – Montage- und Demontagehilfsmittel“, Seite 14). 10.1 AUTOMATISCHE MONTAGE Für das automatische Teilehandling von O-Ringen ist es von hoher Bedeutung, die Form- und Lageabweichungen der Dich- tungen vor der Zuführung in die Maschine in definierten Grenzen zu halten. Die Grenzwerte sind hier vom tatsächlichen Montagevorgang und den Ringdimensi- onen abhängig. Allgemein anerkannte Empfehlungen, die auf den Erfahrungs- werten der Hersteller von Maschinen zur automatisierten Montage aufbauen, werden von Freudenberg O-Ringen in der Regel eingehalten. Weiterhin kann FST mit seinen Beschich- tungssystemen den reibungslosen auto- matischen Montageprozess zusätzlich unterstützen. So können zum Beispiel Montagekräfte reduziert oder die Ver- einzelung der O-Ringe erleichtert werden (→ Abschnitt „9.1 Oberflächenbehand- lung“, Seite 622). 10.2 DEHNUNG UND STAUCHUNG O-Ringe von Freudenberg Sealing Tech- nologies können problemlos mit einer dauerhaften Aufdehnung von 5 bis 15 % beaufschlagt werden. Viele Praxisanwen- dungen haben gezeigt, dass sich eine höhere Dehnungsrate positiv auf den Montageprozess auswirkt. Insbesondere bei langen Montageabständen kann da- durch das Risiko für Verdrillen und Scheren reduziert werden. Die Stauchung des O-Rings im axialen Einbau sollte 3 % nicht überschreiten, da sonst die Gefahr der Ringverwerfung und des Abscherens bei der Montage besteht. Im Zweifel sollte die mittige Positionierung bevorzugt werden. Die angegebenen Werte für Dehnung und Stauchung sind Idealwerte, die sich in der Praxis nicht immer einhalten lassen. Insbesondere bei größeren Dehnungen muss der Einbauraum des O-Rings ent- sprechend korrigiert werden, um eine ausreichende Verpressung zu gewährleis- ten. Map-marker-edit Beschädigung durch scharfe Über gänge 624

625

11. TECHNISCHE UNTERSTÜTZUNG 11. Technische Unterstützung Darüber hinaus stehen alle Methoden zur Verfügung, um Schadensfälle aus Vorserien- tests oder aus dem Feld zu analysieren und die Ursache der Schädigung zu ermitteln (→ Kapitel „Services – Schadensanalyse“, Seite 16). Zu nennen sind unter anderem: y REM/EDX y Lichtmikroskope y AF M und WLI y CT und nanoCT y spektroskopische Methoden Schädigungen am O-Ring, die während des Einsatzes entstehen und zu Undichtigkeit führen können, lassen sich aufgrund des Schadensbilds in den meisten Fällen auf die konkrete Ursache zurückführen. Die häufigsten Schadensbilder können Sie nachfolgender Tabelle entnehmen. Daraus wird erneut ersichtlich, wie wichtig die richtige Werkstoffauswahl und die richti- ge Auslegung von Nut und O-Ring für die Zuverlässigkeit des Dichtsystems sind. Freudenberg Sealing Technologies versteht sich als starker Entwicklungspartner über den gesamten Lebenszyklus eines O-Rings. Die Experten der statischen Dichtungen stehen Ihnen jederzeit zur Verfügung, um das für Ihren Einbauraum passende O-Ring-Design zu entwickeln. Mit jahre- langer Expertise in allen Bereichen des Maschinenbaus, gepaart mit einem breiten Materialspektrum, kann FST für alle Situ- ationen die passende Lösung erarbeiten. Innerhalb der Freudenberg Gruppe steht ein akkreditiertes Labor zur Verfügung, in dem alle relevanten Prüfungen durchgeführt werden können. Hier sind kurzfristig not- wendige Untersuchungen im Rahmen der O-Ring-Designentwicklung möglich, sollten einmal nicht alle relevanten Kennwerte vor- liegen (→ Kapitel „Services – Prüfstände“, Seite 17). So sind beispiels weise die nach- folgenden Untersuchungen möglich: y Verträglichkeitstests des O-Ring-Mate- rials mit dem abzudichtenden Medium y Ermittlung thermischer Kennwerte y Ermittlung mechanischer Kennwerte (statisch und dynamisch) y Tribologische Untersuchungen y Untersuchung des Permeationsver- haltens y chemische Analytik Des Weiteren stehen verschiedene CAE- Tools zur Verfügung. So kann das Verhalten des O-Rings während des Einbaus und im eingebauten Zustand unter Mediendruck simuliert werden, um dadurch potenzielle Risiken der Beschädigung des Rings recht- zeitig zu erkennen und gegenzusteuern. Außerdem können so die entstehenden Kontaktspannungen ermittelt werden, die letztendlich für die Dichtwirkung ver- antwortlich sind. 625 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

626

Statische Dichtungen SCHADENSBILD MÖGLICHE URSACHEN Abrieb Bleibende Verformung Explosive Dekompression Mechanische Beschädigung Quellung Spaltextrusion 626 Zu geringe Schmierung durch die Systemflüssigkeit, Mischreibung oder schlechte Entlüftung Zu glatte oder zu raue Oberflächen Verunreinigte Systemflüssigkeit Falsche Werkstoffauswahl Temperatur zu hoch Quellung durch Medium Falsche Auslegung Nutfüllgrad Falsche Werkstoffauswahl Schnelle Druckänderung bei Gasanwendung Falsche Werkstoffauswahl Falsch gewählte O-Ring-Geometrie Zu weiches Elastomer Mangelhafte Einführschräge Mechanische Beschädigung Unbekannte Bestandteile im Einsatzmedium (Additive) Falsche Werkstoffauswahl Unzulässige Spaltweiten/exzentrische Einbaulage Zu hoher Systemdruck Bauteilverformung Falsche Werkstoffauswahl Überfüllte oder scharfkantige Nut

627

11. Technische Unterstützung SCHADENSBILD MÖGLICHE URSACHEN Thermische Überlastung Verdrillung Überpressung Zu hohe lokale Temperaturen Stagnation des Mediums an der Dichtstelle Unzureichende Wärmeabfuhr Geringe Aufdehnung Lange Einführwege Ungeeignetes Ring-Design Langsame lineare Geschwindigkeit Nutbreite zu groß Ring zu stark verpresst Falsche Auslegung Thermische Ausdehnung/Quellung nicht berücksichtigt Chemischer Angriff Unverträglichkeit mit dem verwendeten Medium 627 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

628

Statische Dichtungen 12. PRÜFUNGEN Die üblichen Prüfungen, die im Rahmen der Qualitätskontrolle von Elastomer- bauteilen durchgeführt werden, finden selbstverständlich auch bei Freudenberg O-Ringen Anwendung (→ Kapitel „Services – Prüfstände“, Seite 17). Zu nennen sind hier insbesondere: y Druckverformungsrest (DVR) y Härte [IRHD] y Dimensionen y visuelle Oberflächenkontrolle Zusätzlich sind weitere Prüfungen nach Absprache möglich. Mehr dazu auch im → Kapitel „Services – Laborprüfungen“, Seite 18 und → Kapitel „Material, Werk- stoffe und Verfahrenstechnik – 8. Prüf- methoden“, Seite 144. Freudenberg Sealing Technologies ver- fügt über die technischen Möglichkeiten, gewisse Prüfmerkmale einer automati- sierten 100 %-Kontrolle zu unterziehen. Dazu gehören die dimensionalen Prüfun- gen des Innendurchmessers (Ød1) sowie der radialen Schnurstärke (Ød3). Diese werden berührungslos mit Hilfe kalibrier- ter Kamerasysteme durchgeführt. Gleichzeitig wird die Oberfläche der Ringe beidseitig auf Unregelmäßigkeiten unter- sucht. Eventuell auftretende Abweichun- gen von der Norm bzw. der Spezifikation werden so automatisch erkannt und aus- sortiert. 628

629

13. KONFORMITÄTEN 13. Konformitäten Für eine Vielzahl an Anwendungen wird vorausgesetzt, dass gewisse Spezifikati- onen erfüllt werden. Diesen können kun- denspezifische oder gesetzliche Regula- rien zu Grunde liegen. Freudenberg O-Ringe sowie die zu deren Herstellung verwendeten Materialien und Beschich- tungen werden regelmäßig hinsichtlich ihrer Konformitäten überprüft oder teil- weise sogar speziell dafür entwickelt, die- se zu erfüllen. y Automobil-OEMs und deren Zulieferer • Kühl- und Kältemittel: Permeation und explosive Dekompression (z. B. DIN SPEC 74102) • diverse Freigaben für sicherheitsre- levante Bauteile in hydraulischen und pneumatischen Bremssystemen • optimierte Materialien bzgl. Reibung und Verschleiß • Materialverträglichkeit gemäß gän- giger internationaler und kunden- spezifischer Normen • Hoch- und Tieftemperaturverhalten • Beständigkeit gegen aggressive Me- dien, etwa in kühlwasser-, kraftstoff-, abgas- oder ölführenden Systemen (z. B. OAT, NOAT) • Materialvorschriften bzgl. Brand- schutz z. B. UL 94 V-0 • Wasserstoffperipherie von Brenn- stoffzellen: frei von Zellgiften • E-Mobility Batteriezelldichtungen und EMI Shielding nach spezifischen Marktanforderungen • Vielzahl an aktuellen OEM- und Tier- materialfreigaben y Aerospace-OEMs • Einsatztemperatur (z. B. Tieftempe- raturanwendungen) • Beständigkeit gegenüber aggressiven Medien (z. B. Skydrol) y Freigaben für Öl- und Gasanwendungen (z. B. Norsok M710) y Lebensmittel (Konformitäten für z. B. F D A, USP Class VI, 3-A® Sanitary Stan- dard Class II, EG (VO) 1935/2004 und 2023/2006 (GMP), NSF 51, Arrete) y ADI-free y RoHS y zusätzlich erfüllt Freudenberg Sealing Technologies selbstverständlich die im allgemeinen Teil beschriebenen Vorgaben 629 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

630

Statische Dichtungen 14. SPEZIALDICHTUNGEN 14.1 STÜTZRING SRA PRODUKTVORTEILE y Erweiterung des Einsatzbereiches von O-Ringen y hohe Werkstoff- und Produktqualität y breite Auswahl an Standardabmes- sungen EINBAU UND MONTAGE Die Oberflächenanforderungen entspre- chen den vorgegebenen Werten. Spaltweite: Bei Verwendung von Stütz- ringen aus PTFE können Betriebsdrücke < 40 MPa (400 bar) oder Spaltweiten bis 0,3 mm überbrückt werden. PRODUKTBESCHREIBUNG Geschlitztes Stützelement mit rechtecki- gem Querschnitt für außendichtende ISC-O-Ringe. ANWENDUNG Stützringe sind keine Dichtelemente, son- dern sie haben nur eine Schutz- und Stützfunktion für radial dichtende O-Rin- ge. Unter Druck verformt sich dabei der Stützring und verhindert so eine Spalt- extrusion des relativ weichen O-Rings im dynamischen Einsatz. WERKSTOFF EINSATZBEREICH WERKSTOFF Ungefülltes PTFE BEZEICHNUNG PTFE F52800 bzw. PTFE 177509 WERKSTOFF TEMPERATUR BEREICH [°C] ANWENDUNGS BEREICH PTFE F52800 bzw. PTFE 177509 ‒70 … +260 * Alle in der Hydraulik eingesetzten (gültig nur für PTFE-Element) Flüssigkeiten * entsprechend dem eingesetzten O-Ring-Werkstoff 630

631

14. Spezialdichtungen 14.2 STÜTZRING SRI PRODUKTVORTEILE y Erweiterung des Einsatzbereiches von O-Ringen y hohe Werkstoff- und Produktqualität y breite Auswahl an Standardabmes- sungen EINBAU UND MONTAGE Die Oberflächenanforderungen entspre- chen den vorgegebenen Werten. Spaltweite: Bei Verwendung von Stütz- ringen aus PTFE können Betriebsdrücke < 40 MPa (400 bar) oder Spaltweiten bis 0,3 mm überbrückt werden. PRODUKTBESCHREIBUNG Geschlitztes Stützelement mit rechtecki- gem Querschnitt für innendichtende ISC- O-Ringe. ANWENDUNG Stützringe sind keine Dichtelemente, son- dern sie haben nur eine Schutz- und Stützfunktion für radial dichtende O-Rin- ge. Unter Druck verformt sich dabei der Stützring und verhindert so eine Spalt- extrusion des relativ weichen O-Rings im dynamischen Einsatz. WERKSTOFF WERKSTOFF Ungefülltes PTFE BEZEICHNUNG PTFE F52800 bzw. 177509 EINSATZBEREICH WERKSTOFF TEMPERATUR BEREICH [°C] ANWENDUNGS BEREICH PTFE F52800 bzw. PTFE 177509 ‒70 … +260 * Alle in der Hydraulik eingesetzten (gültig nur für PTFE-Element) Flüssigkeiten * entsprechend dem eingesetzten O-Ring-Werkstoff 631 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

632

Statische Dichtungen 14.3 SPIRALBACKRING SPR PRODUKTVORTEILE Vorteil gegenüber konventionellen Stützringen: y auch bei größeren Temperatur- schwankungen, d. h. bei Nachschwin- dung des Stützrings, bleibt an jeder Stelle des Umfanges noch mindes- tens eine Windung der Spirale für die Abstützung des ISC-O-Ringes gegen den Spalt erhalten y geeignet auch für vom Standard abweichende Durchmesser, da der Ring gekürzt und somit angepasst werden kann Spaltweite: Bei Verwendung von Spiralback- ringen aus PTFE können Betriebsdrücke ≤ 40 MPa (400 bar) oder Spaltweiten bis 0,3 mm überbrückt werden. Sondermaße bzw. Sonderwerkstoffe sind auf Anfrage lieferbar. PRODUKTBESCHREIBUNG Spiralförmiges, geschlitztes Stützelement mit rechteckigem Querschnitt. ANWENDUNG Stützringe sind keine Dichtelemente, son- dern sie haben nur eine Schutz- und Stützfunktion für radial dichtende O-Rin- ge. Unter Druck verformt sich dabei der Stützring und verhindert so eine Spalt- extrusion des relativ weichen O-Rings im dynamischen Einsatz. EINBAU UND MONTAGE Die Oberflächenanforderungen entspre- chen den vorgegebenen Werten. WERKSTOFF EINSATZBEREICH WERKSTOFF Ungefülltes PTFE BEZEICHNUNG PTFE F52800 bzw. PTFE 177509 WERKSTOFF TEMPERATUR BEREICH [°C] ANWENDUNGS BEREICH PTFE F52800 bzw. PTFE 177509 ‒70 … +260 * Alle in der Hydraulik eingesetzten (gültig nur für PTFE-Element) Flüssigkeiten * entsprechend dem eingesetzten O-Ring-Werkstoff 632

633

14. Spezialdichtungen 14.4 USIT-RINGE I, A, I SF PRODUKTVORTEILE y einfache Montage y kraftschlüssige Verbindung y sichere, selbst verstärkende Ab- dichtung y für hohe Drücke geeignet BAUFORMEN y innendichtende Bauform I (für Innen- druck) y innendichtende Bauform mit Zentrie- rung I SF (für Innenduck mit Zentrier- hilfe) y außendichtende Bauform A (für Außen- druck) Abb. 317 Usit-Ring I PRODUKTBESCHREIBUNG Metallische Flachdichtung mit innen oder außen anvulkanisiertem, trapezförmigem, gummielastischem Dichtwulst (dichtende Unterlegscheibe). Die Varianten aus nicht rostfreiem Stahl sind zum Korrosionsschutz mit einer CR VI freien galvanischen Verzinkung versehen (Vergleichbar Galvanic Coating Iso 2081 Fe/Zn5/C (Cr VI frei)). ANWENDUNGSBEREICH Statischen Abdichtung von y Verschraubungen y Flanschverbindungen im Maschinen- und Anlagenbau. Abb. 318 Usit-Ring A Abb. 319 Usit-Ring I SF 633 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

634

Statische Dichtungen WERKSTOFF KOMPONENTE Metallring Dichtwulst BEZEICHNUNG Stahl SPCC (ähnlich DC01 290) Hochfester Stahl SPCC-1B (ähnlich DC01 C590) Nichtrostender Stahl SUS 304 (ähnlich X5CrNi 18-10) 70 NBR 177646 75 FKM 177645 Andere Werkstoffe auf Anfrage als Sonderproduktion lieferbar SPCC: galvanische Verzinkung (vergleichbar Galvanic Coating Iso 2081 Fe/Zn5/C (Cr VI frei)) Oberflächenschutz Metallring SPCC-1B: galvanische Verzinkung (vergleichbar Galvanic Coating Iso 2081 Fe/Zn5/C (Cr VI frei)) SUS304: keine EINSATZBEREICH WERKSTOFF TEMPERATUR BEREICH [°C] ANWENDUNGS BEREICH NBR FKM ‒30 … +100 Max. +200 Max. +150 Mineralöle (nach DIN 51524); Druckflüssig- keiten HFA, HFB, HFC (nach VDMA 24320) Heißluft Mineralöle (nach DIN 51524); Druckflüssig- keiten (nach VDMA 24320) BETRIEBSDRUCK Achtung! Die hier genannten Drücke gelten nur, wenn der Usit-Ring von der Elastomer- seite her mit Druck beaufschlagt wird. Kommt der Druck von der Metallseite (nicht empfohlen), beträgt der max. Be- triebsdruck 1,2 MPa. Betriebsdruck maximal: y < 100 MPa (Einbau in Senkung) y < 40 MPa (Einbau ohne Senkung bei Ø < 40 mm; nur bei I SF) y < 25 MPa (Einbau ohne Senkung bei Ø > 40 mm) 634

635

14. Spezialdichtungen KONSTRUKTIONSHINWEISE tS Ø DM Ø dM Ø dS Ø dB S Abb. 320 Einbausituation Usit-Ring I Senkung Bei innendichtenden Usit-Ringen empfiehlt Freudenberg Sealing Technologies grund- sätzlich eine Senkung zur Zentrierung der Usit-Ringe (Ausnahme Usit-Ringe mit Zentriermembran). Zusätzlich verbessert die Senkung durch ihren Abstützungs- effekt auch die Druckstabilität der Dich- tungen (siehe → Abschnitt „Betriebs- druck“, Seite 634). Bei außendichtenden Usit-Ringen ist keine Senkung erforderlich, da sich die Dichtung über die Schraube zentriert. Bei außendichtenden Usit-Ringen ist der Außendurchmesser (ØDM) so zu wählen, dass er (unter Berücksichtigung der Tole- ranzen und der Exzentrizität) flächig un- ter dem Schraubenkopf anliegt. Dabei ist zu beachten, dass der Außendurchmes- ser des Usit-Rings (ØDM) sich um ca. 0,6 bei der Montage vergrößert. R max 0,2 b1 b1 S Ø DM Ø D1 Ø dM Abb. 321 Usit-Ring A Anziehdrehmoment TRÄGER- WERKSTOFF MAX. ZUL. ANZIEH- DREHMOMENT SPCC SPCC-1B/SUS304 Entsprechend einer 5.6er-Schraube Entsprechend einer 8.8er-Schraube Tiefe der Senkung (ts): 0,5 bis 1 Durchmesser der Senkung (Øds): (ØD M + 0,5) H13 Bei größeren Anziehdrehmoment kann es zu einer Verformung des Trägerrings und damit zur Beschädigung der Dichtung kommen. Durchmesser Bei innendichtenden Usit-Ringen ist der Innendurchmesser so zu wählen, dass der Dichtwulst (unter Berücksichtigung der Toleranzen und der Exzentrizität) nicht in die Durchgangsbohrung ØdB (Kanten- bruch ØdB beachten!) hineinreicht. Dabei ist zu beachten, dass der Innendurchmes- ser des Usit-Rings (ØdM) sich um ca. 0,6 bei der Montage verringert. Oberflächen der Einbauumgebung Planfläche Rmax ≤15 µm Ra ≤3 µm Wiederverwendbarkeit Bei der Demontage der Usit-Ringe kann es zu Beschädigungen des Usit-Rings kommen. Daher empfiehlt Freudenberg Sealing Technologies grundsätzlich den Usit-Ring nach der Demontage zu tauschen. 635 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

636

Statische Dichtungen Montage Die Verschraubungen sollten lastfrei an- gezogen werden (Usit-Ringe werden beim Anziehen nur durch die Schraubenkraft belastet und nicht durch das Gewicht oder die Federspannungen aus den zu verschraubenden Teilen). Andernfalls kann die erhöhte Reibung zum Mitdrehen des Usit-Rings und zur Beschädigung der Dichtlippe führen (Bewegung unter hohen Kräften). Dies kann zum Beispiel beim Verschrauben einer schweren Platte über Kopf auftreten. 636

637

14. Spezialdichtungen 14.5 HYGIENIC USIT PRODUKTVORTEILE y EHED G-zertifiziertes Dichtsystem (Typ EL – Class I AUX) y spaltfreie produktbündige Abdich- tung von Schrauben y kann teure Schweißkonstruktionen und Sonderschrauben ersetzen y einfache Montage y kraftschlüssige Verbindung ausgelegt. Bei der Auswahl der Schrauben ist darauf zu achten, dass diese nach hy- gienischen Gesichtspunkten gestaltet sind (Radien, keine Gravuren, Oberflächen). Passende Schrauben und Hutmuttern im Hygienic Design werden in Kooperation mit den Heinrich Kipp Werken unter dem Produktnamen NOVOnox hygienic ange- boten. Anmerkung Das EHED G-Zertifikat bezieht sich auf die Verwendung der Schrauben der Heinrich Kipp Werke. Oberflächen Die Gegenflächen und Schrauben sollten eine Rauigkeit von Ra 0,8 µm aufweisen (allgemeine Forderung aus den EHEDG- Richtlinien zur Reinigbarkeit von Metallober- flächen). Wiederverwendbarkeit Bei der Demontage der Usit-Ringe kann es zu Beschädigungen des Usit-Rings kommen. Daher empfiehlt Freudenberg Sealing Technologies grundsätzlich den Usit-Ring nach der Demontage zu tau- schen. Edelstahlunterlegscheibe mit außen an- vulkanisiertem, gummielastischem Dichtwulst. Der Dichtwulst verfügt über eine spezielle, patentierte Geometrie, die ein sicheres, spaltfreies und totraumfreies An liegen an Schraubenköpfen nach DIN EN 1665 ermöglicht (Toleranzaus- gleich). Verfügbare Abmessungen: M4 (Sonder- schraube), M5, M6, M8, M10, M12, M16. ANWENDUNGSGEBIETE Hygienische Abdichtungen von Schraub- verbindungen im Lebensmittel- und Phar- maziebereich. Die Dichtung verhindert, dass ein Medium in die nicht reinigbaren Spalte unter dem Schraubenkopf und die Durchgangsbohrung der Schraubenboh- rung eindringt. Damit wird eine Keim- bildung in diesen Bereichen vermieden. Es ist sowohl ein Einsatz im medienbe- rührenden Bereich (z. B. innerhalb von Pumpen, Lagertanks und sonstigen Ap- paraten) als auch im Umfeld der Anlagen (z. B. innerhalb von Isolatoren (Sterilein- hausungen)) oder an den Außenseiten von Apparaten und Produktionshalleneinrich- tungen denkbar. EINBAU UND MONTAGE Geeignete Schrauben Die Dichtung ist für die Verwendung mit Edelstahlschrauben nach DIN EN 1665 Website NOVOnox hygienic 637 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

638

Statische Dichtungen WERKSTOFF FARBE Elastomer Metallring TEMPERATUR- BEREICH [°C] ANWENDUNGS- BEREICH 70 EPDM 291 1.4404 Schwarz ‒40 … +150 Wässrige Produkte 70 EPDM 253815 1.4404 Weiß ‒40 … +150 Wässrige Produkte 70 EPDM 217676 1.4404 Blau ‒40 … +150 Wässrige Produkte 75 Fluoroprene XP 45 1.4404 Blau ‒20 … +200 Fetthaltige Medien, Produkte/Sonder- anwendungen (z. B. Aromen) MONTAGE Die Verschraubungen sollten lastfrei an- gezogen werden (Usit-Ringe werden beim Anziehen nur durch die Schraubenkraft be lastet und nicht durch das Gewicht oder die Federspannungen aus den zu ver- schraubenden Teilen). Andernfalls kann die erhöhte Reibung zum Mitdrehen des Usit-Rings und zur Beschädigung der Dichtlippe führen (Bewegung unter hohen Kräften). Dies kann zum Beispiel beim Verschrauben einer schweren Platte über Kopf auftreten. Es ist auf ein verkantungs- freies Anziehen zu achten. Für Schrauben der Heinrich Kipp Werke (NOVOnox hygienic) in Anlehnung an DIN EN 1665 gilt: EIGENSCHAFT M4 M5 M6 M8 M10 M12 M16 Reibungskoeffizient [µges] Bohrungsdurchmesser [mm] 0,23 4,05 Spannungsdurchmesser [mm2] 8,78 0,23 5,05 14,2 0,23 6,05 20,1 0,23 0,23 0,23 0,23 8,05 10,05 12,05 16,05 36,6 58 84,3 157 Vorspannkraft FV [N] 1.405 2.272 3.216 3.856 9.280 13.488 25.120 Anziehdrehmoment MA [Nm] 2,03 3,87 6,55 15,63 30,63 53,51 131,43 Bei Wahl einer abweichenden Schraube ist die Vorspannkraft sicherzustellen. 638

639

14. Spezialdichtungen PRODUKTVORTEILE y hohe chemische Beständigkeit • zuverlässiger Einsatz in CIP-/SIP-- Medien • Beständigkeit gegen Aromen y Werkstoffauswahl für ein breites Spektrum an Freigaben, z. B. F D A, EG (VO) 1935/2004 y Normabmessungen ab Lager, ohne Werkzeugkosten verfügbar Sealing Technologies Ihnen kundenspezi- fische Bauteile an, die von den Experten speziell auf Ihre Anwendung ausgelegt werden. 639 14.6 CLAMPDICHTUNGEN FÜR DIE PROZESS- INDUSTRIE Clampdichtungen sind rotationssymmet- rische Dichtringe zur statischen Ab dichtung von Flanschverbindungen nach DIN 32676. Aufgrund der symmetrischen Geometrie lassen sich Clampverbindungen sehr ein- fach montieren und wieder trennen. Dank der Normung nach DIN 32676, sind die Dichtungen standardisiert und daher be- sonders wirtschaftlich und ab Lager ver- fügbar. Maße konventioneller Clampdichtungen nach DIN 32676 y Reihe A: (metrisch) Nennmaße von DN6 – D N 200 y Reihe B: D N/OD 10,2 – D N/OD 219,1 y Reihe C: (zöllisch) 0,25" – 6" Um den besonderen Ansprüchen der Le- bensmittel- und Pharmaindustrie gerecht zu werden, hat Freudenberg Sealing Tech- nologies ein aus vier Werkstoffen beste- hendes Portfolio entwickelt. Dieses deckt alle Anforderungen der Prozessindustrie ab und spart zugleich Werkzeugkosten. Anmerkung Falls Sie Sonderformen wünschen (defi- nierte Verpressung, Funktionsintegration, andere Werkstoffe), bietet Freudenberg & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

640

Statische Dichtungen WERKSTOFF FARBE TEMPERATUR- BEREICH [°C] ANWENDUNGS- BEREICH FREIGABEN 70 EPDM 291 Schwarz ‒40 … +150 Wässrige (polare) Medien; Säuren; Laugen; Wasserdampf FDA 21 CFR 177.2600, EG (VO) 1935/2004, 3-A® Sanitary Stan- dards Class II, USP Ch. 87, USP Ch. 88 – Class VI – 121 °C, NSF 51, ADI free 70 EPDM 253815 Weiß ‒40 … +150 Wässrige (polare) Medien; Säuren; Laugen; Wasserdampf FDA 21 CFR 177.2600, EG (VO) 1935/2004, 3-A® Sanitary Stan- dards Class II, USP Ch. 87, USP Ch. 88 – Class VI – 121 °C, ADI free 75 Fluoroprene XP 41 Blau ‒15 … +200 70 VMQ 117055 Transparent ‒50 … +200 Polare und unpolare Medien (z. B. fett- haltige Lebens mittel); Aromen FDA 21 CFR 177.2600, EG (VO) 1935/2004, 3-A® Sanitary Stan- dards Class I, USP Ch. 87, USP Ch. 88 – Class VI – 121 °C, NSF 51, ADI free Kundenspezifische Anwendungen. Bei wässrigen Medien und hohen Tempe- raturen nicht emp- fohlen FDA 21 CFR 177.2600, EG (VO) 1935/2004, 3-A® Sanitary Stan- dards Class I, USP Ch. 87, USP Ch. 88 – Class VI – 121 °C, ADI free 640

641

14. Spezialdichtungen 14.7 DICHTUNGEN FÜR MILCHROHRVER- SCHRAUBUNGEN FÜR DIE PROZESSINDUSTRIE PRODUKTVORTEILE y hohe chemische Beständigkeit • zuverlässiger Einsatz in CIP-/SIP-- CIP-/SIP-Guide Medien • Beständigkeit gegen Aromen y Werkstoffauswahl für ein breites Spektrum an Freigaben, z. B. F D A, EG (VO) 1935/2004 Dichtungen für Milchrohrverschraubungen sind rotationssymmetrische Dichtringe zur statischen Abdichtung von Flanschver- bindungen nach DIN 11851. Anmerkung: Dichtungen für Milchrohrverschraubungen sind nach der oben genannten Norm auf Anfrage verfügbar. Falls Sie Sonderformen wünschen (ab- weichende Geometrie, Funktionsintegra- tion, andere Werkstoffe), wenden Sie sich bitte an den für Sie zuständigen Außen- dienst. Ihnen können dann kundenspezi- fische Bauteile angeboten werden, die von den FST Experten speziell auf Ihre An- wendung abgestimmt werden. Mit Dichtungen für Milchrohrverschrau- bungen lassen sich Rohrleitungen für flüssige Medien sehr einfach verbinden und abdichten. Sie sind in der Lebensmittel- industrie weit verbreitet. Der wesentliche Vorteil ist dabei der äußerst schnelle und unkomplizierte Einbau, dank einfacher Trennung vom Flansch. Damit können Sie häufige Montagen problemlos durchführen. Varianten y Standardform, Ausführung mit Bund und hohe Ausführung y Nennmaße von D N 15 bis D N 100 Standard Mit Bund Hohe Ausführung 641 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

642

Statische Dichtungen 14.8 KUNDENSPEZIFISCHE FLANSCHDICHTUNGEN FÜR DIE PROZESS- INDUSTRIE Bei hygienischen Flanschdichtungen han- delt es sich um statische Dichtungen zur Abdichtung von kundenspezifischen Rohr- verbindungen und Gehäusen. Basierend auf Ihren Anwendungen und Nutgeome- trien werden Dichtungen gemäß den Richtlinien für Hygenic Design der EHED G entworfen. Dabei kommen Methoden wie beispielsweise FEM-Rechnungen zum Einsatz, um eine produktbündige Abdich- tung ohne Toträume zu erreichen. PRODUKTVORTEILE y sichere, hygienische Abdichtung mit hoher Lebensdauer, nach den Richtlinien der EHE D G y hohe chemische Beständigkeit • zuverlässiger Einsatz in CIP-/SIP-- Medien • Beständigkeit gegen Aromen y Werkstoffauswahl für ein breites Spektrum an Freigaben, z. B. F D A, EG (VO) 1935/2004 y Feinabstimmung der Dichtung auf die im Einsatz auftretenden Tem- peraturen und Drücken y exklusive, kundenspezifische Dich- tung, die nur von Ihnen bezogen werden kann Aus diesem Grund ist eine spezifische Klärung aller relevanten Rahmenparame- ter erforderlich. Bitte fragen Sie hierfür bei Ihrem Ansprech- partner nach den EIS-Blättern (Engineering Information Sheets). Abb. 322 Kundenspezifische Flanschdich- tung Anmerkung Es handelt sich hier in der Regel um kunden- spezifische Bauteile, die von den Experten anhand der FST Designrichtlinien auf Ihre Anwendung abgestimmt werden. 642

643

14. Spezialdichtungen EINSATZBEREICH TEMPERATUR BEREICH [°C] DRUCK [bar] ANWENDUNGS BEREICH –20 … +200 Max. 150 Gängige CIP-/SIP-Medien; Getränke; Nahrungs mittel; chem. Produkte WERKSTOFF FARBE TEMPERATUR- BEREICH [°C] ANWENDUNGS- BEREICH FREIGABEN 70 EPDM 291 Schwarz ‒40 … +150 75 Fluoroprene XP 41 Blau ‒15 … +200 Weitere Werkstoffe auf Anfrage. Wässrige (polare) Medien; Säuren; Laugen; Wasserdampf FDA 21 CFR 177.2600, EG (VO) 1935/2004, 3-A® Sanitary Stan- dards Class II, USP Ch. 87, USP Ch. 88 – Class VI – 121 °C, NSF 51, ADI free Polare und unpolare Medien (z. B. fett- haltige Lebensmittel); Aromen FDA 21 CFR 177.2600, EG (VO) 1935/2004, 3-A® Sanitary Stan- dards Class I, USP Ch. 87, USP Ch. 88 – Class VI – 121 °C, NSF 51, ADI free 643 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

644

Statische Dichtungen PRODUKTVORTEILE y Kostenreduzierung des Gesamtsys- tems: • einfachere und sicherere Montage • keine Nuten für Montage von Dichtungen erforderlich • Vereinfachung des Systems durch Bau teilreduzierung (u. a. geringe Logistik kosten) • Automatisierung der Montage möglich y erhöhte Systemsicherheit: • klar definierte Verpressung der Dichtung • hohe abzudichtende Drücke möglich • einfache Montageüberprüfung möglich (Dichtung vorhanden/ nicht vorhanden) • steifes Dichtungselement (ein- fache, automatisierte Montage möglich) Aus diesem Grund ist eine spezifische Klä- rung aller relevanten Rahmenparameter erforderlich. Bitte fragen Sie hierfür bei Ihrem Ansprech- partner nach den EIS-Blättern (Engineering Information Sheets). 14.9 DICHTUNGSPLATTEN/ GUMMIERTE DICHTUNGSBLECHE Dichtungsplatten/gummierte Dichtungs- bleche verbinden mehrere, oft unter- schiedliche Dichtstellen miteinander. Prinzipiell bestehen Dichtplatten aus ei- nem Trägerteil (z. B. gestanzte Metall- platte) mit anvulkanisierten Dichtlippen. Es werden mehrere Dichtungselemente (z. B. O-Ringe) in einem einzigen Bauteil zusammengefasst. Das Design mit der Trägerteilplatte garantiert eine definierte Verpressung der Dichtwülste, nahezu unabhängig vom Anzugsmoment der Verbindungsschrauben. ANWENDUNG Hydrauliksysteme, Motoren und Getriebe, Nebenaggregate. EINBAU UND MONTAGE Der Einbau erfolgt zwischen zwei flachen Oberflächen (Ebenheit angeben) mit de- finierter Rauheit (empfohlen max. Rz 16). Anmerkung Es handelt sich hier in der Regel um kunden- spezifische Bauteile, die von den Experten anhand der FST Designrichtlinien auf Ihre Anwendung abgestimmt werden. 644

645

14. Spezialdichtungen WERKSTOFF Elastomerteil Trägerteil NBR; EPDM; FKM; HNBR Alu; Stahl; Messing; Kunststoff TEMPERATUR- BEREICH [°C] DRUCK [bar] ANWENDUNGS- BEREICH ‒40 … +180 Max. 250 … 400; Hydraulikmedien; in Sonderfällen bis 800 Mineralöle; Kraftstoffe Weitere Werkstoffe (bspw. VMQ) auf An- frage. Die Werkstoffe von Trägerteil und Elasto- mer müssen stets den Einsatzbedingungen entsprechend gewählt werden. 645 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

646

Statische Dichtungen 646

647

S P E Z I I A L D C H T U N G S P R O D U K T E 6 4 7 STICHWORT- VERZEICHNIS STOPFBUCHS- PACKUNGEN MEMBRANEN FALTENBÄLGE HYDROSPEICHER SPEZIALDICHTUNGS- PRODUKTE STATISCHE DICHTUNGEN FLUID POWER ANWENDUNGEN – PNEUMATIK FLUID POWER ANWENDUNGEN – HYDRAULIK DICHTUNGEN FÜR ROTATORISCHE ANWENDUNGEN MATERIAL, WERKSTOFFE UND VERFAHRENSTECHNIK EINFÜHRUNG & SERVICES

648

650 662 663 663 664 665 666 668 670 672 674 676 678 685 696 702 705 705 705 705 706 707 708 709 Spezialdichtungsprodukte INHALTSVERZEICHNIS 1. PRODUKTÜBERSICHT ELASTOMERVERBUNDTEILE/ PRÄZISIONSFORMTEILE/ PTFE-DICHTUNGSLÖSUNGEN 2.1 Funktion und Erweiterungs potentiale 2.2 Einzigartiges MaterialKnow how 2.3 Anwendungs bereiche 2.4 Trägerteile 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 2.10 Mikro bzw. Miniatur teile/Simriz®Form und Verbundteile 2.11 Platten, Ronden und Bahnenware 2.12 Profile, Schnüre und Schläuche 2.13 Magnetanker und Ventilkörper Hygienic Pressure Seal (HPS) Klappendichtung für die Prozessindustrie Radial und Axialdichtungen für Sitzventile in der Prozessindustrie Schaftdichtungen für Sitzventile in der Prozessindustrie Plug & SealSteck verbindungen KUNDENSPEZIFISCHE INTEGRIERTE PRÄZISIONSLÖSUNGEN MIT KUNSTSTOFF 3.1 Einsatzbereich/ Anwendungen Produktgruppe Cover & Seal Produktgruppe Fluid Connect Produktgruppe Circuit Protect Erforderliche Informationen zur Anfrage Anwendungsbeispiel – Fluid Connect – Rohre Anwendungsbeispiel – Fluid Connect – Montagespritzguss (bewegliche Teil komponenten) Anwendungsbeispiel – Circuit Protect – Träger inkl. Dichtung und Zusatzfunktion 3.2 3.3 3.4 2. 3. 648

649

6 4 9 STICHWORT- VERZEICHNIS STOPFBUCHS- PACKUNGEN MEMBRANEN FALTENBÄLGE HYDROSPEICHER SPEZIALDICHTUNGS- PRODUKTE STATISCHE DICHTUNGEN FLUID POWER ANWENDUNGEN – PNEUMATIK I n h a l t s v e r z e i c h n i s DICHTUNGEN FÜR ROTATORISCHE ANWENDUNGEN MATERIAL, WERKSTOFFE UND VERFAHRENSTECHNIK EINFÜHRUNG & SERVICES FLUID POWER ANWENDUNGEN – HYDRAULIK

650

Spezialdichtungsprodukte 1. PRODUKTÜBERSICHT 650 PRODUKT-GRUPPEBAUFORMBESCHREIBUNGHAUPTANWENDUNGENElastomer-verbund- und Präzisions-formteileHygienic Pressure Seal (HPS)Eine HPS besteht aus einem elastomeren Anpressring und ei-nem PTFE-Ring aus einem gefüll-ten Hoch leistungs-PTFE mit Le-bensmittelzulassungHygienic Pressure Seals (HPS) kommen vorwie-gend in Sitzventilen in der Prozessindustrie zum EinsatzKlappen-dichtungRotationssymmetrische Dichtun-gen, die am Innendurchmesser dynamisch zum Ventil teller eines Scheibenventils abdichten und stirnseitig über statische Dicht-geometrien verfügen, welche die Ventil flansche gegeneinander abdichten. Des Weiteren sind sie mit dichtenden Durchführungen für die Antriebsachsen des Ventils versehenScheibenventile in ver-fahrenstechnischen An-lagen und Systemen; Prozessanlagen in Ge-tränkeindustrie, Milchwirtschaft und der chemischen wie phar-mazeutischen IndustrieRadialdich-tungen für SitzventileRotationssymmetrische Dichtun-gen mit einer dynamischen Dicht-geometrie zum Abdichten des Ventilsitzes. Axial sind die Dich-tungen mit weiteren Dichtgeo-metrien ausgestattet, um statisch den Einbau im Ventilteller abzu-dichten und damit eine Hinter-wanderung zu vermeidenSitzventile in der ProzessindustrieSchaftdich-tungen für SitzventileRotationssymmetrische, L-förmige Dichtungen. Ein Schenkel ist mit einer Dichtgeometrie ausge-stattet, um dynamisch zum Ventilschaft hin abzudichten. Der andere Schenkel dient der Verankerung der Dichtung im VentilgehäuseSitzventile in der Prozessindustrie

651

1. Produktübersicht Weitere Infor mationen zu unserem Produktportfolio * Temperaturangabe gültig für eine Messung an der Dichtung. Temperatur des Betriebsmediums kann ggf. davon abweichen! 651 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V WERKSTOFFMAX. TEMPERATUR-BEREICH [°C] *STANDARDKATALOG-PROGRAMMFREUDENBERG XPRESS®85 EPDM 302; 75 Fluoroprene XP 41; Quantum® PTFE F18245‒20 … +150NeinJaEPDM; 75 Fluoroprene XP 41; VMQ; HNBR‒20 … +150 werkstoffabhängigNeinNeinEPDM; 75 Fluoroprene XP 41; HNBR‒20 … +150 werkstoffabhängigNeinJaEPDM; 75 Fluoroprene XP 41; HNBR‒20 … +150 werkstoffabhängigNeinJa

652

Spezialdichtungsprodukte BAUFORM BESCHREIBUNG HAUPTANWENDUNGEN Plug & Seal- Steckver- bindungen Plug & Seal-Steckverbindungen sind an der Außenfläche gum- mierte Rohrstücke mit Dicht- wülsten und Anschlag dämpfern Mikro- bzw. Miniatur teile Kleine und kleinste Elastomer- verbundteile und Formteile kundenindividuell entwickelt (< 20 mm). Herstellbar in großer Werkstoff- und Design vielfalt. Geringe Wandstärken im Bereich von wenigen zehntel Millimetern realisierbar, ebenso wie enge Toleranzen im Bereich von weni- gen hundertstel Millimetern Verbindungen zwischen Gehäusen oder Aggre- gaten wie Wasser-/ Ölkreisläufe von Ver- brennungsmotoren; Thermo- Management von Hybrid- oder E-Fahr- zeugen in Batterie, Motor und Inverter oder Flüssigkeitssysteme Maschinenbau Fluid-Control-Systeme in der Medizin-, Analyse- und Biotechnologie; Magnetventile; Prozess- technik; Hydraulik und Pneumatik Platten und Bahnen Platten können sowohl als reine Elastomerplatten als auch mit einer Gewebelage (einseitig, mittig) oder PTFE-Schicht (ein- seitig) her gestellt werden Sie werden in den meis- ten Fällen zu Flachdich- tungen oder Membra- nen weiterverarbeitet Profile, Schnüre, Schlauch ringe Profile, Schnüre oder Schlauch- ringe aus Extrusionsprozess Wann immer große Dichtstellen auftreten, die nicht oder nur sehr kostenintensiv durch Formdichtungen oder O-Ringe abgedichtet werden können, kom- men Spezialprofile, -schnüre oder -schläu- che zum Einsatz PRODUKT- GRUPPE Elastomer- verbund- und Präzisions- formteile 652

653

1. Produktübersicht WERKSTOFF MAX. TEMPERATUR- STANDARDKATALOG- FREUDENBERG BEREICH [°C] * PROGRAMM XPRESS® EPDM ‒40 … +140 FKM AEM NBR ‒10 … +220 ‒25 … +150 ‒30 … +90 HNBR ‒30 … +140 Nein Nein EPDM; FKM; FFKM ‒35 … +200 werkstoffabhängig Nein Nein NBR; SBR; CR; ACM; VMQ; FVMQ; EPDM; HNBR; FKM; FFKM Werkstoffabhängig Ja Nein NBR; EPDM; VMQ; FKM; weitere Werk- stoffe auf Anfrage Werkstoffabhängig Ja Ja (profil- abhängig) * Temperaturangabe gültig für eine Messung an der Dichtung. Temperatur des Betriebsmediums kann ggf. davon abweichen! 653 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

654

Spezialdichtungsprodukte BAUFORM BESCHREIBUNG HAUPTANWENDUNGEN Innerhalb eines Führungs- mechanismus verbinden flexible Hubanker die Dicht- und Dämpffunktion in einer einzigen Komponente Pneumatikventile im Be- reich von Automotive, Haushaltsgeräten oder in der allgemeinen Industrie bis hin zu Wasserstoff- anwendungen Hubanker Kippanker Axial fixierte Anker aus unterschiedlichen Trägermate- rialien erlauben schnelle Schaltzeiten und eine nachhal- tige Prozessoptimierung Pneumatikventile, z. B. in Reissortieranlagen Alle Arten von Anwendun- gen, speziell im Einsatz von hochdynamischen Applika- tionen, sehr massereichen Ankern und Systemen mit höchsten Genauigkeiten Ventile in Flüssigkeiten oder Gasen für diverse Anwendungsbereiche, wie z. B. Motoreinspritzung oder Werkzeugen Montierte Magnetanker Magnetanker mit montierten Ventilkörpern oder Dicht-/ Dämpferelementen Mäander- federn Magnetanker in Mäander- federform mit Dicht- und Dämpfungsfunktionen erlauben minimalste Hübe bei hohen Frequenzen auf kleinstem Raum PRODUKT- GRUPPE Magnetanker 654

655

1. Produktübersicht WERKSTOFF MAX. TEMPERATUR- STANDARDKATALOG- FREUDENBERG BEREICH [°C] * PROGRAMM XPRESS® Diverse Werkstoffabhängig Nein Nein Diverse Werkstoffabhängig Nein Nein Diverse Werkstoffabhängig Nein Nein Diverse Werkstoffabhängig Nein Nein * Temperaturangabe gültig für eine Messung an der Dichtung. Temperatur des Betriebsmediums kann ggf. davon abweichen! 655 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

656

Spezialdichtungsprodukte PRODUKT- GRUPPE 2K-Komponenten BAUFORM BESCHREIBUNG HAUPTANWENDUNGEN Cover & Seal Fluid Connect Komplexe Gehäuse- oder Trägerteile mit integrierter statischer oder dynamischer Dichtung zum Schutz für sensible Bauteile (Mecha- tronik, Elektrik, Sensorik) Thermoplastische Bauteile und Rohre zum Führen, Leiten und Steuern von Fluiden in Ventilen oder zur Verbindung von Aggregaten, teils mit integrierten statischen und dynamischen Dichtungen Schützenswerte Mechatronik, Elektrik, Sensorik in Automobil- und allgemeiner Industrie Thermomanagement; Öl-/Kühlkreisläufe; Ventile Circuit Protect Bauteile aus thermoplasti- schen Materialien oder isolie- rende Dichtungen für Nieder- bis Hochvoltapplikationen und Batterieanwendungen Elektrische Verkabelungen; Pin-/Steckerdurchführun- gen; Sensorschutz; Batterieteile 656

657

1. Produktübersicht WERKSTOFF MAX. TEMPERATUR- STANDARDKATALOG- FREUDENBERG BEREICH [°C] * PROGRAMM XPRESS® PA; PBT; PPA; PPS; u. a. verbunden mit NBR, FKM, AEM, EPDM, thermoplastische Elastomere, Flüssig- silikon PA; PBT; PPA; PPS; u. a. verbunden mit NBR, FKM, AEM, EPDM, thermoplastische Elastomere, Flüssig- silikon PA; PBT; PPA; PPS; u. a. verbunden mit NBR, FKM, AEM, EPDM, thermoplastische Elastomere, Flüssig- silikon Werkstoffabhängig Nein Nein Werkstoffabhängig Nein Nein Werkstoffabhängig Nein Nein * Temperaturangabe gültig für eine Messung an der Dichtung. Temperatur des Betriebsmediums kann ggf. davon abweichen! 657 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

658

Spezialdichtungsprodukte BAUFORM BESCHREIBUNG HAUPTANWENDUNGEN Stützring SRA Geschlitztes Stützelement mit rechteckigem Querschnitt für außendichtende O-Ringe Ventile; Zylinder Stützring SRI Geschlitztes Stützelement mit rechteckigem Querschnitt für innendichtende O-Ringe Ventile; Zylinder Stützring SPR Spiralförmiges, geschlitztes Stützelement mit recht eckigem Querschnitt Ventile; Zylinder Usit I, A, I SF Metallische Flachdichtung mit innen oder außen anvulkani- siertem, trapezförmigem, gummielastischem Dichtwulst (dichtende Unterlegscheibe). Ausführung innen- oder außen- dichtend Verschraubungen im all- gemeinen Maschinen- bau Hygienic Usit Edelstahlunterlegscheibe mit außen anvulkanisiertem, gummielastischem Dichtwulst Hygienische Abdichtun- gen von Schraubverbin- dungen im Lebensmittel- und Pharmaziebereich Clamp- dichtungen Clampdichtungen sind rotations- symmetrische Dichtringe zur statischen Abdichtung von Flanschverbindungen nach DIN 32676 Flansche in der Prozess- industrie PRODUKT- GRUPPE Statische Dichtungen Weitere Infor- mationen siehe → Kapitel „Statische Dichtungen“, Seite 630 658

659

1. Produktübersicht WERKSTOFF MAX. TEMPERATUR- STANDARDKATALOG- FREUDENBERG BEREICH [°C] * PROGRAMM XPRESS® PTFE F52800; PTFE 177509 ‒70 … +260 (PTFE-Element) PTFE F52800; PTFE 177509 ‒70 … +260 (PTFE-Element) PTFE F52800; PTFE 177509 ‒70 … +260 (PTFE-Element) 70 NBR 177646 ‒30 … +100 75 FKM 177645 ‒30 … +200 70 EPDM 291 ‒40 … +150 70 EPDM 253815 ‒40 … +150 70 EPDM 217676 ‒40 … +150 75 Fluoroprene XP 41 ‒20 … +200 70 EPDM 291 ‒40 … +150 70 EPDM 253815 ‒40 … +150 75 Fluoroprene XP 41 ‒15 … +200 70 VMQ 117055 ‒20 … +200 Ja Ja Ja Ja Ja Ja Ja Nein Ja Nein Ja Ja * Temperaturangabe gültig für eine Messung an der Dichtung. Temperatur des Betriebsmediums kann ggf. davon abweichen! 659 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

660

Spezialdichtungsprodukte BAUFORM BESCHREIBUNG HAUPTANWENDUNGEN Dichtungen für Milchrohr- verschrau- bungen Dichtungen für Milchrohrver- schraubungen sind rotations- symmetrische Dichtringe zur statischen Abdichtung von Flanschverbindungen nach DIN ISO 11851 Milchrohrverschrau- bungen in der Prozess- industrie Hygienische Flansch- dichtungen Bei hygienischen Flanschdichtun- gen handelt es sich um statische Dichtungen zur Abdichtung von kunden spezifischen Rohrverbin- dungen und Gehäusen Rohrverbindungen und Gehäuse in der Prozessindustrie FOI FOA Axial bewegte Stangendichtung aus PTFE mit metallischer Spann- feder, austauschbar für O-Ring-- Einbauräume, Ausführung innen- dichtend als Stangendichtung Axial bewegte Stangendichtung aus PTFE mit metallischer Spann- feder, austauschbar für O-Ring-- Einbauräume, Ausführung außen- dichtend als Kolbendichtung Mikro- Simmerring® Mikro-Simmerring® für rotatorische Anwendungen mit Wellendurchmesser 1–3 mm Verschluss- deckel GA Dichtende Verschlussdeckel mit Presssitz – Standardausführung (Gummi außen) Heißwasserventile; Pneumatikzylinder Heißwasserventile; Pneumatikzylinder Einsatz in anspruchsvol- len, kundenspezifischen Mini atur anwendungen wie beispielsweise Mikro pumpen, Mikro- antrieben und Mikro- aktoren Erdbewegungsgeräte; Flur förderfahrzeuge; Land maschinen; Lkw- Ladekrane Verschluss- deckel GSA Dichtende Verschlussdeckel mit Presssitz – Sonderausführung mit Gummi/Stahl außen Bohrungen und Mon- tagdurchführungen in Gehäusen; allgemeiner Maschinenbau PRODUKT- GRUPPE Statische Dichtungen Weitere Infor- mationen siehe → Kapitel „Statische Dichtungen“, Seite 641 Translatorische Dichtungs- elemente Weitere Infor- mationen siehe → Kapitel „Dichtungen für Fluid Power Anwendungen“, Seite 535 Rotatorische Dichtungen Weitere Infor- mationen siehe → Kapitel „Dichtungen für rotatorische Anwendungen“, Seite 412 660

661

1. Produktübersicht WERKSTOFF MAX. TEMPERATUR- STANDARDKATALOG- FREUDENBERG BEREICH [°C] * PROGRAMM XPRESS® EPDM; 75 Fluoro prene XP ‒40 … +200 41; VMQ; HNBR werkstoffabhängig 70 EPDM 291 ‒40 … +150 75 Fluoroprene XP 41 ‒15 … +200 PTFE F56110; Feder rostfreier Stahl 1.4310 ‒200 … +260 PTFE F56110; Feder rostfreier Stahl 1.4310 ‒200 … +260 Nein Nein Ja Ja Ja Ja Ja Ja EPDM; NBR; FKM; FFKM; 75 Fluoro prene XP 41 ‒35 … +200 werkstoffabhängig Nein Nein 75 NBR 99004 ‒40 … +100 75 NBR 99004 ‒40 … +100 Ja Ja Nein Nein * Temperaturangabe gültig für eine Messung an der Dichtung. Temperatur des Betriebsmediums kann ggf. davon abweichen! 661 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

662

Spezialdichtungsprodukte 2. ELASTOMERVERBUNDTEILE/ PRÄZISIONSFORMTEILE/ PTFE-DICHTUNGSLÖSUNGEN Prozess technologie Material expertise Anwendungs- Knowhow Markt segmente Abb. 323 Maßgeschneiderte Angebote zur Erfüllung segmentspezifischer Anforderungen Elastomerverbund- und Präzisionsform- teile sowie PTFE-Dichtungen von Freuden- berg Sealing Technologies (nachfolgend auch als FST ab gekürzt) ermöglichen den Kunden maßgeschneiderte und funktions- optimierte Dichtungslösungen auch für komplexe Anwendungen. Modernste Werkstofftechnologie und in- novative Verfahren zur Produkt- und Werk zeugauslegung gewährleisten dabei eine präzise Umsetzung des gewünschten Bauteils. Neben einer breiten Palette von Standard- produkten bietet Freudenberg Sealing Technologies auch Spezialdichtungen an. Spezialdichtungen sind oftmals kunden- spezifische Lösungen mit speziellen Maßen oder Anwendungsanforderungen. D a sie i. d. R. individuell konstruiert und gefertigt werden, benötigen sie einen Dichtungs- lösungsexperten mit exzellentem Material-, Produkt- und Anwendungs- Know-how. Freudenberg Sealing Technologies ist der Experte in diesem Bereich und bietet Ihnen ein Höchstmaß an technischer Kompetenz in Beratung, Engineering und Fertigung. Freudenberg Sealing Technologies vereint Material-, Prozess- und Applikationsexper- tise und wendet diese segmentspezifisch an, um seinen Kunden eine maßgeschnei- derte Lösung zu generieren. FST Website Spezialdichtungen Produktkatalog 662

663

2. Elastomerverbundteile/ Präzisionsformteile/ PTFE-Dichtungslösungen & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S 2.1 FUNKTION UND ERWEITERUNGS- POTENTIALE Die Produkte von Freudenberg Sealing Technologies können neben der eigentli- chen „Dichtfunktion“ weitere Funktionen übernehmen. Nachfolgend eine Übersicht möglicher Potentiale, um die Dichtung mit weiteren Funktionen auszustatten. 2.2 EINZIGARTIGES MATERIAL-KNOW- HOW Spezialdichtungsprodukte können aus den unterschiedlichsten Werkstoffen produziert werden und sind in der Regel an die spezifischen Kundenbedürfnisse angepasst. Hierfür stehen mehr als 1.800 unterschiedliche Werkstoffe zur Verfü- gung. Freudenberg Sealing Technologies hat in seinem Portfolio Werkstoffe mit Zulassungen u. a. für die Bereiche Lebens- mittel, Pharma, Trinkwasser, Gas, Elekt- ronik. Weitere Informationen zu den FST Werkstoffen finden Sie im → Kapitel „Material, Werkstoffe und Verfahrens- technik“, Seite 29. Optimierungspotentiale Montage Montage Sicherheit Erleichterung Automatisation Hilfe Servicefreundlichkeit Oberflächenbeschaffenheit Reibung Rotation Lineare Bewegung Montage Kräfte Verschleiß Trockenlauf Verbindungen Geräusche/ Schwingungen Funktions integration Elektronik Entkopplung Montage Kontamination Druck Permeation Aggregate Normen/Gesetze Zerstörung Einfluss auf Dritte Hochfrequenzen Entkopplung Dämpfung Teilreduzierung Bauraum Montage Ausschuss Kostenreduktion Modul Abb. 324 Optimierungspotentiale bei der Auslegung kundenspezifischer Produkte , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V Umgebung Medien Temperatur Kontamination Kräfte Migration Lebensdauer Medien Alterung Verschleiß Zerstörung Temperatur 663

664

Spezialdichtungsprodukte 2.3 ANWENDUNGS- BEREICHE Innovative Elastomerverbund- und Präzi- sionsformteile sowie PTFE-Dichtungen von FST werden in fast allen Branchen der Automobil- und allgemeinen Industrie überall dort eingesetzt, wo die gängigen Branchenlösungen nicht optimal ange- wendet werden können. Die nachfolgen- den Einsatzbereiche sind nur ein kleiner Ausschnitt aus den vielfältigen Anwen- dungsmöglichkeiten. KRAFTSTOFFVERSORGUNG PNEUMATISCHE SYSTEME y Autoindustrie y allgemeine Industrie y Verbundteile y Präzisionsformteile L O R T N O C D U L F I SITZKOMFORTSYSTEME LUFTFEDERSYSTEME y Autoindustrie y allgemeine Industrie y Pkw y Lkw und Busse EMISSIONSMINDERUNG FTIV y AGR – Abgasrückführung y SCR – selektive katalytische Reduktion y Tankabsperrventile für Plug-In-Hybrids T R O F M O K N E N O I S S I M E Tab. 44 Anwendungs-/Produktübersicht Magnetanker 664

665

2. Elastomerverbundteile/ Präzisionsformteile/ PTFE-Dichtungslösungen & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V FOOD & BEVERAGE FLUID HANDLING ENERGY R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A y Abfüllanlagen y Separatoren y Dispenser y Ventile y Pumpen y Regler y Blatt-/Turmlager y Offshorefundamente y Elektroschaltanlagen y Solar y Clampdichtungen y Dichtungen für Doppel- und Einsitzventile y Stangendichtungen y Radialdichtungen y DSF y Hygienic Line y Microformteile y PTF E-Dichtungen y Mikro-Simmerringe y Elastomerverbundteile y Verschluss deckel y Offset Seals y Plug & Seals y PTF E Forseal y Oil passage seal G N U D N E W N A E T K U D O R P Tab. 45 Anwendungs-/Produktübersicht allgemeine und Prozessindustrie 2.4 TRÄGERTEILE In Spezialdichtungsprodukten kommen Trägerteile aus metallischen Werkstoffen oder Kunststoffen zum Einsatz, wenn Gummielastizität und Steifigkeit inner- halb eines Bauteils gefordert werden. Elastomere kann man mechanisch oder chemisch mit Metallen oder Kunststoffen verbinden. Weiterführende und tiefgreifende Infor- mationen über Trägerteile können dem → Kapitel „Material, Werkstoffe und Ver- fahrenstechnik – 6. Trägerteile“, Seite 123, entnommen werden. 665 R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

666

Spezialdichtungsprodukte 2.5 HYGIENIC PRESSURE SEAL (HPS) PRODUKTVORTEILE y herausragende Betriebsperformance: • totraumfreie Abdichtung • geringe Kontaktfläche zum Pro- zessmedium • gute Trockenlaufeigenschaften • sehr gutes Dichtverhalten • sehr gute Druckstabilität • geringe Reibung y hohe Standzeiten durch verringer- ten Verschleiß y verringerte Schaltkräfte y hohe chemische Beständigkeit • zuverlässiger Einsatz in CIP-/SIP-- Medien • Beständigkeit gegen Aromen y Werkstoffauswahl für ein breites Spektrum an Freigaben, z. B. F D A, EG (VO) 1935/2004 y im Regelfall sind Prototypen in ge- ringen Stückzahlen ohne Werkzeug- kosten (Drehteile) möglich ANWENDUNG Sitzventile in verfahrenstechnischen An- lagen und Systemen, Prozessanlagen in Getränkeindustrie, Milchwirtschaft und der chemischen wie pharmazeutischen Industrie, Mikrodosierpumpen. WERKSTOFF Als Werkstoffe kommen vorrangig FDA-, BFR- und USP-Class-VI-geprüfte bzw. ATEX- zertifizierte Elastomermischungen auf Basis von VMQ, EPDM, Fluoroprene XP und HNBR zum Einsatz. Der Dichtungswerk- stoff muss stets den Einsatzbedingungen entsprechend gewählt werden. Hygienic Pressure Seals (HPS) kommen vorwiegend in Sitzventilen in der Prozess- industrie zum Einsatz und erfüllen dort eine ähnliche Funktion wie Schaftdich- tungen. Aber auch rotatorische Anwen- dungen sind denkbar. HPS ist eine Lösung von Freudenberg Sealing Technologies zur hygienischen Abdichtung bei höheren Drücken. Ein HPS besteht aus einem elastomeren Anpressring und einem PTFE-Ring aus einem gefüllten Hochleistungs-PTFE mit Lebensmittelzulassung. Der Elastomerring dichtet statisch gegen die Einbaunut und das PTFE ab. Der PTFE- Ring übernimmt die dynamische Dicht- funktion zur Stange hin und fungiert gleichzeitig als Stützring. Im rückwärtigen Bereich wird in der Einbau nut ein Verdrängungsraum ge- schaffen, um thermische Dehnungen zu kompensieren. Durch das spezielle Design können hohe Drücke (bis zu 150 bar) über einen breiten Temperaturbereich abgedichtet werden. 666

667

2. Elastomerverbundteile/ Präzisionsformteile/ PTFE-Dichtungslösungen EINSATZBEREICH TEMPERATUR BEREICH [°C] DRUCK [bar] ANWENDUNGS BEREICH –20 … +150 Max. 150 Gängige CIP-/SIP-Medien; Getränke; Nahrungs mittel; chem. Produkte Anmerkung Es handelt sich hier in der Regel um kunden- spezifische Bauteile, die von den Experten anhand der FST Designrichtlinien auf Ihre Anwendung abgestimmt werden. Aus diesem Grund ist eine spezifische Klärung aller relevanten Rahmenparame- ter erforderlich. Bitte fragen Sie hierfür bei Ihrem Ansprech- partner nach den EIS-Blättern (Engineering Information Sheets). 667 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

668

Spezialdichtungsprodukte 2.6 KLAPPENDICHTUNG FÜR DIE PROZESSINDUSTRIE PRODUKTVORTEILE y herausragende Betriebsperformance • hohe Funktionssicherheit • optimierte Standzeiten • niedrige Reibmomente bei Betä- tigung • sehr gutes Dichtverhalten y breites Anwendungsspektrum • Funktionsfähigkeit innerhalb eines breiten Temperaturbereichs • breite, auf unterschiedlichste Ap- plikationen abgestimmte Werk- stoffvielfalt • Gewährleistung eines Höchst- maßes an Schaltzyklen • Anwendung in vielen Medien mit entsprechenden Zulassungen y hohe chemische Beständigkeit • zuverlässiger Einsatz in CIP-/SIP-- Medien • Beständigkeit gegen Aromen y Werkstoffauswahl für ein breites Spektrum an Freigaben, z. B. F D A, EG (VO) 1935/2004 Klappen dichtungswerkstoff muss stets den Einsatz bedingungen entsprechend ge- wählt werden. Anmerkung Es handelt sich hier in der Regel um kunden- spezifische Bauteile, die von den Experten anhand der FST Designrichtlinien auf Ihre Anwendung abgestimmt werden. Aus die- sem Grund ist eine spezifische Klärung aller relevanten Rahmenparameter erforderlich. Bitte fragen Sie hierfür bei Ihrem Ansprech- partner nach den EIS-Blättern (Engineering Information Sheets). Klappendichtungen kommen als Dich- tungen in Scheibenventilen in verfahrens- technischen Anlagen zum Einsatz. Der Elastomerformring wird während des Schließvorgangs im Ventil radial verpresst und dichtet so hoch- und niedrigviskose Medien ab. Entscheidend für die einwandfreie Funk- tion ist dabei eine geringe Reibung und ein niedriger Druckverformungsrest der Klappendichtung sowie die hohe Tempe- ratur- und Medienbeständigkeit explizit auch in Reinigungsmedien (CIP/SIP – Cle aning In Place/Sterilization In Place). ANWENDUNG Scheibenventile in verfahrenstechnischen Anlagen und Systemen. Prozessanlagen in Getränkeindustrie, Milchwirtschaft und der chemischen wie pharmazeutischen In- dustrie. WERKSTOFF Als Werkstoffe kommen vorrangig FDA-, BFR- und USP-Class-VI-geprüfte bzw. ATEX- zertifizierte Elastomermischungen auf Basis von VMQ, EPDM, Fluoroprene und HNBR zum Einsatz. Darüber hinaus kön- nen auch spezielle Hochleistungselasto- mere aus Simriz® für kundenindividuelle Anwendungen angeboten werden. Der CIP-/SIP-Guide 668

669

2. Elastomerverbundteile/ Präzisionsformteile/ PTFE-Dichtungslösungen EINSATZBEREICH TEMPERATUR BEREICH [°C] DRUCK [bar] ANWENDUNGS BEREICH ‒20 … +150 Max. 25 Gängige CIP-/SIP-Medien; Getränke; Nahrungs mittel; chem. Produkte & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H EPDM VMQ HNBR FKM R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P +++ + +++ D ++ + + – D – + + + + + +++ ++ ++ + ++ + + + + + +++ +++ +++ + – 669 E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V WERKSTOFFAUSWAHL MEDIEN DVR Gleiteigenschaften Wässrige Medien Dampf CIP/SIP +++ +++ +++ +++ +++ Molkereiprodukte D … + Kohlenwasserstoffe, aliph. Kohlenwasserstoffe, arom. Ätherische Öle/Zitrussäfte Heißwürze +++ sehr gut ++ + empfehlenswert einsetzbar – – D ++ D bedingt einsetzbar − ungeeignet

670

Spezialdichtungsprodukte 2.7 RADIAL- UND AXIAL- DICHTUNGEN FÜR SITZVENTILE IN DER PROZESSINDUSTRIE Radialdichtungen kommen in Sitzventilen in der Prozessindustrie zum Einsatz. Dort übernehmen sie die dynamische Dicht- funktion im Dichtsitz des Ventils und tren- nen damit, im geschlossen Ventilzustand, die verschiedenen Medien im Prozess. Im patentierten Design der Firma Freuden- berg Sealing Technologies werden die dynamische Dichtfunktion im Ventilsitz und die statische Dichtfunktion zum Ventilteller hin durch einen wiederver- wendbaren Trägerring entkoppelt. Da- durch können beide Dichtfunktionen un- abhängig voneinander optimiert werden. Abb. 325 Radialdichtung im FST Design 670 PRODUKTVORTEILE y herausragende Betriebsperformance • hohe Funktionssicherheit • optimierte Standzeiten • sehr gutes Dichtverhalten • geringe Schaltkräfte bei erhöh- ten Temperaturen y breites Anwendungsspektrum • Funktionsfähigkeit innerhalb eines breiten Temperaturbereichs • breite, auf unterschiedlichste Ap- plikationen abgestimmte Werk- stoffvielfalt • Gewährleistung eines Höchst- maßes an Schaltzyklen • Anwendung in vielen Medien mit entsprechenden Zulassungen y hohe chemische Beständigkeit • zuverlässiger Einsatz in CIP-/SIP-- Medien • Beständigkeit gegen Aromen y Werkstoffauswahl für ein breites Spektrum an Freigaben, z. B. F D A, EG (VO) 1935/2004 Des Weiteren besteht die Möglichkeit, sicher abgedichtete Verdrängungsräume zu schaffen, um thermische Dehnungen zu kompensieren. Dadurch wird ein Dicht- system geschaffen, dessen Anpresskraft nahezu unabhängig von Temperatur und Werkstoffquellung ist und das Fertigungs- toleranzen gut kompensiert. Die Auslegung erfolgt hierbei über FEM- Rechnungen. Es sind sowohl Lösungen mit geteilten Ventiltellern als auch mit ungeteilten Ventiltellern möglich.

671

2. Elastomerverbundteile/ Präzisionsformteile/ PTFE-Dichtungslösungen EINSATZBEREICH TEMPERATUR BEREICH [°C] DRUCK [bar] ANWENDUNGS BEREICH –20 … +150 Max. 25 Gängige CIP-/SIP-Medien; Getränke; Nahrungs mittel; chem. Produkte den Einsatzbedingungen entsprechend gewählt werden. Anmerkung Es handelt sich hier in der Regel um kunden- spezifische Bauteile, die von den Experten anhand der FST Designrichtlinien auf Ihre Anwendung abgestimmt werden. Aus diesem Grund ist eine spezifische Klä- rung aller relevanten Rahmenparameter erforderlich. Bitte fragen Sie hierfür bei Ihrem Ansprech- partner nach den EIS-Blättern (Engineering Information Sheets). ANWENDUNG Sitzventile in verfahrenstechnischen An- lagen und Systemen. Prozessanlagen in Getränkeindustrie, Milchwirtschaft und der chemischen wie pharmazeutischen Industrie. WERKSTOFF Als Werkstoffe kommen vorrangig FDA-, BFR- und USP-Class-VI-geprüfte bzw. ATEX- zertifizierte Elastomermischungen auf Basis von VMQ, EPDM, Fluoroprene XP und HNBR zum Einsatz. Darüber hinaus können auch spezielle Hochleistungs- elastomere aus Simriz® für kundenindivi- duelle Anwendungen angeboten werden. Der Radial dichtungswerkstoff muss stets Standarddesign Faktor 1 0 °C Faktor 2 50 °C Design von Freudenberg Sealing Technologies Faktor 1 0 °C Faktor 1,1 100 °C Nahezu konstante Kontaktspannung über doppelten Temperaturbereich Abb. 326 FEM-Berechnung am Beispiel einer Radialdichtung 671 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

672

Spezialdichtungsprodukte 2.8 SCHAFTDICHTUNGEN FÜR SITZVENTILE IN DER PROZESSINDUSTRIE Schaftdichtungen kommen in Sitzventilen in der Prozessindustrie zum Einsatz. Dort übernehmen sie eine dynamische Dicht- funktion, wobei der Austritt der Antriebs- schäfte des Ventils aus dem Ventil abge- dichtet wird. Die Dichtung verhindert sowohl Leckagen des Prozessmediums in die Umgebung des Ventils als auch das Eindringen von Ver- schmutzung von außerhalb des Ventils in das Prozessmedium. Meist haben diese Dichtungen ein L- förmiges Profil. ANWENDUNG Sitzventile in verfahrenstechnischen An- lagen und Systemen. Prozessanlagen in Getränkeindustrie, Milchwirtschaft und der chemischen wie pharmazeutischen Industrie. 672 PRODUKTVORTEILE y herausragende Betriebsperformance • hohe Funktionssicherheit • optimierte Standzeiten • sehr gutes Dichtverhalten y breites Anwendungsspektrum • Funktionsfähigkeit innerhalb eines breiten Temperaturbereichs • breite, auf unterschiedlichste Ap- plikationen abgestimmte Werk- stoffvielfalt • Gewährleistung eines Höchst- maßes an Schaltzyklen • Anwendung in vielen Medien mit entsprechenden Zulassungen y hohe chemische Beständigkeit • zuverlässiger Einsatz in CIP-/SIP-- Medien • Beständigkeit gegen Aromen y Werkstoffauswahl für ein breites Spektrum an Freigaben, z. B. F D A, EG (VO) 1935/2004 WERKSTOFF Als Werkstoffe kommen vorrangig FDA-, BFR- und USP-Class-VI-geprüfte bzw. ATEX-zertifizierte Elastomermischungen auf Basis von VMQ, EPDM, Fluoroprene XP und HNBR zum Einsatz. Darüber hinaus können auch spezielle Hochleistungs- elastomere aus Simriz® für kundenindivi- duelle An wendungen angeboten werden. Der Schaftdichtungswerkstoff muss stets den Einsatzbedingungen entsprechend gewählt werden.

673

2. Elastomerverbundteile/ Präzisionsformteile/ PTFE-Dichtungslösungen EINSATZBEREICH TEMPERATUR BEREICH [°C] DRUCK [bar] ANWENDUNGS BEREICH –20 … +150 Max. 25 Gängige CIP-/SIP-Medien; Getränke; Nahrungs mittel; chem. Produkte Bitte fragen Sie hierfür bei Ihrem Ansprech- partner nach den EIS-Blättern (Engineering Information Sheets). Anmerkung Es handelt sich hier in der Regel um kunden- spezifische Bauteile, die von den Experten anhand der FST Designrichtlinien auf Ihre Anwendung abgestimmt werden. Aus diesem Grund ist eine spezifische Klärung aller relevanten Rahmenparame- ter erforderlich. 673 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

674

Spezialdichtungsprodukte 2.9 PLUG & SEAL-STECK- VERBINDUNGEN PRODUKTVORTEILE y zuverlässige Abdichtung auch bei hohen Drücken y einfache, sichere und kostengüns- tige Montage y akustische und mechanische Ent- kopplung y reduzierter Wartungsaufwand durch verbesserte Haltbarkeit y Kompensation von Mittenversatz y Kompensation für Fehlausrichtung erlaubt größere Toleranzen der Paarungs partner y geringer Logistikaufwand, durch die Integration von mehreren Funk- tionen in einem Bauteil und da- durch niedrigere Gesamtkosten y Designentwicklung nach kunden- spezifischen Anforderungen Dichtung: Gemäß kundenspezifischen Anforderungen, z. B. in EPDM, FKM, AEM, ACM, NBR, HNBR. EINBAU UND MONTAGE Vorgaben zur Beschaffenheit des Einbau- raums: y Oberflächenrauheit R: statische Drücke Rmax < 16 µm, pulsierende Drücke Rmax < 6 µm y Toleranz ISO H8 y empfohlene Einfuhrschräge: • Anfasung von mind. 20°, • Fasenlänge (a) ca. 2 mm, • Kanten gratfrei und verrundet y Tiefe des Einbauraums (t1): ≥ 7 mm y max. axialer Versatz nach Rücksprache Plug & Seal-Steckverbindungen sind an der Außenfläche gummierte Rohrstücke mit Dichtwülsten und Anschlagdämpfern. Sie dienen dazu, eine dichte Verbindung zwischen zwei Gehäusen oder Aggregaten herzustellen – und zwar zum sicheren Transport von Medien, wie z. B. Ölen, Wasser oder Luft. Plug & Seal-Steckverbindungen werden immer auf die individuelle Kundenan- wendung ausgelegt, zugeschnitten auf die jeweiligen Anforderungen an Montage, Einbauraum, Medien, Temperatur und Druckbelastung. ANWENDUNG y Wasser- und Ölkreislauf oder Luftfüh- rungssysteme von Verbrennungsmo- toren y Thermo-Management-Systeme von Hybrid- und Elektrofahrzeugen in Bat- terie, E-Motor und Inverter y Motornebenaggregate, wie Kompres- soren, Turbolader oder Ansaugstutzen y Flüssigkeitssysteme in Spezialanlagen und im Maschinenbau WERKSTOFF Rohrstück: Gemäß kundenspezifischen Anforderungen, z. B. in Stahl, Aluminium oder Kunststoff. 674

675

2. Elastomerverbundteile/ Präzisionsformteile/ PTFE-Dichtungslösungen EINSATZBEREICH Plug & Seal-Steckverbindungen halten Drücken bis max. 10 bar stand. Höhere Drücke auf Anfrage. ELASTOMER MEDIEN TEMPERATUR BEREICH AN WENDUNGS BEREICH [°C] & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H EPDM Nicht ölbeständig ‒40 … +140 Ölbeständig ‒10 … +220 Ölbeständig ‒25 … +150 Kühlwasser; Bremsflüssig- keit; wässrige Medien Ladeluft mit Ölanteilen; Kühlwasser; Kraftstoffe wie Diesel, Biodiesel, Benzin Ladeluft mit Ölanteilen; Motorenöl R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V FKM AEM ACM NBR Ölbeständig ‒25 … +150 Motorenöl Ölbeständig ‒30 … +90 Getriebeöl HNBR Ölbeständig ‒30 … +140 Getriebeöl; Motorenöl; Dieselkraftstoff 675

676

Spezialdichtungsprodukte 2.10 MIKRO- BZW. MINIATUR- TEILE/SIMRIZ®-FORM- UND VERBUNDTEILE Kleine und kleinste Elastomerverbundteile und Formteile kundenindividuell ent- wickelt (< 20 mm). Herstellbar in großer Werkstoff- und Designvielfalt. Geringe Wandstärken im Bereich von wenigen zehntel Millimetern realisierbar, ebenso wie enge Toleranzen im Bereich von wenigen hundertstel Millimetern. Bei sehr hohen An- forderungen an die Medienbeständigkeit kann Simriz® (FFKM) eingesetzt werden. Die Bauteile können beispielsweise eine statische Dichtfunktion erfüllen (Abdich- tung Deckel gegen Gehäuse), Medien tren- nen oder aber durch eine mechanische Verstellung (axiales Verstellen/Kippen) eine Schaltfunktion in Form von Öffnen/ Schließen von Ein- und Auslassbohrungen übernehmen. Die Kombination dieser Funktion ist in einem Bauteil machbar. ANWENDUNG Zum Beispiel Fluid-Control-Systeme in der Medizin-, Analyse- und Biotechnologie, Magnetventile, Prozesstechnik, Hydraulik und Pneumatik. PRODUKTVORTEILE y maßgeschneiderte Miniaturteile/ Dichtungskomponenten in großer Werkstoff- und Designvielfalt y hohe Produktqualität und Präzision durch spezielle Fertigung y vielfältige Einsatzmöglichkeiten y sehr hohe Medien- und Temperatur- beständigkeit bei Einsatz von Simriz®- Werkstoffen y hohe Montage- und Ausfallsicherheit y Kombination der Funktionen stati- sches Abdichten, Trennen von Me- dien und Schalten möglich WERKSTOFF Innovative und präzise Werkzeugkonzepte, höchste Präzision hinsichtlich Werkzeug- herstellung, -oberflächen sowie Prozess- führung, minimale Schussgewichte eben- so wie die Möglichkeit der Anwendung von Veredelungen am Fertigteil zur Ver- meidung von Haftung des Elastomers. Anmerkung Es handelt sich hier in der Regel um kunden- spezifische Bauteile, die von den Experten anhand der FST Designrichtlinien auf Ihre Anwendung abgestimmt werden. Aus diesem Grund ist eine spezifische Klärung aller relevanten Rahmenparame- ter erforderlich. Bitte fragen Sie hierfür bei Ihrem Ansprech- partner nach den EIS-Blättern (Engineering Information Sheets). 676

677

2. Elastomerverbundteile/ Präzisionsformteile/ PTFE-Dichtungslösungen WERKSTOFF Elastomerteil EPDM; FKM; Simriz® Trägerteil Stahl; Edelstahl; Messing Kunststoffe, wie PA6.6, PEEK; mit Glas- oder Kohle- faserverstärkung Kunststoffe in unterschied- lichen Farben zur Vermei- dung von Verwechslungen TEMPERATUR- BEREICH [°C] ANWENDUNGS BEREICH Max. +260 (Simriz®) Mineralöle; Hydraulik- flüssigkeiten; CIP-/SIP-- Medien; Chemikalien zur Spülung und Reinigung in Labor analysegeräten; Heiß- wasser Weitere Werkstoffe auf Anfrage 677 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

678

Spezialdichtungsprodukte 2.11 PLATTEN, RONDEN UND BAHNENWARE PRODUKTVORTEILE Durch die Auswahl von Elastomer, Ge- webe und Folie aus PTFE können die charakteristischen Eigenschaften der Platten individuell auf den gewünsch- ten Einsatzfall eingestellt werden. Bei der Herstellung von Platten und Bahnen entstehen keine zusätzlichen Werk- zeugkosten. Durch die Herstellung der Bahnenware in einer Breite von 500 mm können engste Toleranzen hergestellt werden. Die Oberflächengüte der Gummiober- flächen kann durch Schleifen oder andere geeignete Verfahren beeinflusst werden. Auf Anfrage sind Platten in weiteren Va- rianten erhältlich. ANWENDUNG Aus Platten hergestellte Teile kommen in fast allen Zweigen der Industrie, z. B. Ma- schinen- und Flugzeugbau, zur Anwen- dung. WERKSTOFF Verarbeitet werden alle gängigen Elasto- merwerkstoffe von FST. Die Wahl richtet sich nach dem jeweiligen Einsatzfall. Platten und Ronden können sowohl als reine Elastomerplatten als auch mit einer Gewebelage (einseitig, mittig) oder PTFE- Schicht (einseitig) hergestellt werden. Sie werden in den meisten Fällen zu Flach- dichtungen oder Membranen weiterver- arbeitet. y Ronden (nur Elastomer): • beide Seiten pressglatt • geringste Rondendicke: 0,5 mm y Ronden mit Gewebeverstärkung oder PTFE-Folie: • beide Seiten pressglatt • geringste Rondendicke: 0,8 mm y Platten (nur Elastomer): • beide Seiten pressglatt • geringste Plattendicke: 0,5 mm Auf Anfrage sind abhängig vom Werk- stoff dünnere Platten möglich. y Platten mit Gewebeauflage: • eine Seite pressglatt, gegenüberlie- gende Seite Gewebe • geringste Plattendicke: 0,5 mm + Gewebedicke y Platten mit Gewebeeinlage: • beide Seiten pressglatt • geringste Plattendicke: 2 x 0,5 mm + Gewebedicke y Platten mit PTFE-Auflage: • eine Seite pressglatt, gegenüber- liegende Seite Folie aus PTFE • geringste Plattendicke: 0,5 mm + Auflage aus PTFE 678

679

2. Elastomerverbundteile/ Präzisionsformteile/ PTFE-Dichtungslösungen EINSATZBEREICH MEDIEN Abhängig von der Werkstoffauswahl TEMPERATUR Je nach Material zwischen –50 °C und +200 °C PLATTEN MIT GEWEBEAUFLAGE PLATTEN MIT GEWEBEEINLAGE Werden für einseitig erhöhte Druckbelastung verwendet Werden eingesetzt, wenn beidseitig erhöhte Druckbelastungen vorliegen PLATTEN MIT AUFLAGE AUS PTFE Kommen zum Einsatz, wenn höchste chemische Beständigkeit gefordert ist, wenn die Oberfläche glatt und abweisend gegenüber Fremdstoffen sein soll, wenn niedrige Reibungskoeffizienten notwendig sind KONSTRUKTIONSHINWEISE Toleranzen von Plattenware PLATTEN 150 X 152 mm GEPRESSTE PLATTEN MATERIAL FFKM MATERIALSTÄRKE [mm] TOLERANZEN [mm] 0,75 ± 0,1 Kein Schleifen der Platten möglich Keine Gewebe oder Folien bei gepressten Platten Derzeitige Fertigung von einer Platte mit der Stärke 0,75 mm. Abweichende Stärken auf Anfrage PLATTEN 200 X 200 mm GEPRESSTE PLATTEN MATERIAL FFKM MATERIALSTÄRKE [mm] TOLERANZEN [mm] 1 und 1,5 ± 0,1 Kein Schleifen der Platten möglich Keine Gewebe oder Folien bei gepressten Platten Derzeitige Fertigung von einer Platte mit der Stärke 0,75 mm 679 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

680

Spezialdichtungsprodukte PLATTEN 350 X 350 mm MATERIAL MATERIALSTÄRKE [mm] TOLERANZEN TOLERANZEN* [mm] GEPRESSTE PLATTEN EINSEITIG GESCHLIFFEN NBR CR ACM VMQ FVMQ EPDM HNBR FKM 0,5 … 4 0,5 … 1,0: ± 0,1 mm > 1,0 mm: ± 10 % 0,5 … 4,0: ± 0,10 * engere Toleranzen bis ± 0,05 auf Anfrage möglich PLATTEN 500 X 500 mm AUS BAHNENWARE (MINDESTMENGE: 100 PLATTEN) MATERIAL NBR CR ACM VMQ FVMQ EPDM HNBR FKM Material- stärke [mm] 0,5 … 2,0 0,5 … 2,0 0,5 … 2,0 – – 0,5 … 2,0 0,5 … 2,0 0,5 … 2,0 ROLLERHEAD ROLLERHEAD MIT GEWEBE ROLLERHEAD MIT FOLIE (0,25 o. 1,3) Toleranzen pressglatt Toleranzen einseitig geschliffen* Material- stärke [mm] Toleranzen [mm] Material- stärke [mm] Toleranzen [mm] 0,5 … 1,0 mm: ± 0,1 mm > 1,0 mm: ± 10 % 0,5 … 2,0 mm: ± 0,1 mm 0,75 … 2,0 ± 0,25 1 … 2 ± 0,25 – – – – – – – – 0,75 … 2,0 ± 0,25 – – – – – – – – 1 … 2 – 1 … 2 – – – – ± 0,25 – ± 0,25 * engere Toleranzen bis ± 0,05 auf Anfrage möglich 680

681

2. Elastomerverbundteile/ Präzisionsformteile/ PTFE-Dichtungslösungen BAHNENWARE 500 mm BREITE ROLLERHEAD ROLLERHEAD MIT GEWEBE ROLLERHEAD MIT FOLIE (0,25 o. 1,3) Toleranzen pressglatt Toleranzen einseitig geschliffen Material- stärke [mm] Toleranzen [mm] Material- stärke [mm] Toleranzen [mm] 0,5 … 1,5 mm: ± 0,15 mm > 1,5 mm: ± 10 % 0,5 … 2,0 mm: ± 0,1 mm 0,75 … 2,5 ± 0,25 1 … 3 ± 0,25 – – – – – – – – 0,75 … 2,5 ± 0,25 – – – – – – – – 1 … 3 – 1 … 3 – – – – ± 0,25 – ± 0,25 MATERIAL NBR CR ACM VMQ FVMQ EPDM HNBR FKM Material- stärke [mm] 0,5 … 4 0,5 … 3 0,5 … 2 – – 0,5 … 4 0,5 … 3 0,5 … 3 RONDEN D 200 RONDENDICKE (AB 0,5 mm BIS 6,0 mm) – ABSTUFUNG 0,1 mm Reines Elastomer 0,5 … 6,0 mm Ronden mit Gewebeverstärkung oder PTFE-Folie 0,8 … 6,0 mm DICKENTOLERANZEN DER GEPRESSTEN PLATTEN (BEI MATERIAL BIS HÄRTE VON 75 SHORE A) MATERIAL OHNE GEWEBE MIT GEWEBE ODER PTFE-FOLIE NBR SBR CR VMQ FVMQ EPDM HNBR FKM ± 0,075 ± 0,10 ± 0,10 ± 0,15 Platten pressglatt Toleranzanpassung für Material mit Härte > 75 Shore A notwendig Größere Plattendicke inkl. Dickentoleranzen auf Anfrage 681 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

682

Spezialdichtungsprodukte PLATTENABMESSUNGEN, BAUFORM 300 X 300 mm PLATTENDICKE (AB 0,5 mm BIS 6,0 mm) – ABSTUFUNG 0,1 mm Reine Elastomerplatten Platten mit Gewebeverstärkung oder PTFE-Folie 0,5 bis 6,0 mm 0,8 bis 6,0 mm DICKENTOLERANZEN DER GEPRESSTEN PLATTEN (BEI MATERIAL BIS HÄRTE VON 75 SHORE A) MATERIAL OHNE GEWEBE MIT GEWEBE ODER PTFE-FOLIE NBR SBR CR VMQ FVMQ EPDM HNBR FKM ± 0,10 ± 0,15 ± 0,15 ± 0,20 Platten pressglatt Toleranzanpassung für Material mit Härte > 75 Shore A notwendig Größere Plattendicke inkl. Dickentoleranzen auf Anfrage 682

683

2. Elastomerverbundteile/ Präzisionsformteile/ PTFE-Dichtungslösungen PLATTENABMESSUNGEN, BAUFORM 500 X 500 mm PLATTENDICKE (AB 0,5 mm BIS 6,0 mm) – ABSTUFUNG 0,1 mm Reine Elastomerplatten Platten mit Gewebeverstärkung oder PTFE-Folie 0,5 bis 6,0 mm 1,0 bis 6,0 mm DICKENTOLERANZEN DER GEPRESSTEN PLATTEN (BEI MATERIAL BIS HÄRTE VON 75 SHORE A) MATERIAL OHNE GEWEBE MIT GEWEBE ODER PTFE-FOLIE NBR SBR CR VMQ FVMQ EPDM HNBR FKM ± 0,15 ± 0,20 ± 0,20 ± 0,25 Platten pressglatt Toleranzanpassung für Material mit Härte > 75 Shore A notwendig Größere Plattendicke inkl. Dickentoleranzen auf Anfrage PRÄZISIONSPLATTEN (KUNDENSPEZIFISCHE WERKZEUGE NOTWENDIG) PLATTENGRÖSSE TOLERANZ 100 x 100 mm 120 x 120 mm 135 x 135 mm ± 0,02 ± 0,04 ± 0,05 683 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

684

Spezialdichtungsprodukte HERSTELLUNG VON BAHNENWARE Kontinuierliche Fertigung ist möglich für y Bestellmengen > 30 m y Bahnenbreite bis 500 mm y Bahnendicke bis 3 mm HERSTELLUNG GESCHLIFFENER PLATTEN UND BAHNENWARE Durch ein- oder beidseitiges Schleifen können Toleranzen von ± 0,05 mm er- reicht werden. Bei Shorehärten unter 50 Shore A ist Schleifen hingegen nur in Ein- zelfällen möglich. Bei geschliffenen bzw. gestrahlten Platten ist die Oberflächengüte sehr stark von Shorehärte und Basismaterial abhängig. Platten und Bahnenware sind nicht lager- gängig. LIEFERPROGRAMM Herstellung und Abmessungen von Platten Platten sind in den folgenden Größen erhältlich: y Ø 200 (Ronde) y 100 x 100 (Präzisionsplatte) y 120 x 120 (Präzisionsplatte) y 135 x 135 (Präzisionsplatte) y 150 x 152 mm y 200 x 200 mm (Simriz®) y 300 x 300 mm y 350 x 350 mm y 500 x 500 mm (gepresst) y 500 x 500 mm (aus Bahnenware) Reine Elastomer- platten Platten mit Gewebeauflage Platten mit Gewebeeinlage Platten mit Folie aus PTFE DICKE * [mm] 0,5 … 6 0,8** … 6 1,2** … 6 0,8** … 6 * Mindestdicke, abhängig von Gewebe- bzw. PTFE-Foliendicke ** Die maximale Dicke variiert je nach Werk- stoff und Plattengröße 684

685

2. Elastomerverbundteile/ Präzisionsformteile/ PTFE-Dichtungslösungen 2.12 PROFILE, SCHNÜRE UND SCHLÄUCHE PRODUKTVORTEILE PRODUKTÜBERSICHT y Profile/Profilringe • Nutringe • Gegenringe für Nutringe • Hutmanschetten • X-Profile • sonstige Spezialprofile y Schnüre/Schnurringe y Schläuche/Schlauchringe PRODUKTBESCHREIBUNG Ob Tunnelbohrmaschine, Schiffsmotor, Ladeluke oder Blattlager einer Windkraft- anlage. Wann immer große Dichtstellen auftreten, die nicht oder nur sehr kosten- intensiv durch Formdichtungen oder O-Ringe abgedichtet werden können, kommen Spezialprofile, -schnüre oder -schläuche zum Einsatz. Dafür stehen unterschiedliche Profildüsen sowie zahl- reiche Werkstoffe zur Verfügung. Eine Kernkompetenz von Freudenberg Sealing Technologies ist zudem die Ent- wicklung und Produktion kundenspezifi- scher Designs, wobei die Werkzeugkosten im Vergleich zu formgebundenen Teilen sehr günstig sind. WERKSTOFF Neben den gängigen Werkstoffen werden zahlreiche Spezialwerkstoffe angeboten. Diese zeichnen sich durch hervorragende Qualität und Beständigkeit aus. Für den Windkraftbereich wurde z. B. die Mischungsreihe „Ventoguard“ entwickelt. Diese bietet ein ausgezeichnetes Langzeit- Relaxations verhalten und ist beständig in allen gängigen Schmiermitteln. y Abdichtung auch großer Dichtstellen, die nicht durch einen O-Ring oder eine Formdichtung abgedichtet werden können y kundenspezifische Produktentwick- lung y günstige Werkzeugkosten im Ver- gleich zu formgebundenen Teilen y Ringdurchmesser flexibel adaptierbar y eigener Werkzeugbau, um kurze Liefer zeiten sicherzustellen y umfangreiches Materialportfolio y eigene Materialentwicklung (z. B. für die Entwicklung anwendungs- spezifischer Materialien) y geringe Stückzahlen/Mengen möglich ANWENDUNG Aus Profilen hergestellte Teile erfüllen in zahlreichen Industriebranchen wichtige Dichtungsaufgaben: y Schwermaschinenbau, z. B. Tunnelvor- triebstechnik, Zement-/Gesteinsmühlen y Anlagenbau, z. B. Turbinen, Absperr- ventile, Prozesszylinder y Kraftmaschinen, z. B. Schiffsmotoren y Separatoren, z. B. Filtertechnik, Groß- separatoren y Windkraftanlagen, z. B. Blattlagerdich- tungen oder Flanschdichtungen für Offshoretürme 685 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

686

Spezialdichtungsprodukte KONSTRUKTIONSHINWEISE Toleranzen Alle Profile, Schnüre und Schläuche werden standardmäßig in DIN ISO 3302-1 E2 her- gestellt. In Sonderfällen ist eine Fertigung nach E1 möglich. Grenzabmaße für die Maße der Quer- schnitte nicht unterstützter Extrusions- teile: NENNMASS [mm] TOLERANZKLASSE [mm] E1* 0,15 0,20 0,25 0,35 0,40 0,50 0,70 0,80 1,00 1,30 E2 0,25 0,35 0,40 0,50 0,70 0,80 1,00 1,30 1,60 2,00 über 0 1,5 2,5 4,0 6,3 10,0 16,0 25,0 40,0 63,0 bis 1,5 2,5 4,0 6,3 10,0 16,0 25,0 40,0 63,0 100,0 * in Einzelfällen teilweise möglich 686

687

2. Elastomerverbundteile/ Präzisionsformteile/ PTFE-Dichtungslösungen NUTRINGE XPROFILE Nutringe kommen als Kolben- oder Stan- gendichtung zum Einsatz und können in den Materialien NBR oder FKM mit unter- schiedlichen Maßen für Querschnitt und Durchmesser gefertigt werden. Der Innendurchmesser des Nutrings sollte mindestens das 15-Fache des Profilquer- schnittsmaßes (T) betragen. GEGENRINGE FÜR NUTRINGE Gegenringe dienen zur Fixierung und ver- hindern eine axiale Bewegung der Nut- ringe, durch welche die Dichtkanten an den Dichtlippen beschädigt werden können. Die Gegenringe werden stets als Meter- ware geliefert. Montagehinweis Bei der Montage werden die beiden En- den stumpf aufeinandergelegt. Die Ge- genringe können mit einer geringen axi- alen Spannung auf den Nutringen sitzen. HUTMANSCHETTEN Hutmanschetten dienen zur Abdichtung axial bewegter Stangen. Die Hutman- schetten werden in extrudierter Form am Stoß geklebt. Alle Hutmanschetten sind mit Zugfedern ausgerüstet. X-Profile dienen zur Abdichtung von Stan- gen, Zylindern und Gehäusen. Vorteilhaft gegenüber einer Rundschnur ist die ge- ringere erforderliche Kraft zum Verpres- sen aufgrund des Vierlippen-Dichtprofils. Weiterhin passen sich die X-Profile dank ihrer Kontur problemlos einer Rechteck- nut an. Der entscheidende Vorteil der X-Profile ist, dass die Gefahr des Verkantens und Verdrehens aufgrund der größeren Auflagefläche minimiert wird. SONSTIGE SPEZIALPROFILE Profile können wie folgt hergestellt und geliefert werden: y Meterware mit/ohne Eigenkrümmung y Profilstücke konfektioniert nach Kundenwunsch y Profilringe am Stoß geklebt oder stoßvulkanisiert Anmerkung Es handelt sich hier in der Regel um kunden- spezifische Bauteile, die von den Experten anhand der FST Designrichtlinien auf Ihre Anwendung abgestimmt werden. Aus diesem Grund ist eine spezifische Klä- rung aller relevanten Rahmenparameter erforderlich. 687 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

688

Spezialdichtungsprodukte Bitte fragen Sie hierfür bei Ihrem An- sprechpartner nach dem ENGINEERING INFORMATION SHEET (EIS-Blatt). Auf Anfrage werden für spezielle Aus- führungen individuelle Werkzeuge ent- wickelt und gefertigt. PROFILDÜSEN Folgend eine Auswahl aus den etwa 3.500 existierenden Profildüsen. 30 14 12,5 12,5 3 1 21,8 18,3 15,5 10 25 15,5 35,8 11,5 16,2 16,2 12,5 12,5 32 12,9 19,5 11 17 10,5 0 5 5 1 6 12 9,5 9,5 10 17 8 10 8,5 4,5 18,5 12 14 16 13 688

689

2 2 , 5 14 1 8 2 0 1 4 8 1 4 1 7 1 4 , 2 1 2 6 3 0 9 5 4 1 0 1 2 1 0 10 1 6 7 , 23 9 1 6 , 6 6 1 5 1 0 31 9 3 9 1 , , 9 5 6 8 9 1 8 , 3 1 5 , 5 2 5 9,5 6 17 9 1 0 9 1 0 2 0 1 0 8 , 5 5 0 2 0 3 8 4 3 5 2 3 7 2 . E l a s t o m e r v e r b u n d t e i l e / P r ä z i s i o n s f o r m t e i l e / P T F E - D i c h t u n g s l ö s u n g e n STICHWORT- VERZEICHNIS STOPFBUCHS- PACKUNGEN MEMBRANEN FALTENBÄLGE HYDROSPEICHER SPEZIALDICHTUNGS- PRODUKTE STATISCHE DICHTUNGEN FLUID POWER ANWENDUNGEN – PNEUMATIK FLUID POWER ANWENDUNGEN – HYDRAULIK DICHTUNGEN FÜR ROTATORISCHE ANWENDUNGEN MATERIAL, WERKSTOFFE UND VERFAHRENSTECHNIK EINFÜHRUNG & SERVICES

690

Spezialdichtungsprodukte 16,5 62 2 4 14 16 10,4 0 2 13 , 5 1 1 18 690 6,4 10 10,2 10 0 1 7 3 10 47 10 10 5 6 40 11 10 11 8,3 6,4 6 9 5,5 11 10 12 0 1 3,8 6 1 30 30 8 25 32,35 21,9 16 6 15 3 1

691

1 8 1 6 67 15 , 4 5 7,5 6 , 5 17 5 , 8 7 5 2 2 3 , 8 6 9 1 23 9 1 , 6,7 1 8 6 8 2 6 , 6 1 0 13,3 67 1 1 5 , 3 1 0 1 0 3 , 1 5 1 2 1 1 1 5 1 , 67 1 8 1 5 , 7 7 1 7 68 1 3 , 2 4 0 ° 1 8 1 7 2 , 60 7 0 84 1 5 1 3 4 8 7 8 , 4 3 STICHWORT- VERZEICHNIS STOPFBUCHS- PACKUNGEN MEMBRANEN FALTENBÄLGE HYDROSPEICHER SPEZIALDICHTUNGS- PRODUKTE STATISCHE DICHTUNGEN FLUID POWER ANWENDUNGEN – PNEUMATIK FLUID POWER ANWENDUNGEN – HYDRAULIK 2 . E l a s t o m e r v e r b u n d t e i l e / P r ä z i s i o n s f o r m t e i l e / P T F E - D i c h t u n g s l ö s u n g e n DICHTUNGEN FÜR ROTATORISCHE ANWENDUNGEN MATERIAL, WERKSTOFFE UND VERFAHRENSTECHNIK EINFÜHRUNG & SERVICES

692

Spezialdichtungsprodukte 44,6 , 5 1 1 4 8 16 16,6 45° 13 12,5 6,8 17,75 4 0 1 16 11 5 , 3 1 5 , 5 2 , 0 2 , 6 4 4 16,5 12 22 8 6 1 7 7,5 5 4,8 8 49 20 27 4 1 20 5 , 2 1 8,9 , 6 4 4 9 1 7 4 86 13 38 4 12 692

693

2 5 10,13 68,6 5 5 , 4 2 4 3 9 2 5 9,7 6 6 , 9 5 1 5 5 , 5 14 4,7 1 0 7 5 3 9 ° 1 5 3 2 3,8 8 5 8 1 0 0 7 , 2 , 2 5 1 9 2 1 19,5 16 2 2 5 8 5 , 5 1 1 3 3 7,4 10,5 5 , 5 3 13,2 2 3 1 0 31 6 9 3 2 . E l a s t o m e r v e r b u n d t e i l e / P r ä z i s i o n s f o r m t e i l e / P T F E - D i c h t u n g s l ö s u n g e n STICHWORT- VERZEICHNIS STOPFBUCHS- PACKUNGEN MEMBRANEN FALTENBÄLGE HYDROSPEICHER SPEZIALDICHTUNGS- PRODUKTE STATISCHE DICHTUNGEN FLUID POWER ANWENDUNGEN – PNEUMATIK FLUID POWER ANWENDUNGEN – HYDRAULIK DICHTUNGEN FÜR ROTATORISCHE ANWENDUNGEN MATERIAL, WERKSTOFFE UND VERFAHRENSTECHNIK EINFÜHRUNG & SERVICES

694

Spezialdichtungsprodukte RUNDSCHNÜRE UND SCHNURRINGE Mit runder Querschnittsform sind die Rundschnur und die Folgeprodukte daraus die einfachsten Dichtprofile und werden oft als Alternative zu großen O-Ringen ver- wendet. Wie in → Abschnitt „2.13 Profile, Schnüre und Schläuche – Konstruktions- hinweise“, Seite 686 angedeutet sind die Fertigungstoleranzen jedoch größer, was bei der Auslegung der Nutmaße zu be- rücksichtigen ist. Zudem sind die O-Ring- Normen für die Rundschnüre und Schnur- ringe nicht anwendbar. Lieferprogramm y Meterware: von 1 bis 40 mm Schnurdurchmesser y Schnurstücke aus Meterware: auf genaue Länge geschnittene Schnur stücke y Schnurringe aus Meterware: auf den entsprechenden Durchmesser geschnittene und geklebte bzw. am Stoß vulkanisierte geschlossene Ringe SCHLÄUCHE UND SCHLAUCHRINGE Mit kreisförmigem Hohlbereich im Inneren sind Schläuche und die Folgeprodukte da- raus ebenfalls einfache Dichtprofile und werden oft eingesetzt, wenn geringere Verpressungskräfte notwendig sind und eher geringe Anforderungen an die Dich- tigkeit gestellt werden. Diese Art der Schläuche wird dabei frei- liegend geheizt. Das Lieferprogramm ist vergleichbar mit den Schnüren, wobei es bei ungünstigen Kombinationen von Innen- und Außendurchmesser zu Ovali- täten während des Heizprozesses kom- men kann. Welche Kombination von Innen- zu Außendurchmesser bzw. Wand- stärke noch möglich ist, ist im Einzelfall zu prüfen. Lieferprogramm y Meterware: abhängig von der Wandstärke bis 40 mm Außendurchmesser y Schlauchstücke aus Meterware: auf genaue Länge geschnittene Schlauchstücke y Schlauchringe aus Meterware: auf den entsprechenden Durchmesser geschnittene und geklebte bzw. am Stoß vulkanisierte geschlossene Ringe SCHLÄUCHE AUF DORN GEHEIZT Präzisionsschläuche werden aus allen gängigen Elastomerwerkstoffen in einem speziellen Verfahren in aufeinanderfol- genden Prozessschritten hergestellt: Zu- nächst werden die Schläuche extrudiert, danach mit etwas Vorspannung auf einen Dorn gezogen und auf „Dorn vulkanisiert“. Abschließend wird der Außendurchmes- ser überschliffen. So können in fein abge- stimmten Toleranzlagen der Innen- und der Außendurchmesser nahe der Formteil- toleranzen hergestellt werden. Aufgrund des Fertigungsverfahrens ist die Oberflä- che am Innendurchmesser pressglatt und die Oberfläche am Außendurchmesser zeigt eine sehr feine Schleifstruktur. Unter bestimmten Bedingungen eignet sich das Verfahren auch, um besonders dünnwandige Schläuche herzustellen. 694

695

2. Elastomerverbundteile/ Präzisionsformteile/ PTFE-Dichtungslösungen Lieferprogramm Auf „Dorn geheizte“ Präzisionsschläuche werden in folgenden Ausführungen stets in Abstimmung/auf Anfrage geliefert. y Schlauchstücke: bis 2.000 mm Länge ohne Eigenkrüm- mung VOM SCHLAUCH GESTOCHENE RINGE Bei der Herstellung vom Schlauch ge- stochener Ringe werden meist kurze Schlauchstücke (Scheiben) auf einer Ab- stechvorrichtung vom Schlauch spanlos abgestochen. Je nach Toleranzanforde- rungen an den Dichtring kann der Schlauch dabei entweder als frei extru- dierter Schlauch oder als „Schlauch auf Dorn geheizt und außen überschliffen“ hergestellt sein. Vom Schlauch gestochene Ringe ver- fügen über absolut scharfe Kanten am Innen- und Außendurchmesser, was bei der Herstellung von formgebundenen Dichtringen so nicht möglich ist. Die stirnseitigen Flächen der Ringe zeigen eine feine Rillierung aufgrund des Ab- stechprozesses. Lieferprogramm Schlauchringe werden ab einer Wand- stärke von 1 mm und bis zu einem Innen- durchmesser von 200 mm, z. B. als Dicht- ringe, Treibriemen, Anpressringe oder Putzwalzenbezüge, geliefert. 695 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

696

Spezialdichtungsprodukte 2.13 MAGNETANKER UND VENTILKÖRPER PRODUKTVORTEILE y Einkauf und Logistik werden ver- einfacht – die Feder kann bereits im Design integriert werden (z. B. Mäanderfederdesign) y der Magnetanker mit Elastomer kann als eine Einheit geliefert wer- den, anstelle der Einzelkomponenten Anker, Elastomerteil und Feder y Kosten des Metallteils sind redu- ziert, da Querbohrungen und Hinter- schnitte entfallen können y der Zusammenbau des Ankers kann entfallen y kleinere Magnetventile sind möglich, da das Elastomer in die kleinsten Vertiefungen eingespritzt und am Trägermaterial angebunden werden kann y optimierte Schaltpräzision durch Erreichung hoher Genauigkeiten bei Toleranzen und Ebenheiten, auch ohne Nacharbeitsschritte Ein Magnetventil ist ein elektromechani- sches Steuergerät, das zur Regelung des Flusses von flüssigen oder gasförmigen Medien verwendet wird. Wenn die Spule des Magnetventils mit Strom beaufschlagt wird, erzeugt sie ein magnetisches Feld, das den Anker innerhalb der Spule bewegt und damit den Medienstrom reguliert. Magnetventile können in verschiedensten Anwendungen eingesetzt werden, wie z. B. Luft- und Flüssigkeitsdruckregelungen, Heiz- und Kühlsysteme, industrielle oder automotive Anwendungen. Magnetanker sind dabei Dichtelemente mit hoher Präzision, die auch speziell an Kundenanwendungen und kritische An- forderungen angepasst werden können. Abb. 327 Mäanderfedern Abb. 328 Kippanker 696

697

2. Elastomerverbundteile/ Präzisionsformteile/ PTFE-Dichtungslösungen BAUFORMEN Hubanker Innerhalb eines Führungsmechanismus verbinden flexible Hubanker die Dicht- und Dämpffunktion in einer einzigen Kompo- nente. Zusätzlich kann das Gewicht durch Auswahl individueller Trägermaterialien reduziert werden. y Oberflächenbehandlungen Der Klebeeffekt kann mittels RFN- Ober flächenbehandlung reduziert werden y überlegenes Design komplexe Designs und Miniaturisierung erlauben die Implementierung heraus- fordernder Lösungen für die Kunden Typische Anwendungen sind Pneumatik- ventile im Bereich von Automotive, Haus- haltsgeräten und der allgemeinen Industrie. Kippanker Axial fixierte Anker aus unterschiedlichen Trägermaterialien erlauben schnelle Schalt- zeiten und eine nachhaltige Prozessopti- mierung. Typische Anwendungen sind Pneumatik- ventile im Bereich von beispielsweise Reissortieranlagen etc. Mäanderfedern Magnetanker in Mäanderfederform mit Dicht- und Dämpfungsfunktionen erlau- ben minimalste Hübe bei hohen Frequen- zen auf kleinstem Raum. Typische Anwendungen sind Ventile in verschiedenen Flüssigkeiten oder Gasen in allen Anwendungsbereichen, wie z. B. Motoreinspritzung, Werkzeuge (Nagel- schussgerät) etc. KONSTRUKTIONSMERKMALE y Funktionsintegration Dicht- und Dämpffunktionen können in einer Komponenten vereint werden y Materialien kundenspezifische Dichtungs- und Dämpfungsmaterialien, auch für ag- gressive Medien und Temperaturen sind möglich y Freigaben verschiedenste Materialfreigaben für Elastomermaterialien, wie z. B. FD A- Konformität, KTW oder USP-Class-VI für kritische Anwendungen sind vor- handen y Beschichtungen PTFE, DLC oder andere Beschichtungen und Behandlungen (z. B. Plasma- Ätzung) zur Reduzierung der Reibung an metal- lischen Kontaktflächen des Magnet- anker sind verfügbar. Auch Beschichtun- gen des Elastomers mit PTFE oder anderen Arten von Werkstoffen sind zur Optimierung der Ventilperformance möglich ANWENDUNG Typische AutomotiveAnwendungen sind: y Motor: • Einspritzsysteme • Spülventile (z. B. AKF-Ventil)/Tank- abschaltventile • AdBlue®-Systeme (Einspritzung, Pumpe etc.) y E-Mobility/Hybrid: • Batterie-Entlüftungsventile • Luftabsperrventile (AIV) y Federung/Bremse: • Luftversorgung der pneumatischen Bremse • Luftfederungen y Komfortsystem: Ventile für Massagesitze, Klimaanlage, Cabrio-Verdeck (Öffnen/Schließen) etc. 697 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

698

Spezialdichtungsprodukte Typische IndustrieAnwendungen sind: y Energie: • Solar-Paneele • Windkraftwerke/Windräder y Gebäudetechnik/Haushalt: Wasserarmaturen mit automatischer Bestätigung y Pneumatiksystem: • Schaltventile/-einheiten • Ventilblöcke y Essen und Trinken: • Flaschenabfüllstationen • Reissortieranlagen • Kaffeemaschinen y Heiz-/Kühlsysteme: • Ölbrenner-Einspritzungen • Abschaltventile y medizinische Anwendungen/ miniaturisierte Ventile: • Blutdruckmessgeräte • Narkosemittelverdampfer • Kalibriervorrichtungen • Ventilatoren y Werkzeuge: Gaseinspritzung, z. B. bei Nagelschuss- geräten ANWENDUNGSSPEZIFISCHE BEURTEILUNG Funktionsabschätzung/Anwendungs simulation y Finite-Elemente-Methode (FEM) des Ventilverhaltens • optimierte Belastung der Dichtung durch Verbesserung des Designs im Hochlauf der Funktionsprüfungen • Simulation des Rückpralls zur besse- ren Auslegung der nötigen Kräfte (Feder, Magnet) • Kostenreduktion durch Reduzierung der Testintervalle ist möglich (indi- viduelle Evaluierung notwendig) Abb. 329 FEM-Simulation 698

699

2. Elastomerverbundteile/ Präzisionsformteile/ PTFE-Dichtungslösungen WERKSTOFFE ELASTOMER ELASTOMER TYP. MEDIEN TYP. TEMPERATURBEREICH NBR HNBR FKM/FPM EPDM FVMQ VMQ WERKSTOFFE TRÄGERTEILE MATERIAL Edelstahl Stahl Plastik Messing Aluminium Spezial Öl; Kraftstoff; Luft [°C] ‒60 … +80 Öl; Kraftstoff; Luft; AdBlue® ‒60 … +140 Kraftstoff; Gas (CNG, LPG …); Abgase; Öl; Luft; H2 Luft; Wasser; AdBlue® Abgase; H2 Luft; Wasser; H2 ‒40 … +220 ‒50 … +140 ‒70 … +220 ‒70 … +220 TYP. MATERIALIEN ALTERNATIVE NAMEN/ ANMERKUNGEN 1.4105; 1.4104; 1.4016; 1.4113 AISI 430 (F, FR); AISI 434 1.0338 AISI 1008 PA66; PPS; PBT Min. 30 % GF oder GK CuZn38Pb2 AlMgSi Auf Anfrage 699 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

700

Spezialdichtungsprodukte MONTIERTER ANKER VS. CHEMISCHE BINDUNG VERGLEICH VORTEILE NACHTEILE Oberflächen y frei von Bindemittel y Oberflächenbearbeitung vor Zusammenbau y keine Oberflächenunterbrechungen durch Anspritzungen (Anspritzung kann gegenüber Dichtfläche vor- gesehen werden – bei Montage be- rücksichtigt) Toleranzen y Parallelität der Dichtfläche wird durch die Ebenheit und die Feder un- terhalb des Elastomerteils definiert y Gesamtlänge des Teils ist unabhän- gig vom Elastomerproduktionspro- zess y Quellung und thermische Ein flüsse/ Ausdehnung haben keinen Einfluss auf die Anwendung Materialien verschiedene Elastomermaterialien können miteinander kombiniert werden, da zwei individuelle Teile hergestellt und montiert werden Teure Metall(Anker)Teile y Hinterschnitte für Montage not- wendig y Querbohrungen zur Entlüftung während der Montage notwendig Montage des finalen Magnetankers y Automatisierung der Montage bei Kleinserien oder mittleren Stückzah- len ist oft nicht wirtschaftlich y Handhabung und Orientierung der kleinen Elastomerteile ist oft sehr schwierig y viele verschiedene Teile sind hand- zuhaben y mit zunehmender Verkleinerung des Ankers steigen die Montagekosten y Risiko der Verschmutzung steigt y Grat kann während der Montage vom Teil abgeschert werden und ge- langt ins System Oberflächen y Gummigrat am Teil y Grat kann sich über die Lebensdauer lösen und das Ventil verstopfen Hohe Einkaufs und Logistikkosten y viele kleine Teile y mehr als ein Lieferant Toleranzen abhängig vom Design können teilweise nur sehr grobe Toleranzen eingehalten werden Toleranzen Funktionalität abhängig vom Design kann das Elasto- merteil abfallen – ver ursacht durch Klebeeffekte oder Hinterspülung Montierte Lösung 700 KlebeeffektHinterspülung

701

2. Elastomerverbundteile/ Präzisionsformteile/ PTFE-Dichtungslösungen VERGLEICH Chemische Bindung VORTEILE NACHTEILE Kosten des Metall(Anker)Teils sind reduziert Querbohrungen und Hinterschnitte können entfallen Oberflächen y Bindemittelüberlauf oder Gummi- grat auf der Trägerteil-Oberfläche möglich y Nacharbeit, wie z. B. Überschleifen, ist kritisch y Oberfläche durch Anspritzung un- terbrochen Montage des finalen Magnetankers entfällt Toleranzen y Parallelität und Ebenheit sind abhän- gig vom Werkzeug y Quellung und thermische Ein flüsse/ Ausdehnung haben mehr Einfluss auf die Anwendung Materialien unterschiedliche Elastomermate rialien sind aufgrund des Herstellprozesses nicht immer möglich Einkauf und Logistik wird vereinfacht y anstelle von Metallteil, Elastomerteil und Feder kann eine komplette Bau- gruppe geliefert werden y zusätzliche Federn innerhalb des An- kers sind nicht mehr notwendig Kleinere Magnetventile sind möglich das Elastomer kann direkt in die kleinsten Öffnungen eingespritzt und am Metall angebunden werden Elastomerverbundteile ermöglichen eine optimierte Schaltpräzision y die Vulkanisation gewährleistet eine sichere und klar definierte Anbindung y höchste Standards hinsichtlich Toleranzen und Ebenheit können auch ohne Nacharbeitsschritte gewährleis- tet werden Toleranzen y es sind höhere Genauigkeiten mög- lich y bessere Ebenheit der Dichtfläche kann erreicht werden indem die Werkzeugauslegung über die Finite- Elemente-Methode optimiert wird y verschiedenste Designvariationen sind möglich, basierend auf den Kundenanforderungen 701 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

702

Spezialdichtungsprodukte 3. KUNDENSPEZIFISCHE INTEGRIERTE PRÄZISIONSLÖSUNGEN MIT KUNSTSTOFF Freudenberg Sealing Technologies bietet seinen Kunden maßgeschneiderte und funktionsoptimierte „Integrierte Präzisi- onsdichtungen“ an. Hierbei handelt es sich um Mehrstoffverbundteile für kunden- spezifische Anwendungen mit komplexen Anforderungen. Ein Trägermaterial, in dieser Produkt gruppe zumeist aus einem Thermoplast, wird für eine weitere Funktion, z. B. Dichten, Führen, Abschirmen (z. B. von elektromagnetischer Strahlung), Leiten (bspw. von Wärme), mit einem elastischen Material (Elastomer oder thermoplastisches Elastomer) verbunden. PRODUKTVORTEILE y vereinfachte Montage: Durch Ver- bindung von Konstruktionsteilen (z. B. Gehäuse, Deckel, Trägerelementen) mit angebundenen Weichstoffkom- ponenten wird der Zusammenbau von Baugruppen vereinfacht (z. B. Montage biegeschlaffer Dichtungen!) y Reduzierung von Gewicht: Ersatz von Metallgehäusen durch Kunststoff- gehäuse mit integrierter Dichtung reduziert das Gesamtgewicht von Aggregaten y Designfreiheiten: In der Kunststoff- technologie sind hohe Freiheitsgrade im Design gegeben und es werden komplexe Strukturen möglich – so- wohl für Trägerteile als auch für die Weichkomponente y feste Anbindung: Jahrzehnte Erfah- rung in der Anbindung von elasti- schen Materialien an die Trägerkunst- stoffe gibt hohe Sicherheit auch in beanspruchten Belastungen – mehr dynamische Sicherheit y Funktionssicherheit: Eine Bandbreite spezieller Dichtungsmaterialien von Freudenberg Sealing Technologies in Verbindung mit thermoplastischen Kunststoffen steht zur Verfügung – führend in Dichtungstechnik y Risikoreduzierung: Durch feste Ver- bindung von Trägerteil und Funktions- material (z. B. Dichtung) wird eine fehlerhafte Montage vermieden, die Lagesicherheit ist konstruktiv ge- geben. Hohe Automatisation gewähr- leistet hohe dauerhafte Prozess- sicherheit und Qualität y Reduzierung der Teilevielfalt: Der Ver- bund von Materialien reduziert die Anzahl der Positionen in der Material- liste und in der Supply Chain y konstruktive Freiheiten: Speziell der Montagespritzguss (zueinander be- wegliche Kunststoffteile aus einem Werkzeug) oder die PIT-Technologie (Rohre) ermöglichen neue konstruk- tive Ansätze 702

703

3. Kundenspezifische integrierte Präzisionslösungen mit Kunststoff In dieser Technologie wird moderne Kunst- stofftechnik mit einer weiteren Kernkom- petenz von FST, der Elastomer- und Dich- tungstechnik, zusammengeführt. Die Vielzahl der kundenspezifischen Anwen- dungen und Produkte ist durch die ver- wendeten Materialien und Fertigungs- technologien sehr groß. Die Produktgruppe lässt sich grob mit dem Begriff „2K+“-Technologie umschreiben. Das „+“ steht für die zusätzliche Integrati- on weiterer Elemente, z. B. Hülsen, Stecker oder anderen Komponenten. Freudenberg Sealing Technologies nutzt simultane Fertigungsverfahren, die – ver- bunden mit hoher Automation und Pro- zesssicherheit – die exzellente Qualität der Produkte sicherstellen. Dabei wird ein Produktbereich von kleinen bis mittelgro- ßen Geometrien, z. B. im Gewichtsbereich von 0,05 bis 1.500 Gramm/Teil, abgedeckt. WERKSTOFFE Trägerkomponente – Überblick der haupt- sächlich genutzten Kunststoffmaterialien (Oberbegriffe), weitere sind möglich. Ansaugsysteme, Kraftstoffleitungen, Motor abdeckungen, Ölwannen) sowie für Druckluftsysteme im Bereich Fahrwerk und Bremse eingesetzt (mehr dazu → Kapitel „Material, Werkstoffe und Ver- fahrenstechnik – PA“, Seite 82). PPA Polyphtalamide sind teilkristalline und semi- aromatisch thermoplastische Poly- mere. Durch ihre teilaromatische Struktur weisen sie hohe Glasübergangstemperatu- ren und einen hohen Schmelzpunkt auf, so dass sie sich für den Dauergebrauch bis zu über +150°C eignen. Polyphthalamide wei- sen eine höhere Chemikalienbeständigkeit auch gegen aggressive Chemikalien als Standardpolyamide auf. Sie sind medien- beständig gegen: Biodiesel-Treibstoff, Bremsflüssigkeit, synthetisches Motorenöl, Transmissionsflüssigkeit, Transformatoren- öl, Glycole, Schwefelsäure, Streusalz, Zink- chlorid, Calciumchlorid. Teile aus dem Material eignen sich besonders gut für den Einsatz im Kühl kreislauf in der Fahrzeug- industrie (mehr dazu → Kapitel „Material, Werkstoffe und Ver fahrenstechnik – PPA“, Seite 86). PA Polyamide sind teilkristalline, thermo- plastische Polymere und zeichnen sich durch eine hohe Festigkeit, Steifigkeit und Zähigkeit aus. Sie besitzen darüber hinaus eine gute Chemikalienbeständigkeit und Verarbeitbarkeit. Polyamide reagieren auf den Feuchtegehalt der Umgebung mit re- versibler Wasseraufnahme oder -abgabe. Beständigkeit gegen Schmier- und Kraft- stoffe bei Temperaturen bis max. +120 °C (kurzfristig bis +150 °C). Polyamide werden häufig als Ersatz für Metalle verwendet. Produkte aus diesem Material werden zum Beispiel als Motoren bauteile (bspw. PPE Polyphenylenether ist ein hochtempera- turbeständiger, thermoplastischer Kunst- stoff . Überwiegend wird er als Blend mit Polystyrol, schlagzähem Styrol-Butadien- Copolymer oder Polyamid eingesetzt. PPE-Blends finden Einsatz für Formteile im Elektronik-, Haushalts- und Fahrzeugsektor, bei denen es auf hohe Wärmeform- beständigkeit, Dimensionsstabilität und Maßhaltigkeit ankommt. Die Oberfläche kann bedruckt, heißgeprägt, lackiert oder metallisiert werden. Verschweißungen sind mittels Heizelement-, Reib- oder Ultra- schallschweißen möglich. 703 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

704

Spezialdichtungsprodukte PBT Polybutylenterephthalat gehört zu den Polyestern und hat ähnliche Eigenschaften wie teilkristallines Polyethylenterephthalat (PET). Es ist jedoch aufgrund des günstige- ren Abkühl- und Prozessverhaltens besser für den Spritzguss geeignet und wird wegen seiner hohen Festigkeit und Steifig- keit, seiner sehr hohen Maßbeständigkeit (deutlich besser als die von POM oder PA) und seiner guten Reibungs- und Verschleiß- eigenschaften geschätzt. Polybutylen- terephthalat wird für Gehäuse in der Elek- trotechnik, aber auch im Fahrzeugbau verwendet. Aufgrund der sehr geringen Wasseraufnahme und der guten Heiß- wasserbeständigkeit wird der Werkstoff häufig in der Sanitärindustrie (Armaturen) eingesetzt (mehr dazu → Kapitel „Mate- rial, Werkstoffe und Ver fahrenstechnik – PBT“, Seite 84). POM Polyoxymethylene (auch Polyacetale ge- nannt) sind hochmolekulare thermoplas- tische Kunststoffe. Das Material zeichnet sich durch hohe Festigkeit, Härte und Steifigkeit in einem weiten Temperatur- bereich aus und behält seine hohe Zähig- keit. Es weist eine hohe Abriebfestigkeit, einen niedrigen Reibungskoeffizienten, eine hohe Wärmeformbeständigkeit, gute Gleiteigenschaften, gute elektrische und dielektrische Eigenschaften sowie eine geringe Wasseraufnahme auf. Die Eigen- schaften von POM erlauben den Einsatz insbesondere für Präzisionsteile (mehr dazu → Kapitel „Material, Werkstoffe und Ver fahrenstechnik – POM“, Seite 80). PP Polypropylen ist ein durch Kettenpolyme- risation von Propen hergestellter thermo- plastischer, teilkristalliner und unpolarer Kunststoff. Polypropylen ist bei Raumtem- peratur gegen Fette und fast alle organi- schen Lösungsmittel beständig, abgesehen von starken Oxidationsmitteln. Die relativ geringen Materialkosten bei gegebener chemischer Beständigkeit lassen dieses Material häufig im Bereich E-Mobility zum Einsatz kommen (mehr dazu → Kapitel „Material, Werkstoffe und Ver- fahrenstechnik – PP“, Seite 78). PPS Polyphenylensulfid, ein teilkristalliner Kunst- stoff, dessen aromatische Monomereinhei- ten über Schwefelatome miteinander ver- bunden sind, zeichnet sich durch hohe Wärmeformbeständigkeiten, eine gute Chemikalienbeständigkeit und Steifigkeit aus. Dieser Werkstoff wird u. a. im Montage- spritzguss verwendet. Montagespritzguss ist eine Mehrkomponententechnologie, die bei Freudenberg Sealing Technologies eingesetzt wird. Hierbei wird keine Haftung zwischen den Komponenten erzielt, son- dern es werden zueinander bewegliche Verbundteile hergestellt. Die Kombination dieser Kunststoffe mit der Weichkomponente aus z. B. NBR, XNBR, FKM, AEM, EPDM, VMQ oder LSR und die Gruppe der TPE (thermoplastische Elastomere) ist Kernkompetenz von Freu- denberg Sealing Technologies im Bereich der integrierten Präzisionsdichtungs- lösungen. Hier steht die Breite der Erfah- rung im vollen Umfang zur Verfügung. Es ist an dieser Stelle nicht möglich, die Bandbreite der Kombinationen darzustel- len. Insbesondere die Verarbeitung und Bindung der Werkstoffe zueinander ist Kernkompetenz des verantwortlichen Bereichs und von FST (mehr dazu → Kapitel „Material, Werkstoffe und Ver- fahrenstechnik – PPS“, Seite 85). 704

705

3. Kundenspezifische integrierte Präzisionslösungen mit Kunststoff 3.1 EINSATZBEREICH/ ANWENDUNGEN Die Anwendungen der technischen Lösun- gen sind vielfältig und lassen sich in drei Gruppen zusammenfassen: PRODUKTGRUPPE COVER & SEAL Komplexe thermoplastische Gehäuse/ Trägerteile für sensible Baugruppen PRODUKTGRUPPE CIRCUIT PROTECT Isolationselemente für Klein und Nieder spannung und Batteriemodule y dreidimensionale Kunststoffträgerteile y dynamisch und/oder statisch bean- spruchte elastische Dichtungen y integrierte Funktionsteile (z. B. Buchsen, Sensoren, Busbars) y elektromagnetischer Strahlschutz (EMI- Shielding) y dynamisch und/oder statisch be an- y thermische Isolation bzw. Ableitung spruchte elastische Dichtungen von Wärme y integrierte Funktionsteile (z. B. Buchsen, y Batterieanwendungen (Hitzeschild) Sensoren) y elektromagnetischer Strahlschutz (EMI- Shielding) y thermische Isolation bzw. Ableitung von Wärme y Baugruppenmontage PRODUKTGRUPPE FLUID CONNECT Thermoplastische Verbundteile zum Führen, Leiten, Steuern von Fluiden y integrierte dynamisch und/oder statisch beanspruchte elastische Dichtungen y hochbelastbare chemische Bindung y Materialkombination Hart/Weichkom- ponente y flexible Materialien (Rohre) – Quantix y integrierte Funktionsteile (z. B. Buchsen, Sensoren) y Baugruppen Montagespritzguss (zuei- nander bewegliche Teile, z. B. Klappen) Hohe und gleichbleibende Qualität der Teile durch Prozessautomatisierung sowie die erwiesene Funktionssicherheit der Verbindung zwischen Träger- und Weich- komponente sprechen für die Lösungen von Freudenberg Sealing Technologies. Durch die erforderlichen Investitionen in Werkzeuge bietet sich die Verwendung in Anwendungen von mittleren bis größere Serien an. Durch spezielle Werkzeugtech- nologien können auch kostengünstige Lösungen für kleinere Serien realisiert werden. Anwendungsbereiche der angeführten Produktgruppen sind in der allgemeinen Industrie (Maschinenbau, mobile Arbeits- maschinen, Energietechnik, Fluid Techno- logies und Building Engineering …), in der Automobiltechnik sowie dem Bereich New Mobility zu finden. 705 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

706

Spezialdichtungsprodukte ERFORDERLICHE INFORMATIONEN ZUR ANFRAGE Aufgrund der Komplexität der Bauteile, der gewünschten technischen Leistungen und den Anforderungen an die Teile wird eine enge technische Abstimmung bereits zu Beginn der Projektphasen empfohlen. Ziel ist es, y die fertigungsgerechte Auslegung des Produktdesigns abzustimmen y die funktionsrelevanten Merkmale ab- zusichern y die anwendungsbezogene richtige Aus- wahl von Werkstoffen und deren Paa- rung zu treffen y die neuesten innovativen Ideen zur Produktauslegung zu berücksichtigen Anmerkung Es handelt sich hier in der Regel um kunden- spezifische Bauteile, die von den Experten anhand der FST Designrichtlinien auf Ihre Anwendung abgestimmt werden. Aus diesem Grund ist eine spezifische Klärung aller relevanten Rahmenparame- ter erforderlich. Bitte fragen Sie hierfür bei Ihrem Ansprech- partner nach den EIS-Blättern (Engineering Information Sheets). 706

707

3. Kundenspezifische integrierte Präzisionslösungen mit Kunststoff 3.2 ANWENDUNGSBEISPIEL – FLUID CONNECT – ROHRE PRODUKTBESCHREIBUNG Bei den von Freudenberg Sealing Techno- logies hergestellten Präzisionsrohren han- delt es sich um Mehrstoffverbundteile für kundenspezifische Anwendungen. Diese werden z. B. als Kühl wasser rohre oder als Zuführung von Ölmessstäben genutzt. An- wendungen sind beispielsweise aber auch in der Lebensmittelindustrie zu finden. Ein Thermo plast wird, in den von den Kunden gewünschten, dreidimensionalen teils hoch komplexen Geometrien verspritzt und im Werkzeug durch innovative Ferti- gungsverfahren zu einem Rohr umge- wandelt. Im Fertigungsverfahren können zusätzliche Elemente im Rohrdesign ein- gebracht werden, so dass z. B. Hülsen (zur Montage unterstützung) oder auch Rohr- enddichtungen in die Bauteile integriert werden. Zur weiteren Optimierung von Montageprozessen beim Kunden setzt Freudenberg Sealing Technologies ein speziell entwickeltes Kunststoffmaterial ein, das es ermöglicht, die Rohre für Mon- tagezwecke reversibel flexibel zu verfor- men. PRODUKTVORTEILE y vereinfachte Montage: Kunststoff- rohre mit angebundenen Dichtun- gen erleichtern den Zusammenbau von Baugruppen – insbesondere bei Nutzung von flexiblen Rohren y Reduzierung von Gewicht: Ersatz von Metallrohren durch Kunststoff- rohre mit integrierter Dichtung y Designfreiheiten: In der Kunststoff- technologie sind hohe Freiheits- grade im Design gegeben, wodurch komplexe Strukturen möglich sind y feste Anbindung: Jahrzehntelange Erfahrung in der Anbindung von elastischen Materialien an die Trä- gerkunststoffe gibt hohe Sicherheit an die Dichtungen, auch in bean- spruchten, dynamischen Belastun- gen beim Anschluss der Rohre an die Aggregate y Funktionssicherheit: Eine Bandbreite spezieller Dichtungsmaterialien von Freudenberg Sealing Technologies in Verbindung mit thermoplasti- schen Kunststoffen steht zur Ver- fügung Abb. 330 Fluid Connect – Rohre 707 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

708

Spezialdichtungsprodukte 3.3 ANWENDUNGSBEISPIEL – FLUID CONNECT – MONTAGESPRITZGUSS (BEWEGLICHE TEIL- KOMPONENTEN) PRODUKTBESCHREIBUNG Bei kundenspezifischen Lösungen mit zu- einander beweglichen Teilkomponenten werden im Herstellprozess die spezifi- schen Eigenschaften von verschiedenen, speziell entwickelten Kunststoffen ge- nutzt. Dadurch ist es möglich, dass die zu- einander beweglichen Teilkomponenten (teils mit zusätzlichen angespritzten Dichtungen) in einem Werkzeug erstellt werden. Diese Verbundteile werden u. a. zur Steu- erung von Mediendurchfluss genutzt und bieten dem Kunden große Freiheitsgrade in der Lösung komplexer Funktionalitäts- anforderungen. PRODUKTVORTEILE y Reduzierung von Gewicht durch Er- satz von Metallen durch Kunststoffe mit integrierter Dichtung y Designfreiheiten der Kunststoff- technologie ermöglichen hohe Frei- heitsgrade im Design und das Um- setzen von komplexen Strukturen y feste Anbindung von elastischen Materialien an die Trägerkunststof- fe gibt hohe Sicherheit an die Dich- tungen, auch in beanspruchten dy- namischen Belastungen y vereinfachte Montage durch die Verwendung bereits beweglich verbundener Komponenten mit angebundener Dichtung Abb. 331 Fluid Connect – Montagespritzguss (bewegliche Teilkomponenten) 708

709

3. Kundenspezifische integrierte Präzisionslösungen mit Kunststoff 3.4 ANWENDUNGSBEISPIEL – CIRCUIT PROTECT – TRÄGER INKL. DICHTUNG UND ZUSATZFUNKTION PRODUKTBESCHREIBUNG Die Verwendung von Kunststoff als Träger- material ist sowohl bei Gehäusen als auch bei anderen Bauteilen in Aggregaten möglich. Die benötigten Dichtungen – mit mecha- nischer oder chemischer Anbindung – werden in komplexer Geometrie an die kundenspezifischen Designs mit dem Trägerteil verbunden. Zusätzlich können weitere Komponenten (z. B. Hülsen, Pins, Sensoren) in das Bauteil integriert wer- den. Die verwendeten Fertigungsverfahren stellen eine konstant hohe Qualität sicher – auch bei millionenfacher Reproduktion. PRODUKTVORTEILE y Reduzierung von Gewicht durch Er- satz von Metallen durch Kunststof- fe mit integrierter Dichtung y Designfreiheiten der Kunststoff- technologie ermöglichen hohe Frei- heitsgrade im Design und das Um- setzen von komplexen Strukturen y feste Anbindung von elastischen Materialien an die Trägerkunststof- fe gibt hohe Sicherheit an die Dich- tungen, auch in beanspruchten dy- namischen Belastungen y vereinfachte Montage durch die Verwendung von Komponenten mit angebundener Dichtung y Integration von Zusatzfunktionen, z. B. Einbindung von Kontaktpins zur Prüfung von korrekt montier- ten Komponenten Abb. 332 Circuit Protect – Träger inkl. Dichtung und Zusatzfunktion 709 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

710

Spezialdichtungsprodukte 710

711

H Y D R O S P E I C H E R 7 1 1 STICHWORT- VERZEICHNIS STOPFBUCHS- PACKUNGEN MEMBRANEN FALTENBÄLGE HYDROSPEICHER SPEZIALDICHTUNGS- PRODUKTE STATISCHE DICHTUNGEN H y d r o s p e i c h e r DICHTUNGEN FÜR ROTATORISCHE ANWENDUNGEN MATERIAL, WERKSTOFFE UND VERFAHRENSTECHNIK EINFÜHRUNG & SERVICES FLUID POWER ANWENDUNGEN – HYDRAULIK FLUID POWER ANWENDUNGEN – PNEUMATIK

712

Hydrospeicher INHALTSVERZEICHNIS 1. PRODUKTÜBERSICHT 2. ALLGEMEIN 3. BEGRIFFSBESTIMMUNGEN 4. TECHNISCHE GRUNDLAGEN Berechnung und Auslegung Isotherme Zustands änderungen Polytrope Zustands änderungen Isothermes Aufladen mit nachfolgender polytroper Zustands änderung Isochore Zustands änderungen 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 Korrekturfaktoren 4.6 4.7 Pulsationsdämpfung 4.8 Druckstoß dämpfung 5. BAUFORMEN Kolbenspeicher Blasenspeicher Membranspeicher Andere Speichertypen 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 Speicherzubehör 6. WEITERE KRITERIEN ZUR AUSWAHL EINES HYDROSPEICHERS Zulässiger Betriebsüberdruck Wahl des Gasfülldrucks p0 6.1 6.2 6.3 Gasverluste 6.4 Eigenschaften nach Bauart 7. EINSATZTEMPERATUR UND ELASTOMERVARIANTEN 7.1 7.2 7.3 Dichtungen bei Kolbenspeichern Elastomere bei Blasenspeichern Elastomere bei Membranspeichern 712 714 716 717 718 718 718 719 719 720 721 721 722 724 724 726 728 730 730 731 731 731 731 733 734 734 734 734

713

8. ANSCHLÜSSE BEI HYDROSPEICHERN Flüssigkeits anschlüsse 8.1 8.2 Gasanschlüsse 9. BETRIEBSANLEITUNG 10. GESETZLICHE VORSCHRIFTEN UND REGELUNGEN 10.1 Druckbehälter allgemein 10.2 Druckbehälter in der Europäischen Union 10.3 Transport empfehlungen 10.4 Sicherheits vorschriften 11. WARTUNG 11.1 Reparatur 11.2 Fehlerdiagnose 12. ENTSORGUNG Inhaltsverzeichnis 735 735 735 735 736 736 736 736 737 738 738 738 739 713 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

714

Hydrospeicher 1. PRODUKTÜBERSICHT 714 PRODUKT-GRUPPEBAUFORMBESCHREIBUNGHAUPTANWENDUNGENHydrospeicherKolben- speicherMit unterschiedlichen Konfi-gurationen und Größen bis 350 bar bietet Freudenberg Sealing Technologies sowohl Katalogbaureihen als auch kundenspezifische Lösungen anIndustrie- und Mobil-hydrauliksysteme; Hydraulik an Land- und Baumaschinen; Fabrik-automatisierung und Robotik; Anwendungen zur Energieerzeugung; AutomobilanwendungenBlasen- speicherBlasenspeicher sind auch für den Einsatz bei niedrigeren Temperaturen geeignet. Mit Nennvolumen von bis zu 50 Litern und maximalen Betriebsdrücken von 350 bar bieten sie ein breites Anwen-dungsspektrumWindturbinen; Pressen; Aggregate; Ausbruch-sicherungenMembran- speicherMembranspeicher variieren in einer Vielzahl an Materialien, Dichtungen und Anschluss-stücken. Sie ermöglichen eine große funktionelle Sicherheit sowie Festigkeit und finden mit Größen von 0,07 bis zu 3,5 Litern und einem max. Betriebsdruck von 350 bar Ver-wendungIndustrie- und Mobil-hydrauliksysteme; Hydraulik an Land- und Baumaschinen; Fabrik-automatisierung und Robotik; Anwendungen zur Energieerzeugung; Automobilanwendungen

715

1. Produktübersicht Weitere Infor mationen zu unserem Produktportfolio * Temperaturangabe gültig für eine Messung an der Dichtung. Temperatur des Betriebsmediums kann ggf. davon abweichen! 715 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V WERKSTOFFMAX. TEMPERATUR-BEREICH [°C] *STANDARDKATALOG-PROGRAMMDiverseDiverseJa NBR; ECO; FKM; …DiverseJa NBR; ECO; CIIR; …DiverseJa

716

Hydrospeicher 2. ALLGEMEIN Hydrospeicher von Freudenberg Sealing Technologies (nachfolgend auch als FST abgekürzt) dienen zur Speicherung von Druckenergie. In einem Hydrospeicher be- findet sich ein kompressibles Medium (z. B. Stickstoff) und ein inkompressibles Arbeitsmedium (z. B. Hydrauliköl). Die Kompressibilität des Gases wird zur Spei- cherung von Energie genutzt. Es wirkt dabei ähnlich einer Feder. Dieses Gas wird in der Regel von der inkompressiblen Flüssigkeit getrennt gehalten. Die Art der Trennung differenziert die verschiedenen Bauarten von Hydrospeichern voneinander. Man unterscheidet die Hauptgruppen: y Kolbenspeicher y Blasenspeicher y Membranspeicher Bei speziellen Anforderungen (z. B. chemi- sche Aggressivität der inkompressiblen Medien) können auch Metallbälge als Trennglied zwischen Gas und Flüssigkeit zum Einsatz kommen. Hydrospeicher sind heute fester Bestand teil moderner Hydraulikanlagen. Sie stei- gern die Energieeffizienz von Hydraulik- anlagen, dienen aber auch dem Komfort von Maschinen und Anlagen. Ihre vielfältigen Einsatzmöglichkeiten umfas- sen beispielsweise die Energie speicherung, aber auch das Dämpfen von Pulsationen. Sie dienen dem Volumenausgleich in geschlosse- nen Systemen oder dem Gewichtsausgleich, der Sicherstellung von Notfunktionen, Fahr- werksfederungen oder – zunehmend – der Energierück gewinnung (Rückwandlung von Bewegungsenergie in hydraulische Energie). FST Website Hydro speicher Produktkatalog 716

717

3. BEGRIFFSBESTIMMUNGEN 3. Begriffsbestimmungen a) Betriebs(über)drücke Der jeweils in einem Hydrospeicher mit Flüssigkeitsfüllung und im Hydraulik- system herrschende Druck. p1 = minimaler Arbeitsdruck pm = mittlerer Betriebsdruck p2 = maximaler Arbeitsdruck p3 = p4 = max. zulässiger Druck im Hydro- system (Druckeinstellung, Druck- begrenzung, p3 ≤ 0,9 x p4) zulässiger Betriebsüberdruck (PS). Max. Druck, für den der Hydrospeicher ausgelegt ist und der aus den technischen Unter lagen und der Kennzeich- nung (Typenschild, Schriftbild) ersichtlich ist b) Gasfülldruck p0 Druck im Gasraum des Hydrospeichers, wenn dieser keine Flüssigkeitsfüllung enthält. Der Gasfülldruck wird allgemein bei Raumtemperatur (T = +20 °C) einge- bracht und angegeben. c) Füllgas Für Hydrospeicher ist grundsätzlich und ausschließlich Stickstoff (Klasse 4.0) als Füllgas zulässig. Die Verwendung von Druckluft oder Sauerstoff ist nicht ge- stattet (Explosionsgefahr). d) Zulässiges Druckverhältnis p2/p0 Ein vom Hersteller im Hinblick auf die Walkbewegung der Membrane oder Blase und damit auf ihre Lebensdauer vorgegebener Wert, z. B. 8:1 im Fall von Membran speichern, der nicht überschrit- ten werden sollte (Druckwerte sind als absolute Werte einzusetzen). Es gelten die speziellen Druck verhältnisse der ein- zelnen Speicherbauarten, welche dem Produktdatenblatt zu entnehmen sind. e) Zulässige Druckschwankungsbreite Δpzul Max. zulässige Druckdifferenz p2 – p1 für 2 Millionen Lastwechsel = technische Dauerfestigkeit der drucktragenden Hülle (Zeitfestigkeit auf Anfrage). f) Zulässige Betriebstemperatur (TS) Zulässige minimale/maximale Temperatur (TS), für die der Hydrospeicher aus gelegt ist. Sie umfasst alle Bauteile des Hydro- speichers einschließlich der Dichtungs- materialien, z. B. Blasen- oder Membran- material. g) Betriebsmedium Hydrospeicher dürfen nur mit solchen Medien betrieben werden, für deren Ver- wendung sie konzipiert und zugelassen sind. Hier sind insbesondere die chemische Beständigkeit oder korrosive Eigenschaf- ten der verschiedenen Betriebsmedien auf die Bauteile von Hydrospeichern zu beachten. h) Einbaulage Bauartspezifische Vorgaben sind zu beach- ten. Es sollte zusätzlich ein Einbauraum von 200 mm für Prüf- und Füllgeräte über dem Gasventil freigehalten werden. i) Befestigung Der Hydrospeicher ist so zu befestigen, dass bei betriebsbedingten Erschütterun- gen oder etwaigem Bruch der Anschluss- leitung ein sicherer Halt gewährleistet ist und dass auf den Hydrospeicher keine Verspannungen einwirken. Ggf. sind bau- artbedingte Besonderheiten zu beachten. 717 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

718

Hydrospeicher 4. TECHNISCHE GRUNDLAGEN 4.1 BERECHNUNG UND AUSLEGUNG Fast alle Formeln für die Berechnung von Hydrospeichern gehen von den Zustands- änderungen bzw. Gasgleichungen für ide- ale Gase aus. Obwohl bekannt ist, dass Stickstoff als das meist verwendete Füll- gas bei hohen Drücken und/oder bei tiefen Temperaturen ein Realgasverhalten zeigt, das merklich vom Verhalten eines idealen Gases abweichen kann, haben sich die nachstehenden Formeln in der Praxis für Druckbereiche bis etwa 200 bar für erste Näherungsberechnungen bewährt. Hinzu kommt, dass auch weitere wichtige Einflüsse, wie Viskosität der Flüssigkeit, Länge und Weite von Rohrleitungen oder Anschlüssen, Ventilschließzeiten, bewegte Massen usw., zuweilen überhaupt nicht oder zumindest nicht in ihrer Wirkung auf den gesamten Kreislauf genau be- kannt sind und daher ebenfalls mehr oder weniger genaue Annahmen getroffen werden müssen. Für die weitergehende Analyse eines Problems und seine optimale Lösung sind daher heute neben aufwendigen Simu- lationsberechnungen immer noch Ver- suche zu empfehlen, die beim Betreiber unter Praxisbedingungen durchgeführt werden sollten, da diese realistischer sind als im Labor nachgestellte Bedingungen. Ganz allgemein kann man davon aus- gehen, dass die Berechnung statischer Einsatzfälle genauere Ergebnisse hervor- bringt als die Berechnung dynamischer Vorgänge. d f0 k = lichte Weite einer Rohrleitung = Eigenfrequenz eines Speichers = Pumpenfaktor l n p p0 p0T p1 pm p2 pSt = Leitungslänge = Polytropenexponent = Druck (als Absolutwert) = Gasfülldruck bei Raumtem- peratur = Gasfülldruck bei Temperatur T = minimaler Arbeitsdruck = mittlerer Betriebsdruck (bei Pulsation) = maximaler Arbeitsdruck = isotherm erreichter stationärer Druck (p2/p0T)zul = zulässiges Druckverhältnis Δp = Druckdifferenz, -schwankungs- Δpzul Q T T1 T2 V0 V1 V2 VH VSt ΔV Z δ ε κ ρ breite = zul. Druckdifferenz p4 – p1 = Durchflussstrom = absolute Temperatur in K = Temperatur bei p1 ; V1 = Temperatur bei p2 ; V2 = Gasvolumen ohne Flüssigkeits- füllung = Gasvolumen bei p1 = Gasvolumen bei p2 = Hubvolumen eines einzelnen Kolbens einer Kolbenpumpe = Gasvolumen bei pSt = zwischen zwei Drücken gespei- chertes Flüssigkeitsvolumen = rechnerischer Tabellenwert = Restpulsation (p2 – pm)/pm = pm/p0 = 1,4 (Adiabatenexponent) = Dichte einer Flüssigkeit 4.2 ISOTHERME ZUSTANDS- ÄNDERUNGEN Isotherme Zustandsänderungen geben den Zustand nach sehr langsamen Ände- rungen bei vollem Temperaturausgleich bzw. nach ausreichend langer Ausgleichs- zeit nach einer anderen Änderung wieder. 718

719

4. Technische Grundlagen Isotherme ∆V Polytrope l V ∆ n e m u o V s e t r e h c e p s e G i ∆V l V ∆ n e m u o V s e t r e h c e p s e G i p0 p1 p2 Druck p p0 p1 p2 Druck p Abb. 333 Isotherme Zustandsänderung Abb. 334 Polytrope Zustandsänderung Die Kurven mit den Drücken auf der Ab- szisse und dem gespeicherten Volumen auf der Ordinate erscheinen in einem doppellogarithmischen System als Gera- den, in einem System mit linearer Teilung jedoch als rechts gekrümmte Linien. Findet bei schnellen Vorgängen fast kein Temperaturausgleich statt, nähert man sich der Adiabaten, bei welcher der Poly- tropenexponent n durch den Adiabaten- exponent κ = 1,4 (für Stickstoff N 2 als zweiatomiges Gas) ersetzt wird. Für reale Gase kann n auch größer als 1,4 werden. p · V = konst. [1] p0 · V0 = p1 · V1 = p2 · V2 1 [2] ∆V = p0 · V0 · ( − ) – p2 1 – p1 p · Vn = konst. [3] p · Vn = p1 · Vn1 = p2 · Vn2 np0–p2 [4] ∆V = V0 · [( ) ‒ ( ) ] p0–p1 1 – n 1 – 4.3 POLYTROPE ZUSTANDS- ÄNDERUNGEN Bei polytropen Zustandsänderungen ist der Wärmeaustausch mit der Umgebung zumindest teilweise unterdrückt. 4.4 ISOTHERMES AUFLADEN MIT NACHFOLGEN- DER POLYTROPER ZUSTANDS ÄNDERUNG Bei Druck erhöhungen im Gas findet daher eine Temperaturerhöhung statt. Umge- kehrt fällt bei einer Druckverminderung die Temperatur ab. Häufige praktische Anwendungsfälle stellen eine Mischung aus isothermen und polytropen Zustandsänderungen dar. Nach einer langsamen isothermen 719 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

720

Hydrospeicher Polytrope Polytrope Polytrope ∆V ∆V ∆V Isotherme Isotherme Isotherme p0 p1 pSt p2 p0 p = pSt p0p2 p1 p2 = pSt Druck p Abb. 335 Isothermes Aufladen mit nachfolgender polytroper Zustandsänderung Aufladung bzw. ausgehend von einem Beharrungszustand kann z. B. bei einem Druckstoß oder einer plötzlichen Ent- nahme des gespeicherten Druckmittels eine polytrope Zustandsänderung ein- treten. Bei der Berechnung ermittelt man zunächst isotherm das Gasvolumen VSt beim Be- harrungsdruck pSt und betrachtet diese beiden Größen dann als Ausgangsgrößen im Sinne von V0 und p0 für die nach- folgende polytrope Zustandsänderung (→ Abb. 335). Empfohlen: p0 = 0,6 x p1 bis 0,8 x p1 [5] p0–pSt VSt = V0 · npSt–p2 [6] ∆V = V0 · · [( ) − ( ) ] p0–pSt pSt–p1 1 – n 1 – 720 Sonderfall: Polytropes Aufladen auf p2 ausgehend von p1 = pSt np1–p2 [7] ∆V = V0 · · [1 − ( ) ] p0–p1 1 – Sonderfall: Polytropes Entladen auf p1 ausgehend von p2 = pSt ΔV wird negativ (Entnahme!) np2–p1 [8] ∆V = V0 · · [1 ‒ ( ) ] p0–p2 1 – 4.5 KORREKTURFAKTOREN Bei hohen Drücken oberhalb von 200 bar verlieren die auf idealen Gasen basieren- den Gasgleichungen zunehmend an Ge- nauigkeit und es empfiehlt sich, die Ver- wendung von Realgasgleichungen oder die Anwendung von Korrekturfaktoren K gemäß den Gleichungen 9 und 10. Mit K 1,2 > 1 muss das real gewählte Spei- chervolumen größer als das berechnete Volumen sein. Das in Formeln einzuset- zende ΔVreal muss größer sein als das prak- tisch benötigte Volumen. Korrekturfaktoren wachsen mit steigen- den Drücken und sinken mit steigenden Druckverhältnissen p2 /p1 . [9] V0real = K1 · V0ideal [10] ΔVideal = K2 · ΔVreal

721

4. Technische Grundlagen 4.6 ISOCHORE ZUSTANDS- Nachfolgend einige Beispiele: ÄNDERUNGEN Bei einer isochoren Zustandsänderung bleibt das Gasvolumen konstant und der Druck ändert sich in Abhängigkeit von der absoluten Temperatur. Bei flüssigkeits- entleerten Hydrospeichern führt dies zu einer Erhöhung oder einem Abfall des Gasfülldrucks. Bei einem abgeschlosse- nen System ändert sich entsprechend der Systemdruck. Faustformel: Eine Temperaturänderung von 30 K oder 30 °C ergibt eine Änderung des Gasfülldrucks von ca. 10 %, da 30 K ca. 10 % von RT = 293 K ist. [11] p – T = konst. [12] p0T― T p0― = 293 p0 · T p0T = ― 293 293 K = Raumtemperatur RT 4.7 PULSATIONSDÄMPFUNG Druckpulsationen in Hydrauliksystemen stammen im Allgemeinen von ungleich- mäßig fördernden Pumpen, wobei insbe- sondere Kolbenpumpen mit nur wenigen Kolben als Pulsationserzeuger bekannt sind. Die Ungleichmäßigkeit der Förde- rung ergibt sich aus der Anzahl und An- ordnung der Kolben und die dadurch be- dingte Überlagerung der Förderkurven der einzelnen Kolben. Eine Kennzahl für diese Wirkungsweise ist der sogenannte Pumpenfaktor k. k = 0,55 Einfachwirkende Ein-Kolben- Pumpe k = 0,21 Doppeltwirkende Ein-Kolben- Pumpe oder einfach wirkende Zwei-Kolben-Pumpe mit 180°- Versatz k = 0,423 Doppeltwirkende Zwei-Kol- ben-Pumpe mit 180°-Versatz k = 0,009 Einfachwirkende Drei-Kolben- Pumpe Mit Hilfe von Hydrospeichern kann die Pulsation auf eine Restpulsation d ver- ringert werden. Zwei Berechnungswege bieten sich an, um diese Restpulsation zu berechnen. Nach Gleichung 15 müssten p1 und p2 ausge- hend von dem messbaren Druck pm vor- gegeben werden. Nach Gleichung 16 würde die Wahl der Restpulsation d und des Druckverhältnisses pm/p0 ausreichen. D a alle anderen Werte Konstanten sind, lässt sich die Gleichung 16 in die Gleichung 17 mit einem rechnerischen Wert Z um- formen, der für einige Fälle entnommen werden kann. Restpulsation: p2‒pm―pm [13] δ = = pm‒p1―pm Druckverhältnis: [14] ε = pm–p0 Map-marker-edit Berechnung Restpulsation 721 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

722

Hydrospeicher [15] [16] k · VH 1 – n V0 =― np0―p2 ( ) ( )p0―p1 − 1 – 1 k · VH · –npm―p0 ( ) V0 =― 1 ―1 1 –n ―1 − –n (1−δ) (1−δ) [17] V0 = VH · Z Bitte beachten Sie, dass die Gleichungen 16 und 17 nur Näherungsrechnungen sein können, da sie keinerlei Frequenzein- fluss enthalten. Wie aus der Abbildung „Dämpfungsverlauf eines Hydrospeichers mit einem Einzelanschluss“ (→ Abb. 336) ersichtlich ist, spielt die Frequenz für das Dämpfungsverhalten eine große Rolle. Tatsächlich entfalten Hydrospeicher, so- fern es sich nicht um Sonderkonstruktionen handelt, ihr optimales Dämpfungs ver- halten nur in einem schmalen Frequenz- dB g n u f p m ä D fD Frequenz Abb. 336 Dämpfungsverlauf eines Hydrospeichers mit einem Einzelanschluss 722 band im Bereich ihrer Eigenfrequenz f0. D a für die Bestimmung von f0 nicht nur die Merkmale eines Hydrospeichers selbst, sondern auch der Querschnitt und die Länge der Anschlussleitung eine Rolle spielen, wird in Zweifelsfällen Rücksprache beim Hersteller empfohlen. Eigenfrequenz wird erhöht durch: y kleineres Nennvolumen y höheren Gasfülldruck y größeren Anschlussquerschnitt y kleinere Anschlusslänge Eigenfrequenz wird reduziert durch: y größeres Nennvolumen y kleineren Gasfülldruck y kleineren Anschlussquerschnitt y größere Anschlusslänge 4.8 DRUCKSTOSS- DÄMPFUNG Der häufigste Anlass für Druckstöße in hydraulischen Systemen sind schnell- schaltende Ventile. Bei der Berechnung wird von der vereinfachenden Annahme ausgegangen, dass die gesamte Energie der strömenden Flüssigkeit innerhalb des Hydrospeichers durch Druckerhöhung in Gasarbeit umgewandelt wird. Der Druckanstieg soll ausgehend vom Druck p1 vor dem Druckstoß einen vorge- gebenen Wert p2 nicht überschreiten. Ventilschließzeiten sind in der Rechnung ebenso wenig berücksichtigt wie An- schlusswiderstände. Der errechnete Wert für das Nennvolumen des einzusetzenden Hydrospeichers ist daher als ein erster Anhaltswert zu nehmen. Die Durchführung von Versuchen wird empfohlen.

723

4. Technische Grundlagen EIN-KOLBEN-PUMPE ZWEI-KOLBEN-PUMPE DREI-KOLBEN-PUMPE EINFACH EINFACH EINFACH δ in % ε = 1,25 ε = 1,5 ε = 1,25 ε = 1,5 ε = 1,25 ε = 1,5 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 8,0 10,0 46 23 15 12 9 8 6 5 52 26 18 13 11 9 7 6 18 9 6 4 4 3 3 2 20 10 7 5 4 4 3 2 1,0 0,4 0,3 0,2 0,2 0,2 0,1 0,1 1,0 0,5 0,3 0,3 0,2 0,2 0,1 0,1 Als Einbauort empfiehlt sich eine Stelle möglichst nahe der Druckstoßentstehung. Der Druckstoß sollte möglichst geradlinig ohne viele Umlenkungen in den Hydro- speicher gelangen. [18] p0 = 0,8 · p1 Mit den folgenden Werten und Dimen sionen ρ = 890 kg/m l in m Q in l/min p1 und p2 in bar n = 1,4 d in mm V0 in l ergibt sich die zugeschnittene Gleichung: [19] V0 = 2 · ρ · 1 · Q2 · (n−1) n−1 · d2 · 0,8 · p1 · [( ) − 1] ―np2–p1 [20] V0 = 7,87 · 10-4 · l · Q2 0,2857 d2 · p1 · [( ) − 1] p2–p1 723 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

724

Hydrospeicher 5. BAUFORMEN In modernen Hydraulikanlagen sind Hydrospeicher in vielen Anwendungen und für viele Funktionen zu finden. Hydrospeicher unterscheidet man nach vielen Gesichtspunkten, beispielsweise: y nach der Funktionsweise (Federspei- cher oder mit Gas gefüllt) y nach der Art des Zusammenbaus (ge- schraubt oder geschweißt) y nach der Art der Verwendung (Auto- motive- oder Industrieanwendung) y etc. In der Praxis hat sich eine Unterscheidung nach der Bauform etabliert: y Kolbenspeicher y Blasenspeicher y Membranspeicher 5.1 KOLBENSPEICHER Bei den Kolbenspeichern trennt ein Kolben den Flüssigkeitsraum vom Gasraum. Da- bei ist der Kolben frei beweglich. Wird nun bei steigendem Hydraulikdruck Flüssigkeit 724 in den Hydrospeicher gedrückt, so be- wegt sich der Kolben und komprimiert das Gas im Gasraum. Sinkt der Hydraulik- druck, so entspannt sich das Gas wieder, schiebt den Kolben in die Ausgangs- position zurück und drängt die Flüssigkeit aus dem Hydro speicher in das Hydraulik- system. Kolbenspeicher kommen je nach Größe z. B. in mobilen Geräten wie Baggern, Radladern und anderen Baumaschinen zum Einsatz. In stationären Hydraulik- anlagen, wie Windkraftanlagen oder großen Pressen, sind sie ebenso zu finden wie im Schiffbau oder in Anlagen der Öl- und Gas industrie. Speziell bei Speicher- an lagen mit sehr großen effektiven Gas- volumina kann ein Teil des benötigten Volumens in Form von reinen Stickstoff- behältern dem Kolbenspeicher nachge- schaltet werden. Kolbenspeicher bieten die Möglichkeit, besondere Anforderungen an die gas- seitigen bzw. ölseitigen Anschlüsse zu berücksichtigen. Hier sind Gewinde- anschlüsse ebenso zu realisieren wie Flanschanschlüsse oder auch Anschlüsse für Temperatur- und Drucksensoren. Zu- sätzlich kann die Kolbenposition mittels verschiedenster Methoden überwacht und angezeigt werden. Dabei kommen sowohl mechanische als auch berüh- rungslose Systeme zum Einsatz, um Be- triebszustände optimal zu überwachen. AUFBAU UND FUNKTIONSWEISE Der Druckkörper besteht beim Kolben- speicher üblicherweise aus dem Rohr so- wie den gas- und ölseitig verbauten Deckeln. Bei den Dichtsystemen der Kolben speicher konnte Freudenberg Sealing Technologies seine jahrzehntelange Erfahrung als

725

5. Bauformen Gasfüllventil Gasseitiger Deckel (Teil des Druckkörpers) Zylinderrohr (Teil des Druckkörpers) p0 V0 p1 V1 p2 V2 Kolben mit Dichtsystem Flüssigkeitsseitiger Deckel (Teil des Druckkörpers) Abb. 337 Aufbau eines Kolbenspeichers Abb. 338 Funktionsweise Kolbenspeicher A B C ∆V führender Dichtungshersteller umsetzen und verwendet optimierte, auf den je- weiligen Anwendungsfall abgestimmte Dichtungssysteme. Dabei sind das Betriebs- medium, die Kolbengeschwindigkeit, aber auch die Materialien der Druckkörper selbst sowie die Beschaffenheit der Innen- oberflächen aufeinander abgestimmt. Funktion (→ Abb. 338): A: Der Gasraum ist mit Stickstoff vorge- füllt, d. h., der Kolben liegt am flüssigkeits- seitigen Deckel an, es befindet sich keine Flüssigkeit im Kolbenspeicher. B: Kolbenposition bei minimalem Arbeits- druck. Zwischen Kolben und flüssigkeits- seitigem Deckel verhindert eine kleine Flüssigkeitsmenge, dass der Kolben inner- halb des Arbeitszyklus den Deckel be- rührt. p0 muss somit kleiner sein als p1. C: Kolbenposition bei maximalem Arbeits- druck. Die Volumen änderung ΔV zwischen minimalem und maximalem Arbeits- druck entspricht der gespeicherten nutz- baren Flüssigkeitsmenge. Grenzwerte des Gasfülldrucks Bei Kolbenspeichern sind im Vergleich zu beispielsweise Blasen- und Membran- speichern deutlich extremere Druckver- hältnisse p2 : p0 realisierbar (theoretisch ist p0 = 0 bar realisierbar). Für die Höhe der Gasvorspannung gilt in der Regel p0 = p1 ‒ 5 bar (temperaturbe- dingte Abweichungen möglich). EINBAULAGE Ein Kolbenspeicher kann in jeder Lage ar- beiten, wobei die senkrechte Anordnung – Gasseite oben bzw. Flüssigkeits anschluss unten – vorzuziehen ist, um ein Absetzen von Schmutzpartikeln aus der Flüssigkeit auf die Lauffläche des Kolbens bzw. die Kolbendichtungen zu vermeiden. Bei Verwendung bestimmter Kolbenposi- tionsanzeigen ist der senkrechte Einbau erforderlich. Es sollte ein Einbauraum von 200 mm für Prüf- und Füllgerät über dem Gasventil freigehalten werden. 725 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

726

Hydrospeicher Map-marker-edit Reaktion auf kleinste Druck- veränderungen BEFESTIGUNG Der Kolbenspeicher ist so zu befestigen, dass bei betriebsbedingten Erschütterun- gen oder etwaigem Bruch der Anschluss- leitung ein sicherer Halt gewährleistet ist und dass auf den Hydrospeicher keine Verspannungen einwirken. Dabei können beispielsweise ganz unterschiedliche Be- festigungskonzepte zum Einsatz kommen. 5.2 BLASENSPEICHER Bei Blasenspeichern ist der Flüssigkeits- raum vom Gasraum durch eine Blase ge- trennt, wobei das Gas (Stickstoff) in die Blase eingebracht ist. Wird nun bei stei- gendem Hydraulikdruck Flüssigkeit in den Hydrospeicher gedrückt, wird die Blase zusammengedrückt und das Gas entspre- chend komprimiert. Sinkt der Hydraulik- druck, so entspannt sich das Gas wieder, dehnt dabei die Blase auseinander und verdrängt so die Flüssigkeit durch das Flüssigkeitsventil zurück in das Hydraulik- system. 726 Blasenspeicher sind üblicherweise in stationären Hydraulikanwendungen zu finden. In Windkraftanlagen oder leis- tungsstarken Hydraulikaggregaten sind sie ebenso im Einsatz wie im Schiffbau oder in Anlagen der Öl- und Gasindustrie. Sie kommen aber auch in besonderen Fällen in mobilen Geräten, wie Bauma- schinen oder Kommunalfahrzeugen, zum Einsatz. D a eine Speicherblase im Arbeitszyklus keine Haftreibung aufweist, reagieren Blasenspeicher im Gegensatz zu Kolben- speichern schon auf kleinste Verände rungen des Drucks (< 0,1 bar). AUFBAU UND FUNKTIONSWEISE Ein Blasenspeicher besteht im Wesent- lichen aus einem Druckkörper, meist aus nahtlosem Rohr, einem Flüssigkeitsventil und einer Blase mit Gasventil. Dabei besitzt das Flüssigkeitsventil nur eine Schutzfunktion. Es verhindert, dass die Blase nach außen dringt und beschädigt wird. Ferner stellt das Flüssigkeitsventil den Anschluss des Speichers zum Hydrau- liksystem dar. Für den Druckbehälter selbst, aber auch für das Flüssigkeitsventil, stehen unter- schiedliche Werkstoffe (aber auch ent- sprechende Beschichtungen) auf Anfrage zur Verfügung, die eine Anpassung an die Einsatztemperaturen, wie Betriebs- temperatur oder ggf. korrosive Eigen- schaften des Betriebsmediums, ermög- lichen. Die Blase selbst ist aus einem speziellen Elastomerwerkstoff gefertigt und kann durch die entsprechende Wahl des Elastomers auf die Einsatzbedingun- gen (Temperaturbereich, Medienverträg- lichkeit) hin angepasst werden.

727

5. Bauformen & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S p0 V0 p1 V1 p2 V2 Gasfüllventil Speicherkörper Speicherblase Flüssigkeitsventil incl. AER Abb. 339 Aufbau eines Blasenspeichers Funktion (→ Abb. 340): A: Der Gasraum ist mit Stickstoff vorge- füllt, d. h., die Blase liegt vollständig an der Innenseite des Speicherkörpers an, es befindet sich keine Flüssigkeit im Spei- cher – Flüssigkeitsventil „geschlossen“. B: Blase bei minimalem Arbeitsdruck. Zwischen Blase und Flüssigkeitsventil verhindert eine kleine Flüssigkeitsmenge die Berührung von Blase und Ventilteller. Somit muss p0 kleiner sein als p1. C: Blase bei maximalem Arbeitsdruck. Die Volumenänderung ΔV zwischen minima- lem und maximalem Arbeitsdruck ent- spricht der gespeicherten nutzbaren Flüs- sigkeitsmenge. Über das Gasfüllventil wird der Gasraum des Blasenspeichers mit Stickstoff befüllt. Die Blase liegt vollständig an der Innen- seite des Speicherkörpers an (A). Wird nun bei steigendem Hydraulikdruck Flüs- sigkeit in den Hydrospeicher gedrückt, wird die Blase zusammengedrückt und das Gas entsprechend komprimiert. Somit A Abb. 340 Funktionsweise Blasenspeicher C B verkleinert sich das Gasvolumen bei gleich- zeitigem Druckanstieg und speichert so die Druckenergie (C). Sobald der Druck auf der Flüssigkeitsseite sinkt, wird dieser Vorgang umgekehrt und Flüssigkeit wird ins Hydrauliksystem zurückgefördert (B). V0 = Gasvolumen ohne Flüssigkeits- füllung V1 = Gasvolumen bei p1 V2 = Gasvolumen bei p2 ΔV = abgegebenes oder aufgenom- menes Nutzvolumen zwischen p1/p2 Gasfülldruck bei Raumtem- peratur p0 = p1 = minimaler Arbeitsdruck p2 = maximaler Arbeitsdruck Grenzwerte des Gasfülldrucks p0 ≤ 0,9 · p1; wobei folgendes zulässiges Druckverhältnis einzuhalten ist: p2 : p0 ≤ 4 : 1 , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V ∆V 727

728

Hydrospeicher Map-Marker-Exclamation Einbauraum für Prüf- und Füllgerät Map-marker-edit Reaktion auf kleinste Druck- veränderungen 728 EINBAULAGE Blasenspeicher können senkrecht, waage- recht und auch in geneigter Lage arbeiten, wobei die senkrechte Anordnung – Gasseite oben bzw. Flüssigkeitsanschluss unten – immer vorzuziehen ist, um deut- liche Einschränkungen bei Nutzvolumen oder Strömgeschwindigkeiten zu ver- meiden. Bei von senkrechtem Einbau ab- weichendem Einbau ist vorherige Rück- sprache mit dem Hersteller zu halten. Es sollte ein Einbauraum von 200 mm für Prüf und Füllgerät über dem Gasventil freigehalten werden. BEFESTIGUNG Der Blasenspeicher ist so zu befestigen, dass bei betriebsbedingten Erschütterun- gen oder etwaigem Bruch der Anschluss- leitung ein sicherer Halt gewährleistet ist sowie keine Verspannungen auf den Blasenspeicher wirken. 5.3 MEMBRANSPEICHER Bei Membranspeichern ist der Flüssigkeits- raum vom Gasraum durch eine Membrane getrennt. Dabei berühren sowohl das Gas (Stickstoff) als auch die Betriebsflüssig- keit die Behälterinnenwand. Wird nun bei steigendem Hydraulikdruck Flüssigkeit in den Hydrospeicher gedrückt, wird die Membrane in den Gasraum hinein ver- formt und so das Gas entsprechend kom- primiert. Sinkt der Hydraulikdruck, so entspannt sich das Gas wieder, die Membrane be- wegt sich zurück in Richtung Flüssigkeits- raum und verdrängt so die Flüssigkeit durch den Flüssigkeitsanschluss in das Hydrauliksystem. Membranspeicher sind vielfach in mobilen Hydraulikanwendungen wie Baggern, Rad- ladern und anderen Baumaschinen, aber auch in vielfältigen Anwendungen der Agrartechnik (Traktoren, Pflüge, Sprayer etc.) im Einsatz. Auch an Werkzeugmaschinen sind sie ebenso zu finden wie im Schiff- bau oder in Anlagen der Öl- und Gas- industrie. D a eine Membrane im Arbeitszyklus keine Haftreibung und nur eine sehr geringe Verformungsenergie benötigt, reagieren Membranspeicher schon auf kleinste Veränderungen des Drucks (< 0,1 bar). AUFBAU UND FUNKTIONSWEISE Ein Membranspeicher besteht im Wesent- lichen aus einem Druckkörper, meist aus zwei Gehäuseteilen mittels EB-Schweißung verbunden, gas- und flüssigkeitsseitigen Anschlüssen sowie einer Membrane, die mittels eines Klemmringes im Gehäuse fixiert ist. Die Membrane selbst ist vor Beschädi- gungen an der ölseitigen Gehäuseöffnung mittels eines Membrantellers geschützt. Er verhindert ein Nachaußendringen der Membrane bei gasseitigem Druck ohne hydraulischen Gegendruck.

729

5. Bauformen & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S p0 V0 p1 V1 p2 V2 Gasfüllventil Oberschale EB-Naht Klemmring Unterschale Membrane mit Membranteller Flüssigkeitsanschluss Abb. 341 Aufbau eines Membranspeichers Abb. 342 Funktionsweise Membranspeicher A B C Die Membrane ist aus einem Elastomer- werkstoff gefertigt und kann durch die entsprechende Wahl des Elastomers auf die Einsatzbedingungen (Temperatur- bereich, Medienverträglichkeit) hin ange- passt werden. Funktion (→ Abb. 342): A: Der Gasraum ist mit Stickstoff vorge- füllt, d. h., die Membrane liegt vollstän- dig an der Innenseite des Speicherkörpers an, es befindet sich keine Flüssigkeit im Speicher – der Membranteller verschließt die Gehäuseöffnung. B: Membrane bei minimalem Arbeits- druck. Zwischen Membrane und Gehäuse- öffnung verhindert eine kleine Flüssigkeits- menge die Berührung von Membrane und Gehäuseöffnung. Somit muss p0 kleiner sein als p1. C: Membrane bei maximalem Arbeits- druck. Die Volumen änderung ΔV zwischen minimalem und maximalem Arbeitsdruck entspricht der gespeicherten nutzbaren Flüssig keitsmenge. Über das Gasfüllventil wird der Gasraum des Membranspeichers mit Stickstoff be- füllt. Die Membrane liegt vollständig an der Innenseite des Gehäuses an (A). Wird nun bei steigendem Hydraulikdruck Flüs- sigkeit in den Hydrospeicher gedrückt, wird die Membrane in den Gasraum hinein ver- formt und so das Gas entsprechend kom- primiert. Somit verkleinert sich das Gas- volumen bei gleichzeitigem Druckanstieg und speichert so die Druckenergie (C). Sobald der Druck auf der Flüssigkeitssei- te sinkt, wird dieser Vorgang umgekehrt und Flüssigkeit ins Hydraulik system zu- rückgefördert (B). V0 = Gasvolumen ohne Flüssigkeits- füllung V1 = Gasvolumen bei p1 V2 = Gasvolumen bei p2 ΔV = abgegebenes oder aufgenom- menes Nutzvolumen zwischen p1/p2 Gasfülldruck bei Raumtem- peratur p0 = p1 = minimaler Arbeitsdruck p2 = maximaler Arbeitsdruck , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V ∆V 729

730

Hydrospeicher 730 Grenzwerte des Gasfülldrucks p0 ≤ 0,9 · p1; wobei das zulässigen Druck- verhältnis der einzelnen Speichergrößen einzuhalten ist. EINBAULAGE Ein Membranspeicher kann in jeder Lage arbeiten, wobei die senkrechte Anord- nung – Gasseite oben bzw. Flüssigkeitsan- schluss unten – vorzuziehen ist. Es sollte ein Einbauraum von 200 mm für Prüf- und Füllgerät über dem Gasventil freigehalten werden. BEFESTIGUNG Der Membranspeicher ist so zu befestigen, dass bei betriebsbedingten Erschütterun- gen oder etwaigem Bruch der Anschluss- leitung ein sicherer Halt gewährleistet ist sowie keine Verspannungen auf den Membranspeicher wirken. 5.4 ANDERE SPEICHERTYPEN Neben den vorab genannten Speicher- typen gibt es speziell auf eine An wendung hin entwickelte Speicher, die hier der Voll- ständigkeit halber genannt werden sollen. D a es sich um kundenspezifische Lösungen (Kundenschutz) handelt, werden diese Lö- sungen allerdings nicht genauer behandelt. Unter anderem gibt es Speicher, bei deren Entwicklung das Gewicht eine besondere Rolle spielt. Hier sind die verschiedenen Speicher in Leichtbauweise verfügbar, bei denen beispielsweise Aluminium oder Verbundwerkstoffe zur Herstellung der Gehäuse verwendet werden. Eine weitere Ausführung der Hydrospei- cher sind spezielle Kolbenspeicher für den Auto mobilbau. Hier sind auf den jeweili- gen Einsatzzweck abgestimmte, kunden- spezifische Anschlüsse gefordert. Eine Aufzählung soll an dieser Stelle nicht er- folgen. Bei Bedarf sprechen Sie bitte Ihren FST Ansprechpartner an. 5.5 SPEICHERZUBEHÖR Das für einen sicheren Betrieb von Hydro- speichern notwendige Equipment ist unter der Überschrift Speicherzubehör zusammengefasst. Es erstreckt sich von Füll- und Prüfvorrich- tungen über Sicherheits- und Absperr- blöcke bis hin zu einer Vielzahl von Befes- tigungen. Dabei ist anzumerken, dass für den Betrieb von Speicheranlagen lediglich die Funktionen vorgeschrieben sind, die Bauart aber völlig frei ist. Daher stellt die Auswahl an Speicherzubehör von Freuden- berg Sealing Technologies auch nur eine Möglichkeit dar, konform zu den Regularien zu planen bzw. zu bauen.

731

6. Weitere Kriterien zur Auswahl eines Hydrospeichers 6. WEITERE KRITERIEN ZUR AUSWAHL EINES HYDROSPEICHERS 6.1 ZULÄSSIGER BETRIEBS- ÜBERDRUCK Der Hydrospeicher ist so auszuwählen, dass der zulässige Betriebsüberdruck p4 in jedem Fall oberhalb des zu erwarten- den oberen Betriebsdrucks p2 und auch oberhalb möglicherweise auftretender Druckspitzen liegt. Es ist darauf zu achten, dass der Gasfüll- druck den Wert von 0,9 x p1 auch bei Betriebstemperatur nicht überschreitet. Der bei Raumtemperatur eingebrachte und angegebene Gasfülldruck nimmt ent- sprechend den Gasgesetzen mit steigen- der Temperatur zu. Als Faustformel kann mit einem Druckanstieg von 10 % bei 30 °C Temperaturanstieg gerechnet werden. Druckspitzen oder Druckerhöhungen treten z. B. durch Schalten von Wegeven- tilen und dabei auftretendes Abbremsen von Ölmassen, Abbremsung schnellbe- wegter Massen, Druckübersetzung bei Differentialschaltungen etc. auf. Ein zu niedrig gewählter Gasfülldruck führt zu höheren Füllungsgraden im Hydro- speicher und damit zu einer unnötig hohen Walkbeanspruchung der Membrane oder Blase, was zu Verminderung der Membran- lebens dauer führen kann. Es sei in diesem Zusammenhang darauf hingewiesen, dass Druckspitzen so kurz- zeitig auftreten können, dass sie mit Hilfe gedämpfter Messinstrumente (bspw. Manometer) oftmals gar nicht gemessen werden können. Auch Sicherheitsventile sprechen nicht immer auf solch kurzzei- tige Druckspitzen an. 6.2 WAHL DES GASFÜLL- DRUCKS p0 Die Höhe des Gasfülldrucks ist abhängig von den zu erwartenden Betriebsdrücken und der Art des Einsatzfalles. Folgende Werte können als Richtschnur dienen: 6.3 GASVERLUSTE Zu niedrige Gasfülldrücke können auch durch Gasverluste infolge von Permeati- onsvorgängen entstehen. D a elastische Trennwandmaterialien nicht im absoluten Sinne dicht sind, gelangen Füllgasmole- küle durch die Trennwand hindurch, wer- den in der Betriebsflüssigkeit gelöst und von dieser in den Vorratsbehälter trans- portiert, wo sie sich wieder von der Flüs- sigkeit trennen können. Die Gasverluste steigen proportional mit dem Betriebs- druck und exponentiell mit der Tempera- tur an. Bei sonst gleichen Bedingungen führen Gasverluste bei kleineren Hydro- speichern zu einem schnelleren Abfall des Gasfülldrucks als bei größeren Hydro- speichern. y bei Pulsationsdämpfung p0 = 0,6 bis 0,8 x pm (pm = mittlerer Betriebsdruck) y bei Druckstoßdämpfung oder Volumenspeicherung p0 = 0,6 bis 0,9 x p1 (p1 = unterer Arbeitsdruck) Abschätzungen möglicher Gasverluste bzw. Abfälle des Gasfülldrucks können bei genauer Kenntnis von Betriebsdruck und Betriebstemperatur herstellerseitig durchgeführt werden. Daraus lassen sich wiederum Wartungszeiträume ab- schätzen. 731 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

732

Hydrospeicher Map-marker-edit Füllvorrichtungen verwenden 732 k c u r D p4 pOT 0 Beim Füllen: deutliche Verlangsamung des Druckanstiegs Beim Entleeren: plötzlicher Druckabfall auf Null gespeichertes Volumen Abb. 343 Flüssigkeitsseitiges Prüfen des Gasfülldrucks Ein von Beginn an zu niedriger Gasfüll- druck wird durch Gasverluste noch weiter verringert. Ein Hydrospeicher ist dann un- ter sonst gleichen Betriebsbedingungen nicht in der Lage, das gleiche Flüssigkeits- volumen zu speichern. Membranen oder Blasen werden als Trennglieder unter Verkürzung ihrer Lebensdauer überbe- ansprucht. Die Dämpfungsfähigkeit des Hydrospei- chers wird verringert und auftretende Druckspitzen können den zulässigen Be- triebsüberdruck übersteigen. Aus diesem Grund ist die Höhe des Gasfülldrucks in den dem jeweiligen Einsatzfall angepass- ten Intervallen zu überprüfen und ggf. zu ergänzen. Die Prüfung kann sehr einfach mit Hilfe einer Füllvorrichtung DF über den Gasanschluss oder durch Druckbe- aufschlagung von der Flüssigkeitsseite her erfolgen. Sofern nur die Höhe des Gasfülldrucks flüssigkeitsseitig festgestellt werden soll, kann dies auch geschehen, sofern man eine Möglichkeit hat, den Hydrospeicher langsam zu füllen oder zu entleeren. Beim langsamen Füllen wird man bei Er- reichen des Gasfülldrucks eine deutliche Verlangsamung des Füllvorgangs bemer- ken. Beim Entleeren findet nach einer Ver- langsamung des Druckabfalls ein plötzli- cher Druckabfall auf null statt, was an einem Manometer deutlich beobachtet werden kann. Dieser Vorgang kann ggf. innerhalb einer Anlage ohne Ausbau des Speichers durchgeführt werden. Sofern die effektive Speichertemperatur während der Prüfung von der Raumtem- peratur RT abweicht, muss das Ergebnis auf RT = 20 °C umgerechnet werden. Die Verwendung von Füllvorrichtungen im eingebauten Zustand erfordert natür- lich neben einer vollständigen flüssig- keitsseitigen Entleerung eine gute Zu- gänglichkeit der Gasanschlüsse und eine ausreichende lichte Höhe oberhalb der- selben.

733

6. Weitere Kriterien zur Auswahl eines Hydrospeichers 6.4 EIGENSCHAFTEN NACH BAUART KOLBENSPEICHER BLASENSPEICHER MEMBRANSPEICHER Anpassung an Einbauraum Möglich (verschiedene Durchmesser möglich) Festgelegte Volumina Festgelegte Volumina (Größensprünge) (Größensprünge) Einbaulage Beliebig (senkrecht je nach Überwachungs- einrichtung) Vertikal (horizontal eingeschränkt) Zul. Druckverhältnis Beliebig Max. 1 : 4 Beliebig (größenab- hängig Einschränkungen möglich) Max. 1 : 8 (größenab- hängig Einschränkungen möglich) Gasverlust (Permeation) Sehr gering Mittel Wenig bis mittel Überwachung des Füllgrads bzw. Füllstands Möglich Nicht möglich Nicht möglich Schmutzempfindlichkeit Hoch Ausfallmodus Langsam Hochfrequente Zyklen Weniger geeignet Niedrig Schnell Gut Niedrig Mittel Gut 733 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

734

Hydrospeicher 7. EINSATZTEMPERATUR UND ELASTOMERVARIANTEN Im Falle der genannten Speicherarten ste- hen unterschiedliche Elastomere zur Ver- fügung, um die Verträglichkeit an ver- schiedene Medien zu optimieren. Mit der Anpassung an verschiedene Hydraulikflüssigkeiten geht oft auch eine Anpassung an Temperaturfenster einher. So kann beispielsweise ein Speicher mit Elastomerteilen aus NBR in einem anderen Temperaturfenster eingesetzt werden als ein Speicher mit Elastomerteilen aus ECO. 7.1 DICHTUNGEN BEI KOLBENSPEICHERN Bei den Dichtsystemen der Kolbenspeicher kann Freudenberg Sealing Technologies seine jahrzehntelange Erfahrung als führender Dichtungshersteller umsetzen und verwendet optimierte, auf den je- weiligen Anwendungsfall abgestimmte Dichtungssysteme. Dabei sind das Be- triebsmedium, die Kolbengeschwindig- keit, aber auch die Materialien der Druck- körper selbst sowie die Beschaffenheit der Innenoberflächen aufeinander abge- stimmt. D a der Kolbenspeicher repariert und somit alle Teile einzeln ausgetauscht werden können, ist zu beachten, dass nicht alle Kombinationsmöglichkeiten von der Zulassung des Speichers abge- deckt sind. 7.2 ELASTOMERE BEI BLASENSPEICHERN Blasenspeicher können mit Elastomer- teilen aus unterschiedlichsten Materialien ausgestattet sein. Damit passt man die Blasenspeicher an die unterschiedlichsten Einsatzfälle an. Auch hier gilt es, den Ein- satztemperaturbereich der Blasen zu be- achten. Ggf. ist zusätzlich das Material des Gehäuses und auch des Flüssigkeits- anschlusses sowie des Gasanschlusses an die Einsatzbedingungen anzupassen. D a der Blasenspeicher repariert und so- mit alle Teile einzeln ausgetauscht werden können, ist zu beachten, dass nicht alle Kombinationsmöglichkeiten von der Zu- lassung des Speichers abgedeckt sind. 7.3 ELASTOMERE BEI MEMBRANSPEICHERN Membranspeicher können mit Membra- nen aus unterschiedlichsten Materialien ausgestattet sein. Damit passt man die Membranspeicher an die unterschied- lichsten Einsatzfälle an. Auch hier gilt es, den Einsatztemperaturbereich der Mem- branen zu beachten. Ggf. ist zusätzlich das Material des Gehäuses und auch des Flüssigkeitsanschlusses und des Gasan- schlusses an die Einsatzbedingungen an- zupassen. Einige Bauformen von Membranspei- chern sind reparierbar. Bei diesen Bauar- ten können alle Teile einzeln ausge- tauscht werden, Dabei ist zu beachten, dass nicht alle Kombinationsmöglichkei- ten von der Zulassung des Speichers ab- gedeckt sind. Bei den genannten Speicherarten ist zu beachten: Das Temperaturfenster, für das ein Speicher zugelassen ist, ist das kleinste gemeinsame Temperaturfenster aller Bauteile (Gehäuse, ggf. Deckel und/ oder Anschlüsse und aller Elastomerteile). Map-Marker-Exclamation Temperatur fenster für Speicher 734

735

8. ANSCHLÜSSE BEI HYDROSPEICHERN 8. Anschlüsse bei Hydrospeichern Hydrospeicher benötigen mindestens einen, in der Mehrzahl aber zwei An- schlüsse – einen Gasanschluss sowie einen Flüssigkeitsanschluss. 8.1 FLÜSSIGKEITS- ANSCHLÜSSE Alle Speicher besitzen zumindest einen Flüssigkeitsanschluss. Er dient zur Instal- lation des Speichers ins Hydrauliksystem. Bei Kolbenspeichern (seltener bei Mem- bran- und Blasenspeichern) können unter Umständen auch mehrere Flüssigkeits- anschlüsse vorhanden sein. 8.2 GASANSCHLÜSSE Beim Gasanschluss unterscheidet man Anschlüsse zur weiteren Verrohrung (meist bei Kolben- und ggf. Blasenspei- chern) und „echte“ Gasanschlüsse mit Ventilfunktion. Diese Anschlüsse dienen der Befüllung der Speicher mit Gas (Stick- stoff) und können unterschiedlich aufge- baut sein. Auch hier ist zu beachten, dass nicht alle Kombinationsmöglichkeiten sinnvoll oder möglich sind. 9. BETRIEBSANLEITUNG Die Betriebsanleitung (liegt der Waren- lieferung bei – Sondervereinbarungen möglich) bietet weitere Hinweise auf den Gebrauch von Hydrospeichern und regelt somit einen sicheren Betrieb der Speicher. Dieser Betriebsanleitung ist unbedingt Folge zu leisten. 735 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

736

Hydrospeicher 10. GESETZLICHE VORSCHRIFTEN UND REGELUNGEN einem Nennvolumen größer als 1 Liter ei- nem Konformitätsbewertungsverfahren unter zogen werden und mit einem CE-Zeichen gekennzeichnet sein. Speicher mit einem Nennvolumen bis zu 1 Liter und einem maximal zulässigen Druck (PS) bis zu 1.000 bar dürfen nicht mit einem CE-Kenn zeichen ausgestattet werden. Die Prüfung der Ausrüstung und Aufstel- lung sowie die Sicherheit im Betrieb und die Wiederholungsprüfungen werden durch nationales Recht geregelt. Die sicher heits technischen Ausrüstungsteile sind in AD 2000, ISO 4126 und EN 14359 beschrieben. Die Wiederholungsprüf- intervalle werden für einen Betrieb in Deutschland in der Betriebssicherheits- verordnung (BetrSichV) festgelegt. 10.3 TRANSPORT- EMPFEHLUNGEN Hydrospeicher ohne Gasvorfüllung sind im Leerzustand grundsätzlich kein Gefahr gut. Für Speicher mit Gasvorfüllung gelten ent- sprechende, international geltende Ge- fahrgutvorschriften je Verkehrsträger, die grundsätzlich von jedem Versender zu beachten sind: y Für Straße und Schiene gilt die Sonder- vorschrift 594. Gemäß dieser Vor- schrift sind die Speicher nicht als Ge- fahrgut zu deklarieren. y Bei allen anderen Verkehrsträgern, wie Luftverkehr, Binnenschiffverkehr oder Seeverkehr, sind mit Gas vorgefüll- te Hydrospeicher als Gefahrgut einzu- stufen. Die entsprechend aktuellen Vorschriften sind zu beachten. Freuden- berg Sealing Technologies empfiehlt, solche Speicher unter UN 3164 2.2 ein- zugruppieren. Hydrospeicher sind Druckbehälter oder Druckgeräte, deren Herstellung und auch deren Betrieb gesetzlichen Bestimmun- gen unterliegt. In jedem Fall sind die am Einsatzort geltenden Bestimmungen und Vorschriften einzuhalten. 10.1 DRUCKBEHÄLTER ALLGEMEIN Für Druckbehälter oder Druckgeräte, die außerhalb der Mitgliedsstaaten der EU aufgestellt werden, sind die entsprechenden nationalen Vorschriften und Regelungen des Aufstellerlandes zu beachten. Je nach Regelwerk können auch unterschiedliche Werkstoffanforderungen zu beachten sein. 10.2 DRUCKBEHÄLTER IN DER EUROPÄISCHEN UNION In der Europäischen Union gilt die Druck- geräte-Richtlinie, aktuell die 2014/68/EU. Diese Richt linie definiert die Auslegung, Herstellung, Konformitätsbewertung und das Inverkehrbringen von Druckgeräten und Baugruppen mit einem maximal zu- lässigen Druck von über 0,5 bar. Gemäß der Richtlinie müssen Hydrospeicher mit 736

737

10. Gesetzliche Vorschriften und Regelungen 10.4 SICHERHEITS- VORSCHRIFTEN Hydrospeicher sind Druckbehälter oder Druckgeräte. Ihre Herstellung und auch der Betrieb unterliegen gesetzlichen Be- stimmungen. In jedem Fall sind die am Einsatzort geltenden Bestimmungen und Vorschriften einzuhalten. Darüber hinaus können für den Betrieb von Hydrospeichern in den verschiedenen Ländern weitere Vorschriften herangezo- gen werden, deren Einhaltung nationales Recht darstellt und einzuhalten ist. Über die grundlegenden Sicherheits- vorschriften informiert Sie die Betriebs- anleitung. 737 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

738

11.1. REPARATUR Teilweise sind Hydrospeicher als reparier- bare Speicher ausgeführt. Bitte beachten Sie unbedingt die ent sprechenden Reparaturanleitungen der verschiedenen Baureihen. 11.2. FEHLERDIAGNOSE Freudenberg Hydrospeicher sind für einen störungsfreien Betrieb ausgelegt. Sollten trotzdem Hydrospeicher ausfallen, so ste- hen bedingt durch jahrelange Erfahrung auch Möglichkeiten zur Fehlerdiagnose/ Schadensanalyse zur Verfügung. Bei Bedarf sprechen Sie bitte Ihren FST Ansprechpart- ner an. Hydrospeicher 11. WARTUNG Hydrospeicher von Freudenberg Sealing Technologies sind nach der Inbetrieb- nahme weitgehend wartungsfrei. Zur Ver- meidung von Betriebsstörungen und zur Sicherstellung einer langen Lebensdauer sind folgende Wartungsarbeiten in regel- mäßigen Abständen vorzunehmen: y Gasfülldruck prüfen und ggf. nach- füllen y Sichtprüfung auf äußere Korrosion y Leitungsanschluss und Armaturen auf Leckagen prüfen y Sicherheitseinrichtung auf Zustand und Funktion prüfen Vor jedem Öffnen des Gasanschlusses ist zu gewährleisten, dass System bzw. Hydro- speicher drucklos sind. Weitere Arbeiten an den Hydrospeichern dürfen nur von auto- risierten Personen durchgeführt werden. Für die oben genannten Maßnahmen am Membranspeicher empfiehlt Freudenberg Sealing Technologies folgende Prüfinter valle: y Erstprüfung nach (Wieder-)Inbetrieb- nahme: nach einer Woche y Zweitprüfung nach Erstprüfung ohne Beanstandung: nach 2–3 Monaten y Regelprüfung nach Zweitprüfung ohne erkennbaren Gasverlust: jährlich Wiederkehrende Prüfungen sind un- abhängig von den Forderungen dieses Dokuments nach Vorgabe national gel- tender Regelwerke zu beachten. Map-Marker-Exclamation Reparatur - anleitung beachten Map-Marker-Exclamation Einzuhaltende Prüfintervalle 738

739

12. ENTSORGUNG 12. Entsorgung Hydrospeicher dürfen als geschlossene Hohlkörper gemäß der Vorschrift BGV D23 nicht ungeöffnet in zum Einschmelzen be- stimmten Schrott enthalten sein. Es ist daher notwendig, Hydrospeicher durch vorsichtiges Herausdrehen von Gasfüll- schrauben oder Gasfüllventilen gasseitig drucklos zu machen und zu öffnen. Auch hierzu sind Füllvorrichtungen bestens geeignet. Ggf. kann durch eine nachfol- gende Zerlegung des Speichers eine sorten- reine Trennung der Materialien ermöglicht werden. Bei Sonderkonstruktionen mit einer dau- erhaft verschlossenen Gasfüllöffnung (One-Way-Speicher) hilft nur vorsichtiges Anbohren (Ø ≥ 6 mm) des Gasraumes in einer geeigneten Haltevorrichtung. D a das ausströmende Gas kleine Metall- splitter oder -partikel mitreißen kann, muss dabei eine Schutzbrille getragen werden. Das Aufbohren von Hydrospei- chern ist mit äußerster Vorsicht durchzu- führen, da es durch ausströmendes Gas zu Impuls lärm kommen kann. Es wird emp- fohlen einen Gehörschutz zu tragen. Darüber hinaus ist beim Aufbohren des Hydrospeichers zu beachten, dass dieser Stickstoff enthält und somit den Sauer- stoff verdrängt. Aus diesem Grund muss eine ausreichende Belüftung sicherge- stellt werden. 739 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

740

Hydrospeicher 740

741

F A L T E N B Ä L G E 7 4 1 STICHWORT- VERZEICHNIS STOPFBUCHS- PACKUNGEN MEMBRANEN FALTENBÄLGE HYDROSPEICHER SPEZIALDICHTUNGS- PRODUKTE STATISCHE DICHTUNGEN FLUID POWER ANWENDUNGEN – PNEUMATIK FLUID POWER ANWENDUNGEN – HYDRAULIK DICHTUNGEN FÜR ROTATORISCHE ANWENDUNGEN MATERIAL, WERKSTOFFE UND VERFAHRENSTECHNIK EINFÜHRUNG & SERVICES

742

744 748 748 748 749 749 750 752 752 754 755 757 757 757 757 758 758 Faltenbälge INHALTSVERZEICHNIS 1. PRODUKTÜBERSICHT 2. FALTENBÄLGE ALLGEMEIN 2.1 Funktionen 2.2 Anwendungsbereiche 3. PRODUKTVIELFALT 3.1 Standardbälge 3.2 Kundenspezifische Ein und Mehr faltenbälge 4. GRUNDLAGEN Merkmale und Konstruktions hinweise 4.1 4.2 Anwendungsbeispiele 5. MONTAGE 6. SCHADENSANALYSE FÜR FALTENBÄLGE Prüfungen und Normen 6.1 6.2 Schadensanalyse Medium Temperatur Mechanische Beanspruchung 742

743

7 4 3 STICHWORT- VERZEICHNIS STOPFBUCHS- PACKUNGEN MEMBRANEN FALTENBÄLGE HYDROSPEICHER SPEZIALDICHTUNGS- PRODUKTE STATISCHE DICHTUNGEN FLUID POWER ANWENDUNGEN – PNEUMATIK I n h a l t s v e r z e i c h n i s DICHTUNGEN FÜR ROTATORISCHE ANWENDUNGEN MATERIAL, WERKSTOFFE UND VERFAHRENSTECHNIK EINFÜHRUNG & SERVICES FLUID POWER ANWENDUNGEN – HYDRAULIK

744

Faltenbälge 1. PRODUKTÜBERSICHT BAUFORM BESCHREIBUNG HAUPTANWENDUNGEN Einfalten- bälge für die allgemeine Industrie Mehrfalten- bälge für die allgemeine Industrie Kabeldurch- führungen Modulare TPE-Bälge Schutzelemente für Wellenge- lenke, die im Wesentlichen eine Winkelbewegung ausführen. Die axiale Beweglichkeit ist begrenzt. Einfaltenbälge kommen zum Ein- satz, wenn ein kurzer Hub und geringe Winkel abzudichten sind Sie schützen axial bewegte Stangen und Maschinenteile vor Verschmutzung, Spritz wasser, Staub oder Witterungseinflüs- sen. Sie sind je nach Auslegung in der Lage, auch quer zur Achsrich- tung verlaufende Bewegungen oder eine Kombination von bei- den Bewegungsarten (z. B. Ge- triebeschalthebel) aufzunehmen Diese Mehrfaltenbälge dichten Kabeldurchführungen z. B. in der Kabinenwand von Land- und Baumaschinen gegen Staub, Feuchtigkeit und Lärm ab. Durch die Montagelaschen lassen sich die Kabeldurchführungen sehr einfach und schnell montieren. Ein umständliches und unsi- cheres Verkleben mit Flüssig- dichtstoffen kann dadurch ver- mieden werden Mehrfaltenbälge aus TPE, die, je nach Bedarf, in der Herstelllänge (85 bis 200 mm) und den An- schlüssen (in Stufen von Ø50 bis Ø125 mm ) nach dem Baukasten- prinzip angeboten werden. Durch das modulare Werkzeugkonzept lässt sich der Balg passgenau auf die Anwendung gestalten. TPE hat den Vorteil einer erhöhten Lebensdauer und Ozonbestän- digkeit gegenüber CR und NBR Kugelgelenk; Verbindung zweier Rohrenden Maschinenbau; Landma- schinen; Baumaschinen; Wellen- und Kugelgelenke; Rohr enden; Achslager; Schalthebel Schiffbau; weiße Ware; Land- und Baumaschinen Kardangelenke; Kolben- stangen; Joy-Sticks; Ver- bindung von Rohrleitungs- enden zum Ausgleich des Bewegungsspiels; Auf- laufbremse von Hängern PRODUKT- GRUPPE Faltenbälge 744

745

1. Produktübersicht WERKSTOFF MAX. TEMPERATUR- STANDARDKATALOG- BEREICH [°C] * PROGRAMM CR; NBR; weitere Werkstoffe auf Anfrage ‒40 … +100 CR; NBR; weitere Werkstoffe auf Anfrage ‒40 … +100 Weitere Infor mationen zu unserem Produktportfolio Ja Ja PVC ‒35 … +70 Ja TPE ‒40 … +120 Ja * Temperaturangabe gültig für eine Messung an der Dichtung. Temperatur des Betriebsmediums kann ggf. davon abweichen! 745 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

746

BAUFORM BESCHREIBUNG HAUPTANWENDUNGEN Lenkungs- bälge Mehrfaltenbälge in angepass- ter Geometrie zum Schutz von Lenkgestängen Allgemeiner Fahrzeugbau; Land- und Baumaschinen Dichtungs- bälge Dichtungsbälge in Form von Ein- oder Zweifaltenbälgen mit oder ohne Verstärkungs- elemente im Bereich der An- schlüsse Kugelgelenke an Lenkung und Fahrwerk Rollbalg für die Längs- welle Eine Variante des Dichtungs- balgs in S-Form, die sich bei der Montage um das Gelenk „rollt“. Der Balg zeichnet sich durch sei- ne hohe Drehzahlfestigkeit und seinen hohen Widerstand ge- gen inneren Druck sowie seine leichte Montage aus. Diese Va- riante kann mit Montageele- menten an einem oder beiden Anschlüssen angeboten werden Längswellen; Seiten- wellen Gelenk- wellenbälge/ Achsman- schetten Gelenkwellenbälge schützen die Gelenke vor Korrosion und bieten zuverlässige und lang- lebige Abdichtung gegen Schmutz eintritt und Fett verlust Antriebswellen im allgemeinen Fahrzeugbau, in Baumaschinen und Nutzkraftfahrzeugen Faltenbälge PRODUKT- GRUPPE Faltenbälge 746

747

1. Produktübersicht WERKSTOFF MAX. TEMPERATUR- STANDARDKATALOG- BEREICH [°C] * PROGRAMM TPE; CR ‒40 … +100 Nein CR ‒40 … +100 Nein CR; HNBR ‒40 … +150 Nein TPE; CR ‒40 … +100 Nein * Temperaturangabe gültig für eine Messung an der Dichtung. Temperatur des Betriebsmediums kann ggf. davon abweichen! 747 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

748

Faltenbälge 2. FALTENBÄLGE ALLGEMEIN Faltenbälge von Freudenberg Sealing Tech- nologies (nachfolgend auch als FST abge- kürzt) sind zuverlässige Schutz elemente, welche die Bauteile vor Verschmutzung, Spritzwasser, Staub und Witterung sowie anderen äußeren Einflüssen absichern. y elastische Verbindung von zwei Bau- teilen y Verletzungsschutz des Menschen an beweglichen Maschinenteilen y Umsetzung optischer und ästhetischer Ansprüche an die Konstruktion FST Website Faltenbälge 2.1 FUNKTIONEN y Abdichtung von Bauteilen vor Ver- schmutzung, Spritzwasser, Staub und Witterung etc. y Schutz vor Verlust von Schmiermitteln y wirksamer Schutz der Bauteile vor Ver- schleiß und Korrosion y Kosteneinsparung durch Verlängerung der Bauteilfunktion (Ausdehnung er- forderlicher Wartungszyklen, vermin- derter Bauteilaustausch etc.) y Abdichtung bei großen Relativbewe- gungen mit sphärischen, axialen und radialen Bewegungen sowie axialem Versatz 2.2 ANWENDUNGSBEREICHE Freudenberg Faltenbälge sind in der all- gemeinen Industrie als Schutzelement in unterschiedlichsten Anwendungen nicht mehr wegzudenken. y Land- und Baumaschinenindustrie y Maschinenbau y Fördertechnik y Medizintechnik y hydraulische und pneumatische Zylinder y Trapez- und Kugelumlaufspindeln y Elektrotechnik (z. B. Kabeldurchfüh- rungen in weißer Ware, beim Schiff- bau etc.) Produktkatalog 748

749

3. PRODUKTVIELFALT 3. Produktvielfalt 3.1 STANDARDBÄLGE Das Freudenberg Standardprogramm („V6“-Reihe) bietet eine Vielzahl unter- schiedlicher Balggeometrien. Mit über 200 Abmessungen wird für den Kunden eines der größten lagerhaltigen Standardlieferprogramme für Ein- und Mehrfaltenbälge abgebildet. Abgestimmt auf die unterschiedlichsten Marktseg- mente werden Lösungen sowohl für den Erstausrüster als auch den Ersatzteilmarkt angeboten. Faltenbälge von FST für die allgemeine In- dustrie werden mit individuell angefer- tigten Werkzeugen im Vulkanisations verfahren hergestellt. Diese Methode hat gegenüber anderen Herstellungsverfahren, wie beispielsweise dem Tauchverfahren von PVC-Bälgen, eindeutige Vorteile. So kann gezielt auf die komplette Form- gebung besonders im Außenbereich Ein- fluss genommen werden. DIE VORTEILE AUF EINEN BLICK: y definierte Wandstärken bzw. -profile in den unterschiedlichen Funktions- bereichen des Balges y Geometrien, die immer reprodu- zierbare Abmessungen aufweisen y Abbildung von Funktionsgeometrien, wie Haltebund für Spannelemente y Gestaltungsfreiheit der Anschluss- geometrie y Materialauswahl, Materialvielfalt Das komplette Standardportfolio ist im Produktkatalog enthalten. Hier kann schnell und unkompliziert nach den gewünschten Abmessungen wie dem kleinen (D1) und dem großen (D2) Anschluss, Herstell länge (L), Blockmaß (Lmin), Innendurchmesser (Di), Außendurchmesser (Da) und dem Werkstoff gefiltert werden. Weiterhin haben Sie Zu- griff auf die entsprechenden Zeichnungen, Werkstoffdatenblätter oder CAD-Modelle. Map-marker-edit Eindeutige Vorteile im Vulkanisations- verfahren 749 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

750

Faltenbälge Map-marker-edit Speziellen Anfor- derungen und Sonder wünschen gerecht werden 750 Achten Sie bei der Auswahl eines Balges zusätzlich auf die Anschlussgeometrie. Der Balg muss nicht nur von den Abmes- sungen, sondern auch in Bezug auf die Anschlussgeometrie zu Ihrer Anwendung passen. Die Maßangaben im Katalog unter- liegen der Allgemeintoleranz für Gummi- teile DIN ISO 3302-1 M3. Alle Faltenbälge sind mit einer Werkzeugnummer gekenn- zeichnet, so dass im Falle einer Ersatzteil- bestellung eine einfache Identifizierung gewährleistet ist. Einen weiteren Teil des Katalogportfolios bilden die modularen TPEBälge. Dies sind Mehrfaltenbälge aus thermoplastischem Elastomer, die nach dem Baukasten prinzip aufgebaut werden. Die Bälge können mit- tels verschiedener Werkzeugeinsätze in der Herstelllänge (85 bis 200 mm), dem Anschlussdurchmesser (in den Abstufun- gen Ø50, Ø63, Ø80, Ø100 und Ø125 mm) und den Anschlussbereichen variieren und können so genau auf die Anwendung beim Kunden angepasst werden. TPE zeichnet sich durch seine hohe Lebensdauer und erhöhte Ozonbeständigkeit aus. 3.2 KUNDENSPEZIFISCHE EIN- UND MEHR- FALTENBÄLGE Individualfertigungen nach Kundenvorgabe runden das Angebot sinnvoll ab. Auf Basis einer Kundenzeichnung oder als Entwick- lungsleistung wird der Balg passgenau zur spezifischen Anwendung konstruiert und mit modernster Werkzeugtechnolo- gie produziert. So können Sonderwünsche bei der Form gebung (z. B. ovale oder prismatische Balgquer schnitte) oder spezielle Anforde- rungen an den Werkstoff bezüglich der Konformität, Farbe oder Medienbestän- digkeit bei der Konstruktion bereits berück- sichtigt werden. DIE VORTEILE AUF EINEN BLICK: y Fertigung nach Kundenvorgabe ba- sierend auf Kundenzeichnung oder als Entwicklungsleistung y breite Auswahl an leistungsfähigen Werkstoffen y der Balg wird hinsichtlich Formge- bung, Beanspruchung und Medien- beständigkeit des Werkstoffs individu- ell nach Kundenwunsch konstruiert y umfassender Bemusterungsprozess und Möglichkeit der Validierung y Kundenschutz des Designs – Siche- rung Ihres MRO-Ersatzteilgeschäfts y Möglichkeit der Kosteneinsparung durch Verzicht auf den Kunden- schutz – Übernahme anteiliger Werkzeugkosten bei Eignung für den Standardkatalog y individuell angefertigte und lang- lebige Qualitätswerkzeuge – keine Folgekosten für Verschleiß, Repara- tur oder Ersatz y Beratung und Expertise über den kompletten Produktlebenszyklus Neben den bewährten Standardwerkstoffen CR und NBR sind Faltenbälge auch aus weite- ren leistungsfähigen und effektiven Spezial- werkstoffen, z. B. für Anwendungen in der Elektro-, Medizin- sowie Nahrungsmittel- technik, erhältlich. Zu diesen gehören bspw. HNBR, FKM, ETU-freies CR sowie EPD M und VMQ – diese wahlweise mit FDA-Kon- formität (→ Kapitel „Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik“, Seite 29).

751

3. Produktvielfalt EINSATZBEREICHE DER WERKSTOFFE (RICHTWERTE) Werkstoff Härte Temperatur CR 42/50 Shore A –40 … +100 °C Dynamische Beanspruchung Sehr gut NBR Ca. 45 Shore A –30 … +100 °C Ausreichend Mineralöl- und Fettbeständigkeit Ausreichend Gut Tab. 46 Einsatzbereiche von Standardwerkstoffen Die Richtwerte der Einsatzbereiche der Spezialwerkstoffe erhalten Sie gerne auf Anfrage. 751 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

752

Faltenbälge 4. GRUNDLAGEN Anschlussteil 4.1 MERKMALE UND KONSTRUKTIONS- HINWEISE Faltenbälge sind Schutzelemente beste- hend aus beweglichem Balgteil und zwei Anschlussteilen zur Befestigung. Der be- wegliche Teil des Balges verläuft in seinen Konturen zylindrisch, konisch oder gewölbt. Der Anschluss der Bälge kann in Form einer Ringwulst, eines planen Flansches, einer zylindrischen Muffe oder ähnlichem ausgebildet sein. Bälge werden meist für den speziellen Anwendungsfall ausge- legt, weshalb Balg- und Anschlussteile die unterschiedlichsten geometrischen Formen aufweisen. Bälge können axiale Bewegungen inner- halb der Grenzwerte von Lmin (gestauchte Länge bzw. Blockmaß) und Lmax (ausgezo- gene Länge) abbilden. Werden diese Grenzwerte überschritten, treten über- mäßige Deformationen auf, welche die Funktionstüchtigkeit des Balges stark beeinträchtigen und im Extremfall sogar Beschädigungen verursachen können. Bälge können keine wesentlichen Über- oder Unterdrücke aufnehmen, da sonst eine nicht funktionskonforme Verformung eintreten würde. Maßnahmen, um trotz- dem Innendrücke zuzulassen, sind limitiert: Verdickungen an den Übergangsradien der einzelnen Falten bringen zwar eine gewisse Festigkeit, engen aber die Beweg- lichkeit des Balges ein. Eine Abstützung des Balgteils mittels metallischer Ringe mit kreisrundem Querschnitt, die in die Faltentäler eingelegt werden, bringt nicht immer den gewünschten Erfolg, da die Gefahr von Einschneidungen oder Anrissen gegeben ist. x a m L i n m L Balgteil Abb. 344 Balgaufbau Anschlussteil Abb. 345 Anschlussausführungen 752

753

4. Grundlagen Balges mit überhöhten lokalen Dehnungen des Materials auftreten können. Solche Überdehnungen können die Gummi- struktur schädigen und die Lebensdauer des Balges deutlich verkürzen. Map-marker-edit Optionale Entlüftungs- bohrung Um einen Druckaufbau im Inneren des Balges bei axialen Bewegungen zu ver hindern, kann ein zungenförmiger Ein- schnitt oder ein kleines Loch an passender Stelle einer Balgfalte angebracht werden. Ebenso ist eine Belüftung über einen ent- sprechenden Kanal an einem Anschluss- bauteil möglich. Eine solche Belüftungs- öffnung schränkt aber naturgemäß die Dichtheit des Balges ein. Eine Belastung des Balges durch Torsion sollte vermieden werden, da dabei unde- finierte Verformungen („Verdrillung“) des 753 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

754

Faltenbälge 4.2 ANWENDUNGSBEISPIELE Die auszugleichenden Bewegungen kön- nen axiale Verschiebungen und/oder Aus lenkungen um einen Drehpunkt sein. Abb. 346 Balg schützt Kugelgelenk vor Verschmutzung (sphärische Bewegung) Abb. 347 Elastische Verbindung zweier Rohrenden, Balg nimmt Längendehnung sowie radialen Versatz auf Abb. 348 Balg schützt Schubstange vor Verschmutzung (axiale Bewegung) Abb. 349 Balg schützt Antriebswellengelenk vor Verschmutzung und Fettverlust (axiale und umlaufende Kippbewegung) 754

755

5. MONTAGE Beim Einbau von Ein- und Mehrfalten bälgen ist darauf zu achten, dass keine spitzen oder scharfkantigen Montagewerkzeuge verwendet werden (→ Kapitel „Services – Montage- und Demontagehilfsmittel“, Seite 14). Eine Beschädigung kann leicht geschehen, ist aber bei der Montage oft nur schwer erkennbar. Die Balgfalten dürfen nicht eingeklemmt oder überdehnt werden, um Strukturschäden im Elastomer zu ver hindern. Faltenbälge sollen eine feste Einspannung an den zu schützenden Maschinenteilen erhalten, wobei sich die Art der Befestigung nach der Formgebung des Anschlussteils richtet. Nach Möglichkeit sollten diese Anschlussteile in eine entsprechende Aufnahmenut zu liegen kommen, um sie auf ihrer Sollposition zu fixieren. Bei schlauchähnlichen oder wulstförmi gen Anschlussteilen sollte der Innen durchmesser des Balganschlusses um ca. 3–10 % kleiner sein als der Durchmesser des maschinenseitigen Aufnahmeteils, damit die Balganschlussteile fest an- liegen. schneiden. Spannelemente mit breiter Auflagefläche und verrundeten Kanten sind am besten geeignet. Bei der Balgauswahl ist zu berücksichtigen, dass sich die Falten beim Zusammen- schieben des Balges in die Blockposition aufstellen. Dadurch vergrößert sich der Faltenaußendurchmesser und der Innen- durchmesser kann sich etwas verringern. Die Balgwand darf nicht mit scharfen Kanten in Berührung kommen. Die Falten dürfen im Betrieb nicht verklemmt werden, ebenso ist eine Reibbewegung von Balg- teilen auf den Maschinenteilen unbedingt zu vermeiden, um keine Abnutzungs- schäden zu riskieren. Bälge können keine wesentlichen Über- oder Unterdrücke aufnehmen, da sonst eine den Balg beschädigende Verformung eintreten würde. Um einen Druckaufbau im Inneren des Balges bei axialen Bewe- gungen zu verhindern, muss eine ausrei- chende Be- und Entlüftung vorgesehen werden. Eine Belastung des Balges durch Torsion sollte vermieden werden. Die Oberfläche der Anschlussbauteile braucht keinen besonders hohen Anfor- derungen zu genügen, da sich die Ober- fläche des flexiblen Werkstoffes Gummi bei entsprechender Verspannung auch an raue Oberflächen anpasst. Es wird eine Oberflächenqualität von Rz 25 oder bes- ser empfohlen. Bei sehr langen, horizontal liegenden Bälgen empfiehlt sich eine geeignete Aufhängung des Balges, um ein Durch- biegen und Schleifen auf dem zu schüt- zenden Maschinenteil zu verhindern. Es ist auch möglich, in geeigneten Abständen Stützscheiben innen in die Balgfalten ein- zulegen (→ Abb. 350). Aufgrund des natürlichen Nachlassens der Spannkraft von gedehntem Gummi ist eine zusätzliche mechanische Befesti- gung mittels eines Spannbandes, eines Schlauchbinders o. ä. notwendig. Das Spannelement darf nicht in den Balg ein- 5. Montage Map-Marker-Exclamation Reibbewegung und scharfe Kan- ten vermeiden Map-Marker-Exclamation Thematik Innen- durch messer beachten! Map-marker-edit Geeignete Aufhängung des Balges wählen 755 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

756

Abb. 350 Langer Faltenbalg, horizontaler Einbau mit Stützscheiben Faltenbälge 756

757

6. SCHADENSANALYSE FÜR FALTENBÄLGE 6. Schadensanalyse fürFaltenbälge 6.1 PRÜFUNGEN UND NORMEN Freudenberg Faltenbälge für die allge meine Industrie unterliegen der Allgemeintoleranz für Gummiformteile DIN ISO 3302-1 M3. Die Prüfungen an Werkstoffen und Fertig- teilen für das Katalogportfolio werden stets nach genormten Verfahren durchge- führt. Hierzu gehören die standardmäßige Prüfung der Härte und Dichte einer Pro- duktionscharge sowie die regelmäßige interne Requalifizierung bezogen auf die Maße nach Zeichnung. Auch FST Standard- werkstoffe für das Katalogprogramm durchlaufen vor ihrer Freigabe ein umfang- reiches Prüfprogramm und unter liegen regelmäßigen Kontrollen während ihrer Verarbeitung. Bei Bedarf sind auf Anfrage zusätzliche Prüfungen (→ Kapitel „Material, Werk- stoffe und Verfahrenstechnik – 8. Prüf- methoden“, Seite 144) möglich. Weitere Infor mationen siehe auch im → Kapitel „Services – Prüfstände“, Seite 17. Zudem können Nachweise der Prüfungen in Form von Prüfzeugnissen, Maßberich- ten und Werkstoffzertifikaten zur Verfü- gung gestellt werden. Bitte kontaktieren Sie für Verfügbarkeit und Preise den für Sie zuständigen Kundenservice von Freudenberg Sealing Technologies. 6.2 SCHADENSANALYSE Die Ursachen eines Schadensfalles im Be- reich der Faltenbälge sind in den häufigs- ten Fällen auf äußere Einflüsse zurück- zuführen. Das Elastomer, aus dem der Falten balg gefertigt ist, unterliegt stän- digen Beanspruchungen. Abb. 351 Beispiel mechanische Beanspru- chung eines Faltenbalges Mehr Informationen hierzu finden Sie auch im → Kapitel „Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik – 9. Schadensanalyse“, Seite 164. Mechanische Beanspruchung und die Ein- wirkung von Medien, UV-Strahlung, Tem- peratur und Sauerstoff führen zu einer Veränderung im Netzwerk des Elastomers. Man spricht hier auch von der Alterung eines Elastomerwerkstoffes. Die Ursachen hierfür können in folgende Bereiche auf- geteilt werden: MEDIUM y Oxidation durch Luftsauerstoff (Alte- rung im engeren Sinne) y beschleunigte Oxidation durch Schwer- metallverbindungen (z. B. Cu, Mn, Co …) y Heißwasser- bzw. Dampfalterung; Alterung durch Hydrolyse y orientierte Rissbildung durch statische Ozoneinwirkung (Ozonrissbildung) y nichtorientierte Rissbildung unter der Einwirkung von energiereichem Licht und Sauerstoff, Auftreten von „Crazing“ oder „Elefantenhaut“ y chemischer Angriff von Medien (Öle, Kraftstoffe, Hydraulikflüssigkeiten, Lösungsmittel, Chemikalien etc.) y Verringerung des Oberflächenglanzes durch Einwirkung feuchtwarmer, ozon- haltiger Atmosphäre – „Frosting“ (vor allem bei Vulkanisaten mit hellen Füllstoffen) 757 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

758

Faltenbälge Map-Marker-Exclamation Gezieltes Auswandern von Schutzmitteln 758 Abb. 352 / Abb. 353 Beispiele Schädigung durch äußere Verletzung TEMPERATUR y Hitzealterung ohne Sauerstoffeinfluss (Nachvernetzung, Cyclisierung, Tempe- ratur-Reversion) y Überschreiten der Glasübergangstem- peratur Tg, glasartiges Erstarren des Elastomers bei tiefen Temperaturen MECHANISCHE BEANSPRUCHUNG y orientierte Rissbildung durch dynami- sche Beanspruchung (z. B. Knickbewe- gung, Stauchung, Torsion etc.) Um den Alterungsprozess bei Faltenbälgen zu verzögern, werden unter schiedliche, aber spezielle Alterungsschutzmittel verwendet (→ Kapitel „Material, Werkstoffe und Ver- fahrenstechnik – Alterungsschutzmittel“, Seite 110). Hierzu zählen die Zugabe von Stabilisatoren und Alterungsschutz mitteln wie Antioxidantien und Ozonschutz wachsen beim Herstellungsprozess. Durch das gezielte Auswandern der Schutz mittel kann es zu weißlichen Ab lagerungen auf der Balgaußenseite kom men. Dies ist keineswegs ein Mangel, sondern ein Qualitätsmerkmal, das eine längere Haltbarkeit des Faltenbalges ge- währleistet. Empfehlungen zur korrekten Lagerung der Faltenbälge entnehmen Sie bitte dem → Kapitel „Material, Werkstoffe und Verfah- renstechnik – 11. Sachgerechte Lagerung“, Seite 179. Weitere Ursachen für Schäden an Falten- bälgen können in unsachgemäßer Mon- tage oder falscher Auswahl des Balges für die gewünschte Applikation liegen (→ Abb. 354). Durch scharfkantige Montage- werkzeuge, Kontakt des zu schützenden Gelenks mit der Balgwand oder Einklem- men der Balg falten kann der Balg oft unbe- merkt beschädigt werden. Achten Sie dar- auf, dass der Balg innen keine Berührung z. B. mit einer dort laufenden Spindel hat. Abb. 354 Beispiel falsche Balgauswahl, Einfallen der Falte durch zu hohe Zugbelastung

759

6. Schadensanalyse fürFaltenbälge Auch einem zu langen Hubweg und der damit auftretenden Überdehnung kann ein Balg nicht lange standhalten. Hinweise zur korrekten Montage erhalten Sie im → Abschnitt „5. Montage“, Seite 755. Sollten Sie einen Schaden an einem Falten- balg feststellen und Hilfe zur Klärung der Ursache in Anspruch nehmen wollen, kontaktieren Sie bitte den für Sie zu- ständigen Kundenservice-Mitarbeiter. Gerne erhalten Sie zudem Unterstützung in Form einer Anwendungsberatung bei Auftreten von unerwünschtem Ver halten des eingesetzten Balgs aus dem Katalog- portfolio sowie Beratung bei der Auswahl des richtigen Balges für Ihre Applikation. 759 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

760

Faltenbälge 760

761

M E M B R A N E N 7 6 1 STICHWORT- VERZEICHNIS STOPFBUCHS- PACKUNGEN MEMBRANEN FALTENBÄLGE HYDROSPEICHER SPEZIALDICHTUNGS- PRODUKTE STATISCHE DICHTUNGEN M E M B R A N E N DICHTUNGEN FÜR ROTATORISCHE ANWENDUNGEN MATERIAL, WERKSTOFFE UND VERFAHRENSTECHNIK EINFÜHRUNG & SERVICES FLUID POWER ANWENDUNGEN – HYDRAULIK FLUID POWER ANWENDUNGEN – PNEUMATIK

762

Membranen INHALTSVERZEICHNIS 1. PRODUKTÜBERSICHT 2. MEMBRANEN ALLGEMEIN 2.1 Anforderungen 2.2 Merkmale 2.3 Anwendungsbereiche 3. PRODUKTINFORMATIONEN Langhub Rollmembranen BFA 3.1 3.2 Membrantuch 4. GRUNDLAGEN Funktionsprinzip und Haupt abmessungen Membran grundformen Membran ausführungen 4.1 4.2 4.3 4.4 Kennwerte 5. AUSLEGUNG/DIMENSIONIERUNG Betriebsdaten und Randbedingungen Bauteil beanspruchung Zulässige Beanspruchung Gestaltung der Einspannung und berührender Gehäuseteile Maßtoleranzen von Membranen 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 6. MODIFIKATION UND BESCHICHTUNG 6.1 6.2 Oberflächen behandlungen Kryogenes Entgraten 7. MONTAGE 7.1 7.2 7.3 Montage vorbereitung Besonderheiten im Einspannbereich Sonderfall gewebeverstärkte Membranen 762 764 772 772 772 773 774 774 779 781 781 782 784 784 788 788 789 790 792 793 795 795 796 797 797 797 798

763

8. SCHADENSANALYSE MEMBRANEN Vorgehensweise im Rahmen der technischen Unterstützung Vorgehensweise im Rahmen einer Reklamation 8.1 8.2 8.3 Typische Ausfallbilder für Membranen 9. WERKSTOFFE FÜR MEMBRANEN Typische Elastomere für Membranen 9.1 Elastomere 9.2 9.3 Membrangewebe 9.4 9.5 Einlegeteile Folien aus PTFE 10. PRÜFUNG UND VALIDIERUNG VON MEMBRANEN 11. VERWENDETE FORMELZEICHEN Inhaltsverzeichnis 799 799 799 800 802 802 803 807 807 808 810 811 763 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

764

Membranen 1. PRODUKTÜBERSICHT 764 PRODUKT-GRUPPEBAUFORMBESCHREIBUNGHAUPTANWENDUNGENMembranenLanghub-Roll mem-brane BFALanghub-Rollmembranen sind dünnwandige, feinfühli-ge Spezialmembranen aus gummielastischen Werkstof-fen mit GewebeverstärkungLanghub-Rollmembranen werden in hydraulisch und pneumatisch betätigten Steuer- und Regelgeräten, Druckschaltern, Drucküber-setzern sowie Mess- und Anzeigegeräten verwen-det. In gewebeloser Aus-führung finden sie Verwen-dung bei geringen DrückenMembran-tuchBei Membrantüchern han-delt es sich um hochwertige, beidseitig mit geeigneten Elastomerqualitäten be-schichtete Spezialgewebe. Besondere Fertigungsverfah-ren ermöglichen es, auch dünne Elastomerschichten gut haftend und porenfrei auf die vorbehandelten Ge-webe aufzutragenMess-, Regel- oder Steuermembranen; Pumpmembranen; Trenn-membranen; Flachmem-branenRollmem-brane für Stell- und Regel-ventileRollmembranen in Sonderfor-men, wie z. B. verschiedene Flanschformen, Wulstkonst-ruktionen mit oder ohne Loch an der Deckelseite oder spezi-elle Radiusmaße, mit oder ohne GewebeverstärkungPneumatikanwendungen; Fluid- und Haus technikMagnet-ventile und Druck-mindererMembrane als Trennelement mit gleichzeitiger Ventil-sitzfunktionHüttenindustrie; Stahl-/Wasserbau; Tunnelbohr-maschinen

765

1. Produktübersicht Weitere Infor mationen zu unserem Produktportfolio * Temperaturangabe gültig für eine Messung an der Dichtung. Temperatur des Betriebsmediums kann ggf. davon abweichen! 765 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V WERKSTOFFMAX. TEMPERATUR-BEREICH [°C] *STANDARDKATALOG-PROGRAMM50 NBR 253 mit Gewebeverstärkung‒40 … +80 Ja Diverse, siehe FST ProduktkatalogDiverse, siehe FST ProduktkatalogJaElastomere: VMQ; FKM; EPDM; NBR; HNBR; FVMQGewebe: PA; PES; Meta-AramidDiverse, siehe FST ProduktkatalogNeinWerkstoffe mit relevanten Freigaben wie FDA, Trink-wasserleitline UBA, 3-A® Sanitary, WRAS, NSF61, ACS, BFR XXI Cat. 3, USP Class VIDiverse, siehe FST ProduktkatalogNein

766

Membranen PRODUKT- GRUPPE Membranen 766 BAUFORM BESCHREIBUNG HAUPTANWENDUNGEN Membrane für Gas- druckregler Membrane für Gas- zähler Membrane für Laut- sprecher Membrane für Stell- und Regel- ventile Membrane für Absperr- ventile Hochwertige Formmembra- nen mit und ohne Gewebe- verstärkung und/oder einvul- kanisierten Ventiltellern für Gasdruckregler im Hochdruck- oder Niederdruckbereich Hochwertige Membranen aus Membrantuch für präzises Messverhalten im Gaszähler. Mit und ohne separat ange- formten Wulst. DFT™ – Dispersed Fibre Technology: faserverstärkte Elastomer- werkstoffe für komplex ge- formte Membranen, verbes- serte Lebensdauer und keine Querdiffusion. In den Werk- stoffen NBR oder ECO mit DIN EN 549 Zertifizierung erhältlich Optimal abgestimmte Werk- stoffe mit hervorragenden Feder- und Dämpfungseigen- schaften, speziell auf Kunden- ansprüche abgestimmt Formgepresste Membranen mit einem Durchmesser bis zu 1.000 mm. Je nach Druck und Medium werden Werk- stoffe mit oder ohne Gewe- beverstärkung benötigt. Feinfühlige und dünnwandi- ge Membranen für beson- ders sensibles Ansprechver- halten erhältlich Formmembranen für Ab- sperrventile in verschiedenen Ausführungen, zum Teil mit Gewebeeinlage und einvulka- nisierten Metallteilen, PTFE- oder Simriz®-Beschichtung Steuerungs-, Automatisie- rungs- und Gasregel- technik Gaszähler (Industrie und Haushalt) High-End-Lautsprecher; Hochtonlautsprecher Stell- und Regelarmaturen im Anlagen- und Pipeline- bau; Atemmasken; Respiratoren Lebensmittel-, Pharma zie und Sanitärtechnik mit relevanten Freigaben

767

1. Produktübersicht WERKSTOFF MAX. TEMPERATUR- STANDARDKATALOG- BEREICH [°C] * PROGRAMM HNBR, NBR, ECO und FKM (jeweils mit und ohne Gewebeverstärkung) mit EN 549 Freigabe; EPDM, VMQ Diverse, siehe FST Produktkatalog Nein NBR oder ECO mit Gewebeverstärkung (z. B. Polyester, Polyamid, Meta-Aramid) Diverse, siehe FST Produktkatalog Nein NBR und SBR mit speziellen Dämpfungseigenschaften Diverse, siehe FST Produktkatalog CR; EPDM; HNBR; NBR; PVMQ; FVMQ Diverse, siehe FST Produktkatalog EPDM; VMQ Diverse, siehe FST Produktkatalog Nein Nein Nein * Temperaturangabe gültig für eine Messung an der Dichtung. Temperatur des Betriebsmediums kann ggf. davon abweichen! 767 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

768

Membranen PRODUKT- GRUPPE Membranen 768 BAUFORM BESCHREIBUNG HAUPTANWENDUNGEN Membrane für Druck- schalter Membrane für Pumpen und Kom- pressoren Membrane aus Mem- brantuch Speicher- membran Druck- speicher- blase Feinfühlige Membranen für Wasserniveauregulierung. Druckregelfunktion mit dünnwandiger, gewebeloser Membrane als Übertragungs- element auf elektrische Schaltkontakte In modernen Pumpen wer- den sowohl reine Elastomer- membranen als auch Ver- bundmembranen mit Metallträgerteil, Gewebe und/oder PTFE-Folien- Auflage eingesetzt Membranen aus gummier- ten Geweben. Tiefgezogene Membranen sind kosten- günstige Alternativen zu ge- pressten Formmembranen. Membrantuch-Werkstoffe mit Trägergeweben aus Polyester und Polyamid Membranen aus Werkstof- fen mit extrem niedriger Gaspermeation und guter Kälteflexibilität für den Ein- satz in der Industriehydrau- lik. Als Problemlösung bei Druckschlägen in den Leitungssystemen Im Press- oder Spritzgießver- fahren und zum Teil nach- träglich konfektionierte, komplette Blasen. Diffusi- onsdichte Mischungen als Werkstoffe Haushaltsgeräte; Kaffee- maschinen und Heiz- thermen sowie in der Pneumatik Dosier- und Förderpumpen; Doppelmembranpumpen; AdBlue®-Pumpen; Vakuum- pumpen Armaturen; Industrie- regler; Pumpen Aggregate der allgemei- nen Industrie; Druck- speicher in Hydraulik- kreisläufen Land- und Baumaschinen; Fördertechnik und Hydraulikkreisläufe in der allgemeinen Industrie und Luft- und Raumfahrt

769

1. Produktübersicht WERKSTOFF MAX. TEMPERATUR- STANDARDKATALOG- BEREICH [°C] * PROGRAMM EPDM; NBR; VMQ Diverse, siehe FST Produktkatalog CR; EPDM; FKM; HNBR; NBR Diverse, siehe FST Produktkatalog CR; ECO; EPDM; NBR Diverse, siehe FST Produktkatalog AU; ECO bleifrei; EPDM; HNBR; CIIR; NBR Diverse, siehe FST Produktkatalog ECO; CIIR; NBR; HNBR Diverse, siehe FST Produktkatalog Nein Nein Nein Nein Nein * Temperaturangabe gültig für eine Messung an der Dichtung. Temperatur des Betriebsmediums kann ggf. davon abweichen! 769 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

770

BAUFORM BESCHREIBUNG HAUPTANWENDUNGEN Membrane aus Silikon und Fluor-Silikon Druck- ausgleichs- element DIAvent Rollmembranen und Regel- membranen aus ölbeständi- gen Feststoffsilikonen mit herausragender Tempera- turstabilität. Auch für Blow-By-Anwendungen Funktionales Bauteil, beste- hend aus einer Kombination mehrerer Vliesstofflagen mit hervorragender Luftdurch- lässigkeit bei gleichzeitiger Wasserdichtheit (IP67). Mit Elastomerschirmventil für re- versible und unidirektionale Notentgasung Pneumatische Anwen- dungen; Sanitärtechnik; Ölnebelabscheider; Kondensatabscheider Belüftung von Batterien in Elektrofahrzeugen DIAvent HighFlow Gleiche Eigenschaften wie DIAvent, aber 4-fach höhere Notentgasung Belüftung und Not- entgasung von Batterien in Elektrofahrzeugen DIAvent light Gleiche Funktionen wie DIAvent, aber ohne Not- entgasungs (nur Atmung) Belüftung von Batterien, Wechselrichtern und trocken laufenden E-Motoren Membranen PRODUKT- GRUPPE Membranen 770

771

1. Produktübersicht WERKSTOFF MAX. TEMPERATUR- STANDARDKATALOG- BEREICH [°C] * PROGRAMM VMQ; FVMQ; optional mit Gewebe verstärkung Diverse, siehe FST Produktkatalog Nein PBT-Gehäuse für Brand- schutzklasse UL94 V0 ‒40 … +120 Nein PBT-Gehäuse für Brand- schutzklasse UL94 V0 ‒40 … +120 Nein PA-Gehäuse für Brand- schutzklasse UL94 V0 ‒40 … +120 Nein * Temperaturangabe gültig für eine Messung an der Dichtung. Temperatur des Betriebsmediums kann ggf. davon abweichen! 771 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

772

Membranen 2. MEMBRANEN ALLGEMEIN Bei bestimmten Anwendungen müssen Bauteile flexibel miteinander verbunden werden und gleichzeitig muss eine dichte Trennwand gewährleistet sein. Diese An- forderungen lassen sich in der Regel am besten mit Membranen erfüllen. Für Mem- brananwendungen bietet Freudenberg Sealing Technologies (nachfolgend auch als FST ab gekürzt) mehr als 400 verschiedene Elastomermischungen an. Diese können projektbezogen bei kunden spezifischen An- forderungen eingesetzt werden. 2.1 ANFORDERUNGEN y Funktionssicherheit bei unterschied- lichsten Medieneinsätzen y Lösungen für Regel-, Speicher- oder Pumpfunktionen y Gewebeein- oder/und -auflage (ist ab- hängig von der Druckbelastung) y Berücksichtigung von ein- oder beid- seitiger Druckbeaufschlagung y optimale Auslegung von Hub- zu Durchmesserverhältnis 2.2 MERKMALE y maßgeschneiderte Lösungen auf Basis der vier Grundformen: Flachmembra- nen, Tellerformmembranen, Sicken- form membranen, Rollmembranen y höchste Präzision dank Standard FEM- Berechnungen bei der Auslegung y optionale PTF E/TFM-Folienauflagen gegen aggressive Medien FST Website Membranen Produktkatalog 772

773

2. Membranen allgemein y Ventile und Armaturen y Aktuatoren y Pumpen und Kompressoren y Speichermembranen in der Hydraulik y Luft- und Raumfahrt y Sanitärtechnik y Atemschutzgeräte y Lebensmittelindustrie y etc. y spezielle Metall- oder Kunststoff ein- lege teile zur Kraft übertragung und Abstützung y qualitativ hochwertige Werkstoff- ausführungen je nach Einsatzbereich (z. B. NBR, HNBR, ECO bleifrei, AU, FKM, FFKM etc.) 2.3 ANWENDUNGSBEREICHE Das Anwendungsspektrum von Membra- nen reicht vom klassischen Regel- und Abdichtelement in der Ventil technik bis hin zu anspruchsvollen Aufgaben in der Raumfahrt. 773 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

774

Membranen 3. PRODUKTINFORMATIONEN In nahezu allen Industriebereichen be- steht für Konstrukteure die Notwendig- keit, bei bestimmten Anwendungen Bau- teile flexibel miteinander zu verbinden, Räume zwischen ihnen zu trennen und gleichzeitig eine dichte Trennwand zu schaffen. Diese Aufgabe kann fast immer durch den Einsatz einer Membrane aus gummi- elastischen Werkstoffen gelöst werden. Ganz unterschiedliche Anforderungen im Hinblick auf mechanische, thermische und chemische Belastungen führen in den allermeisten Fällen zu kundenspezi- fischen Lösungen. Für deren Ausarbeitung stehen die FST Spezialisten mit dem Know-how aus langjähriger Erfahrung zur Verfügung. Neben kundenspezifisch gestalteten Membranformen bieten wir auch Stan- dardprodukte an, die im nachfolgenden Abschnitt vorgestellt werden. Es handelt sich dabei um: y Langhub-Rollmembranen y Membrantücher (beidseitig gummierte Gewebe) y Plattenware Membrantücher und Plattenware werden vorwiegend dazu verwendet, Flachmem- branen oder Flachdichtungen kosten- günstig durch Stanzen herzustellen. 3.1 LANGHUB- ROLLMEMBRANEN BFA PRODUKTBESCHREIBUNG Langhub-Rollmembranen sind dünnwan- dige, feinfühlige Spezialmembranen aus gummielastischen Werkstoffen mit Ge- webeverstärkung. PRODUKTVORTEILE Die geringe Membrandicke und die im Verhältnis zum Durchmesser große Membranhöhe bieten folgende Vor- teile: y geringer, über den gesamten Hub nahezu konstanter Verstellwider- stand y im Vergleich zu herkömmlichen Membranen gleichen Durchmessers wesentlich größere Hublängen y gleichbleibende Wirkfläche über den gesamten Hub y kein zusätzlicher Verstellwider- stand beim Anfahren oder beim Wechsel der Bewegungsrichtung, kein Rastpunkt im Arbeitsbereich y im Vergleich zu Manschettendich- tungen geringere Anforderungen an Kolben und Zylinder 774

775

3. Produktinformationen Map-Marker-Exclamation Verwendung einer Montagehülse er- forderlich, keinen Schraubendreher verwenden EINBAU UND MONTAGE Bei Langhub-Rollmembranen mit Gewebe- auflage muss diese auf der druckabge- wandten Seite liegen. Die Membrane wird vor der Montage um- gestülpt. Sollte sich die dabei bildende Roll falte aufwölben, ist die Verwendung einer Montagehülse erforderlich. Keinen Schraubendreher verwenden! Eine weitere Montagemöglichkeit: Rollmembrane um- gestülpt auf dem Kolben montieren, Wulst in die Nut einlegen und den Kolben in den Zylinder schieben. Dabei bildet sich die Rollfalte aus. Der Kolben muss nach der Montage gegen Verdrehen gesichert werden, um eine Schrägfaltenbildung zu vermeiden. Eine Gleitscheibe als Federabstützung ist aus- reichend. Grundsätzlich ist eine Hubbegrenzung vor- zusehen. Der Rollbereich der Membrane muss fein bearbeitet und poliert sein. Die Übergangsradien an Einspannflansch, Kolbenboden und Deckelplatte sind glatt und riefenfrei auszuführen. Map-Marker-Exclamation Entlüftungs- bohrung 775 ANWENDUNG Langhub-Rollmembranen werden in hy- draulisch und pneumatisch betätigten Steuer- und Regelgeräten, Druckschaltern, Druckübersetzern sowie Mess- und An- zeigegeräten verwendet. In gewebeloser Ausführung finden sie Verwendung bei geringen Drücken. WERKSTOFF Standardwerkstoff ist 50 NBR auf Basis von Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (NBR) mit oder ohne Polyestergewebe. Roll- membranen aus Silikonkautschuk, Fluor- kautschuk und EPD M mit Gewebe werden nur bis zu einer Höhe von Hmax = 0,6 Dg (Dg = Zylinderdurchmesser) gefertigt. Für Fluorkautschuk sind spezielle Werkzeuge erforderlich. Bei der Auswahl des geeigne- ten Werkstoffs sollten die genauen Be- triebsbedingungen berücksichtigt werden. EINSATZBEREICH Die Standardbaureihe BFA aus Nitrilkaut- schuk mit Gewebeverstärkung für den Einsatz in Druckluft und Mineralöl ge- stattet Betriebsdrücke bis 10 bar und Prüfdrücke bis 15 bar. Für den Einsatz in Stadt- und Erdgas, Benzin und Bremsflüssig- keiten sowie bei höherer thermischer Belastung stehen Sonderqualitäten auf Anfrage zur Verfügung. Für alle Baureihen gilt im Betrieb, dass auch bei Kolbenrückführung eine geringe Druckdifferenz von ca. 0,15 bar vorhan- den sein muss, da sich sonst Falten oder Knickstellen in der Rollfalte bilden. Dieser Gegendruck kann durch ein Drossel ventil erreicht werden. Um einen Druckaufbau auf der druckab gewandten Seite zu verhindern, muss eine Entlüftungsbohrung vorgesehen werden. & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

776

Membranen MONTAGEARTEN Montage- hülse Montage durch Einschieben Montage mit Hülse Doppelfalten- bildung Sb Lk Rk Rw H Sa Lc Dg Dk Df W Dk Dg Hb angelieferter Zustand eingebauter Zustand Gewebeseite Entlüftungsbohrung Hubbegrenzung Entlüftungsbohrung R= D 2 D AØ Befestigungsplatte (falls Mittellloch in der BFA vorgesehen) 776 DNØ +0,2 Wg RC Hg -0,1 Hl Rl Wl -0,1 DgØ RI, RC und Rk riefenfrei poliert Einspannungsdetail Wulst

777

EINBAUMASSE Kolben-Ø Nut-Ø Kolbenradius Deckelradius Nuttiefe Nutbreite Randbreite Randhöhe Randradius MEMBRANMASSE Flansch-Ø Wanddicke Flanschwulst Radius Dk DN Rk RC Hg Wg WI HI RI Df W Hb Rw Dg −5 Dg +15 Dg −10 Dg +21 3,5 2,0 3,0 4,0 3,5 2,3 1,75 4,5 2,0 4,0 5,5 5,0 3,1 2,5 Dg +27,5 Dg +27,5 5,8 2,0 5,0 7,2 6,5 3,5 7,0 2,0 5,0 7,2 6,5 3,5 3,25 3,25 Dg +14 Dg +20 Dg +26 Dg +26 0,45 3,6 1,75 0,55 5,0 2,50 0,8 6,3 3,25 1,0 6,3 3,25 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V 3. Produktinformationen EINBAUDIMENSIONEN ZYLINDER-Ø Dg Bis 60 mm bis 100 mm bis 150 mm > 150 mm Dg −10 Dg –10 MINDESTLÄNGE DER FEINBEARBEITETEN FLÄCHEN am Kolben am Zylinder Lk Lc 0,5 (H + Sa) 0,5 (H + Sa) 0,5 (H + Sa) 0,5 (H + Sa) 0,5 (H + Sb) 0,5 (H + Sb) 0,5 (H + Sb) 0,5 (H + Sb) 777

778

Membranen EINBAUDIMENSIONEN ZYLINDER-Ø Dg Bis 60 mm bis 100 mm bis 150 mm > 150 mm MEMBRANHUB in einer Richtung max. in Gegenrichtung max. BEFESTIGUNGSPLATTE Sa Sb A D H −8 H −8 H −14 H −14 H −20 H −20 H −20 H −20 Dk +2,9 Dk +4,1 Dk +5,6 Dk +6 1,5 3,0 4,0 5,0 778

779

3. Produktinformationen Haupteinsatzgebiete: y Mess-, Regel- oder Steuermembranen y Pumpmembranen y Trennmembranen y Flachmembranen WERKSTOFF Als Elastomere werden bevorzugt Acryl- nitril-Butadien-Kautschuk (NBR), Chlor- Butadien-Kautschuk (CR), Ethylen-Pro- pylen- Terpolymer-Kautschuk (EPDM), Epichlorhydrin-Kautschuk (ECO) und Fluor- Kautschuk (FKM) eingesetzt. Zur Verstär- kung werden Polyester (PES), Polyamid (PA) und Zellwolle (ZW) genutzt. Die Be- schichtung besteht je nach Anwendung aus einem der genannten Elastomere. EINSATZBEREICH Die Medienbeständigkeit ist abhängig von Beschichtungswerkstoff und Gewebe. Sie ist der Tabelle des Lagerprogramms (→ Seite 780) zu entnehmen. Für die Druck- beständigkeit ist die Höchstzugkraft des Membrantuchs maßgebend. EINBAU UND MONTAGE Voraussetzung für eine saubere Abdich- tung im Einspannbereich ist eine aus- reichende Verpressung (ca. 10 % der Tuch- dicke) sowie eine riefenfreie Oberfläche der Metall- oder Kunststoffteile. 3.2 MEMBRANTUCH PRODUKTBESCHREIBUNG Bei Membrantüchern handelt es sich um hochwertige, beidseitig mit geeigneten Elastomerqualitäten beschichtete Spezial- gewebe. Besondere Fertigungsverfahren ermöglichen es, auch dünne Elastomer- schichten gut haftend und porenfrei auf die vorbehandelten Gewebe aufzutragen. PRODUKTVORTEILE Aus Membrantüchern können prob- lemlos Flachmembranen ausgestanzt werden. Die Herstellung von Form- membranen erfolgt durch Prägen bei erhöhten Temperaturen, wobei je nach Gewebequalität und Materialdi- cke gewisse Begrenzungen in der er- reichbaren Membranhöhe beachtet werden müssen. ANWENDUNG Membranen aus Membrantuch haben die Aufgabe, eine dichte und dennoch leicht bewegliche Trennwand zu bilden. Membrantücher sind entsprechend der mechanischen, thermischen und chemi- schen Beanspruchung des jeweiligen Ein- satzfalles ausgelegt. 779 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

780

Membranen AUSFÜHRUNG MEMBRANTUCH BEZEICH- NUNG ELAS- TOMER GEWEBE a) NUTZ- BREITE [m] HÖCHST- ZUG- KRAFT [N/mm] DICKE [mm] TOLE- RANZ FARBE EINSATZ- TEMPERATUR MIN … MAX [°C] b) MEDIEN MT 479 MT 481 MT 496 NBR NBR NBR PA 1,40 PES 1,40 PA 1,40 11 50 50 0,17 ±0,03 Blau –25 … +90 0,90 ±0,07 Blau –25 … +90 1,10 ±0,15 Rot –30 … +90 MT 513 NBR PES 1,40 20 1,00 ±0,10 Schwarz –45 … +90 MT 489 NBR MT 490 NBR PA PA 1,50 40 0,68 ±0,07 Rot/ Grün c) –20 … +90 1,50 24 0,40 ±0,05 Grün –20 … +90 MT 510 CR PA 1,50 50 1,10 ±0,15 Schwarz –30 … +90 MT 511 EPDM PA 1,50 24 0,55 ±0,06 Schwarz –45 … +120 MT 504 ECO PA 1,50 30 1,00 ±0,10 Schwarz –35 … +130 Kraftstoffe; Heiz- und Brenngase; Mineralöle; Fette; anorg. Säuren u. Basen; schwer- entflammbare Hydraulikflüssig- keiten (HFA, -B, -C); ölhaltige Druck- luft; Wasser bis +80 °C Dieselkraftstoffe; Mineralöle; öl- haltige Druckluft; Heizöle; Wasser bis +80 °C Ölhaltige Luft; Wasser (ozon- und UV-beständig) Heißwasser; Wasserdampf; Bremsflüssigkeit auf Glykolbasis Kraftstoffe; Öle; Fette; Luft a) PA = Polyamid; PES = Polyester b) Richtwerte im Anlieferungszustand – Überprüfung für den jeweiligen Einsatzfall zwingend erforderlich c) Rot = Kraftstoffseite; Grün = Ölseite 780

781

4. GRUNDLAGEN 4. Grundlagen Membranen aus gummielastischen Werk- stoffen haben die Aufgabe, zwischen von- einander zu trennenden Bauteilräumen eine dichte und zugleich flexible Trennwand zu bilden und damit eine axiale Verschiebung von umgebenen Bauteilen gegeneinander oder eine Volumen änderungen der vonei- nander getrennten Räume zu ermöglichen. Sie können damit von ihrer Grundfunktion her auch einfach als flexibles Dichtelement bezeichnet werden. VORTEILE VON MEMBRANEN Gegenüber Berührungsdichtungen bieten Membranen einige Vorteile: y leckagefrei y keine Anforderungen an Schmierung, deshalb wartungsfrei y keine Friktionsverluste y bei entsprechender konstruktiver Gestaltung minimale Hysterese y keine Losbrechkräfte („Stick-Slip- Effekt“) y wegen reiner Abrollbewegung ein Minimum an Verschleiß y wesentlich geringere Anforderungen an Toleranzen und Oberflächengüte der umgebenden Bauteile ermögli- chen Kosteneinsparungen bei der Bauteilherstellung In einer Pumpe wird umgekehrt eine eingeleitete Stangenkraft in einen Förder druck umgewandelt y Trennfunktion: Bei dieser Funktion geht es lediglich darum, Räume, die nahezu auf gleichem Druckniveau liegen, durch eine leicht bewegliche und flexible Trennwand voneinander zu trennen. Beispielhaft dafür sind Anwendungen im Bereich von Druckspeichern Die grundlegenden Zusammenhänge sollen am Beispiel der in → Abb. 355 dar- gestellten Pump- oder Regelmembranen erläutert werden. 4.1 FUNKTIONSPRINZIP UND HAUPT- ABMESSUNGEN Der Arbeitsbereich der Membrane wird durch den Gehäusedurchmesser außen und den Kolbendurchmesser innen be- grenzt. Im Gehäuse und gegebenenfalls auch am Kolben ist die Membrane statisch dichtend eingeklemmt. Zwischen Gehäuse und Kolben befindet sich der Rollspalt, über den der Walkbe- reich der Membrane mehr oder weniger stark „gespannt“ ist. Unter diesen Voraussetzungen ergeben sich für Membranen zwei Hauptanwendungen bzw. -funktionen: y Kolbendichtung: In einem Schalt-, Regel- oder Anzeige- gerät wird dabei zur Betätigung ein auf die Wirkfläche der Membrane wirkender hydraulischer oder pneumatischer Druck in eine Stangenkraft umgewandelt. Besteht zwischen Ober- und Unterseite eine Druckdifferenz, so wird der Walkbe- reich unter der Druckbelastung in den Rollspalt gedrückt und in erster Näherung die Form eines Kreisbogens annehmen. Wie bei einem dünnwandigen Rohr unter Innendruck stehen dabei Druckkräfte und tangential zum Kreisbogen verlaufende Kräfte in der Membranwand im Gleich- gewicht. 781 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

782

Membranen Map-marker-edit Kosteneinsparung durch Platten und Bahnenware 782 Der Krümmungsradius in der Walkzone ist abhängig von der Länge der verfüg baren freien Mantellinie zwischen den Einspann- stellen an Gehäuse und Kolben sowie dem Abstand der Einspannstellen und der Lage des Kolbens zur Einspann ebene. Bei der Auslegung ist auf eine ausreichende Mantellänge der Walkzone zu achten. Beim Durchfahren des Hubes „rollt“ der Walkbereich im Rollspalt ab. Dabei wan- dern Bereiche der Membranwand vom Kolben zum Gehäuse bzw. umgekehrt und erfahren damit eine Durchmesser- vergrößerung bzw. -verkleinerung. Dg U R b HO HU Hg R DK DWU P F DWO Abb. 355 Hauptmessungen/Funktions- prinzip 4.2 MEMBRAN- GRUNDFORMEN Die Vielzahl der Ausführungen lässt sich auf wenige Grundformen zurückführen: y Flachmembranen y Tellerformmembranen y Langhub-Rollmembranen (= Sonderform der Tellerformmembran) y Sickenformmembranen Wesentliches Unterscheidungsmerkmal ist jeweils der bei gegebenem Gehäuse- durchmesser Dg erreichbare Hub Hmax, ferner die Art der zulässigen Druckbeauf- schlagung (einseitig, beidseitig) sowie das Maß der Abhängigkeit des Wirkdurch- messers Dw vom Hub. Flachmembranen Flachmembranen (→ Abb. 356) können nur bei relativ kleinen Hüben eingesetzt werden, sind jedoch beidseitig mit Druck beauf- schlagbar. In der Regel ändert sich der Wirkdurch- messer sehr stark mit dem Hub. Die klei- nen Hubhöhen gestatten oft noch den sogenannten „gestauchten Einbau“ zur Reduzierung der Bauteilbe anspruchung unter Druckbelastung (→ Abb. 357). Dabei wird der Kolben vor dem Einspannen der Membrane im Gehäuse axial verscho- ben. Die Stauchung sollte so groß gewählt werden, dass sie die erforderliche Länge der freien Membranfläche in der Endstellung des Kolbens ausgleicht. So wird eine Deh- nung der Membran fläche vermieden. Bei der Verwendung von Platten oder Bahnen ware als Halbzeug entfällt die Herstellung eines teuren, artikelgebun denen Vulkanisationswerkzeuges. S DA DA Dg Dm DK P1 b 2 b b 2 U b U h Hmax P2 Abb. 356 Flachmembranen

783

4. Grundlagen A= A’ D D + 2 I ' DA’ LO LO h 'I X Detail X LanghubRollmembranen Als Sonderfall der Tellerformmembrane ist die umgestülpt einzubauende Langhub- Rollmembrane (→ Abb. 359) anzusehen. Bei der Ausführung mit Gewebeverstär- kung wird der mögliche Hub durch die Tief- ziehfähigkeit des Gewebes begrenzt. Rollmembranen müssen außen durch das Gehäuse und innen durch den Kolben ab- gestützt werden. Dadurch ergibt sich ein quasi hubunabhängiger, konstanter Wirk- durchmesser. Rollmembranen benötigen wie Sickenformmembranen immer ein Druckgefälle zur Rollfalte hin, da sie sonst durch den Druck umgestülpt werden. Abb. 357 Gestauchter Einbau von Flach- membranen Tellerformmembranen Die Tellerformmembrane (→ Abb. 358) ist, wie die Flachmembrane, beidseitig mit Druck beaufschlagbar, lässt jedoch wesentlich größere Hübe zu. Auch bei die- ser Bauform ist der Wirkdurchmesser stark vom Hub abhängig. s h b 2 b h S b 2 b DA DA Dg Dm DK P1 Hmax b 2 b D A D A D g D D m k P 1 H max P 2 Abb. 358 Tellerformmembranen b 2 b P2 Abb. 359 Langhub-Rollmembranen Sickenformmembranen Bei dieser Bauform (→ Abb. 360) ist eine Rollfalte mit kreisförmigem Querschnitt bereits im unbelasteten Zustand gegeben. 783 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

784

Membranen 784 Sofern Einschränkungen bei der Hubhöhe in Kauf genommen werden, lässt sich ein nahezu hubunabhängiger Wirkdurch- messer erzielen. Zu beachten ist, dass die nur begrenzte Verformbarkeit des Gewebes die Einsatz- möglichkeiten aus fertigungstechnischen Gesichtspunkten einschränkt. Die Sickenformmembrane erfordert stets ein Druckgefälle in Richtung der Rollfalte, um ein Umklappen der Rollfalte auszu- schließen. Auf die verschiedenen einsetzbaren Gewe- bearten wird detaillierter im → Abschnitt „9.3. Membrangewebe“, Seite 807, ein- gegangen. S h b 2 U b P1 Dm DA DA Dg Dm DK Hmax 1 2 U Hmax P2 b 2 b Abb. 360 Sickenformmembranen 4.3 MEMBRAN- AUSFÜHRUNGEN Membranen mit Gewebeverstärkung Alle Membranformen können sowohl als reine Elastomermembranen als auch mit Gewebeverstärkung ausgeführt werden. Das Verstärkungsgewebe wird dabei ent- weder in die Mitte des Membranquer- schnittes eingebettet (Einlage) oder auf eine Oberfläche „aufgelegt“ (Auflage). Die Auflage muss sich dabei immer auf der druckabgewandten Seite (z. B. Außen- seite der Rollfalte) befinden, da sonst die Elastomerschicht durch den Druck von der Gewebelage abgelöst und die Mem- brane zerstört wird. Membranen mit Auflage aus PTFE Bei aggressiven Umgebungsmedien und Fördermedien, wie sie z. B. bei Pump- anwendungen zu finden sind, kann die chemische Beständigkeit des Elastomers unzureichend sein. In diesem Falle be- steht die Möglichkeit, den Grundwerk- stoff der Membrane durch Aufbringen einer Folie aus PTFE auf die dem Medium zugewandte Oberfläche zu schützen und die Lebensdauer damit zu erhöhen. 4.4 KENNWERTE Über die Kennwerte Hub, Wirkdurch- messer bzw. Wirkfläche, mittlerer Durch- messer und Elastizitätsmodul kann das Verhalten einer Membrane annähernd charakterisiert werden. Hub Der Gesamthub Hg setzt sich zusammen aus den Anteilen Ho oberhalb und Hu unter halb der Einspannebene: [1] Hg = Ho + Hu Bei der Auslegung ist der größere der bei- den Werte als kritischer Fall zu betrachten. Im Hinblick auf eine optimale Funktion und Lebensdauer sollte der Hub stets nur aus der Formänderung der Membran, nicht jedoch aus einer Verlängerung des Membranmantels abgeleitet werden.

785

4. Grundlagen Mittlerer Durchmesser Als mittlerer Durchmesser wird der Mittel- wert von Kolben- und Gehäusedurchmes- ser bezeichnet. Er stimmt in der Nulllage gut mit dem Wirkdurchmesser überein: & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H [3] Dm = (Dg + Dk)/2 = Dw(H=0) ≈ Dw(H) Wirkdurchmesser, Wirkfläche Bei Druckbelastung stützt sich die Mem- brane am Kolben ab und liefert damit einen Beitrag zur Stangenkraft. Der für die Stangen kraft wirksame Durchmesser, der Wirkdurch messer Dw, ist abhängig von der Hubstellung und liegt zwischen Kolbendurchmesser Dk und Gehäuse- durchmesser Dg. Allgemein gilt: [2] Dk ≤ Dw ≤ Dg Der Wirkdurchmesser lässt sich recht gut bestimmen als tiefster oder höchster Punkt des Kreisbogens des Walkbereichs (= Durchmesser des Mittelpunktes des Kreisbogens). Nur die innerhalb dieses Durchmessers liegende Wirkfläche trägt zur Erzeugung der Stangenkraft bei. Der Druck auf die außerhalb des Wirkdurchmessers liegende Ringfläche der Membrane wirkt lediglich als Zugbelastung auf die Einspannung im Gehäuse. Rollspalt Mit Rollspalt b wird der von der Membrane „überspannte“ Spalt zwischen Gehäuse und Kolben bezeichnet: [4] b = (Dg – Dk)/2 In erster Näherung kann gesetzt werden: [5] b ≈ 0,15 Dg Gehäusedurchmesser Bei der Vorauslegung wird bevorzugt mit dem Gehäusedurchmesser gearbeitet, da er sich direkt aus dem verfügbaren Ein- bauraum ergibt bzw. eine unmittelbare Abschätzung des erforderlichen Bau- raums erlaubt. Mit dem Ansatz für den Rollspalt nach → Gleichung 5 gilt: [6] Dg = Dm /0,85 ≈ Dw/0,85 R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V MEMBRANFORM Flachmembranen Tellerformmembranen Sickenformmembranen ≤ 0,1 Dg ≤ 0,3 Dg ≤ 0,3 Dg Beidseitig Beidseitig Einseitig P1 > P2 Langhub-Rollmembranen ≤ 1,7 Dg Einseitig P1 > P2 Tab. 47 Kennwerte von Membranen MAX. HUB Hmax DRUCKBEAUF- SCHLAGUNG ÄNDERUNG VON WIRKDURCHMESSER Dw ÜBER HUB H S ehr groß Groß Gering Keine 785

786

Membranen Elastizitätsmodul Der Elastizitätsmodul (E-Modul) von Elastomeren ist anders als bei Stahl nicht konstant, sondern insbesondere von Elastomerhärte, Temperatur, Dehnung und Verformungsgeschwindigkeit ab- hängig. y der E-Modul nimmt mit steigender Ver- formungsgeschwindigkeit (dynami- sche Verhärtung) zu. Bei der Aus legung beschränkt man sich der Einfachheit halber auf den quasistatischen Fall. Bezüglich der Bauteilbeanspruchung wird damit auch der „kritische Fall“ be- trachtet y mit der Sekantensteigung zwischen Ursprung und 20 %-Dehnung im Span- nungs-Dehnungs-Diagramm erhält man einen Näherungswert für den E-Modul im Auslegungsbereich Mischung abhängt, wird empfohlen, die- sen Kennwert bei Bedarf beim Mischungs- hersteller zu erfragen. Kennlinien Trägt man die Stangenkraft F über dem Hub auf, so erhält man eine Kennlinie. D a die Stangenkraft von Stelldruck und Wirk- fläche bzw. Wirkdurchmesser abhängt, wird die Kennlinie im Wesentlichen von der Abhängigkeit des Wirkdurchmessers vom Hub bestimmt. Die Wahl der Mem- brangrundform spielt hier eine entschei- dende Rolle. Der prinzipielle Zusammen- hang ist in → Abb. 362 dargestellt. D a die Änderung der Kennlinie in den Hub- endlagen zunimmt, lässt sich der Kennli- nienverlauf durch Wahl des Arbeitsberei- ches optimieren. Durch Überhöhung der Membrane (Hg < Hmax) lassen sich diese äußeren Be- reiche „abschneiden“ und man erhält eine günstigere Gesamtkennlinie mit ge- ringerem Hub einfluss. Stangenkraft F Stelldruck p 2 m m N n / i E l u d o m s t ä t i z i t s a E l 8 7 6 5 4 3 2 1 0 T = +20°C T = +90°C 40 50 60 70 Härte in Shore A 80 Wirkfläche W Abb. 361 Elastizitätsmodul Die Abhängigkeit des Elastizitätsmoduls E20 % von Elastomerhärte und Tempe- ratur ist in → Abb. 361 beispielhaft dar- gestellt. D a der Elastizitätsmodul von der Hub Hg Abb. 362 Stangenkraft 786

787

Eigenwiderstand Unter Eigenwiderstand versteht man den Widerstand, den eine Membrane unter Ausschaltung aller äußeren Einflüsse der Bewegung von einer Endlage in die andere entgegensetzt. Dieser Widerstand wird in der Regel bestimmt durch Messung des Drucks, der zur Überwindung des Wi- derstandes benötigt wird. → Abb. 363 zeigt schematisch den Ver- lauf des Eigenwiderstandes als Funktion des Membranhubes. Die Zunahme des Widerstandes ist in Nähe der Endlagen der Membrane beson- ders groß. Wie bei der Kennlinie lässt sich der Hubeinfluss durch Überhöhung der Membrane (Hg < Hmax) reduzieren. Der Eigenwiderstand wird hervorgerufen durch Zugspannungen im Membranman- tel beim Aufdehnen im Zuge der Abroll- bewegung und durch Biegespannungen beim Auslenken der Membrane aus der Fertigungslage. Membranhub H Hg Hmax Hebedruck P Abb. 363 Eigenwiderstand 4. Grundlagen 787 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

788

Membranen 5. AUSLEGUNG/DIMENSIONIERUNG 5.1 BETRIEBSDATEN UND RANDBEDINGUNGEN Die Auslegung einer Membrane wird im Wesentlichen durch nachstehende Be- triebsdaten bestimmt: y Art des Gerätes (z. B. Arbeitszylinder mit rauen Betriebsbedingungen oder Messgeräte mit hohen Anforderungen an Eigenwiderstand und Hysterese) y max. Hub mit Aufteilung in Bezug auf die Einspannebene y Druck (Betriebsdruck und/oder Prüfdruck) y Wirkdurchmesser (gegebenenfalls als Funktion des Hubes) y Umgebungsmedien y Betriebstemperaturbereich y Betätigungsfrequenz y Lebensdauer Bei der Auslegung der Membrane emp- fiehlt sich die nachstehend beschriebene Vorgehensweise. Schritt 1: Auswahl der Bauform nach → Tab. 47 Vor der Auswahl sind Gehäusedurch- messer Dg und Membranhub Hmax aus den gegebenen Betriebsdaten abzuleiten. Hilfreich sind dabei die in Gleichung [7] bis [10] gegebenen Beziehungen: [9] Hg = Hmax In erster Näherung kann für den Zusam- menhang zwischen Gehäuse- und Wirk- durchmesser gesetzt werden (→ Glei- chung [6]): [10] Dw = 0,85 Dg D a die angegebenen Beziehungen nur Näherungswerte liefern, empfiehlt es sich, Stellkraft und Fördervolumen mit einem Sicherheitszuschlag von ca. 10 % zu ver- sehen. Schritt 2: Dimensionierung der Membrane Mit der Dimensionierung sind Membrane und umgebende Bauteile wie Gehäuse und Kolben konstruktiv festzulegen. Bei der Gestaltung der Membrane sind dabei neben der reinen Funktion auch ferti- gungstechnische Aspekte zu beachten. Eine Überprüfung bzw. Optimierung aller Abmessungen durch den Membranher- steller ist auf jeden Fall zu empfehlen. Zu beachten sind insbesondere nachstehend aufgeführte Gesichtspunkte: Die Werte für Hmax gelten in allen Fällen für eine symmetrische Aufteilung des Gesamthubes oberhalb und unterhalb der Einspannebene und es ist: Für eine Pumpmembrane kann das Förder- volumen abgeschätzt werden mit: [11] Hu max = Ho max = Hmax/2 [7] V = π/4 Dw 2 Hg Die Kolbenkraft erhält man mit: [8] Fk = π/4 Dw 2 p Eine optimale Ausnutzung des Membran- hubes erreicht man mit: Bei unsymmetrischer Hubaufteilung ist somit der Gesamthub Hg immer kleiner als der maximal mögliche Hub Hmax. Zur Minimierung von Biegebeanspruchung und Eigenwiderstand wird die Membran- dicke s in der Regel möglichst dünn aus- geführt. Dabei sind jedoch in jedem Fall die von Werkstoff und Fertigungsverfahren vorgegebenen Grenzen zu beachten. Im 788

789

5. Auslegung/Dimensionierung Allgemeinen empfiehlt es sich, gewebe- lose Membranen nur bei Drücken unter ca. 2 bar einzusetzen. Bei höheren Drücken sollte auf dünnwandige, gewebeverstärkte Membranen zurückgegriffen werden. Infolge der Abrollbewegung ergibt sich eine Biegebeanspruchung in der Einspann- zone sowie im Walkbereich. Um diese Be- anspruchung auf unkritische Werte zu begrenzen, sind Einspannradien und Roll- spaltweiten für voll abrollende Membra- nen in Abhängigkeit der Membrandicke zu wählen (→ Abb. 364). [12] Einspannradius ρ ≥ 2 s [13] Rollspaltbreite b ≥ 6 s Zu beachten sind außerdem die Hinweise zur → „5.4 Gestaltung der Einspannung und berührender Gehäuseteile“, Seite 792. U S R b Abb. 364 Biegespannung 5.2 BAUTEIL- BEANSPRUCHUNG Nach Auswahl der Bauform und Dimen- sionierung der Membrane ist nun die wirkende Beanspruchung im Betrieb zu untersuchen. Schritt 3: Überprüfung der Membran beanspruchung Typische Betriebsbedingungen für Mem- branen sind einseitige Druckbeaufschla- gung und axiale Verschiebung zwischen Kolben und Gehäuse. Daraus ergeben sich im Wesentlichen zwei unterschiedliche Beanspruchungen in der Membranwand: y Zugdehnung und Zugspannung in Umfangsrichtung infolge Durch messer- änderung beim Abrollen (→ Zugdeh- nung/-spannung in Umfangsrichtung) y Zugspannung in radialer bzw. axialer Richtung infolge des Differenzdrucks p (→ Zugdehnung/-spannung infolge Differenzdruck) Damit liegt ein mehrachsiger Spannungs- zustand vor. In der Praxis berechnet man jedoch aus diesen zwei Komponenten keine Vergleichsspannung, sondern be- trachtet jede für sich. Zugdehnung/spannung in Umfangs richtung Die Zugdehnung in Umfangsrichtung infolge Änderung des Durchmessers beim Abrollen (→ Abb. 365) ist stark von Membranform, Einbauraum und Hub ab- hängig. Für eine Rollmembrane gilt für die max. Umfangsdehnung: [14] εu max = Dg/Dk − 1 789 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

790

Membranen 790 Für Flachmembranen, Sickenform- und Tellerformmembranen ist die maximale Umfangsdehnung durch geeignete Me- thoden zu ermitteln. Dg DK Abb. 365 Dehnung infolge Abrollbewegung Zugdehnung/spannung infolge Diffe renzdruck D a Membranen bedingt durch ihre Geo- metrie eine geringe Eigensteifigkeit be- sitzen, stellt sich unter Druck ein kreis- bogenförmiger Membranquerschnitt ein (→ Abb. 366). Betrachtet man die Membra- ne unter Vernachlässigung der Krümmung in erster Näherung als gerades Rohr un- ter Innendruck, erhält man die Zugspan- nung in der Membranwand aus der „Kessel formel“ für dünnwandige Rohre: [15] σp = p R/s Durch Einsetzen des Hooke’schen Gesetzes für den einaxialen Spannungszustand: [16] σ = E ε ergibt sich die Dehnung zu: [17] εp = p R/(s E) Richtwerte für den Elastizitätsmodul E sind in → Abb. 361 wiedergegeben. Für gewebeverstärkte Membranen wird als Kennwert die Kraft Fp pro Umfangs- länge l benötigt. Aus Gleichung [15] folgt: [18] Fp/l = σ' = p R P R S Abb. 366 Beanspruchung durch Differenz- druck 5.3 ZULÄSSIGE BEANSPRUCHUNG Bei der Bewertung der gemäß in → Ab- schnitt „5.2 Bauteilbeanspruchung“ er- mittelten Beanspruchungen ist zwischen Membranen mit und ohne Gewebever- stärkung zu unterscheiden. Für gewebelose Membranen unter Druck- belastung hat sich in der Praxis die Vorga- be einer maximalen Dehnung bewährt. Dies liegt begründet im Aufbau der Elastomere, die aus miteinander vernetz- ten Fadenmolekülen bestehen.

791

5. Auslegung/Dimensionierung Die Umfangsdehnung infolge Abrollens ist zu überprüfen und die Mindestfes- tigkeit des Gewebes zu bestimmen: y aus der Geometrie folgt: b = (Dg − Dk)/2 = 5 mm R = b/2 = 2,5 mm & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H y mit Gleichung [14]: εu max = 0,11 = 11 % ≤ 15 % → i.O. y mit Gleichung [18]: Fp/l = 2,5 N/mm y aus Tab. 48: σ'B ≤ Fp/l/0,2 = 12,5 N/mm Die maximale Umfangsdehnung liegt im zulässigen Bereich, die Mindest- reißfestigkeit für das Gewebe beträgt 12,5 N/mm. Sickenformmembrane ohne Gewebe Für eine gewebelose Sickenformmembrane mit Wanddicke 2 mm wurde der Roll- faltenradius bei Differenzdruck 1 bar (≈ 0,1 N/mm2) graphisch mit 15 mm er- mittelt. Gesucht ist die Mindest-Shore- härte des Elastomerwerkstoffs. Bei gewebeverstärkten Membranen wird der geringe Traganteil des Elastomers ver- nachlässigt und angenommen, dass die Zugbeanspruchung allein vom Gewebe übertragen wird. Die Reißfestigkeit σ'B von Geweben wird im Zugversuch als Höchstzugkraft bezo- gen auf die Probenbreite bestimmt und ist beim Hersteller zu erfragen. Mittels Sicherheitsfaktor wird berücksichtigt, dass die Fadenrichtung über den Umfang zum Teil von der Spannungsrichtung (radial) abweicht. Des Weiteren ist bei Geweben die Abhän- gigkeit der Reißfestigkeit von der Betriebs- temperatur zu berücksichtigen. Auslegungsbeispiele: Rollmembrane mit Gewebeauflage In einem Stellventil soll eine Rollmem- brane bei nachstehenden Randbedin- gungen eingesetzt werden: y Gehäuse-Ø y Kolben-Ø y Differenzdruck p = 10 bar ≈1 N/mm2 Dg = 100 mm Dk = 90 mm KENNWERT Umfangsdehnung (mittlerer Wert) Dehnung aus Innendruck Kraft pro Breite ZUL. BEANSPRUCHUNG OHNE GEWEBE MIT GEWEBE εU εp Fp/l → a) → b) → b) ≤ 30 % ≤ 20 % – ≤ 15 % – ≤ 0,2 σ'B Tab. 48 Kennwerte für Membranen a) Zugdehnung/-spannung in Umfangsrichtung b) Zugdehnung/-spannung infolge Differenzdruck 791 R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

792

Membranen 792 In der Einspannung im Gehäuse bzw. ge- gebenenfalls am Kolben ist die Membrane zu klemmen und gegen die wirkenden Druckkräfte zu fixieren. Hiermit kombiniert wird häufig die Abdichtung der Trenn- ebene. Diese Aufgaben können mit unter- schiedlichen Einspanngeometrien erfüllt werden. Häufig eingesetzt werden: y Ausführung als Flachdichtung: Zur Verbesserung der Dichtwirkung können die beiden Flansche mit ver- setzt angeordneten flachen Wülsten oder Nuten versehen werden y kreisförmiger Dichtwulst (O-Ring): In beiden Flanschen ist eine Nut zur Aufnahme des Wulstes anzubringen y halbkreisförmiger Dichtwulst (halber O-Ring): Die Nut wird nur in einem Flansch an- gebracht, der andere Flansch wird eben ausgeführt. Ausführungsbeispiele siehe → Abschnitt „Tellerformmembranen“ (Lang hub-Rollmembranen), Seite 783 y Wulst- und Nutgeometrie sind so aus- zulegen, dass eine axiale Verpressung von 20 % bis 30 % erreicht wird Dabei ist zu beachten, dass Elastomere nahezu inkompressibel sind. Die Einspann- nut ist groß genug auszuführen, um das verpresste Volumen auch unter Berück- sichtigung einer möglichen Wärmedehnung oder Quellung bei Medieneinwirkung mit ausreichender Sicherheit aufzunehmen. → Gleichung [17] mit → Tab. 48: Emin = p R/(s εp zul) = 3,75 N/mm2 Aus der → Abb. 361: Härte ≥ 61 Shore A bei Einsatztemperatur RT Härte ≥ 69 Shore A bei Einsatztemperatur +90 °C 5.4 GESTALTUNG DER EINSPANNUNG UND BERÜHRENDER GEHÄUSETEILE Grundsätzlich sind scharfe Kanten im Kontaktbereich der Membrane nicht zu- lässig, da diese beim Abrollen unweiger- lich zu hohen Biegespannungen bzw. zu mechanischen Beschädigungen und da- mit zum Ausfall führen. Die Übergänge von Einspannebene bzw. Kolbenfläche zur Zylinderwand sind zur Vermeidung von Spannungspitzen zu ver- runden (→ Abschnitt „4.2 Membrangrund- formen“, Seite 782 und → Abschnitt „5.1 Betriebsdaten und Randbedingungen“, Seite 788). Für die Oberflächengüte aller in Kontakt mit der Membrane stehenden Gehäuseteile, bei denen gleichzeitig eine Relativbewegung möglich ist, gilt: Rz ≤ 10 µm Bei ausgebildeter Rollfalte (z. B. bei Roll- membrane oder stark überhöhter Teller- formmembrane) sind Gehäuse und Kolben so zu gestalten, dass eine einwandfreie Ab- stützung gegeben ist. Tritt eine Unterschnei- dung auf, ist mit Stauchfalten und vor- zeitigem Verschleiß zu rechnen (→ Abb. 367).

793

5. Auslegung/Dimensionierung WAND- UND WULSTDICKE S [mm] TOLERANZ [mm] ≤ 0,5 < 0,5 … 3,0 < 3,0 … 6,0 < 6,0 … 10,0 ±0,05 ±0,10 ±0,15 ±0,20 Tab. 49 Dickentoleranzen für formgepresste Membranen Bei gestanzten Membranen aus Membran- tuch können engere Fertigungstoleranzen eingehalten werden. So gilt für die Durch- messertoleranzen gestanzter Flachmem- branen DIN ISO 2768 m (→ Tab. 50). DURCHMESSER D [mm] TOLERANZFELD NACH DIN 2768 M [mm] < 3 … 6 < 6 … 30 < 30 … 120 < 120 … 400 < 400 … 1.000 ±0,1 ±0,2 ±0,3 ±0,5 ±0,8 Tab. 50 Durchmessertoleranzen für Mem- branen aus Membrantuch Es ist darauf hinzuweisen, dass bei größeren Wanddicken sich gegebenenfalls eine konkave Schnittfläche durch Verformung des Materials beim Schneidevorgang ein- stellen kann. Unterschneidende Rollfalte bei Abstützung mit Teller Einwandfreie Rollfalte bei Abstützung mit Kolben Abb. 367 Abstützung der Rollfalte mittels Kolben 5.5 MASSTOLERANZEN VON MEMBRANEN Für die Durchmessertoleranzen formge- presster Membranen und formgeprägter Membranen aus Membrantuch gilt ge- nerell DIN ISO 3302 Teil 1 „Gummi-Tole- ranzen für Fertigteile – Maßtoleranzen“, wobei für Membranen ohne Gewebe die Toleranzklasse M 2 und für Membranen mit Gewebe die Toleranzklasse M 3 akzeptiert werden kann (→ Tab. 51). Für die Wand- und Wulstdicken formge- presster Membranen gelten die nachste- hend aufgeführten, gegenüber DIN ISO 3302-1 bereits eingeengten Toleranzen (→ Tab. 49). 793 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

794

Membranen DURCHMESSER TOLERANZ [mm] unter 6,3 < 6,3 … 10 < 10 … 16 < 16 … 25 < 25 … 40 < 40 … 63 < 63 … 100 < 100 … 160 < 160 für gewebelose Membranen mit Gewebe und/oder Metallteil [mm] ±0,15 ±0,20 ±0,20 ±0,25 ±0,35 ±0,40 ±0,50 ±0,70 ±0,5 % [mm] ±0,25 ±0,30 ±0,40 ±0,50 ±0,60 ±0,80 ±1,00 ±1,30 ±0,8 % Tab. 51 Durchmessertoleranzen für formgepresste Membranen Engere als die zuvor genannten Toleranzen können je nach Form und Werkstoff der gewünschten Membranen – gegebenen- falls nach entsprechenden Fertigungs- versuchen – vereinbart werden. Solche Absprachen, die stets einen erhöh- ten Fertigungsaufwand zur Folge haben, sollten jedoch auf unumgängliche Sonder- fälle beschränkt bleiben (vgl. hierzu auch die Hinweise in DIN ISO 3302). 794

795

6. MODIFIKATION UND BESCHICHTUNG 6. Modifikation und Beschichtung In diesem Abschnitt werden Prozess- schritte beschrieben, die optional zur Ver- besserung bestimmter Eigenschaften nach dem eigentlichen Vulkanisations- prozess der Membranen durchgeführt werden können. Nachfolgend werden typische Beispiele vorgestellt. ständigkeit verschiedener Elastomere sind im → Abschnitt „9. Werkstoffe für Membranen“, Seite 802 zu finden. Weite- re zu berücksichtigende Aspekte sind Dauer laufeigenschaften, benötigte Frei- gaben und wie der Schmierstoff reprodu- zierbar aufgebracht wird. 6.1 OBERFLÄCHEN- BEHANDLUNGEN Abhängig vom Anwendungsfall kann eine Reibungsreduzierung auf der Ober- fläche von Membranen Vorteile bieten – z. B. um die Montage zu erleichtern oder um Abrieb aufgrund dynamischer Relativ- bewegung zu reduzieren. Das „klassische“ Mittel für diese Reibungs- reduzierung ist der Einsatz von Schmier- stoffen. Hierbei muss darauf geachtet wer- den, dass die verwendeten Schmierstoffe kompatibel zu dem Elastomerwerkstoff der Membrane sind. Hinweise zur Medienbe- Eine Alternative zu Schmierstoffen ist die von Freudenberg Sealing Technologies entwickelte RFN- Behandlung. Vor allem für Dichtungen in sensiblen Bereichen wie Food & Beverage oder Medizintechnik ist diese interessant. RFNBehandlung RFN steht für „Reduced Friction by Nano- technology“ (→ „Services – Beschichtung“, Seite 11). Dieses innovative Verfahren er- möglicht es, die Eigen schaften von Elasto- meroberflächen gezielt zu verändern. Die Elastizität und Maßhaltigkeit der Dichtung bleiben hierbei erhalten. Typische Nachteile von Schmierstoffen wie Einschränkungen für die automatische Montage entfallen. 795 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

796

Membranen Die RFN-Behandlung ist medienbestän- dig, reduziert Stick-Slip- Effekte und sorgt somit für eine lange Verbesserung der Gleiteigenschaften. D a das Basismaterial nicht verändert wird, bleiben vorhande- ne Freigaben des Ausgangsmaterials, wie beispielsweise USP Class VI, F D A oder EG 1935/2004, durch RFN unberührt. Werkzeug. Bei reinen Elastomermembranen kann der Trenngrat im Normalfall sehr klein gehalten werden (0,1 mm hoch x 0,3 mm breit). Ist selbst dieser Trenngrat zu groß, kann der Grat durch Eisentgraten auf ein Minimum reduziert und das Aus- sehen der Teile so optimiert werden. Ein Beispiel hierfür ist in → Abb. 368 gezeigt. 6.2 KRYOGENES ENTGRATEN Bei reinen Elastomermembranen besteht die Möglichkeit, feine Trenngrate in ei- nem nachgelagerten Prozess zu entfer- nen. Hierzu wird kryogenes Entgraten – auch Eisentgraten genannt – angewendet. Trenngrate entstehen z. B. im Compression Moulding aufgrund der Trennebene im Abb. 368 Beispiel für kryogenes Entgraten von Membranen 796

797

7. MONTAGE Häufig werden Pumpen, Ventile, Speicher o. Ä. so konstruiert, dass nicht nur eine Erst- montage der Membrane im Werk durchge- führt werden kann, sondern auch ein Aus- tausch am späteren Einsatzort möglich ist. In beiden Fälle ist wichtig, dass für die Mon- tage geeignete Anweisungen für Werker, Monteure, Endnutzer etc. erstellt werden. So lässt sich die Gefahr von Montage fehlern, welche die Lebensdauer der Membrane be- einträchtigen, minimieren. Durch gezieltes Bauteildesign lassen sich einige Montage- fehler von Beginn an vermeiden. Praktische Hinweise sowie typische Fehler bei der Montage werden in diesem Abschnitt be- schrieben. 7.1 MONTAGE- VORBEREITUNG Beim Einbau von Membranen ist darauf zu achten, dass die gesamte Dichtfläche keine Beschädigung oder scharfe Kanten aufweist. Verschmutzungen oder grobe Partikel sind zu entfernen. Bildet sich die Sicke nicht korrekt aus (ins- besondere bei Rollmembranen), können einfache, rohr förmige Montagehülsen eingesetzt werden, wie in → Abschnitt „Einbau und Montage“, Seite 775 gezeigt. Auf den Einsatz von scharfkantigen Werk- zeugen, wie Schraubendreher o. Ä., ist zu verzichten. Falls nötig, können zur Erleichterung der Montage geeignete Schmierstoffe ein gesetzt werden. Im Optimalfall werden diese unmittelbar vor/bei der Montage aufgebracht. Hierbei ist die Medienbe- ständigkeit des Membranwerkstoffs zu beachten. 7. Montage 7.2 BESONDERHEITEN IM EINSPANNBEREICH Die Verpressungshöhe im Einspannbereich ist entscheidend für die Dichtwirkung der Membran. Eine axiale Verpressung von 20 bis 30 % ist optimal, wie in → Abschnitt „5.4 Gestaltung der Einspannung und be- rührender Gehäuseteile“, Seite 792, be- schrieben wurde. Ist die Verpressungshöhe zu gering, besteht die Gefahr von Undich- tigkeit. Aber auch eine zu starke Verpres- sung ist schädlich. D a Elastomere nahezu inkompressibel sind, weicht das Volumen der Verpressung aus und kann so in den be- wegten Bereich der Membrane gelangen (→ Abb. 369). Das überflüssige Material behin- dert dort zum einen die Abrollbewegung der Membran, zum anderen kann es bei engem Rollspalt zu Reibung mit der kolben- seitigen Membranwand kommen. Dies kann einen vorzeitigen Ausfall auslösen. Abb. 369 Beispiel für zu starke Verpressung Ein konstruktives Mittel, um die korrekte Verpressungshöhe unabhängig vom An- zugsmoment sicherzustellen, ist ein me- chanischer Anschlag im Gehäuse. Aufgrund der fertigungsbedingten Dicken toleranzen (→ Abschnitt „5.5 Maßtoleranzen von Membranen“, Seite 793) empfiehlt sich hierbei ein kreis- oder halbkreisförmiger Dichtwulst anstelle einer Flachdichtung. Map-marker-edit Schmierstoffe als Hilfsmittel zur Montage 797 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

798

7.3 SONDERFALL GEWEBEVERSTÄRKTE MEMBRANEN Beim Einbau von Membranen mit Gewe- beauflage ist darauf zu achten, dass die Gewebeauflage auf der druckabgewand- ten Seite liegt. Nur so kann das Gewebe seine unterstützende Wirkung entfalten. Ist die Seite des Gewebes aufgrund einer starken Gummieinbettung schlecht zu erkennen, kann die Gewebeseite meist taktil bestimmt werden (umgangssprach- lich „Fingernagel- oder Bleistift-Test“ ge- nannt). Hierbei werden die Oberflächen auf beiden Seiten der Membrane unter- sucht. Auf der Gewebeseite ist die Struktur des Gewebes im Gummi zu spüren. Membranen mit Gewebeeinlage können von beiden Seiten mit Druck beaufschlagt werden. Aber auch hier ist auf ein korrek- tes Positionieren der Membrane bei der Montage zu achten. Allgemeine Informationen zum Einsatz von Geweben in Membranen sind in → Ab- schnitt „5. Auslegung/Dimensionierung“, Seite 788 zusammengetragen. Membranen 798

799

8. SCHADENSANALYSE MEMBRANEN 8. Schadensanalyse Membranen 8.2 VORGEHENSWEISE IM RAHMEN EINER REKLAMATION Wie bei 8.1, allerdings werden die Unter- suchungen in einem akkreditierten Labor durchgeführt. Auf diese Weise wird ver- mieden, dass ein Schaden durch äußere Einflüsse, z. B. häufiges Biegen eines Bau- teils, Querkontamination, überdeckt/ver- stärkt wird. Zusätzlich wird der Herstell- prozess inklusive Materialherstellung (Gummi) betrachtet. Die Grundlage dabei bilden immer die festgelegten Prozesse des aktuellen Reklamationsmanagementsystems, das auf dem jeweils gültigen Qualitäts- managementsystem basiert – aktuell ge- mäß IATF 16949 Zertifizierung (Stand 2021). Allgemeine Schadensanalyse in Anlehnung an VDI 3822 D a es sich bei Membranen hauptsächlich um kundenspezifische Artikel handelt, er- folgt die Schadensanalyse entsprechend dem Einsatzfall. In erster Linie werden die mechanischen Belastungen im eingebau- ten Zustand und der Medienangriff be- trachtet. Beim Ablauf der Schadens- analyse wird unterschieden, ob es sich um eine Begutachtung im Rahmen der technischen Unterstützung (im Haus) handelt oder um eine Reklamationsbe- arbeitung (akkreditiertes Prüfinstitut). 8.1 VORGEHENSWEISE IM RAHMEN DER TECHNISCHEN UNTER- STÜTZUNG Es erfolgt eine visuelle Überprüfung des Bauteils samt Fotodokumentation von z. B. Rissbildern, Ausbrüchen etc. im Ver- gleich zu einem Neuteil. So weit möglich werden die Maße und Werkstoffkenn- werte der Bauteile vermessen und Unter- schiede dokumentiert. Sichtbare Schäden werden anschließend hinsichtlich mechanischer Effekte und/ oder Alterungserscheinungen beurteilt. Als Grundlage dazu dient unter anderem die VD I Richtlinie 3822 mit den dazu- gehörigen Ergänzungsblättern. Sollten weitere Analysen gewünscht sein, wer- den diese in internen oder externen La- boren (ggf. kostenpflichtig) veranlasst. Des Weiteren besteht die Möglichkeit, Simulationen mit einem digitalen Zwil- ling durchzuführen oder sogar eine Scha- densnachstellung auf einem der FST Prüf- stände durchzuführen. 799 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

800

Membranen 8.3 TYPISCHE AUSFALLBILDER FÜR MEMBRANEN Quellung durch Medienangriff Sickenformmembrane gequollen Gewebe wurde aufgerieben/ zerrüttet Rollmembrane aufgerieben Rollmembrane auf- gerieben (Detail) Gewebe versagt aufgrund zu hoher Druckbelastung P R S Riss tangential in Umfangsrichtung Beanspruchung durch Differenzdruck Sickenformmembrane mit Gewebe einlage Werkstoff: EPD M mit Nomex-Gewebe Ursache: Quellung von EPD M durch mineralische Öle/Schmierstoffe Rollmembrane mit Gewebeauflage Werkstoff: NBR mit Polyester-Gewebe Ursache: kein ausrei- chender Druckgradient zur Ausbildung der Roll- falte oder falscher Einbau mit Faltenbildung Membranbezeichnung: Prüfronde Ø85 mit ge- stauchtem Einbau Werkstoff: EPD M mit Gewebemittel lage Ursache: Druckbelastung infolge des Differenz- drucks führt zu Zugspan- nung in radialer bzw. axialer Richtung. Die Risse sind daher in Umfangs- richtung orientiert 800

801

Zu hohe Umfangs dehnung Riss radial (Werkstoff: EPD M) Membrane mit Riss radial (Werkstoff: VMQ) Dg DK Dehnung infolge Abroll bewegung Lokal abgeschälter Gummi Membrane aufgerieben Membrane aufgerie- ben (Detail) 8. Schadensanalyse Membranen Flachmembrane Ø85 mit Gewebeeinlage im ge- stauchten Einbau Werkstoff: EPD M (links)/VMQ (rechts) mit Gewebemittellage Ursache: Durchmesseränderung durch Auf- und Abbewe- gung des Kolbens führt zu Zugdehnung und Zug- spannung in Umfangs- richtung. Die Risse sind daher radial orientiert Rollmembrane mit Gewebe auflage: Stell- regler im Turbolader Werkstoff: 60 VMQ 178934 Ursache: Membrane falsch/schief montiert. Durch lokale Reibung am Gehäuse wird der Gummi abgerieben 801 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

802

Membranen 9. WERKSTOFFE FÜR MEMBRANEN 9.1 ELASTOMERE Abhängig vom Einsatz kommen die unter- schiedlichsten Materialien zur Anwendung. So richtet sich die Werkstoffauswahl des einzusetzenden Elastomers beispielsweise nach den mechanischen, thermischen und chemischen Beanspruchungen. Bei höheren Belastungen wird zusätzlich eine Gewebeverstärkung vorgesehen. Je nach Art der Druckbeaufschlagung – ein- oder beidseitig – sowie Form der her- zustellenden Membrane wird diese als Gewebeeinlage oder -auflage ausgeführt. FST Resistance Tools Bei der Auswahl geeigneter Elastomerqua- litäten für Membranen stehen folgende Eigenschaften im Vordergrund: y zur sicheren Abdichtung der Einspannbe- reiche sollte der Werkstoff geringe Druck- relaxationswerte im Langzeittest zeigen y der Werkstoff soll entsprechend der je- weiligen Beanspruchung ausreichend fest, elastisch, flexibel, kerbzäh, chemisch beständig, gasdicht und abriebfest sein y bei dynamischer Beanspruchung darf keine Materialermüdung eintreten y im Hinblick auf die Verarbeitung werden vom Werkstoff gutes Fließver halten, günstige Vulkanisationsbedingungen sowie Bindefreudigkeit zu eventuellen Metall- oder Gewebeeinlagen gefordert y niedrige Gaspermeationswerte und gute Medienbeständigkeit in Verbin- dung mit guter Kälteflexibilität sind für Speichermembranen als Werkstoff- eigenschaften erforderlich Für weitere allgemeine Werkstoffinforma- tionen siehe auch → Kapitel „Material, Werkstoffe und Verfahrenstechnik – 3. All- gemeine Werkstoffauswahl und -beschrei- bungen“, Seite 48. Glasübergangs- bereich Glastemperatur ‒38 °C 1,E+04 1,E+03 |E*| ] a P M [ | * E | 1,E+02 1,E+01 1,E+00 tan delta 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 a t l e d n a t ‒100 ‒80 ‒60 ‒40 ‒20 0 +20 +40 +60 +80 +100 Abb. 370 DMA einer Gummimischung (DMA-Messung [75 Shore A EPDM Material]) Temperatur [°C] 802

803

9. Werkstoffe für Membranen WICHTIG: Im unteren Temperatureinsatzbereich führen Kristallisationsvorgänge zur Ver härtung der Werkstoffe. Dies führt zu einer Modulerhöhung (Kennlinie G, → Abb. 371). Dabei geht der Werkstoff vom elastischen Zustand in einen starren, un- elastischen Zustand über. Als Tü-Wert wird hier der Glasübergangspunkt ange- geben. Der Effekt der Erstarrung kann bei Membranen in Abhängigkeit von der Frequenz, mit der das Bauteil betrieben wird, ebenfalls auftreten. Dabei ent- spricht eine hohe Frequenz einer niedrigen Temperatur. Dieses Verhalten ist bei der Materialauswahl und der Bauteilaus- legung zu berücksichtigen. 9.2 TYPISCHE ELASTOMERE FÜR MEMBRANEN CIIR – ChlorbutylKautschuk Wird eingesetzt für besonders gasdichte Druckspeichermembranen. Bevorzugtes Hydraulikmedium ist Bremsflüssigkeit (DOT 4). ECO – EpichlorhydrinKautschuk Wird eingesetzt in Membrandruckspei- chern bei besonderen Anforderungen hinsichtlich Gasdichtheit, Ölbeständig- keit und Kälteflexibilität. Thermischer Anwendungsbereich −40 °C bis +140 °C. EPDM – EthylenPropylenDien Kautschuk Ist verbreitet als Membranwerkstoff in Kalt- und Warmwasser, Heißwasser und Dampf bis +120/140 °C. UBA-Leitlinie, WRAS- und FDA-Zulassung: Zum Einsatz in der Lebens- mittel- und Trinkwasser industrie stehen Sonderqualitäten zur Verfügung. Map-Marker-Exclamation Verhärtung der Werkstoffe durch Kristallisation FFKM – PerfluorKautschuk (Simriz®) Ein Werkstoff mit gummielastischen Eigen- schaften, der in seiner Medienbeständig- keit und thermischen Beständigkeit dem PTFE sehr nahekommt. Dieser kosten- intensive Werkstoff wird überall dort ein- gesetzt, wo extreme Sicherheitsstandards gelten und eine sehr gute chemische Be- ständigkeit gefordert wird, z. B. in Venti- len und Membranpumpen. Thermischer Anwendungsbereich −15 °C bis +230 °C. Kälteverhalten N d 2 m m G l u d o m b u h c S 104 5 103 5 102 5 101 5 1 4 3 2 1 G D ‒120 ‒80 ‒40 0 0 +40 +80 +120 +160 °C Abb. 371 Kälteverhalten D t n e m e r k e d s g n u f p m ä D . g o L 803 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

804

Membranen FKM – FluorKautschuk Ist der bevorzugte Werkstoff für Mem- branen in der Vakuumtechnik sowie beim Einsatz in Gasen und Kraftstoffen, ins- besondere mit hohem Aromatenanteil („Superkraftstoff“). Thermischer Anwen- dungsbereich −25 °C bis +200 °C. branen. Qualitäten mit höherem Acrylnitril- gehalt sind geeignet, wenn gegen Erdgas, Propan sowie gegen alle Öle auf Mineral- ölbasis abgedichtet werden soll. Für die bessere Quellbeständigkeit und Gasdicht- heit müssen schlechtere Kälteeigenschaf- ten in Kauf genommen werden. VMQ – SilikonKautschuk Wird eingesetzt für hohe thermische Beanspruchung von −60 °C bis +200 °C. Bestimmte Mischungseinstellungen sind physiologisch indifferent und mit Heißluft sterilisierbar, daher eignet sich VMQ für die Lebensmittelindustrie und Medizin- technik. FVMQ – FluorsilikonKautschuk Wird eingesetzt bei besonderen Anforde- rungen hinsichtlich Kraftstoffbeständig- keit in der Kälte. Sehr häufig in Kombina- tion mit einer Gewebeverstärkung. Thermischer Anwendungsbereich ca. −65 °C bis +200 °C. HNBR – Hydrierter AcrylnitrilButadien Kautschuk Hat eine höhere Hitzebeständigkeit und mechanische Festigkeit bei geringerem Abrieb als NBR. Die höhere dynamische Belastbarkeit von HNBR wird beim Einsatz in Pumpmembranen genutzt. Thermischer Anwendungsbereich ca. −30 °C bis +140 °C. NBR – AcrylnitrilButadienKautschuk Ist der Standardwerkstoff für alle mit Druck- luft und Mineralöl beaufschlagten Mem- Thermischer Anwendungsbereich [°C] Mineralölbeständigkeit (Volumenänderung [%]) –100 –50 0 +50 +100 +150 +200 +250 +300 [°C] 0 5 10 15 20 25 30 [%] –50 –40 –25 –40 –30 –40 –60 –65 120 140 140 150 200 250 100 110 140 150 120 130 200 200 240 230 EPDM ECO FKM CIIR HNBR NBR VMQ FVMQ 3 0,5 2 2 0,5 8 8 15 20 ausgezeichnet gut nicht geeignet Abb. 372 Werkstoffeigenschaften 804

805

9. Werkstoffe für Membranen Typische Elastomere für Membranen Abzudichtende Medien mit Angabe der Dauertemperatur in °C & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A Sonstige Medien* * * ) C ° ( h c i e r e b z t a s n i e r u t a r e p m e T r e r e t n U −35 −40 −40 −40 F F O T S K R E W 0 0 0 2 D M T S A 60 CIIR 172153 60 ECO 217466 70 EPDM 216434 70 EPDM 217937 – – – – 70 EPDM 281 M 4 CA 714 –40 70 EPDM 335 60 EPDM 334 60 FKM 255256 65 FKM 217070 – – – – −40 −40 −40 −30 70 FKM 576 M 2 HK 710 −20 e n i f e l o a h p l a y l o P ) G A P ( e l o c y l g n e l y k l a y l o P . B . z * e f f o t s r e i m h c S . t e h t n y S * n e i d e M e t r e i s a b ö l a r e n M i l n e t i e k g i s s ü l f k c u r D e r a b u a b b a h c s i g o l i o B * 9 6 5 4 2 N D I . u 8 6 5 4 2 A M D V . m e g l e s e i D / l ö z i e H D G D D D D D B B C D B D D D D D B B B D G F F F F F B B B D Ä G G G G G F F F 4 T O D / 3 T O D t i e k g i s s ü l f s m e r B B D F F F F F F F G G B G G ) B M A F / A M A F ( e f f o t s t f a r K D G D D D D D B B C C D C C ) C ° 5 8 + ( ® e u B d A l G G F F B F F H H G G F C B e g u a l h c s a W G G t f u L +100 +130 r e s s a W G G N E G N U K R E M E B Permeations- reduziert Permeations- reduziert +150 +130 +150 USP Cl. 6 +120 +120 +150 Lebensmittel +150 +130 +150 +120 +100 +150 Trinkwasser +120 +100 +150 Trinkwasser Kälteflexibel, ohne Metall oxide H H H H C C H +200 H +200 H +200 H +200 C C +175 +130 +120 +120 +130 805 R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V 75 FKM 153740 M 2 HK 810 −25 +150 +150 +80 +150 60 FVMQ 565 M 2 FE 606 −60 +150 F F +150 60 HNBR 9953 – −30 +120 +100 +80 70 HNBR 150531 M 2 DH 710 −20 +120 +100 +80 B B

806

Membranen Typische Elastomere für Membranen Abzudichtende Medien mit Angabe der Dauertemperatur in °C Sonstige Medien* * * ) C ° ( h c i e r e b z t a s n i e r u t a r e p m e T r e r e t n U * n e i d e M e t r e i s a b ö l a r e n M i l F F O T S K R E W 0 0 0 2 D M T S A e n i f e l o a h p l a y l o P ) G A P ( e l o c y l g n e l y k l a y l o P . B . z * e f f o t s r e i m h c S . t e h t n y S n e t i e k g i s s ü l f k c u r D e r a b u a b b a h c s i g o l i o B * 9 6 5 4 2 N D I . u 8 6 5 4 2 A M D V . m e g l e s e i D / l ö z i e H 50 NBR 153750 – −20 +100 +80 +80 +60 50 NBR 216214 M 5 BG 510 −40 +80 50 NBR 216289 – −60 C F F G G C C 50 NBR 842 M 2 BG 514 −30 +100 +80 +80 +80 60 NBR 181 M 5 BG 607 –20 +100 +80 +80 +80 60 NBR 215928 58 PVMQ 534 70 Simriz® 491 60 VMQ 117117 – – – – −20 B +80 +80 +80 −100 G −10 −50 B G G G B G G G B G G G B G G 60 VMQ 571 M 5 GE 605 −50 4 T O D / 3 T O D t i e k g i s s ü l f s m e r B G G G G G G D B D D ) B M A F / A M A F ( e f f o t s t f a r K D D D D D D D B D D ) C ° 5 8 + ( ® e u B d A l G G G G G G B H B B N E G N U K R E M E B Kälteflexibel Permeations- reduziert Höchste chemische Beständigkeit e g u a l h c s a W r e s s a W t f u L +100 +90 +100 C C G C C G +90 +80 +100 +100 +90 +100 +100 +90 +100 +180 +230 B H B B B H B B +200 Lebensmittel +180 * Einsatzgrenzen vom Medium vorgegeben ** nur für statischen Einsatz; für dynamischen Einsatz ist eine zusätzliche Prüfung erforderlich F = keine Daten vorhanden, wahrscheinlich geeignet, vor Einsatz prüfen. Bitte Rückfrage G = keine Daten vorhanden, wahrscheinlich nicht geeignet. Bitte Rückfrage H = besonderer Mischungsaufbau erforderlich. Bitte Rückfrage B = geringer oder kein Angriff C = schwacher bis mäßiger Angriff D = starker Angriff bis vollständige Zerstörung 806

807

9. Werkstoffe für Membranen Polyamidgewebe Polyamidgewebe erbringen eine bessere Bindung zwischen Gummi und Gewebe als Polyestergewebe. Dies ist vor allem von Bedeutung für hochbeanspruchte Membranen mit besonderen Anforde- rungen an die Lebensdauer. Bei steigen- den Betriebstemperaturen muss mit ei- nem stetigen Festigkeitsabfall gerechnet werden. Einen gewissen Nachteil bilden die verhältnismäßig großen Gewebedi- cken sowie die begrenzte Tiefziehfähig- keit, sodass fertigungstechnische Ge- sichtspunkte die Anwendung begrenzen können. Aramidgewebe Aramidgewebe (aus aromatischem Poly- amid) verliert auch in Heißwasser mit steigender Temperatur nur langsam an Festigkeit und ist daher in Verbindung mit EPDM-Kautschuk das geeignete Ma- terial für Gewebemembranen im Heiß- wassersektor. 9.4 FOLIEN AUS PTFE Eine reine Gummimembrane – mit Aus- nahme einer Membrane aus Simriz® – hat den Nachteil (wie in → Abschnitt „Mem- branen mit Auflage aus PTFE“, Seite 784 erläutert), dass sie gegen aggressive Stoffe nicht über einen längeren Zeitraum resis- tent bleibt. Als Hilfe bedient man sich einer Schutzfolie, die meist aus PTFE besteht. Hierbei wird auf die unterschiedlichsten PTFE-Qualitäten zurückgegriffen, um der Verbundmembrane eine den Anforderun- gen spezifische Charakteristik zu verleihen. Einige Besonderheiten sind hervorzuheben: y elektrisch leitfähige Folie y besonders biegewechselfeste Folie 807 9.3 MEMBRANGEWEBE Um in bestimmten Druckbereichen ein Zerreißen einer reinen Gummimembrane zu verhindern, werden Festigkeitsträger als Verstärkung eingesetzt (→ Abschnitt „Membranen mit Gewebeverstärkung“, Seite 784). Hauptsächlich kommen drei Arten zur Anwendung: Gewebe, Gestricke und Gewirke. Gestricke Gewebe Die Webstruktur führt zu unterschiedlichen Eigenschaften des Endproduktes. Gewirke Weiterhin wird zwischen Gewebeauflage und Gewebeeinlage unterschieden. Die Wahl der Gewebeart und -lage ist ab- hängig von der Anwendung und der Form der Membran. Für die richtige Auslegung bei Ihrer Membrane unterstützen die Pro- duktentwickler von FST Sie gerne. Prinzipiell stehen drei verschiedene Werk- stoffgruppen für die Anwendung in Membranen zur Verfügung: y Polyester y Polyamid y aromatisches Polyamid Polyestergewebe Polyestergewebe zeichnen sich durch gute Festigkeit bei geringen Gewebe- dicken aus. Sie können daher verhältnis- mäßig weitmaschig ausgeführt werden. Dies kommt der Tiefziehfähigkeit zu gute. In Heißwasser über +100 °C baut das Material durch Verseifung vollständig ab. & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

808

Membranen Damit diese Teile eine gute Verbindung zum Produkt aufweisen, werden Haftver- mittler eingesetzt. Die FST Chemietechnik hat derzeit für fast alle herkömmlichen Gummi-Metall/Kunststoff-Verbindungen eine entsprechende Lösung parat. Auch andere Folien finden auf Anfrage Anwendung, sofern sie den Beanspru- chungen während des Vulkanisationspro- zesses standhalten. 9.5 EINLEGETEILE Als Einlegeteil wird jegliche Art von Ma- terial bezeichnet, das in die Membrane mit einvulkanisiert wird. Die Palette reicht von einfachen Metallen bis hin zu moder- nen Kunststoffen. Diese „Inserts“ über- nehmen unterschiedliche Funktionen. Sie übertragen beispielsweise Stangenkräf- te auf die Membrane oder versteifen sie an gewünschter Stelle. BEZEICHNUNG HÖCHSTZUGKRAFT BEI GEWEBE DICKE +20 °C [N/mm] [mm] TIEFZIEH FÄHIGKEIT POLYESTERGEWEBE 85 86 87 88 POLYAMIDGEWEBE 29 31 32 57 143 808 ≥ 25,0 ≥ 20,0 ≥ 11,0 ≥ 7,0 ≥ 29,0 ≥ 110,0 ≥ 60,0 ≥ 33,0 ≥ 56,0 0,27 0,27 0,17 0,12 0,7 0,6 0,38 0,32 0,4 Gut Gut Gut Mittel Beschränkt Beschränkt Mittel Gut Beschränkt

809

9. Werkstoffe für Membranen & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A TIEFZIEH FÄHIGKEIT R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V BEZEICHNUNG HÖCHSTZUGKRAFT BEI GEWEBE DICKE +20 °C [N/mm] [mm] ARAMIDGEWEBE (NOMEX) 34 36 61 72 POLYESTERGESTRICKE/-GEWIRKE 2 4 ARAMIDGESTRICKE/-GEWIRKE 1 11 ≥ 27,0 ≥ 40,0 ≥ 14,0 ≥ 9,0 ≥ 12,0 1) ≥ 3,2 1) ≥ 2,8 ≥ 4,9 0,4 0,6 0,3 0,3 0,5 0,4 0,4 0,6 Beschränkt Beschränkt Mittel Gut Gut Gut Gut Gut 1) Werte gelten in Stäbchenrichtung; in Maschinenrichtung wegen Lauf maschenbildung nicht messbar Tab. 52 Gewebe und Gestricke für Membranen 809

810

Membranen 10. PRÜFUNG UND VALIDIERUNG VON MEMBRANEN MÖGLICHE PRÜFUNGEN UND AUFGABEN Hier können u. A. folgende Prüfungen und Aufgaben durchgeführt werden (ggf. kostenpflichtig): y Validierung und Verifizierung von Membranen nach Kundenvorgaben y Lebensdauerprüfungen in den ent- sprechenden Kundenaggregaten y Wärme- und Kälteprüfungen in Klima schränken von −50 °C bis über +200 °C y Messung von Eigenwiderstand und Hysterese in Kundenaggregaten y Bau von spezifischen Prüfständen je nach Aufgabenstellung y Prüfungen mit unterschiedlichen Medien wie z. B. Dampf, Ölen, Was- ser und Druckluft y u.v.m. Freudenberg Technology Innovation SE & Co. KG ist Partner bei der Entwicklung neuer und bei der Optimierung bestehen- der Werkstoffe und Verfahren. Der nach ISO 9001 zertifizierte Bereich bietet da- zugehörige Entwicklungsdienstleistun- gen an, greift auf eine langjährige Werk- stoffexpertise auf den Gebieten der Elastomere, Polyurethane, Thermoplasti- schen Elastomere und Thermoplaste zu- rück und unterstützt damit die Innovati- onsleistung der unterschiedlichen Geschäftsgruppen Freudenbergs. Weiterhin arbeitet FST eng mit externen Prüfinstituten zusammen, z. B. für Anwendungen im Trinkwasserbereich. Somit können alle erdenklichen Prüfun- gen – soweit diese realisierbar, sinnvoll und für die jeweilige Entwicklung not- wendig sind – durchgeführt werden. Daneben stehen für die Validierung und Verifizierung von kundenspezifischen Bauteilen am Lead Center Diaphragm umfangreiche Prüfmöglichkeiten im ei- genen Prüffeld zur Verfügung. Gerne werden gemeinsam mit Ihnen ent- sprechende Lösungen und Prüfmöglich- keiten erarbeitet. 810

811

11. VERWENDETE FORMELZEICHEN 11. Verwendete Formelzeichen BENENNUNG Rollspaltbreite Gehäusedurchmesser Kolbendurchmesser mittlerer Durchmesser Wirkdurchmesser Elastizitätsmodul Dehnung Zugdehnung durch Differenzdruck Umfangsdehnung durch Abrollen Stangenkraft, Stellkraft Kraft in Membranwand infolge Druckbelastung Ausformtiefe, Sprunghöhe Gesamthub Hubanteil oberhalb der Einspannung Hubanteil unterhalb der Einspannung max. Hub max. Hubanteil oberhalb der Einspannung max. Hubanteil unterhalb der Einspannung Differenzdruck Krümmungsradius Rollfalte Übergangsradius im Einspannbereich KURZZEICHEN EINHEIT b Dg Dk Dm Dw E ε εp εu F Fp h Hg Ho Hu Hmax Ho max Hu max p R ρ mm mm mm mm mm N/mm2 – – – N N mm mm mm mm mm mm mm N/mm2 mm mm 811 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

812

Membranen BENENNUNG KURZZEICHEN Wanddicke in der Walkzone Elastomerhärte Spannung Zugspannung durch Differenzdruck Kraft in Membranwand pro Umfangslänge Reißfestigkeit von Gewebe Temperatur Fördervolumen Wirkfläche Speichermodul Verlustfaktor Tab. 53 Übersichtstabelle der Formelzeichen s SH σ σp σ' σ'B T V Aw E' tan δ EINHEIT mm S hore A N/mm2 N/mm2 N/mm N/mm °C mm3 mm2 N/mm2 – 812

813

S T O P F B U C H S P A C K U N G E N 8 1 3 STICHWORT- VERZEICHNIS STOPFBUCHS- PACKUNGEN MEMBRANEN FALTENBÄLGE HYDROSPEICHER SPEZIALDICHTUNGS- PRODUKTE STATISCHE DICHTUNGEN S t o p fb u c h s P a c k u n g e n DICHTUNGEN FÜR ROTATORISCHE ANWENDUNGEN MATERIAL, WERKSTOFFE UND VERFAHRENSTECHNIK EINFÜHRUNG & SERVICES FLUID POWER ANWENDUNGEN – HYDRAULIK FLUID POWER ANWENDUNGEN – PNEUMATIK

814

Stopfbuchspackungen INHALTSVERZEICHNIS 1. PRODUKTÜBERSICHT 2. EINSATZ VON STOPFBUCHS PACKUNGEN 2.1 Allgemeines 2.2 Merkmale 3. PRODUKTE UND ANWENDUNGEN Anwendungs bereiche 3.1 3.2 Vorauswahl aus dem Standardprogramm 3.3 Standardisierungsvorschläge 4. DICHTMECHANISMUS UND KONSTRUKTION 4.1 Dichtmechanismus 4.2 Konstruktion 5. ANWENDUNGSBEISPIELE 6. VERSCHIEDENE ARTEN VON FLECHTUNGEN WERKSTOFFE FÜR STOPFBUCHS PACKUNGEN 7.1 Allgemeines 7.2 7.3 Organische Naturfasern Organische Synthetikfasern Garne aus PTFE PTFE-Grafitgarne Aramidgarne Acrylfasern Garne aus PAN Anorganische Synthetikfasern Kohlegarne Grafitgarne Glasgarne Silikatgarne Imprägnierungs und Schmierprodukte 7.4 7.5 7. 814 816 830 830 830 832 832 833 835 839 839 840 841 843 844 844 844 844 844 844 845 845 845 845 845 846 846 846 847

815

Inhaltsverzeichnis 8. NORMEN ZUR REDUZIERUNG DIFFUSER EMISSIONEN ISO 15848 TA-Luft Clean Air Act API 622 API 624 9. ABZUDICHTENDE MEDIEN 9.1 Medientabelle 9.2 Medienregister Stopfbuchspackungen 10. HANDLING UND MONTAGE VON STOPFBUCHSPACKUNGEN 10.1 Allgemeines 10.2 Vorspannen der Packung 10.3 Einbau der Formringe 10.4 Toleranzen und Oberflächen 10.5 Spaltbreiten 10.6 Lagerung 11. 11. GERÄTE FÜR DEMONTAGE UND SCHNEIDEN VON PACKUNGEN 11.1 Merkel® Packungszieher 7500 11.2 Merkel® Ring segmente 7511 11.3 Merkel® Packungsschneidlehre 7505 12. PROBLEMBEHANDLUNG 12.1 Allgemeines 12.2 Einbau 12.3 Extrusion 1 12.4 Extrusion 2 12.5 Wellenaus gleichung 12.6 Axiale Verformung der Packung 12.7 Wellenschlag 848 848 848 848 848 848 850 850 852 857 857 857 858 858 858 858 859 859 859 859 861 861 861 861 862 863 863 863 815 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

816

Stopfbuchspackungen 1. PRODUKTÜBERSICHT BAUFORM BESCHREIBUNG Merkel® Ramilon 4586 Merkel® Ramilon 4586 wird aus Ramiegarn geflochten, einem extrem reißfesten und wasserbeständigen Natur fasergarn. Die Packung enthält einen hohen Anteil an PTFE aufgrund eines mehrfachen Impräg nierprozesses. Dies garantiert eine hohe Querschnitts dichte und geringe Reibwerte Merkel® Arostat 6204 Merkel® Arostat 6204 wird aus einem verschleißfesten und flexiblen Aramidgarn hergestellt. Die Packung enthält eine mehr fache PTFE-Imprägnierung. Dies resultiert in einer sehr dichten und elastischen Struktur, die Merkel® Arostat ideal für statische Deckel- und Gehäusedichtungen macht Merkel® Arolan II 6215 Merkel® Arochem S 6216 Merkel® Unistat 6303 Merkel® Arolan II 6215 besteht aus hoch- verschleißfestem Aramidgarn sowie einer speziellen PTFE-Imprägnierung und einem universell beständi- gen Ein laufgleitmittel. Die hohe Verschleißfestigkeit gepaart mit einem breiten thermischen und chemi- schen Einsatzbereich macht Merkel® Arolan II zu einer Universalpackung für viele Industriezweige Merkel® Arochem S 6216 vereint die Vorzüge von zwei hochentwickelten Garnmaterialien für die Abdichtung schnelllaufender Wellen. Die speziellen Laufeigen- schaften von thermisch beständigen PTFE-Grafit- Compoundgarnen garantieren Wellenschonung und er- lauben sogar kurzzeitigen, schadlosen Trockenlauf. Die verschleißfesten Aramidgarne an den Kanten verhindern Extrusion und schützen gegen abrasive Medien. Merkel® Arochem S enthält ein universell beständiges, silikon- freies Einlaufgleitmittel. Dies sichert ausreichende Schmierung während der kritischen Einlaufphase Merkel® Unistat 6303 wird aus einem grafitgefüllten PTFE-Garn geflochten. Der hohe Grafitanteil sorgt für gute Wärmeableitung und das PTFE-Material gewährleis- tet ein exzellentes Reibverhalten. Die dichte und druck- beständige Struktur macht die Packung besonders für Plungerpumpenanwendungen geeignet. Aufgrund der exzellenten chemischen Beständigkeit ist Merkel® Unistat universell in der Chemieindustrie einsetzbar PRODUKT GRUPPE Packungen Standard 816

817

1. Produktübersicht HAUPTANWENDUNGEN WERKSTOFF MAX. TEMPERATUR STANDARDKATALOG BEREICH [°C] * PROGRAMM Ramie mit PTFE- Imprägnierung ‒40 … +120 Ja Weitere Infor mationen zu unserem Produktportfolio Merkel® Ramilon wird auch in Plungerpumpen für Hochdruckwasseranwen dungen eingesetzt. Die Packung ist für den Einsatz im Lebensmittelbereich zu gelassen. Kreiselpumpen; Refiner; Mühlen; Plunger- pumpen; Stevenrohre Armaturen; Gehäuse Meta-Aramid- garn und mehr- fache PTFE- Imprägnierung ‒50 … +250 Kreiselpumpen; Armaturen Para-Aramidgarn und spezielle PTFE- Imprägnierung ‒50 … +280 Ja Ja Kreiselpumpen; Plunger- pumpen PTFE-Grafit-Com- poundgarn und Aramidgarne an den Kanten ‒50 … +280 Ja Die Packung ist für den Einsatz im Lebensmittel- bereich zugelassen Grafitgefülltes PTFE-Garn ‒200 … +280 Ja * Temperaturangabe gültig für eine Messung an der Dichtung. Temperatur des Betriebsmediums kann ggf. davon abweichen! 817 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

818

Stopfbuchspackungen BAUFORM BESCHREIBUNG Merkel® Unichem 6313 Merkel® Unival 6323 Merkel® Alchem 6375 Merkel® Unichem 6313 wird aus reinem PTFEGarnen geflochten und mit einem Einlaufgleitmittel impräg niert. Die Packung hat eine sehr dichte Struktur und ist dennoch weich und flexibel. Bereits geringes Anziehen leitet den Dichtvorgang ein. Dazu zeichnet sich Merkel® Unichem durch ein sehr gutes Reibverhalten aus Merkel® Unival 6323 besteht aus grafitgefülltem PTFE-Garn. Durch die spezielle Flechtstruktur werden Material vorteile (geringe Wärmeausdehnung und ex- zellente Wärmeleitfähigkeit) optimal genutzt. Merkel® Unival spricht als sehr flexible Packung schon bei ge- ringsten Brillenkräften an und dichtet auch gegen dünnflüssige und kriechfreudige Medien sicher ab. Sie verträgt in Grenzen sogar Trockenlauf Merkel® Alchem 6375 wird aus reinen PTFE-Garnen hergestellt und zusätzlich mit PTFE imprägniert. Dies garantiert eine exzellente chemische Beständigkeit. Die hohe Querschnittsdichte und die enge Flecht- struktur gewährleisten ein sehr gutes Dichtverhalten. Die Packung hat eine gute Formstabilität und ein niedriges Setzverhalten Merkel® Grafiflex 6501 Merkel® Grafiflex 6501 zeichnet sich durch höchste Chemikalien- und Temperaturbeständigkeit sowie beste Dichtwirkung und Dauer elastizität aus. Auch nach Temperaturzyklen kommt es weder zu Kaltfluss, Schrumpf oder Altern des Werkstoffs PRODUKT GRUPPE Packungen Standard 818

819

1. Produktübersicht HAUPTANWENDUNGEN WERKSTOFF MAX. TEMPERATUR STANDARDKATALOG BEREICH [°C] * PROGRAMM & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H Die Packung ist für den Ein satz im Lebensmittelbereich zugelassen. Merkel® Uni chem ist auch als Flachband für statische Abdichtungen erhältlich. Kreiselpumpen in der Prozessindustrie (z. B. Chemie, Lebensmittel) Reines PTFEGarn mit Einlauf gleitmittel imprägniert ‒100 … +250 Ja R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P Kreiselpumpen; Armaturen Grafitgefülltes PTFE-Garn ‒100 … +280 Ja Die Packung ist für den Einsatz im Lebensmittel- bereich zugelassen. Plun- gerpumpen; Armaturen Reines PTFE-Garn mit PTFE-Impräg- nierung ‒200 … +280 Ja Die Packung ist für den Einsatz im Lebensmittelbe- reich zugelassen (Version 6501 zusätzlich geeignet für Trinkwasser/KTW kon- form). Armaturen im Heiß- wasser; Speisewasser; Dampf; Wärmeträgeröle; Kohlenwasserstoffe und viele andere Medien. Für gasförmigen Sauerstoff (43 MPa bis +60 °C; 16 MPa bis +200 °C) BAM- geprüft. Deckeldichtungen Formgepresste Grafitringe mit einer Dichte von 1,4 bis 1,85 g/cm3 ‒200 … +450; ‒200 … +700 (Dampfbereich) Ja * Temperaturangabe gültig für eine Messung an der Dichtung. Temperatur des Betriebsmediums kann ggf. davon abweichen! 819 E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

820

Stopfbuchspackungen BAUFORM BESCHREIBUNG Merkel® Carbosteam 6550 Merkel® G-Spezial 6560 Merkel® G-Spezial S 6565 Merkel® Uniflex 6588 Merkel® Carbosteam 6550 wird aus flexiblen Kohle garnen mit einer speziellen Grafitimprägnierung ge- flochten. Dank der exzellenten Temperaturstabilität wird die Packung hauptsächlich in Hochtemperatur- Dampfanwendungen eingesetzt. Wegen der hohen Druck- und Extrusionsbeständigkeit ist die Carbosteam 6550 ideal als Kammerungsring in Verbindung mit Merkel® Grafiflex Merkel® G-Spezial 6560 wird aus hochtemperaturfes- ten, flexiblen Grafitgarnen geflochten, die jeweils mit- tig mit einem dünnen Inconeldraht verstärkt sind. Diese sehr druckbeständige Flechtpackung hat ein genauso exzellentes Dichtverhalten wie die aus Bandmaterial gewickelten Reingrafitringe. Für Spalte > 0,2 mm wird die Verwendung von Merkel® Carbosteam 6550 als Ex- trusionsschutz empfohlen. Auch als G-Spezial S 6569 mit Korrosionsinhibitor erhältlich Merkel® G-Spezial S 6565 wird aus hochtemperatur- festen, flexiblen Grafitgarnen geflochten. Die Packung vereint alle Vorteile des expandierten Grafits wie Hochtemperaturstabilität und hohe Querschnittsdich- te. Für den schnellen Reparaturfall können die Ringe aus Merkel® G-Spezial S einfach von der Rolle zuge- schnitten werden. Kann in Kombination mit Endringen aus Merkel® Carbosteam 6550 für Hochdruck- Armaturen anwendungen eingesetzt werden Merkel® Uniflex 6588 besteht aus einem Spezialgarn mit hohem Kohlenstoffanteil und einer PTFE-Grafit- imprägnierung sowie einem Einlaufgleitmittel. Die Packung ist sehr flexibel und extrusionsbeständig. Die Imprägnierung haftet fest im Flechtverbund und bleibt über die gesamte Lebensdauer der Packung er- halten. Die gute Temperatur- und Volumenstabilität der Packung gewährleistet überlegenes Dichtverhalten schon bei geringsten Brillenkräften. Dadurch kann Merkel® Uniflex begrenzt auch bei Trockenlauf ein- gesetzt werden PRODUKT GRUPPE Packungen Standard 820

821

1. Produktübersicht HAUPTANWENDUNGEN WERKSTOFF MAX. TEMPERATUR STANDARDKATALOG BEREICH [°C] * PROGRAMM Armaturen im Heiß wasser; Dampf; Säuren und Laugen Kohlegarn mit einer speziellen Grafitimprägnie- rung ‒30 … +400; ‒30 … +550 (Dampfbereich) Merkel® G-Spezial ist be- sonders für den schnellen Reparaturservice geeignet. Armaturen im Heißwasser; Dampf; Gase; Öle; Säuren und Laugen Reines Grafit- garn mit Inconeldraht- Verstärkung ‒200 … +450; ‒200 … +650 (Dampfbereich) Armaturen; Kreisel pumpen Reines Grafit- garn ‒200 … +450; ‒200 … +650 (Dampfbereich) Ja Ja Ja Kreiselpumpen im Kalt- und Heißwasser; Dampf; wässri- ge Lösungen; verdünnte Säu- ren und Laugen Spezialgarn mit hohem Kohlen- stoffanteil und einer PTFE- Grafit- imprägnierung ‒50 … +280 Ja * Temperaturangabe gültig für eine Messung an der Dichtung. Temperatur des Betriebsmediums kann ggf. davon abweichen! 821 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

822

Stopfbuchspackungen BAUFORM BESCHREIBUNG Merkel® Kombilon 6742 Merkel® Univerdit 7000 Merkel® Kombilon 6742 besteht aus einem elastischen Kombinationsgeflecht aus Kohle und PTFEGarnen. Die Packung wird mit einem speziellen PTFECompound und Einlaufgleitmittel imprägniert. Der besondere Aufbau von Merkel® Kombilon gewährleistet sehr niedrige Reibkräfte und eine hohe Elastizität. Die Pa ckung bleibt auch nach längerer Betriebsdauer und hoher Druckbelastung elastisch. Das speziell aufberei tete Kohlegarn ist sehr flexibel und wellenschonend Merkel® Univerdit 7000 ist eine kompakte, extrudierte Packung aus PTFEGrafit-Compound. Sie bietet höchste Gasdichtigkeit und kann abrasive Partikel absorbieren. Univerdit bleibt selbstschmierend auch nach längerer Betriebsdauer und schont Welle und Spindel. Merkel® Univerdit muss generell immer mit Kamme- rungsringen eingebaut werden Merkel® Valtec 6350 Merkel® Valtec 6350 hat einen Kohlefaserkern und ist konzentrisch übergeflochten mit einem dichten PTFE-Fasergewebe. Darüber hinaus enthält es eine spezielle Imprägnierung, um die Querschnittsdichte der Packung zu verbessern Merkel® Valtec 6559 Merkel® Valtec 6559 ist eine speziell entwickelte Packung, die aus hochreinem expandiertem Grafit- material (C-Gehalt > 98 %) besteht. Sie ist ummantelt durch Inconel-Drahtgewebe mit einer speziellen Hochtemperatur imprägnierung und einem Korro- sionsinhibitor Merkel® Valtec 7200 Merkel® Valtec 7200 ist ein aus imprägnierten Vliesstoff materialien gefertigter Packungsring, der ein exzellentes Dichtverhalten garantiert. Der Ring be- steht aus einem Meta-Aramidvlies mit einer sehr dichten PTFE-Imprägnierung PRODUKT GRUPPE Packungen Standard Packungen für flüchtige Emissionen 822

823

1. Produktübersicht HAUPTANWENDUNGEN WERKSTOFF MAX. TEMPERATUR STANDARDKATALOG BEREICH [°C] * PROGRAMM Die Packung ist für den Einsatz im Lebensmittelbe reich zugelassen. Kreisel pumpen; Mischer und Rührwerke Kohle und PTFE Garne und mit einem speziellen PTFECompound und Einlaufgleit mittel impräg niert ‒100 … +280 Ja Kreiselpumpen; Armaturen PTFE-Grafit- Compound ‒30 … +250 Regelarmaturen für Anfor- derungen nach TA-Luft Kohlefasern und PTFE ‒100 … +280 Ja Ja Ja Hochtemperaturpackung für Anforderungen nach TA-Luft, ISO 15848, API 622, API 598 (Fire Safe), Chevron and Texaco Test Regelventilarmaturen für Anforderungen nach TA- Luft, ISO 15848 – alle Che- mikalien (Lösungs mittel; Kohlenwasserstoffe; Laugen; Säuren). Ausnahmen: hoch konzentrierte Säuren und Laugen; Fluor und einige Fluor-Verbindungen Hochreines expandiertes Grafit material und Inconel ‒200 … +450; ‒200 … +650 (Dampfbereich) Meta-Aramid- vlies mit PTFE- Imprägnierung ‒200 … +280 Ja * Temperaturangabe gültig für eine Messung an der Dichtung. Temperatur des Betriebsmediums kann ggf. davon abweichen! 823 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

824

Stopfbuchspackungen BAUFORM BESCHREIBUNG Merkel® Valtec 7250 Merkel® Valtec 7250 ist ein aus imprägnierten Vliesstoff materialien gefertigter Packungssatz, der ein exzellentes Dichtverhalten garantiert. Zwei Endringe aus Kohle faservlies sind mit einer PTFE/Grafitimpräg- nierung versehen. Die Mittelringe bestehen aus Ara- midvlies mit einer sehr dichten PTFE-Imprägnierung Merkel® Valtec 7290 Merkel® Valtec 7290 besteht aus geflochtenen End- ringen aus expandiertem Grafit mit Kohlegarnecken, hoch verdichteten Grafitscheiben als Permeations- barriere, imprägnierten Adapterringen aus expandier- tem Grafit und dazu einem speziell imprägnierten und reibungs optimierten Dichtring aus expandiertem Gra- fit Merkel® Valtec 7300 Merkel® Valtec 7300 ist ein speziell entwickelter Packungs ringsatz aus laminiertem Kohlefaservlies und expandiertem Grafitmaterial mit einer speziellen Hoch temperaturimprägnierung. Die Ringkomponen- ten sind geschlossen bzw. endlos Merkel® Ramiflex 4510 Merkel® Ramiflex 4510 ist aus sehr stabilem, ge- schmeidigem und reißfestem Garn geflochten und mit einem hellroten Spezialfett imprägniert. Ramie ist um ein Vielfaches reißfester als Baumwolle und fäulnisbe- ständig Merkel® Arolan 6210 Merkel® Arolan 6210 besteht aus verschleißfestem Aramidgarn mit PTFE-Imprägnierung und Einlaufgleit- mittel. Die Packung hat sich bereits in den vielfältigs- ten Einsatz fällen bewährt. Speziell dort, wo härtende, kristallisierende oder abrasive Medien zerstörend auf die Packung einwirken können, bietet Arolan einen lang lebigen Widerstand PRODUKT GRUPPE Packungen für flüchtige Emissionen Packungen Spezial 824

825

1. Produktübersicht HAUPTANWENDUNGEN WERKSTOFF MAX. TEMPERATUR STANDARDKATALOG BEREICH [°C] * PROGRAMM Regelarmaturen für Anfor- derungen nach TA-Luft, ISO 15848 – alle Chemikali- en (Lösungs mittel; Kohlen- wasserstoffe; Laugen; Säuren). Ausnahmen: hoch konzentrierte Säuren und Laugen; Fluor und einige Fluor-Verbindungen Hochtemperaturpackungs- satz für Anforderungen nach TA-Luft, ISO 15848, API 622, API 598 (Fire Safe). Geeignet für die meisten Chemikalien (Lösungsmittel; Kohlenwasserstoffe; Säuren; Laugen); Dampf; Alkohole; Wasser; Öle; usw. Universeller Einsatz in allen Armatur- bzw. Ventil- anwendungen, vorwiegend bei höheren Temperaturen z. B. in der allgemeinen In- dustrie. Anforderungen nach TA-Luft, ISO 15848, API 598 (Fire Safe) Kohlefaservlies mit PTFE-Grafit- imprägnierung. Mittelringe aus Aramidvlies mit PTFE-Imprägnie- rung ‒200 … +280 Ja Grafit und Kohlegarnecken; Grafit-Scheiben ‒200 … +400; ‒200 … +550 (Dampfbereich) Kohlefaservlies und expandiertes Grafitmaterial ‒200 … +400; ‒200 … +550 (Dampfbereich) Ja Ja Kreisel- und Plunger- pumpen Ramiegarn ‒10 … +120 Nein Kreisel; Plungerpumpen; Refiner; Schaufeltrockner und Rührwerke Aramidgarn mit PTFE-Imprägnie- rung ‒50 … +280 Nein * Temperaturangabe gültig für eine Messung an der Dichtung. Temperatur des Betriebsmediums kann ggf. davon abweichen! 825 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

826

Stopfbuchspackungen BAUFORM BESCHREIBUNG Merkel® Arochem II 6211 Merkel® Arochem 6212 Merkel® Arochem II 6211 besteht aus PTFEGrafit-Com- poundgarn mit Aramidgarn verstärkten Kanten. Durch die Flechtung ist die Packung besonders stabil und des- halb für die Abdichtung von Plungern und langsamdre- henden Wellen geeignet. Das an den Packungskanten eingeflochtene stabile Aramidgarn schützt vor Spalt- extrusion und wird deshalb besonders bei schwierigen Abdicht fällen, wie großen Spaltüberbrückungen und abrasiven Medien, eingesetzt Merkel® Arochem 6212 besteht aus PTFE-Garn mit Aramidgarn verstärkten Kanten. Die guten Gleiteigen- schaften des PTFE, die hohe Reiß festigkeit und die äußerst geringe Neigung zur Spaltextrusion der stabilen Aramidgarne sind die Grundlage für erfolgreichen Ein- satz in Plungerpumpen Merkel® Aroflex 6226 Merkel® Aroflex 6226 besteht aus Stapel faser- Aramidgarn mit Fett/Grafitimprägnierung. Leichte Laufeigenschaften und Stabilität bei hohen Temperatu- ren gewährleisten eine hohe Leistungsfähigkeit und eine lange Lebensdauer Merkel® Flexalon 6250 Merkel® Flexalon 6250 wird aus einem weißen Synthe- tikgarn mit PTFE-Imprägnierung und Einlaufgleitmittel hergestellt. Dadurch bietet die Packung, im Gegensatz zu PTFE-Produkten, eine gute Beständigkeit gegen ab- rasive Medien Merkel® Unival II 6326 Merkel® Unival II 6326 besteht aus PTFE-Garn mit Grafit imprägnierung und Einlaufgleitmittel. Unival II 6326 spricht als sehr flexible Packung schon bei ge- ringsten Brillenkräften an und dichtet auch gegen dünnflüssige und kriechfreudige Medien sicher ab. Die Packung verträgt in Grenzen sogar Trockenreibung Merkel® Unival 6329 Merkel® Unival 6329 besteht aus 100 % GFO®-Garn. Die sehr flexible Packung spricht schon bei geringsten Brillenkräften an und dichtet auch gegen dünnflüssige und kriechfreudige Medien sicher ab. Unival 6329 ver- trägt in Grenzen sogar Trocken reibung PRODUKT GRUPPE Packungen Spezial 826

827

1. Produktübersicht HAUPTANWENDUNGEN WERKSTOFF MAX. TEMPERATUR STANDARDKATALOG BEREICH [°C] * PROGRAMM Plungerpumpen PTFE-Grafit Compoundgarn mit Aramidgarn verstärkten Kanten ‒50 … +280 Nein Plungerpumpen; Mischer; Kneter; Rußbläse PTFE-Garn mit Aramidgarn ver- stärkten Kanten ‒50 … +280 Nein Kreiselpumpen Aramidgarn mit Fett/Grafit- imprägnierung ‒10 … +150 Nein Die Packung ist für den Einsatz im Lebensmittel- bereich zugelassen. Kreiselpumpen; Mischer; Kneter und Refiner Meta-Aramid- garn mit PTFE- Imprägnierung ‒50 … +250 Nein Kreiselpumpen; Mischer; Kneter; Rührer und Trockner PTFE-Garn mit Grafitimprägnie- rung ‒100 … +280 Nein Armaturen und Kreisel- pumpen PTFE-Garn mit Grafitimprägnie- rung ‒100 … +280 Nein * Temperaturangabe gültig für eine Messung an der Dichtung. Temperatur des Betriebsmediums kann ggf. davon abweichen! 827 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

828

Stopfbuchspackungen BAUFORM BESCHREIBUNG Merkel® Therma pack 6401 Merkel® GC Spezial 6567 Merkel® Grafolan HT 6570 Merkel® G-Spezial AR 6562 Merkel® Carboflex 6587 Merkel® Carbosteam S 6555 Merkel® Thermapack 6401 besteht aus 100 % Kiesel säuregarn. Die Imprägnierung mit einer speziell entwickelten Emulsion rundet die optimale Leistungs fähigkeit der Thermapack 6401 in extremen thermische Einsatzbe dingungen ab Merkel® GC Spezial 6567 besteht aus Kohlegarn mit expandiertem Grafitgarn. Die Packung besitzt eine exzellente thermische und chemische Beständigkeit sowie eine hohe Elastizität. Aufgrund der Konstruktion ist die Packung auch bei hohen Temperaturen sehr wellenschonend Merkel® Grafolan HT 6570 aus Grafitgarn mit spezieller Hochtemperaturimprägnierung ist eine Armaturen- packung für höchste Temperaturbelastungen im Bereich der Chemieanwendungen und der Energieerzeugung. Die spezielle Hochtemperaturimprägnierung sorgt für die nötige Querschnittsdichte, begünstigt das Reib- verhalten und stabilisiert den Flechtverband Merkel® G-Spezial AR 6562 besteht aus expandiertem Grafitgarn mit verstärkten Ecken aus Synthetikgarn und Einlaufgleitmittel. Durch eine gute Wärmeablei- tung und Temperaturstabilität eignet sich die Packung besonders für hohe Wellendrehzahlen. Die Kantenver- stärkung schützt die Packung gegen abrasive Medien Merkel® Carboflex 6587 besteht aus Kohlegarn mit PTFE- Grafitimprägnierung und Einlaufgleitmittel. Car- boflex verhält sich sehr volumenstabil und zeichnet sich durch fast universelle chemische Beständigkeit aus. Der niedrige Ausdehnungskoeffizient, ein kleiner Reibwert und die Fähigkeit, die kritische Einlaufphase leichter zu überwinden, verhindert plötzliche unkontrollierte Wärmeentwicklung bei hohen Gleitgeschwindigkeiten Merkel® Carbosteam S 6555 besteht aus einem geflochte- nen Kern aus expandiertem Grafit mit einer verschleißar- men Ummantelung aus reinem Kohlegarn. Diese Packung weist neben guter Elastizität und großer Querschnittsdich- te eine dauerhafte Volumenstabilität auf. Die Ummante- lung ist dicht und hitzebeständig. Durch die zusätzliche Grafitimprägnierung wird die Montage erleichtert und das Gleitverhalten an der Spindel optimiert PRODUKT GRUPPE Packungen Spezial 828

829

1. Produktübersicht HAUPTANWENDUNGEN WERKSTOFF MAX. TEMPERATUR STANDARDKATALOG BEREICH [°C] * PROGRAMM Statische Anwendungen Kieselsäuregarn ‒50 … +1.100 Nein Kreiselpumpen; Armaturen Kohlegarn mit expandiertem Grafitgarn ‒30 … +400; ‒30 … +550 (Dampfbereich) Armaturen Grafitgarn ‒30 … +400; ‒30 … +550 (Dampfbereich) Nein Ja Kreiselpumpen Kreiselpumpen Expandiertes Grafitgarn mit verstärkten Ecken aus Synthetikgarn Kohlegarn mit PTFE-Grafit- imprägnierung ‒100 … +280 Nein ‒30 … +300 Nein Armaturen in der Energieerzeugung Expandierter Grafitkern mit Kohlegarn- umflechtung ‒30 … +400; ‒30 … +550 (Dampfbereich) Nein * Temperaturangabe gültig für eine Messung an der Dichtung. Temperatur des Betriebsmediums kann ggf. davon abweichen! 829 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

830

Stopfbuchspackungen 2. EINSATZ VON STOPFBUCHS- PACKUNGEN 2.1 ALLGEMEINES Stopfbuchspackungen von Freudenberg Sealing Technologies (nachfolgend auch als FST ab gekürzt) werden auf dem Markt unter dem Namen Merkel® Stopfbuchs- packungen verkauft. Merkel® Stopfbuchs- packungen werden nach höchsten Quali- tätsstandards gefertigt, bieten universelle Eigenschaften und haben sich seit über 100 Jahren bewährt. Die Kombination von bewährten Werk- stoffqualitäten in Verbindung mit neuen Materialentwicklungen ermöglicht es FST, mit nur wenigen verschiedenen Packungs- typen ein großes Spektrum an Anwen- dungsfällen zuverlässig abzudichten. Durch die geringere Bevorratung unterschied- lichster Packungstypen kann der Kunde seine Kosten nachhaltig optimieren. 2.2 MERKMALE Komprimierte Packungen sollten folgende Eigenschaften aufweisen: y Beständigkeit gegen eine Vielzahl von Chemikalien y gute thermische Stabilität y Widerstandskraft gegenüber starker mechanischer Beanspruchung y Abriebfestigkeit y hohe Flexibilität y lange Lebensdauer y geringe Leckagerate Die Kontrolle der Leckage ist für den er- folgreichen Betrieb mechanischer Geräte, die für die Förderung von flüssigen und gasförmigen Medien eingesetzt werden, von entscheidender Bedeutung. FST Website Stopfbuchs- packungen Produktkatalog 830

831

2. Einsatz von Stopfbuchs packungen Verschiedene Methoden werden einge- setzt, um Leckagen an Wellen, Stangen oder Spindeln und anderen funktionellen Teilen von Maschinen, die Flüssigkeiten oder Gase enthalten, zu steuern. Stopfbuchspackungen werden aus relativ weichen und flexiblen Materialien herge- stellt. Sie bestehen aus einer bestimmten Anzahl von Ringen, die in die Stopfbuch- se zwischen dem Gehäuse und dem ro- tierenden oder sich translatorisch bewe- genden Element der Pumpe oder den Armaturen eingesetzt werden. Je nach Typ und Anwendungsbereich bieten Merkel® Stopfbuchspackungen: y geringe Wärmeausdehnung bei exzel- lenter Wärmeleitdämmung y hohe Lebensdauer y geringe Reibung y hohe Verschleißfestigkeit und Fäulnis- beständigkeit bei verschmutzten Me- dien y Hydrolysebeständigkeit y wellenschonende Naturfasern für län- gere Standzeiten y hohe Druckstandfestigkeit y einfache Montage 831 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

832

Stopfbuchspackungen 3. PRODUKTE UND ANWENDUNGEN 3.1 ANWENDUNGS- BEREICHE Merkel® Stopfbuchspackungen sind ideal für Standardanwendungen geeignet. Zudem finden sie Anwendung in der petrochemischen, pharmazeutischen und chemischen Industrie, in der Papierher- stellung, Stahlindustrie sowie bei Werften und Wasser aufbereitungsanlagen – überall dort, wo strenge gesetzliche Um- weltauflagen für eine Vielzahl von Prozes- sen zu erfüllen sind. Merkel® Stopfbuchspackungen dichten alle Arten von Flüssigkeiten über einen breiten Temperatur- und Druckbereich ab, einschließlich Wasser, Dampf, Säuren, Ätzmittel, Lösungsmittel, Gase, Öl, Kohlen- wasserstoffe und andere Chemikalien. Weitere Informationen finden Sie in der Medientabelle (→ Abschnitt „9.1 Medien- tabelle“, Seite 850). Anwendungen mit besonderen Auflagen y Pumpenabdichtungen im Speise- wasserbereich für Dampfkessel y Kühlwasserpumpen y Kolbenpumpen y Spindelabdichtungen in Armaturen y Deckeldichtungen y Rußbläserabdichtungen bis +550 °C Betriebstemperatur y Mischer y Kneter y Autoklaven y Schaufeltrockner 832

833

3. Produkte und Anwendungen 3.2 VORAUSWAHL AUS DEM STANDARDPROGRAMM PRODUKTE DRUCK [MPa] GESCHWINDIGKEIT TEMPERATUR [m/s] [°C] pH WERT Kreisel pumpen Plunger pumpen Armaturen Kreisel pumpen Plunger pumpen & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H Merkel® Ramilon 4586 40 100* 2 2 2 2 2 13 26 25 8 20 25 25 20 6 –40 … +120 5 … 11 –50 … +250 1 … 13 –50 … +280 1 … 13 –50 … +280 1 … 13 –200 … +280 0 … 14 –100 … +250 0 … 14 –100 … +280 0 … 14 –200 … +280 0 … 14 –200 … +450 1) –200 … +700 2) –200 … +2.500 3) –200 … +450 1) –200 … +700 2) –200 … +2.500 3) –30 … +400 1) –30 … +550 2) –200 … +450 1) –200 … +650 2) –200 … +450 1) –200 … +650 2) 0 … 14 0 … 14 0 … 14 1 … 14 0 … 14 –50 … +280 0 … 14 –100 … +280 1 … 13 –30 … +250 0 … 14 833 R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V 20 10 100 25 25 25 25* 80* 50* 100 2,5 2,5 1,5 2,5 100 30 45 25 Merkel® Arostat 6204 Merkel® Arolan II 6215 Merkel® Arochem S 6216 Merkel® Unistat 6303 Merkel® Unichem 6313 Merkel® Unival 6323 Merkel® Alchem 6375 Merkel® Grafiflex 6501 Merkel® Grafiflex Deckeldichtung Merkel® Carbosteam 6550 Merkel® G-Special 6560 Merkel® G-Special S 6565 Merkel® Uniflex 6588 Merkel® Kombilon 6742 2,5 2,5 2,5 Merkel® Univerdit 7000 2,5* 16* 1) die meisten Medien 2) Dampf 3) Inertgas * gekammerter Einbau

834

Stopfbuchspackungen PRODUKTE Merkel® Valtec 6350 Merkel® Valtec 7200 Merkel® Valtec 7250 Merkel® Valtec 7290 Merkel® Valtec 6559 Merkel® Valtec 7300 DRUCK [MPa] GESCHWINDIGKEIT TEMPERATUR [m/s] [°C] pHWERT Armaturen Armaturen 30 25 25 30 45 25 2 2 2 2 2 2 –100 … +280 –200 … +280 –200 … +280 –200 … +400 1) –200 … +550 2) –200 … +450 1) –200 … +650 2) –200 … +400 1) –200 … +550 2) 0 … 14 0 … 14 0 … 14 0 … 14 0 … 14 0 … 14 1) die meisten Medien 2) Dampf 834

835

3. Produkte und Anwendungen 3.3 STANDARDISIERUNGS- VORSCHLÄGE Diese Vorschläge sollen Grundlage für den rationellen Einsatz von Stopfbuchs- packungen sein. Für weitere Auskünfte nehmen Sie bitte Kontakt zum Ihnen bekannten Vertriebs- mitarbeiter von Freudenberg Sealing Tech- nologies auf. PUMPEN, RÜHRWERKE USW. ARMATUREN m e h c o r A / n a l o r A n o l i b m o K / l a v i n U t i d r e v i n U x e l f i n U t a t s o r A t a t s i n U m e h c l A / m a e t s o b r a C l a i z e p S G x e l f i f a r G INDUSTRIEZWEIG MEDIUM Brauereien Maische Würze Wasser Bier Sole Laugen Ammoniak Dampf n o l i m a R B B B B B B B Chemie allgemein Alkalien Säuren, anorganisch Säuren, organisch Kristalline Medien Verhärtende Medien Halogene B B B B B B B B B B B B Lösungsmittel: aliphatisch, aromatisiert und chloriert B B B Alkohole B B B B B B geeigneter Packungstyp & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P B B B B B B B B B B B B B B B B Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V B B 835

836

Stopfbuchspackungen PUMPEN, RÜHRWERKE USW. ARMATUREN n o l i b m o K / l a v i n U t i d r e v i n U B B x e l f i n U B B B B B B B B B B B B B B m e h c o r A / n a l o r A B B B B B B B B n o l i m a R B B B B B B B B B B B B B B B B B / m a e t s o b r a C l a i z e p S G x e l f i f a r G B B t a t s o r A t a t s i n U B B B B m e h c l A B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B INDUSTRIEZWEIG MEDIUM Chemie allgemein Ester Ketone Öle, Fette Wasser (auch Abwasser) Dampf Fettöle Lösungsmittel Dispersionsfarben Kunstharzfarben Kesselspeisewasser Kondensat Kühlwasser Flusswasser Dampf Faserwasser Pulpe Trommelwasser Kondenswasser Siebwasser Abwasser Laugen Dampf Farbenindustrie Kraftwerke Papierindustrie B geeigneter Packungstyp 836

837

3. Produkte und Anwendungen & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A ARMATUREN R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V PUMPEN, RÜHRWERKE USW. INDUSTRIEZWEIG MEDIUM Raffinerie Zellstoffindustrie Zementindustrie Rohöl Aliphatische KW Aromatische KW Chlorierte KW Bitumen Wärmeträgeröle Dampf Säuren, organisch Säuren, anorganisch Chlor Laugen Kochflüssigkeiten: p H 1–3 Kochflüssigkeiten: p H 13–14 Chlordioxyd Sulfitwasser Hypochlorit Salzsäure Fasersuspension Dampf Zementschlamm Wasser B geeigneter Packungstyp n o l i b m o K / l a v i n U B B B B B B B B B B B n o l i m a R m e h c o r A / n a l o r A B B B B B B t i d r e v i n U x e l f i n U t a t s o r A t a t s i n U m e h c l A / m a e t s o b r a C l a i z e p S G x e l f i f a r G B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B 837

838

Stopfbuchspackungen PUMPEN, RÜHRWERKE USW. ARMATUREN m e h c o r A / n a l o r A n o l i b m o K / l a v i n U t i d r e v i n U B B B B B n o l i m a R B B B B B x e l f i n U t a t s o r A t a t s i n U m e h c l A / m a e t s o b r a C l a i z e p S G x e l f i f a r G B B B B B B B INDUSTRIEZWEIG MEDIUM Zuckerindustrie Wasser (auch mit Sand) Rohsaft Kalkmilch Scheideschlamm Zuckersaft, Melasse Dampf B geeigneter Packungstyp 838

839

4. Dichtmechanismus und Konstruktion 4. DICHTMECHANISMUS UND KONSTRUKTION 4.1 DICHTMECHANISMUS Eine Stopfbuchse besteht aus der Stopf- buchspackung und einer Stopfbuchsbrille, mit der die Stopfbuchspackung mittels Schrauben oder Federn axial verpresst wird. Bei elastischem Dichtmaterial wird durch die axiale Pressung auch eine radiale Pres- sung der Stopfbuchspackung auf der Welle erreicht. So kann der Dichtspalt auf ein den Betriebsbedingungen angepasstes Minimum eingestellt werden. Bei Pumpen kann eine definierte Leckage erwünscht sein. Die Flüssigkeit und/oder externe Schmiermittel (über den Laternenring zu- geführt) bilden hier einen Schmierfilm zwischen der Stopfbuchspackung und der Welle. Leckage Medium Leckage Medium Radialkräfte Radialkräfte Abb. 373 Packung vor und nach der Kompression Druck 839 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

840

Stopfbuchspackungen 4.2 KONSTRUKTION Für eine korrekte Stopfbuchskonstruktion siehe nachfolgend → Abb. 374. Die empfohlene Oberflächenrauheit für Wellen, Plunger oder Spindeln ist Rz < 1,6 µm. Für einen verbesserten Dichtungseffekt und eine längere Lebensdauer kann die Oberflächenrauheit auf Rz < 0,6 µm ver- ringert werden. Bei Kreiselpumpen soll der max. Wellenschlag < 0,001 des Wellen- durchmessers sein. Um bei Ventilen eine minimale Leckage zu erhalten, sollte der Wellenschlag ge- ringer als 0,01 mal der Packungsbreite sein. Der max. Spalt ➄ zwischen Welle/ Spindel und Brille/Gehäuse darf 2 % der Packungsbreite nicht überschreiten. Wenn die Spalte größer sind, oder die ge- wählte Packung zum Extrudieren neigt, sind geeignete Anti-Extrusionsringe zu installieren. 1 2 3 7 8 9 4 6 5 5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Verstellweg für Stopfbuchse 20–30 % der Höhe des Packungssatzes Min. Einstecktiefe für Stopfbuchse 0,5 x Packungsbreite Höhe Packungssatz Gehäusedurchmesser Spalt max. 0,02 x Packungs- breite Schaft-/Wellendurchmesser Fase 2 x 30° Breite der Packung Stopfbuchspackung Abb. 374 Technische Angaben zur Stopfbuchspackung 840

841

5. ANWENDUNGSBEISPIELE 5. Anwendungsbeispiele In diesen Anwendungsbeispielen sind grundsätzliche Packungsanordnungen dargestellt. GRUNDAUSFÜHRUNG EINER STOPF BUCHSE allgemeine Anwendung bei Armaturen, Kreisel- und Plungerpumpen STOPFBUCHSE MIT VERSCHIEDEN ARTIGEN PACKUNGEN y zum Kammern von plastischen Packun- gen werden Geflechtspackungen als Anti-Extrusionsringe verwendet y hartverpresste Ringe zur Überbrückung großer Spaltbreiten y hochverdichtete Kammerungsringe als Ersatz für metallische Führungen STOPFBUCHSE MIT LATERNENRING y zur Schmierung y zur Sperrung mit Überdruck y zur Sperrung mit Unterdruck (Leckage- absaugung) y zur Kühlung STOPFBUCHSE MIT ZWEI LATERNEN RINGEN y erster Ring zur Hochdruckschmierung, zweiter Ring zur Absaugung y Sperrung mit verschiedenen Medien STOPFBUCHSE MIT AUSSENMANTEL KÜHLUNG bei Wellenabdichtungen von Medien mit Betriebstemperaturen über ihrem Siede- punkt 841 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

842

Stopfbuchspackungen STOPFBUCHSE MIT INNENLIEGENDER FEDER vorwiegend bei Hochdruckplungerpumpen (Federkraft nur zur Vorabdichtung ausge- legt) SELBSTDICHTENDER DECKELVER SCHLUSS MIT HOCHVERDICHTETEN GRAFIFLEXRINGEN y Verschlussdeckeldichtung y Anwendung: z. B. Bredtschneider-Uhde- Verschlüsse STOPFBUCHSE MIT AUSSENLIEGENDEN FEDERN bei wartungsfreien Abdichtungen muss die Federkraft größer als der Medien- druck mal die Ringfläche sein! Anwen- dung: z. B. in TA-Luft-konformen Spindeln 842

843

6. Verschiedene Arten von Flechtungen 6. VERSCHIEDENE ARTEN VON FLECHTUNGEN Je nach Anwendung und Herstellungs- verfahren gibt es verschiedene Packungs- arten. Diese bestehen aus quadratisch und diagonal verflochtenen Garnen, die zu- sätzlich imprägniert werden können. KONZENTRISCHES GEFLECHT/GEFLECHT ÜBER GEFLECHT y feine, dichte Oberflächenstruktur y geringe mechanische Verschleißfes- tigkeit y rechteckige oder runde Formen erhält- 2FACH QUADRATISCHES GEFLECHT/ DOPPELT DIAGONALES GEFLECHT grobe Oberfläche, gute Elastizität lich 3FACH QUADRATISCHES GEFLECHT/ KREUZGEFLECHT y gute Querschnittsstabilität y dichte, aber flexible Flechtstruktur y Nennpackungsmaß zwischen 5 und 12 mm RINGE ODER RINGSEGMENTE AUS KOMPRIMIERTER GRAFITFOLIE ODER EXPANDIERTEM GRAFITMATERIAL y hohe Querschnittsdichte y hervorragende Beständigkeit gegen Druck, Temperatur und Chemikalien 4FACH QUADRATISCHES GEFLECHT/ KREUZGEFLECHT y glatte Oberfläche y sehr verschleißfest — hohe Quer- schnittsstabilität y hochdichte Geflechtstruktur y Nennpackungsmaß zwischen 10 und 80 mm Abb. 375 Mechanisches Flechten 843 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

844

Stopfbuchspackungen 7. WERKSTOFFE FÜR STOPFBUCHS- PACKUNGEN 7.1 ALLGEMEINES Je nach Art der Stopfbuchspackung wird das verwendete Garn aus verschiedenen Materialien gefertigt, wie Cellulose, Ramie, Baumwolle, Polyamid, Aramid, PTFE mit Grafit, Reingrafitfolien, Kohlenstoff, Misch- garn, u. a. 7.2 ORGANISCHE NATURFASERN y Ramie y Flachs y Jute y Hanf y Baumwolle Vorteile: y wellenschonend y gute Rückfederung y wirtschaftlich attraktiv GARNE AUS PTFE Vorteile: y hervorragende chemische Beständigkeit y leichtgängig durch niedrige Reibung y gute Dichtwirkung y gute Temperaturbeständigkeit Nachteile: y schlechte Wärmeleitfähigkeit y Neigung zu Kaltfluss und Extrusion y Packungen habe eine schlechte Elasti- zität (nicht einsetzbar, wenn die Welle unrund läuft) y teilweise eingeschränkte Gleitge- schwindigkeit PTFEGRAFITGARNE Nachteile: y geringe Temperaturbeständigkeit y teilweise Schrumpfung in Wasser (bei Ramie nicht als Nachteil zu sehen) Vorteile: y ausgezeichnete chemische Beständig- y eingeschränkte chemische Beständig- keit keit 7.3 ORGANISCHE SYNTHETIKFASERN y Garne aus PTF E (PolyTetraFluorEthylen) y PTF E-Grafitgarne y Aramidgarne y Acrylfasern y Garne aus PAN (Polyacryllonitril) y leichtgängig durch niedrige Reibung y sehr gute Wärmeleitfähigkeit y gute Temperaturbeständigkeit y höhere Gleitgeschwindigkeiten möglich y kein Verschleiß der Welle Nachteile: y Neigung zu Kaltfluss und Extrusion y mögliche Verunreinigung des Mediums mit Grafitpartikeln 844

845

7. Werkstoffe für Stopfbuchs packungen ARAMIDGARNE GARNE AUS PAN Vorteile: y hervorragende Elastizität (gut geeignet bei unrund laufenden Wellen) y hervorragende chemische Beständig- Vorteile: y wirtschaftlich attraktiv y gute Temperaturbeständigkeit y sehr flexibel keit y gute Temperaturbeständigkeit Nachteile: y kann Wellenverschleiß verursachen y Hydrolyseneigung bei Dampf bis zu +180 °C ACRYLFASERN Nachteile: begrenzte chemische Beständigkeit 7.4 ANORGANISCHE SYNTHETIKFASERN y Kohlegarne y Grafitgarne y Glasgarne y Silikatgarne KOHLEGARNE Vorteile: y wirtschaftlich attraktiv y gute Abriebsfestigkeit y flexibel Nachteile: y niedrige Zugfestigkeit y schrumpft bei höheren Temperaturen Vorteile: y einsetzbar bei hohen Temperaturen y gute chemische Beständigkeit (nicht einsetzbar bei oxidierenden Medien) y leichtgängig durch niedrige Reibung Nachteile: y schlechte Dichtwirkung y schlechte Druckstandfestigkeit 845 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

846

Stopfbuchspackungen GRAFITGARNE SILIKATGARNE Vorteile: y kann bei sehr hohen Temperaturen Vorteile: y sehr hohe Temperaturbeständigkeit eingesetzt werden y sehr gute chemische Beständigkeit Nachteile: y schlechte Dichtwirkung y schlechte Druckstandfestigkeit GLASGARNE (+1.100 °C) y niedrige Wärmeleitfähigkeit y nicht brennbar Nachteile: y schlechte Dichtwirkung y schlechte Druckstandfestigkeit Vorteile: y sehr hohe Temperaturbeständigkeit (+550 °C) y Stapelfasergarne mit guter Flexibilität Nachteile: y schlechte Dichtwirkung y schlechte Druckstandfestigkeit 846

847

7. Werkstoffe für Stopfbuchs packungen 7.5 IMPRÄGNIERUNGS- UND SCHMIERPRODUKTE WARUM BRAUCHT MAN IMPRÄGNIERUNGEN? Jede Merkel® Stopfbuchspackung wird nach einer einzigartigen Rezeptur auf Basis von strukturellen Garnen in Kombi- nation mit Imprägnierungen und Schmier- mitteln entwickelt und hergestellt. Das spezifische Imprägnierverfahren und die Auswahl der Schmiermittel tragen wesent- lich dazu bei, den Verschleiß auf ein Mini- mum zu reduzieren und die Lebensdauer der Packung zu erhöhen. Imprägnierungen werden benötigt um y die Dichte der Packung zu erhöhen y die Reibung beim Anfahren der Pumpe zu reduzieren y ein Schmiermitteldepot in der Packung zu erhalten y die chemische Beständigkeit zu erhöhen METHODEN ZUM IMPRÄGNIEREN VON PACKUNGEN y Imprägnieren des Garnes vor dem Flechten y Imprägnieren während des Flechtens y Imprägnieren der Packung nach dem Flechten Imprägnierungen und Schmiermittel Imprägnierungen PTFE Grafit Talkum Barium Sulfat Vaselin Fette Schmiermittel Wachs Paraffin Silikonöl Mineralöl Abb. 376 Imprägnierung 847 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

848

Stopfbuchspackungen 8. NORMEN ZUR REDUZIERUNG DIFFUSER EMISSIONEN Normen und Richtlinien werden von Regierungen, Unternehmen und Institu- tionen festgelegt, um Eigenschaften, Ein- schränkungen und Leistungsfähigkeit von Stopfbuchspackungen zu qualifizie- ren, die in einer Reihe von Anwendungen verwendet werden und Personen sowie die Umwelt sofort und unmittelbar be- treffen. Merkel® Stopfbuchspackungen sind bes- tens geeignet, um Emissionen von flüch- tigen Substanzen entgegenzuwirken. Armaturen, insbesondere Regelventile, machen etwa 60 % der Leckageverluste in Prozessanlagen mit gefährlichen Emis- sionen aus. Herkömmliche Dichtungs- produkte können mit speziell entwickelten und geprüften „emissionsarmen“ Dich- tungssätzen von Merkel® ersetzt werden. Es gibt verschiedene Vorschriften zur Re- duzierung von flüchtigen Emissionen. Hierzu zählen beispielsweise: ISO 15848 y ISO 15848-1 legt Prüf/Testverfahren für Leckagemessungen an Armaturen fest y ISO 15848-2 legt Produktionsabnahme- prüfungen von Armaturen fest → Tab. 54 zeigt die Graduierung und die max. zulässigen Leckagemengen. TALUFT Nach „TA-Luft V 0“ müssen in Deutschland die Leckagemengen innerhalb der in → Tab. 55 gezeigten Grenz werte liegen. Dabei ver- weist die TA-Luft auf die Prüfung nach ISO 15848-1. In anderen Ländern sind die ge- nannten ISO-Normen und API-Normen er- forderlich und international anerkannt. CLEAN AIR ACT Der Clean Air Act definiert maximale Leckagewerte für Flanschverbindungen, Ventile, Pumpen und Rührwerke in den USA. Die Leckagetests sind nach der EPA-Methode 21 (Schnüffel-Methode) mit Methan durchzuführen. API 622 API 622 ist eine internationale Leistungs- prüfung für Materialien unter Berück- sichtigung mehrerer Faktoren, wie Tem- peratur, Druck sowie thermischer und mechanischer Schaltzyklen. API 624 Dabei handelt es sich um eine Typprüfung von Hubventilen, die mit Grafit packungen gegen flüchtige Emissionen ausgestattet sind. Sie erfordert, dass die geprüfte Ventil packung zuvor gemäß API 622 ge- testet wurde und für den Einsatz bei Betriebs temperaturen von –29 °C bis +538 °C geeignet ist. KLASSE PRÜFGAS HELIUM GEMESSENE LECKAGERATE [mg/(s x m)] BEMERKUNGEN A B C ≤ 10‒5 ≤ 10‒4 ≤ 10‒2 Typischerweise mit Faltenbalgdichtungen oder gleich wertigen Dichtsystemen für Regelventile erreichbar Typischerweise mit Packungen auf Basis von PTFE oder aus Elastomerwerkstoffen erreichbar Typischerweise mit Spindelabdichtungen auf Basis von expandiertem Grafit erreichbar Tab. 54 ISO 15848-1: Graduierung und die max. zulässigen Leckagemengen 848

849

T a b . 5 5 > 4 0 > 4 0 ≤ 4 0 ≤ 4 0 [ b a r ] D R U C K L e c k a g e k l a s s e n i n T A - L u f t > 2 0 0 ≤ 2 0 0 > 2 0 0 ≤ 2 0 0 [ ° C ] C l a s s L C ≤ 1 0 ‒ 2 m g / ( s x m ) C l a s s L B ≤ 1 0 ‒ 4 m g / ( s x m ) 8 4 9 STICHWORT- VERZEICHNIS STOPFBUCHS PACKUNGEN MEMBRANEN FALTENBÄLGE HYDROSPEICHER SPEZIALDICHTUNGS- PRODUKTE STATISCHE DICHTUNGEN FLUID POWER ANWENDUNGEN – PNEUMATIK FLUID POWER ANWENDUNGEN – HYDRAULIK T E M P E R A T U R B E R E I C H L E C K A G E K L A S S E 8 . N o r m e n z u r R e d u z i e r u n g d ff u s e r E m i i s s i o n e n DICHTUNGEN FÜR ROTATORISCHE ANWENDUNGEN MATERIAL, WERKSTOFFE UND VERFAHRENSTECHNIK EINFÜHRUNG & SERVICES

850

Stopfbuchspackungen 9. ABZUDICHTENDE MEDIEN 9.1 MEDIENTABELLE MEDIENHAUPTGRUPPE 1 ALKALIEN 1.1 Verdünnte Alkalien 6 8 5 4 n o l i m a R 4 0 2 6 t a t s o r A 5 1 2 6 I I n a l o r A 3 1 3 6 m e h c i n U 3 0 3 6 t a t s i n U 3 2 3 6 l a v i n U 5 7 3 6 m e h c l A 1 0 5 6 x e l f i f a r G 0 5 5 6 m a e t s o b r a C 5 6 5 6 S l a i z e p S G 0 6 5 6 l a i z e p S G 2 4 7 6 n o l i b m o K 0 0 0 7 t i d r e v i n U 8 8 5 6 x e l f i n U 0 5 3 6 c e t l a V 9 5 5 6 c e t l a V 0 0 2 7 c e t l a V 0 5 2 7 c e t l a V 0 9 2 7 c e t l a V 0 0 3 7 c e t l a V 6 1 2 6 S m e h c o r A C B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B 1.2 Konzentrierte Alkalien – B – – B B B B B B B B B B B B B – – B B 2 DAMPF 2.1 ≤ 180 °C 2.2 ≤ 280 °C 2.3 ≤ 550 °C 3 DÄMPFE UND GASE 3.1 Inerte Gase, Luft 3.2 Flüchtige Kohlenwasserstoffe; Lösungsmitteldämpfe 3.3 Saure Gase 3.4 Sauerstoff 3.5 Wasserstoff 4 LÖSUNGSMITTEL 4.1 Aliphatische und aromatische Kohlen wasserstoffe, Aldehyde, Alkohole, Ester, Ketone, chlorierte Kohlenwasserstoffe 5 ÖLE UND FETTE 5.1 Mineralöle und fette, pflanzliche und tierische Öle und Fette 5.2 Synthetische Öle, Wärmeträgeröle 850 – C – B B – B B B B B B B B B B B – – B B – – – – – B B – – B B B B B B – – – – – – – B B B B – – – – – B – – B B – B – – B B C B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B – B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B – – – – – B – – – B – – B B B B – B B B – – B – B C B B B – B B B B B B B B B – – – – B – – – B – – – – B B B B B B B – – – – B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B – B B B B – B B B – B B – B – B B B – B –

851

9. Abzudichtende Medien 3 1 3 6 m e h c i n U 3 0 3 6 t a t s i n U 3 2 3 6 l a v i n U 5 7 3 6 m e h c l A 1 0 5 6 x e l f i f a r G 0 5 5 6 m a e t s o b r a C 5 6 5 6 S l a i z e p S G 0 6 5 6 l a i z e p S G 2 4 7 6 n o l i b m o K 0 0 0 7 t i d r e v i n U 8 8 5 6 x e l f i n U 0 5 3 6 c e t l a V 9 5 5 6 c e t l a V 0 0 2 7 c e t l a V 0 5 2 7 c e t l a V 0 9 2 7 c e t l a V 0 0 3 7 c e t l a V 6 8 5 4 n o l i m a R 4 0 2 6 t a t s o r A 5 1 2 6 I I n a l o r A 6 1 2 6 S m e h c o r A – B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B – C C C B B B B B B B B C B B B B C C B B – – – – B B B B C C C C – B – C C – – C C MEDIENHAUPTGRUPPE 6 SÄUREN 6.1 Stark verdünnte organische und anorganische Säuren 6.2 Konzentrierte organische Säuren, anorganische Säuren mittlerer Konzen tration 6.3 Konzentrierte anorgani sche Säuren 7 NEUTRAL WÄSSRIGE LÖSUNGEN 7.1 Salzlösungen B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B 8 SONSTIGE ORGANISCHE VERBINDUNGEN 8.1 Nitril, Amine, Lactame – – B B B B B B B – B B B B – B B B B – – 9 WASSER 9.1 Brauchwasser, Seewasser, Abwasser, Heißwasser bis +100 °C 9.2 Heißwasser über +100 °C, Kesselspeisewasser B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B C C B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B geeignet C bedingt geeignet – nicht geeignet 851 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

852

Stopfbuchspackungen 9.2 MEDIENREGISTER STOPFBUCHSPACKUNGEN Erläuterungen zu den Ordnungszahlen finden Sie in → Abschnitt „9.1 Medientabelle“ auf Seite 850. A Abwasser Aceton Acetylen Acrylnitril Adipinsäure Akku-Säure Alaun, wässrig Aluminiumacetat Aluminiumchlorid Aluminiumsulfat Ameisensäure Ammoniak, flüssig Ammoniak, gasförmig Ammoniak, wässrig Ammoniumchlorid Ammoniumsulfat Anilin Asphalt ASTM-Öle 1, 2, 3 Ätzkali (= Kalilauge) Ätznatron/Natronlauge B Bariumsalze, wässrig Benzaldehyd Benzin Benzoesäure, wässrig Benzol Benzylalkohol Benzylchlorid Bitumen Blausäure Bleiacetat, wässrig Bleisalze, wässrig Bonderite®/P3®-Lauge Borax, wässrig Bremsflüssigkeit (ATE blau) Brom Bromwasserstoffsäure Butadien Butan Butandiol Buttersäure Butylacetat Butylalkohol Butylenglykol Butyraldehyd C Calciumacetat Calciumbisulfitlauge Calciumchlorid, wässrig Calciumhydroxid, wässrig Calciumhypochlorid Campher Caprolactam Chlor, nass Chlorbenzol Chloressigsäure Chloroform Chlorparaffin Chlorsulfonsäure Chlorwasser RT Chlorwasserstoffgas Chromsäure Cyclohexan Cyclohexanol Cyclohexanon 9.1 4 3.2 8 6.1; 6.2 6.2 6.1 7 6.3 6.1 6.1; 6.2 1.2 1.2 1.1; 1.2 7 7 8 4; 5.1 5.1 1.1; 1.2 1.1; 1.2 7 4 4 6.1; 6.2 4 4 4 4; 5.1 6.1; 6.2 7 7 1.1; 1.2 7 5.2 3.3 6.1; 6.2 3.2; 4 3.2; 4 4 6.1; 6.2 4 4 4 4 7 7; 6.1 7 1.1 6.1; 6.2 8 8 3.3 4 6.2; 6.3 4 4 6.1; 6.2 6.2; 6.3 3.3 6.2; 6.3 4 4 4 852

853

9. Abzudichtende Medien D Dampf bis 180 °C Dampf bis 280 °C Dampf bis 550 °C Dibenzylether Dibutylether Dibutylphthalat Dieselöl Diethanolamin Diethylenglykol Diethylether Diethylsebacat Dimethylformamid Dioctylphthalat Diphenyloxid Diphyl Dowtherm A Druckflüssigkeiten gemäß DIN 51524 Gruppe H, HL, H-LP 5.1; 5.2 4 Düsenkraftstoff (Carburateur) 2.1 2.2 2.3 4 4 4 5.1 8 4 4 4 4 4 4 5.2 5.2 Ethylendichlorid Ethylenglykol Ethylenoxid F Fäkalien Fettalkohol Fette Fettsäuren Fichtennadelöl Fixierbad Fluor, trocken Fluorbenzol Flusssäure, konzentriert Formaldehyd Freon-Typen Frigen-Typen Frostschutzmittel E Eisen-III-Chlorid, wässrig Eisennitrat Eisensulfat, wässrig Eisessig Erdgas Erdnussöl Erdöl Essigsäure Essigsäureanhydrid Ethan Ethanolamin Ethylacetat Ethylalkohol Ethylbenzol Ethylchlorid Ethylen Ethylenchlorid 7 6.1 7 6.2 3.2 5.1 5.1; 4 6.1; 6.2 6.2 3.2 8 4 4 4 4 3.2 4 G Gasöl Gelatine Gerbsäure Glaubersalz, wässrig Glycerin Glykol H Harnstoff, wässrig Heizöl Heptan Hexan Hochofengas 4 4 3.2 9.1 4 5.1 6.1; 6.2 5.1 1.1 3.3 4 6.2 4; 1.1 4 4 4 5.1 7 6.1; 6.2 7 4 4 7 5.1 4 4 3.2 853 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

854

Stopfbuchspackungen Erläuterungen zu den Ordnungszahlen finden Sie in → Abschnitt „9.1 Medientabelle“ auf Seite 850. Holzbrei Hydraulikflüssigkeiten/ Mineralöl-Basis Hydraulikflüssigkeiten/ Phosphatester-Basis Hydrazin 7; 6.1 5.1 5.2 1.1; 1.2 Kieselfluorwasserstoffsäure Kohlendioxid, gasförmig Kohlenmonoxid Kokosnussöl Koksofengas Kresol Kupferacetat, wässrig Kupferchlorid, wässrig Kupfersulfit, wässrig 6.2; 6.3 3.1 3.1 5.1 3.1 4 7 7 7 I Isobutylalkohol Isobutylketon Isooctan Isopropanol Isopropylacetat Isopropylether J Jod-Jodkalium, wässrig Jodtinktur K Kalilauge Kaliumacetat, wässrig Kaliumbromid, wässrig Kaliumcarbonat, wässrig Kaliumchlorat, wässrig Kaliumchlorid, wässrig Kaliumcyanid, wässrig Kaliumnitrat, wässrig Kaliumsilikat, wässrig Kalkmilch Kesselspeisewasser 4 4 4 4 4 4 7 4 1.1; 1.2 7 7 7; 1.1 7 7 7 7 7 1.1; 1.2 9.1; 9.2 L Laurylalkohol Lebertran Leim, wässrig Leuchtgas Lithiumchlorid M Magnesiumchlorid Magnesiumhydroxid Magnesiumsulfat Maleinsäure Maleinsäureanhydrid Meerwasser Methacrylsäuremethylester Methan Methanol Methylenchlorid Methylethylketon (MEK) Methylglykolacetat Methylisobutylketon Milchsäure Mineralöl Monochlorbenzol Monochloressigsäure 4 5.1 7 3.2 7 7 1.1; 1.2 7 6.1; 6.2 6.2 9.1 4 3.2 4 4 4 4 4 6.1 5.1 4 6.2; 6.3 854

855

9. Abzudichtende Medien N Naphta Naphtalin Natriumcarbonat Natriumchlorid Natriumcyanid Natriumhypochlorit Natriumnitrit Natriumphosphat Natriumsilikat Natriumsulfat Natriumsulfid Natriumsulfit Natriumthiosulfat Nickelsulfat Nitrobenzol O Oleum Oxalsäure P Palmitinsäure Papierbrei Paraffin Paraffinöl Pentan Perchlorethylen Perchlorsäure Petrolether Petroleum Phenol, wässrig Phosphorsäure Phthalsäure Phthalsäureanhydrid Propan Propanol Propylacetat Propylenglykol 4 4 1.1 7 7 6.1; 6.2 7 7 7 7 7 7; 6.1 7 7 4 6.3 6.1; 6.2 6.1 7 5.1 5.1 4 4 6.2; 6.3 4 5.1; 4 6.1; 6.2 6.1; 6.2 6.1; 6.2 6.1; 6.2 3.2; 4 4 4 4 R Röstgase, trocken S Salicylsäure Salpetersäure Salzsäure Sauerstoff, gasförmig Schwefeldioxid Schwefelkohlenstoff Schwefelsäure schweflige Säure Seewasser Seifenlösung Silbernitrat, wässrig Silikonöl Stearinsäure Sulfitlauge T Talg Tannin Teer Terpentin Tetrachlorkohlenstoff Tetrahydrofuran Toluol Tributylphosphat Trichloressigsäure Trichlorethylen Triethanolamin 3.2; 3.3 6.1; 6.2 6.2; 6.3 6.2; 6.3 3.4 3.3 4 6.2; 6.3 6.2; 6.3 9.1 7 7 5.2 6.1 6.1; 6.2 5.1 6.1 5.1 4 4 4 4 4 6.2; 6.3 4 8 V Vinylacetat Vinylchlorid, wässrig 4 8 855 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

856

Stopfbuchspackungen Erläuterungen zu den Ordnungszahlen finden Sie in → Abschnitt „9.1 Medientabelle“ auf Seite 850. W Wärmeträgeröl Wasser, bis 100 °C Wasser, kalt Wasser, Kessel speisewasser Wasser, Seewasser Wasser, über 100 °C Wasserdampf Wasserglas Wasserstoffperoxid Weinsäure X Xylol Z Zinkchlorid Zinksulfat Zitronensäure 5.2 9.1 9.1 9.1; 9.2 9.1 9.2 2.1–2.3 7 7 6.1; 6.2 4 6.1; 6.2 6.1 6.1; 6.2 856

857

10. Handling und Montage von Stopfbuchspackungen 10. HANDLING UND MONTAGE VON STOPFBUCHSPACKUNGEN & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A 45° R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V 10.1 ALLGEMEINES Für das Verpacken von Stopfbuchspackun- gen werden vorgepresste Packungsringe verwendet. Das Zuschneiden von Ringen aus Meter- ware wird zweckmäßig auf einer Merkel® Packungsschneidlehre vorgenommen, genau abgelängt und beim Einbau über die Welle oder Spindel zum Ring geformt. Behelfsweise kann der Packungsstrang auch über eine Welle oder ein Rohr gleichen Durchmessers gebogen und geschnitten werden. Ein Schrägschnitt ist für gute Dichtungseigenschaften unbedingt an- zuweden. Packungen ohne Bindemittel werden vor dem Schneiden gegen ein Auf- spleißen beiderseits der Schnittstelle mit einem Klebestreifen versehen. Der Schnitt erfolgt dann durch den Klebestreifen. Die fertigen Ringe werden nacheinander mit versetzten Schnittstellen in die Stopf- buchse eingeführt und mit der Stopfbuchs- brille angezogen. Dabei wird die Packung einmal fest angezogen, damit sie sich dem Stopfbuchsraum anpassen kann. An- schließend werden die Muttern wieder gelöst und mit mäßiger Kraft erneut an- gezogen. 10.2 VORSPANNEN DER PACKUNG Die richtige Vor- bzw. Betriebsspannung ist abhängig von der Art der Packung so- wie der Anwendungsform. Nur mit einem Drehmomentschlüssel oder einer ähnli- chen Kraftmesseinrichtung lassen sich die erforderlichen Brillenkräfte einstellen. Packung zuschneiden 45° Erst axial öffnen – dann gering radial Schnittstellen zuerst einführen Abb. 377 Zuschneiden von Packungsringen Map-Marker-Exclamation Mindestspannung bei Pumpen- packungen Dabei ist eine Mindestspannung von 0,5 bis 1,5 N/mm2 erforderlich. Armaturenpackungen Armaturenpackungen werden mit einer Betriebsspannung von 2 bis 5 x Medium- druck und einer Mindestspannung von 5 N/mm2 eingesetzt. Zusätzlich zu diesen allgemeinen Hin- weisen sind für bestimmte Packungen und spezielle Anwendungen gesonderte Anleitungen verfügbar. Einfahren der neuen Packung Wellenabdichtungen sind während der Einlaufphase thermisch besonders ge- fährdet. Deshalb ist beim ersten Anlauf auf die Erwärmung der Welle zu achten. Läuft die Packung zu heiß, muss das Aggregat gestoppt werden. Nach kurzer Abkühlzeit soll sich eine gleichmäßige Leckage einstellen. Das Aggregat kann wieder in Betrieb genommen werden. Pumpenpackungen werden mit einer Be- triebsspannung an der Brille von 1,05 bis 2 x Mediumdruck angezogen. Dieser Vorgang muss eventuell einige Male wiederholt werden, bis die betriebsnot- wendige Leckage an der Welle erreicht ist. 857

858

Stopfbuchspackungen 10.3 EINBAU DER FORMRINGE Formgepresste Packungsringe müssen beim Einbau besonders schonend behan- delt werden, damit die Dichtungseigen- schaften nicht durch unnötiges Aufbie- gen des Querschnittes beeinträchtigt werden. Wenn die Ringe nicht von vorne in die Stopfbuchse eingeführt werden können, werden sie zunächst einzeln an den Ringenden axial etwas aufgebogen, sodass ein Spalt entsteht, der über die Welle passt. Das Aufbiegen in radialer Richtung sollte so gering wie möglich sein. Formgepresste Packungsringe sollen mit der Schnittstelle voran eingebaut werden. 10.4 TOLERANZEN UND OBERFLÄCHEN Um die Reibung und den Verschleiß von Welle und Kolben so gering wie möglich zu halten, werden folgende Oberflächengüten empfohlen. Grundsätzlich gilt, je feiner oder glatter die Oberflächenbeschaffenheit ist, desto geringer ist die Reibung und desto länger ist die Lebensdauer der Packung. y Kreiselpumpenwellen, Plunger und Spindeln y Gehäusebohrungen Ra ≤ 0,25 µm Ra ≤ 2,50 µm Diese Werte gelten nur für allgemeine Anwendung. Bei hohen Anforderungen an Dichtheit und Lebensdauer ist der Ra-Wert für Wellen bzw. Plunger und Spindeln auf Ra-Werte ≤ 0,1 µm zu senken. Bei Kreiselpumpen soll der Wellenschlag geringer als 1/1.000 des Wellendurch- messers sein. Um in Ventilen geringere Leckagen zu erreichen, darf der Wellen- schlag nicht mehr als 1/100 der Packungs- breite betragen. Map-Marker-Exclamation Zulässige Spalt- breiten zwischen Welle und Brillen- bohrung 858 10.5 SPALTBREITEN Die zulässigen Spaltbreiten zwischen Welle (Plunger) und Brillenbohrung (Grundbohrung) sollte 2/100 der Pack ungsbreite betragen. Liegen größere Spaltbreiten vor oder handelt es sich um extrudierfreudige Packungen, müssen entsprechende Kammerungsringe vorge- sehen werden. Jeder Lieferung sind die aktuellen Einbau- hinweise beigefügt. 10.6 LAGERUNG Die Stopfbuchspackungen sollten in Kar- tons, flach auf Regalen, in trockenen Räu- men mit normaler Temperatur und Feuchtigkeit gelagert werden, geschützt vor Verschmutzung, mechanischer Beschä- digung, extremen Temperaturen, Son- nenlicht oder anderer Strahlung. Die Halt- barkeit hängt nicht nur von den oben genannten Lagerungsbedingungen ab, sondern auch von dem Material selbst. Auf jedem Karton einer Stopfbuchspa- ckung wird zusätzlich zur Rückverfolgbar- keit eine eindeutige Chargennummer an- gebracht.

859

11. Geräte für Demontage und Schneiden von Packungen 11. GERÄTE FÜR DEMONTAGE UND SCHNEIDEN VON PACKUNGEN 11.2 MERKEL® RING- SEGMENTE 7511 Zur Montage der Packungen gibt es für Packungszieher aufschraubbare Metall- ringsegmente. So können die Packungs- ringe leicht, gleichmäßig und schonend eingeschoben werden, der Einbau wird somit vereinfacht. Druckstückringsegment mit rohrför migem Ansatz und Innengewinde, für Packungs- zieher der Größen 0 bis 3. 11.1 MERKEL® PACKUNGS- ZIEHER 7500 Packungszieher sind speziell für das schnel- le und schonende Entfernen von alten Pa- ckungen entwickelt worden. Die geschmie- dete, wendelförmige Spitze ist kraftschlüssig mit der Zieherwelle verbunden. Sie bohrt sich mit ihrer hohen Steigung mühelos fest in alle Arten von Geflecht- und Gewebe- packungen ein. Mit der biegsamen und kräftigen Welle werden auch schwer zu- gängliche Stopfbuchsräume gut erreicht (→ Kapitel „Services – Montage- und De- montagehilfsmittel“, Seite 14). Packungszieher werden satzweise in einem praktischen Behälter geliefert. Jeder Satz besteht aus je einem Paar stählerner Zieher, in folgenden Abmessungen: y Größe 3: 22 cm für Stopfbuchspackungen Abb. 379 Druckstückringsegment ab 6 mm y Größe 2: 33 cm für Stopfbuchspackungen ab 10 mm y Größe 1: 44 cm für Stopfbuchspackungen ab 13 mm NUTZEN FÜR DEN KUNDEN y die biegsame Zieherwelle passt sich auch an schwer erreichbare Stopf- buchsen an y Größe 0: 50 cm für Stopfbuchspackungen y die wendelförmigen Spitzen sind aus- ab 16 mm tauschbar y als PackungszieherSet mit den Größen 1, 2 und 3 11.3 MERKEL® PACKUNGS- SCHNEIDLEHRE 7505 Die Universal-Packungsschneidlehre wurde für das praxisgerechte Schneiden von Pa- ckungen von der Rolle entwickelt. Auf die- ser Lehre werden Packungen maßgenau und anwendungsgerecht geschnitten. Abb. 378 Packungszieher Abb. 380 Packungsschneidlehre 7505 859 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

860

Stopfbuchspackungen NUTZEN FÜR DEN KUNDEN y stabiler Kunststoff mit seitlichen Be- festigungsstegen y Maßskala in mm und inch y für Radial-Schrägschnitt 45° im Wellen-/ Spindelbereich y maximale Zuschnittlänge 470 mm y Klemmvorrichtung für Packungsar- retierung an der Schneidefuge y Querschnittskala auf feststellbarem Aluminiumschieber mit Packungsan- schlag y Fingerschutz y praktisches Qualitätsmesser als Zube hör (kann als Ersatzmesser 7513 nach- geliefert werden) 860

861

12. PROBLEMBEHANDLUNG 12. Problembehandlung 12.1 ALLGEMEINES Es ist nicht immer eindeutig, warum eine Stopfbuchspackung nicht einwandfrei funktioniert. Durch sorgfältige Überprü- fung der verwendeten Ringe können die Ursachen allerdings oft definiert werden. 12.2 EINBAU Einer der häufigsten Gründe für den Aus- fall von Stopfbuchspackungen sind zu kurze Packungsringe. Wenn Ringe zu kurz geschnitten sind, führt die Kompression des Packungssatzes zu einer Bewegung der nachfolgenden Ringe in die Freiräume. Die Ringe weisen dann axiale „Beulen“ auf, die in den folgenden Bildern deutlich zu sehen sind. genug geschnitten wird, um Lücken zwi- schen den Packungsenden zu ver meiden. Bei der Berechnung der richtigen Länge eines Packungsrings ist das Schrumpfver- halten verschiedener Garnmaterialien zu berücksichtigen. Die Verwendung eines Packungsschneiders sowie die technische Unterstützung durch die Engineering-Ab- teilung von FST helfen, dieses Problem zu ver meiden. 12.3 EXTRUSION 1 Wenn der Spalt zwischen Welle und Gehäuse zu groß ist, kann es zu einer Ex- trusion der Packungsringe in Richtung Medium kommen. Ein Spalt zwischen Welle und Stopfbuchsbrille kann zu einem ähnlichen Effekt führen. Ein übermäßiger Druck der Brille auf die Stopfbuchspackung oder eine falsche Ausrichtung der Welle kann ebenfalls zur Extrusion der Packung führen. Es gibt mehrere Lösungen für dieses Problem: Geflochtene Anti-Extrusions- Packungsringe schützen weiche Packungen vor Extrusion. Alternativ kann eine me tallische Scheibe am Stopfbuchsboden verwendet werden, um die Spaltgröße zu verringern. Alternativ kann die Stopfbuchs- konstruktion geändert werden, um die Spalte zu minimieren. Bei einem Wellen- versatz können harte Führungsringe die Leistung erhöhen. Abb. 381 Ringe zu kurz geschnitten Sollte ein zerlegter Packungssatz diese typischen Merkmale aufweisen, so ist da- rauf zu achten, dass jeder einzelne Ring lang Map-marker-edit Metallische Scheibe am Stopfbuchsboden zur Verringerung der Spaltengröße 861 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

862

Stopfbuchspackungen Abb. 382 Extrusion 1 Abb. 383 Extrusion 2 12.4 EXTRUSION 2 Die Packung zeigt Extrusion zwischen Welle und Stopfbuchsbrille. Übermäßiger Brillendruck oder ein zu großer Dicht spalt zwischen Welle und Stopfbuchsbrille sind die Ursache. Der Einbau von passenden Kammerungsringen sollte das Problem beheben. 862

863

12. Problembehandlung 12.5 WELLENAUS- GLEICHUNG Weisen alle Packungsringe eines Satzes auf einer Seite ihres Querschnitts eine ungleiche radiale Dicke auf, ist die Welle in einer Richtung konzentrisch falsch ausgerichtet. Ein Anzeichen für den Ver- satz könnte ein erschwerter Einbau der Packungsringe durch ungleiche Abstän- de in der Stopfbuchse sein. Die unsym- metrische Belastung verursacht einen zu- sätzlichen Verschleiß der Packungsringe, was zu einer verbrannten Oberfläche, als auch zu einer Leckage führen kann. Im Ex- tremfall kann die Welle durch Reibung zwischen Stopfbuchse oder Gehäuse be- schädigt werden. Dies führt zu einer kürzeren Lebensdauer des Packungssatzes und deutlich höheren Wartungskosten. Um dies zu vermeiden, sollte die Lage- rung der Welle verbessert oder ersetzt werden. Überlappende Bereiche erzeugen eine hohe Reibung, die zu Überhitzung und Verschleiß zwischen Packung und Wellen- oberfläche führt. Aufgrund der unzurei- chenden Belastung der anderen Teile des Rings wird die Leckage schwer zu kontrol- lieren sein. Dieser Einbaufehler ist an der unebenen Oberfläche des Packungsrings zu erken- nen. Zudem kann die Stopfbuchse nicht aufrecht eingebaut werden. Um diesen Fehler zu vermeiden, sollten die Verfahren zur Ringmontage sorgfäl- tig durchgeführt werden. Führen Sie dazu die beiden Schnittenden zusammen, um sie dann in die Stopfbuchse einzuführen. Drücken Sie anschließend den verblei- benden Teil des Rings mit gleicher Kraft bis zum Ende herunter. Installieren Sie weitere Ringe auf die gleiche Weise. Abb. 384 Wellenausgleichung Abb. 385 Axiale Verformung der Packung 12.6 AXIALE VERFORMUNG DER PACKUNG Wenn sich die Schnittenden eines Packungs- rings beim Einbau überlappen, kann es zu einem Überlaufen des Materials an der Schneidfuge kommen. Dies kann dazu führen, dass die Kompression nicht gleich- mäßig auf die Ringe verteilt wird. 12.7 WELLENSCHLAG Die Wellendurchbiegung in Kreiselpumpen oder Rührwerken kann verschiedene Ursa- chen haben, wie z. B. Unwucht, Vibration, Rohrspannung oder Kavitation. Für die Packungsdichtung bedeutet dies eine hö- here Leckage, die nicht durch Anziehen der Stopfbuchse reduziert werden kann. 863 & G N U R H Ü F N I E S E C I V R E S , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M S H C U B F P O T S N E G N U K C A P - T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

864

Stopfbuchspackungen Nach dem Ausbau der Packung weisen die Ringe typischerweise in einem Bereich eine geringere radiale Dicke auf als vor dem Einbau. Besonders PTFE-basierte Packungen leiden hier, da sie sich schnell plastisch verformen. Packungen aus Ara- mid- oder Kohlegarn sind flexibler und können bis zu einem gewissen Grad die Wellendurchbiegung tolerieren. Um die Dichtungsleistung zu verbessern, ist es jedoch unerlässlich, das zugrunde liegen- de Problem zu verbessern, indem das Lager der Welle ausgetauscht wird. Abb. 386 Wellenschlag 864

865

STICHWORTVERZEICHNIS Stichwortverzeichnis , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A A Abdichtmedium Abhängigkeiten Abrasive Partikel Abrieb Abstellmaßnahmen Acrylfasern Acrylnitril Additive Agglomerate Aggregat Aggregatzustand Aktivatoren Allzweckkautschuke Alterungsschutzmittel Alterungsverhalten Amorph Analyse Anziehdrehmoment API 622 – Norm API 624 – Norm Aramidgarne Aramidgewebe Aromaten ATEX Aufdehnung Aufnahmebohrung Ausfallbilder – Schadensbilder Ausformvolumen Auslegungsbeispiele Außenmantelkühlung Auswahl – Produkt 386 462, 468, 481, 490 386 69, 75, 77, 82, 94, 107, 144, 166, 172 360, 392–394, 396, 398, 400, 402 844–845 775, 779, 804 102, 113 140, 217 262, 287, 313, 315, 319, 336, 361, 369, 384, 386, 857 37, 217 104, 113, 119, 127 50 39, 104, 110–112, 127, 168, 289, 758 60, 158 217 383, 387, 391, 403, 405 635, 638 822, 824, 848 848 816, 826, 844–845 807, 809 56, 59, 61, 217 315 612–613, 624, 627 293, 333, 360, 401, 415 800 465–466 791 841 Rotatorische Dichtungen Fluid Power – Hydraulik Fluid Power – Pneumatik Statische Dichtungen Spezialdichtungen Hydrospeicher Faltenbälge Membrane Stopfbuchspackungen 230, 301, 340, 346 420, 503, 508 540, 564 590 650 714 744 764 816 863 220–221 Axiale Verformung Axialkraft B Bauart Bauteilbeanspruchung Bauteile Bedrucken Befestigung 730, 733 786, 790 471 15, 622 717, 726, 728, 730 Befettung Begutachtung Behandlung – RFN Belastung Benetzung Berechnung Beschädigung Beschichtung Beschleuniger Betriebsdaten Betriebsdruck Betriebsüberdruck Bindenaht Blasenbildung Blockcopolymere Blow-By-Effekt Bohrung Braunsche Molekularbewegung 338, 360–361, 371, 394–396, 570–571 16, 180, 799 795–796 48, 76, 105, 148, 151, 154–155, 160, 165–166, 168, 171–172, 175 325, 369, 385, 395 468, 472–474 324, 330, 370, 378, 381, 384, 390, 393–394, 396–399, 401–402, 580, 610, 755, 797 11 104, 113, 119, 127 788, 792 634–635 717, 731–732 169 170, 175, 389, 403–404 42, 47, 75, 77 533–534 293–294, 330, 333–334, 346, 361, 363, 375, 379, 381–382, 386, 395, 401, 414–415 217 C Charakterisierung Rotatorische Dichtungen Clean Air Act Coagenzien Compounds Compression Molding Computertomographie 403–405 848 113, 120–121, 127 468, 470, 483–485, 490 97, 133 404 D Dauerbelastung Dauerverformung Deckelverschluss Deformation Dehnung Dekompression Delamination Demontage Demontagehilfsmittel Design 158, 160 160 842 466, 468–469, 471–472, 477, 495 624 175, 529, 626 166, 170–171 378, 525, 635 14, 381, 624, 859 Material Rotatorische Dichtungen Statische Dichtungen 164–166, 171 318, 412 625 72, 128, 130, 145, 178, 180, 216 Dichte R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V 865

866

Stichwortverzeichnis Dichtfunktion Dichtheitsverhalten Dichtkante Dichtkantenverschleiß Dichtlippengeometrie Dichtmechanismus Dichtprinzipien Dichtungsanordnungen Dichtungsbleche Dichtungseigenschaften Dichtungsexperten Dichtungsgegenlauffläche Dichtungslösungen Dichtwirkung Dieseleffekt Differenzdruck Dimensionen Dimensionierung DIN 3760 – Norm DIN 32676 – Norm Dispergieren Dorn Drall Drallfreiheit Drehzahl Dreiecksnut Druck Druckanwendungen Druckaufbau Druckbehälter Druckbelastung Druckentlastung Druckentlastungsfunktion Druckluft Druckprüfstände 287, 289–290, 292, 294, 324, 330, 335–336, 368, 370, 385–386, 388–390, 393, 396, 399, 406 291, 303, 315 261, 274, 287–292, 313–315, 318, 404–405, 420, 446, 448, 450, 463, 467, 481, 495, 502, 531–533 298, 321, 532 289, 569–570 320, 839 36 269 596 484, 487, 489 403 406 462, 503 36 529 789–791, 800, 811–812 603–604, 628, 723 788–789, 798 293, 325, 373 639 218 520, 584, 694–695 326–327, 329, 384, 386, 390, 406 326, 329, 406 232, 240, 262, 267, 287, 292, 311, 313–314, 320, 327, 329, 331, 338, 340, 342, 385–386, 410 607–608 262, 281, 287, 311, 313, 315, 318–321, 338, 340, 346, 349, 351, 353, 355, 357–358, 361, 385, 414 288, 293–294, 306, 318, 385 466, 530 726, 736–737 772, 781–782, 785, 790, 800, 811, 822 450, 466, 530 434, 466–467, 511–512, 516 557–558, 563, 576–577 410 866 Druckstoßdämpfung Druckverformungsrest Durchmesser 731 49, 58, 121, 130, 152–153, 158, 160 632, 635, 766, 774, 784–785, 793–794, 811 E Eigenfrequenz Eigenwiderstand Einbau 718, 722 787–788, 810 536 Fluid Power – Hydraulik 602, 606–607, Statische Dichtungen 612, 624, 630–632, 634, 637, 641, 644 674 Spezialdichtungen 779, 782–783, Membrane 797–798, 800–801 Stopfbuchspackungen 857–859, 861–864 777–778 717, 725, 728, 730, 733 Einbaudimensionen Einbaulage Einbauraum Rotatorische Dichtungen Fluid Power – Hydraulik Fluid Power – Pneumatik Statische Dichtungen Spezialdichtungen Hydrospeicher Membrane 275, 413 519–522, 524–525 573, 582 606, 624–625 674 717, 725, 728, 730 785, 789 635 857 468–469, 474, 492, 526 462, 478, 481, 492 287 330, 332, 374, 378 519, 580 696, 701 262, 321, 369 808 779, 797, 811 785, 789, 792, 797, 811 326 295, 528 422, 462, 486, 511–512 503, 508, 510, 512, 514, 516, 518 360, 362 40–41, 52, 58, 61, 68, 77, 99–101, 107, 110–111, 115, 139, 153, 218–219 Einbauumgebung Einfahren Einflüsse Einflussfaktoren Einflussparameter Einführfase Einführschrägen Einkauf Einkleben Einlegeteile Einspannbereich Einspannung Einstichschleifen Einwirkungen Einzeldichtung Einzelkomponenten Einzelverpackung Elastizität

867

Stichwortverzeichnis Formgebungsverfahren 94, 110, 132–133, 136 858 Formringe 386 Formsand Freigabe 144 496, 519, 531 Fremdkörper 145, 153 Frequenzverhalten 468–470 Führungswerkstoff Füllstoffe 50–51, 94, 104–107, 113, 126–127, 140, 167 Funktionsabschätzung 698 639, 641, 697 Funktionsintegration 533, 561, 781–782 Funktionsprinzip 403, 409, 412 Funktionstests Funktionsweise 403, 724–729 G Garne Gasanschlüsse Gasfülldruck Gasverluste Geflecht Gegenlauffläche 822, 844–845 732, 735 717, 722, 727, 729–732 731–732 843, 859 324, 406 Rotatorische Dichtungen 458, 460–462, Fluid Power – Hydraulik 468–470, 478, 480–481, 485, 492–495, 497, 501, 519, 526, 532–533 Fluid Power – Pneumatik 571, 574–575 324–325, 360, 382, 400 685, 687 284–287, 293–294, 300, 317, 323, 333–334, 337, 339–340, 349, 351, 353, 363–367, 374, 378–380, 383, 392, 396–398, 400–402 287, 293, 360, 363–365, 368–369, 381, 383–384, 398, 401, 413, 415 781–782, 785, 811, 840 789, 792, 797 454, 470–472, 481 232, 234, 242, 252, 301–302, 320 297–298, 304, 306, 308 764, 768, 774–775, 779–780, 791, 793–794, 798, 800, 807, 809, 812 791, 798, 800, 807 766, 798, 801–802, 807 Gegenlaufstelle Gegenringe Gehäuse Gehäusebohrung Gehäusedurchmesser Gehäuseteile Geometrie Getriebe Getriebeöle Gewebe Gewebeauflage Gewebeeinlage 867 Elastizitätsmodul Elastomer 784, 786, 790, 811 Material Spezialdichtungen 43, 113–114, 117, 123–125, 139–140, 146, 150, 155–158, 160, 163, 167, 171, 174–175, 179, 219, 222 675, 678, 681, 696, 699, 701–703 261, 293–294 160, 180 42–43, 72–73 662, 665, 676, 701 664 664 3–4, 10, 12, 18, 21 109 161, 172 844, 861–862 466, 469, 471, 478–480, 530 133, 137 242, 283, 285–287, 330, 346, 386 Elastomeraußenmantel Elastomerbauteile Elastomerlegierungen Elastomerverbundteile Emissionen Emissionsminderung Entwicklung Erdölraffination Ermüdung Extrusion Extrusionsspalt Extrusionsverfahren Exzentrizität F Fadenmethode Fase Feder Fehlerbehandlung Fehlerdiagnose Fehlerquellen Fertigteilprüfung Fertigungs-Fehler Fette 329, 384, 407 333, 374, 378, 384, 401, 415 232, 288–289, 320, 336, 374, 394, 396–398, 402, 412, 842 360, 392 738 339, 393–394, 396, 398, 400, 402 144 168 Rotatorische Dichtungen 295, 299–300, 304, 306, 308, 349, 351, 353, 355, 357–358, 360 Membrane 780 Stopfbuchspackungen 836, 847, 850, 853 110, 117, 145, 147 656, 705, 707–708 735 665 676, 687 96, 110, 117, 126, 130, 133, 135, 137–138, 140, 167–168 Fließverhalten Fluid Connect Flüssigkeitsanschlüsse Food & Beverage Form Formgebung , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

868

Stichwortverzeichnis 764, 766, 774–775, 783–784, 790, 802, 804, 807 845–846 108, 219 843 844–846 824, 843 311, 475 478 34, 36, 40, 50, 100–101, 112–113, 126, 145, 149, 153, 164, 214–216, 219 Gewebeverstärkung Glasgarne Glasübergangstemperatur Grafitfolie Grafitgarne Grafitmaterial Grenzbedingungen Grenzwertbetrachtung Gummi H Haftteil Haltekralle Hammermontage Handmontage Hartdrehen Härte Hartgewebe Heißrisse Hochdrehzahlprüfstände Hookesches Gesetz Hydraulikmedium Hydraulikzylinder Hydroaggregate Hydrolyse Hypoid – Getriebeöle I Imprägnierungen Industriegetriebe Injection Molding ISO 15848 – Norm Isothermes Aufladen Isotherme Zustandsänderungen Isotropie K Kaltkanaltechnik Kautschuk 236, 274, 293–294, 368–369 334 368, 398 522 326 80, 101–103, 105–108, 110–111, 115, 130, 140, 145, 148–149, 151, 156, 158, 215 454, 463, 468–471, 482, 490–491, 518 166, 170 410 219 460, 464–465, 529–531, 533 461, 468, 490, 535 301–302 175–176, 532 298 847 230, 238, 263, 301 133, 135 822, 824, 848 720 718 220 110, 133, 135–136 Material Fluid Power – Hydraulik Membrane 34–35, 40, 43–46, 50, 54, 56–57, 60–62, 64, 104–105, 107–109, 114, 122, 127, 143, 162, 181, 215–216, 219 488 779, 803–804, 807 868 Kautschukmischung Klassifikation Klassifizierung Koaxialität Kohlegarne Kolben 104, 106, 108–109, 114–117, 119, 125–127, 130–135, 137–139 383 304, 460 288, 327, 330 845 36–37 Material 458, 462, 473, Fluid Power – Hydraulik 522–523, 536 Fluid Power – Pneumatik 556, 560–561 Spezialdichtungen 687 775, 781–783, 785, Membrane 788–789 432, 514–515, 523, 544, 554, 560–561, 564, 566, 583 10, 27, 287, 315, 320, 322, 386, 396, 403, 414, 828, 839–840 415, 536, 610, 635, 679, 686, 694 288–289, 291 386 473, 720 386, 399, 402 664 843 386–387 361, 383 Kolbendichtungen Konstruktion Konstruktionshinweise Kontaktzone Korosion Korrekturfaktoren Korrosionsschutz Kraftstoffversorgung Kreuzgeflecht Kurzzeitausfall Kurzzeitleckage L Laborprüfungen Lagern – Schutz von Lagerung Lagerungsversuche Lagerungszeit Lagerzeit Langzeitausfall Lebensdauer Leckage Logistik Lube & Seal Luftfedersysteme 18 298, 337 296–297, 300, 360, 386, 392–394, 396–399, 531, 758, 858, 863 156 362, 371 179–180, 296, 369 387 110, 124, 156, 158, 160–161, 299, 663, 700 321, 325, 327, 330, 368–369, 381, 383–384, 386–388, 390–391, 393–402, 406 696, 701 12, 299 664 M Makrodrall 406–407

869

Stichwortverzeichnis , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A Faltenbälge Membrane Stopfbuchspackungen Montageart Montageband Montagespritzguss Montagevorbereitung Montagewerkzeug Morphologie N Nachhaltigkeit Naphthene Naturfasern Naturstoffe Netzknotenstrukturen Normen Nutfüllgrad 755, 758–759 775, 779, 797–798 828, 857, 859 519–520, 523 523–524 702, 704–705, 708 519 521, 524, 583 403 5–6 220 831, 844 109 118 757 611, 626 O Oberfläche Oberflächenbehandlung Oberflächenbeschaffenheit Oberflächenbeurteilung Oberflächenempfehlungen Oberflächengüte Oberflächenhärte Oberflächenstruktur Oberflächenveredelung Öl Klasse Ozon 287, 325–328, 337, 365, 400, 404, 406, 531, 610, 622, 628, 679, 694, 863 592, 622, 624 574 498 574 496, 536 325 386 495–497 577 38, 51–53, 61–62, 66, 70, 110, 112, 145, 160, 176, 179, 205, 219, 273, 360, 386, 399, 402 P Packungsschneidlehre Packungszieher Paraffine Partikel Partikel Klasse Permeabilität Permeation Peroxiden Physikalische Einwirkungen Plastifizieren Pneumatikzylinder 857, 859 859 112, 220 386, 390 577 220 144, 161–163, 175 66, 117–118, 120 528 135, 220 540, 544, 546, 548, 550, 552, 554, 558, 560, 578 869 R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V Maschinenbau Maßtoleranzen Materialmodelle Materialprüfung Mechanische Beanspruchung Medien 236, 248, 250, 258, 301–302, 322, 325 793, 797 161 18, 144 757–758 Rotatorische Dichtungen Fluid Power – Hydraulik Fluid Power – Pneumatik Statische Dichtungen Spezialdichtungen Membrane Stopfbuchspackungen Medienangriff Mediumstand Membrangewebe Messergebnisse Metall Metallabrieb Metallgehäuses Metallischer Kontakt Mikrodrall Mikroskopie Mineralöle Mineralölweichmacher Mischprozess Mischreibung Mischungsherstellung Mobilhydraulik Modellbildung Modifizierung Molekularbewegung Montage 260, 262, 293–296, 299–300, 304–309, 336–337, 405 482, 495, 535 576 638–643 699 780, 805 850 799–800 386 784, 807 498 700–701 386 294 479 406–408 403 295, 297, 349, 351, 353, 355, 357–358, 414 109 126, 144 492–493 130 504 403, 409 335, 339 217 Service 11, 14 Rotatorische Dichtungen 240, 242, 260, 274–275, 279, 291, 293–294, 316, 321, 333, 337, 349, 351, 353, 355, 357–358, 360–361, 363–379, 381–384, 386–387, 390, 392, 394, 396–399, 402, 412, 415 462, 470, 481, Fluid Power – Hydraulik 487, 506, 516, 519–527, 531, 536 Fluid Power – Pneumatik 546, 564, 566, 570, 580, 582–584, 592, 600, 607, 610–613, 624, 630–633, 635–638, 644 Spezialdichtungen 663, 674, 676, 687, 700–702, 707–709

870

Stichwortverzeichnis Polyestergewebe Polyetheramide Polyetherester Polyethylen Polymerklassen Polymerwerkstoffe Polyolefine Polytrope Zustandsänderung Potentialausgleichselement Press-Sintern Primärdichtung Produktmarkierung Produktmodifikation Profilring Profilstärke Prozessindustrie Prüffeld Prüfkörperherstellung Prüfstände Pulsationsdämpfung 775, 807–808 42 42 482–484, 494 39, 43 36 42, 78 719 337 141 461, 463–467, 479, 484, 486, 504, 506, 511–512, 530 15 13, 622 444, 450, 452, 466, 530, 533–534 471 248, 250, 252, 263, 301–302, 310, 322, 596, 639, 641, 650, 660, 665, 668, 670, 672, 818 409 144 17–18 721, 731 Q Quellung 792, 800 R Radialkraft Rauheit Rauheitskenngrößen Rechtecknut Reibung Reibungszustände Reibverhalten Reinheitsklassifikation Rezeptentwicklung Rezeptes, Gruppen eines RGT-Regel Richtwerte Rillierung Ringsegmente Rissbildung 180, 220, 287, 289, 336, 405 325, 333, 349, 351, 353, 355, 357–358, 374, 378, 386, 400, 406, 413–415 499 606–608 260, 291–292, 298–299, 315, 321–323, 339, 405, 492–495, 568–570, 572–574, 663 572 487, 494, 504 577 116, 144 104 221 610, 614–615 294 843 531 Rohmischung Rollspalt Ronden Rückförderdrall Rundlaufabweichung 139, 144, 146–147 781–782, 785, 797 678, 681 290–291, 320–321 303, 330 S Sauberkeit Schadensanalyse 622–623 Service Material Rotatorische Dichtungen Fluid Power – Hydraulik Hydrospeicher Faltenbälge Membrane Schadensbericht Schadensbeschreibung Schadensbilder – Ausfallbilder Schadensfälle Schadenshypothese Schadensphänomene Schadensursache Schaftdichtungen Schaltpräzision Schlammprüfstände Schmierfilmbildung Schmiermedium Schmiermittel Schmierprodukte Schmierstoff, Schmierstoffe Schmutz Schnappmontage Schulungen Schutz Schutzlippe Schwefel Schwenkbewegungen Schwerindustrie 16, 18 144, 164–165, 172 383 526–529 738 757 799 526–527 526 526, 800 388–390 526–527 165–167 526–527, 531 650, 666, 672 696, 701 410 569 386, 470 291, 329, 492, 577, 839, 847 847 295, 298–299, 304, 306–308, 311, 320, 338, 384–385, 391, 403–404, 569, 578, 795, 797 262, 280, 284–287, 316, 322, 326, 336, 339–340, 360, 386, 390, 393–396, 402 521–522, 582–583 19 279–286, 316, 318, 330, 335–337, 340, 361, 390, 402 261–262, 274, 292, 300, 311–312, 315–316, 318, 320–323, 335–340, 361, 370, 383, 395–396, 398, 401 34, 110, 112–113, 117–119, 122, 127, 208 444, 535 263, 275, 301–303, 308, 363 870

871

Stichwortverzeichnis 506 Schwerindustrieanwendung 262, 370, 386, 663 Schwingungen 461–462, 464–466, Sekundärdichtung 478, 486, 488, 504, 506, 511–512 634–635 Senkung 275 Servicefall 7–26 Services 845–846 Silikatgarne 403, 409, 411 Simulation 140–141 Sintern 650, 666, 670–672 Sitzventile 265, 290, 294, 321 Sonderbauform 608 Sondernuten 302, 306, 308 Sonderwerkstoffe 604–605 Sortenmerkmale Spaltbreiten 841, 858 Spaltextrusion 171–172, 479, 530, 612, 626 812 Spannung 159–160 Spannungsrelaxation Speichertypen 730 730 Speicherzubehör 41, 54 Spezialkautschuke 652, 685, 687 Spezialprofile 462, 503 Standarddichtsysteme Standardisierungsvorschläge 835 Standardprogramm Faltenbälge Stopfbuchspackungen Standardwerkstoff Stangendichtungen 749 833 289, 301, 775, 804 420, 458, 468, Fluid Power – Hydraulik 508, 510–512, 522 Fluid Power – Pneumatik 540, 556, 564, 582–584 456, 468, 590 607, 612–613, 624 334, 349, 351, 353, 355, 357–358, 405, 494 221–222 529 42 442 35 Statische Dichtungen Stauchung Steifigkeit Stick-Slip-Effekt Strömungserosion Styroltypen Symmetrische Dichtungen Synthesekautschuks T TA-Luft Teilkomponenten Tempern Tiefe – Aufnahmebohrung Toleranz Träger 848–849 708 121–122 333 325, 333–334, 374, 378, 401, 413 705, 709 Trägerteile Transfer Molding Trapeznut 86, 123–125, 665, 702, 705 133–135 607–608 U 172 Überbeanspruchung 300, 385–386, 466 Überdruck Umfangsdehnung 789–791, 811 Umfangsgeschwindigkeit 262, 299, 311–313, 315, 320, 335–336, 346, 349, 351, 353, 355, 357–358 789, 791, 800–801 Umfangsrichtung 385 Umgebungseinflüsse Unpolare Stoffe 38 V 799 VD I 542, 544, 546, 561, 568 Ventile 696 Ventilkörper 104, 110 Verarbeitungshilfsmittel 114, 116, 144 Verarbeitungsprozess 175, 219 Verbindung 124–125 Verbundbauteil, Elastomer- 664, 676, 704–705, 708 Verbundteile 531 Verdrillen 173–174 Verdrillung 325–326, 380, 404 Verfahren 126 Verfahrensablauf 136 Verfahrenswahl 602, 606, 614, 626, Verformung 635, 863 172–173 Verletzung 104, 112–113, 117, 125 Vernetzer 40–42, 110, 112–113, Vernetzung 115–118, 120–121, 137–138, 146, 219 Vernetzungscharakteristik 115–117, 121 Vernetzungschemikalien 114, 116–117, 129, 167, 169 Vernetzungsdichte 100, 113–115, 120 117, 132, 145–146 Vernetzungskinetik 112–113, 117–119 Vernetzungssystem 78, 179, 360–361, Verpackung 371, 393–394, 402 606, 611, 614, 624, 639, 644 Verpressung Versatz 166, 171 60, 81–82, 87, Verschleißfestigkeit 89, 140, 161 300, 318 Verunreinigungen 160, 222 Viskoelastizität Vliesscheibe 336–337, 339 871 , L A I R E T A M D N U E F F O T S K R E W I K N H C E T S N E R H A F R E V R Ü F N E G N U T H C D I E H C S I R O T A T O R N E G N U D N E W N A R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I L U A R D Y H R E W O P D U L F I – N E G N U D N E W N A K I T A M U E N P E H C S I T A T S N E G N U T H C D I - S G N U T H C D L A I I E T K U D O R P Z E P S R E H C I E P S O R D Y H E G L Ä B N E T L A F N E N A R B M E M - S H C U B F P O T S N E G N U K C A P T R O W H C I T S S I N H C I E Z R E V

872

Z Zangenmontage Zermürbung Zersetzung Zielsetzungen Zugdehnung Zugversuche Zusammensetzung Zusatzfunktion Zustandsänderung Zwischenraum Zwischenraumdruck Zyklusprüfstände 522–523 161 532 472 789–791, 801, 811 151 403–404 709 719–721 465–467, 530 464–466 410 Stichwortverzeichnis Vorauswahl Rotatorische Dichtungen Fluid Power – Hydraulik Fluid Power – Pneumatik Stopfbuchspackungen Vorbehandlung Vorschläge, Begutachtung Vorspannen Vorteile 340 503 564 833 124 180 857 Faltenbälge 749–750 42, 47, 50, 53–58, 61–63, 65–66, 68, 70, 106–107, 110–111, 113, 120, 144 34, 40, 54, 73, 110, 113–115, 117, 120–121, 123, 125–126, 130, 132–135, 137, 140, 144, 146–148, 167–168 113 Vulkanisate Vulkanisation Vulkanisationsverzögerer W Wärmebeständigkeit 158 Wärmedehnung 333, 414 Wasser 234, 269, 291, 300, 305, 307, 309, 320, 336, 355, 369, 386, 576–577 Wechselwirkungen 289, 295, 298–299, 387, 391, 396, 399, 402–403, 405, 492 104, 108–110, Weichmacher 126–127, 167, 220 262, 271, 274–275, 280–291, Welle 300, 303, 311–314, 316, 320, 322, 324–327, 329–332, 335–339, 346, 360–361, 370–371, 374–375, 377–384, 386–387, 390–392, 395–397, 399, 401–403, 406, 411, 413 Wellenausgleichung 863 326, 341, 387 Wellenbearbeitung 840, 858, 863–864 Wellenschlag Werkstoffabkürzungen 44 Werkstoffauswahl 48, 295, 301, 481–482, 493, 508, 556, 625–626, 639, 641–642, 666, 668–670, 672, 679 Werkstoffvielfalt 103 684, 688, 697–698, Werkzeuge 705, 775 Werkzeugkompetenz 132 415, 635, 637 Wiederverwendbarkeit Wirkdurchmesser 782–786, 788, 811 774, 781, 784–786, 812 Wirkfläche 872