Ruhende Dichtungen

Bauteile, in denen Schmiermittel verwendet werden und die durch das Eindringen von Schmutz geschützt werden müssen, benötigen Dichtungen. Bei stillstehenden Bauteilen, wie zum Beispiel verschraubten Bauteilen, werden ruhende Dichtungen verwendet. Auf den Dichtungen herrscht eine elastische Vorspannung wenn sie montiert werden. Gängige ruhende Dichtungen sind Papier- und Elastomerdichtungen (Gummi bzw. Kork) oder Normteile wie zum Beispiel O-Ringe. Falls eine Dichtung repariert werden muss, kommt flüssige Dichtungsmasse zum Einsatz. Die gängigsten ruhenden Dichtungen werden im Folgenden beschrieben.

 

  • Flüssige Dichtungsmasse:

Flüssige Dichtmasse wird gleichmäßig wenige Zehntel Millimeter dick auf der Dichtfläche verteilt und während der Montage zusammengedrückt und vorgespannt. Die verwendete Menge der Dichtungsmasse soll so abgestimmt sein, dass beim Zusammendrücken der Bauteile keine Dichtungsmasse herausgedrückt wird und somit die Bauteile verunreinigt werden.

Eine flüssige Dichtung ist nur einmal verwendbar. Nachdem die Bauteile demontiert worden sind, muss die Dichtfläche gründlich gereinigt werden, bevor erneut mit einer flüssigen Dichtungsmasse gearbeitet werden kann. Um Verunreinigungen zu vermeiden, soll flüssige Dichtungsmasse nur bei ebenen und bearbeiteten Dichtflächen, die exakt aufeinander aufliegen, verwendet werden. Zwischen den Bauteilen dürfen beim Zusammenpressen nur minimale Spalte entstehen, da die Dichtheit sonst nicht gewährleistet wird. Daher muss auf die Dichtflächen eine sehr hohe Anpresskraft wirken.

 

  • Papierdichtungen:

Papierdichtungen werden aus 1mm dickem Dichtungspapier hergestellt und können geometrisch beliebig auf einer Ebene geformt werden. Bei geringen Fertigungszahlen werden sie mit einfachen Handwerkzeugen hergestellt, bei einer Serienherstellung können sie automatisch ausgestanzt werden.

 

Papierdichtung nach /Kün14/
Papierdichtung

In der Abbildung Papierdichtung wird ein Deckel mit Hilfe einer Papierdichtung abgedichtet. Die nötige Anpresskraft wird mittels der Verschraubung von Deckel und Gehäuse erreicht. Papierdichtungen sind minimal elastisch verformbar. Aus diesem Grund dürfen sie lediglich auf der Dichtfläche anliegen und die Dichtfläche muss entsprechend bearbeitet sein.

Beispiel zur Papierdichtung nach /Kün14/
Beispiel zur Papierdichtung

Im folgendem Video wird die Herstellung einer Papierdichtung erläutert:

  • Weichstoffdichtungen:

Eine Weichstoffdichtung ähnelt einer Papierdichtung. Sie besteht jedoch aus verformbaren Werkstoffen wie Kork und Gummi und kann eine Dicke von mehreren Millimetern aufweisen. Aufgrund der guten Verformeigenschaften kann eine Weichstoffdichtung auch auf unebenen Flächen verwendet werden.

Weichstoffdichtungen kommen häufig zum Einsatz, wenn eine Doppelpassung verhindert werden soll. Doppelpassungen können häufig bei in Gehäuse fixierten Lagern auftreten. In der Abbildung Doppelpassung ist ein Deckel zu sehen, der auf ein Gehäuse und auf einem Lager aufliegt.

Doppelpassung nach /Kün14/
Doppelpassung

Aufgrund der Fertigungstoleranzen ist solch eine Fertigung nicht möglich, wodurch eine Doppelpassung vorliegt. Der Deckel drückt entweder auf das Gehäuse oder auf das Lager. An der entsprechend anderen Stelle entsteht Spiel. Die Fertigungstoleranzen führen dazu, dass konstruktiv nicht eindeutig ist, wie der Deckel später anliegen wird.

Diese Problematik kann mit Hilfe einer Weichstoffdichtung vermieden werden. Zwischen dem Deckel und dem Gehäuse wird eine Weichstoffdichtung vorgehsehen.  Die Dicke der Dichtung sollte so gewählt sein, dass sie die eventuellen Fertigungstoleranzen ausgleichen kann.

Die Abbildung Korrekte Konstruktion zeigt die korrekte Konstruktion des Deckels und des Gehäuses ohne eine Doppelpassung.

Korrekte Konstruktion nach /Kün14/
Korrekte Konstruktion

Im folgenden Video wird die Herstellung einer Weichstoffdichtung erläutert:

 

  • O-Ring nach DIN ISO 3601-1:

O-Ringe sind Normteile und wurden früher als Runddichtringe bezeichnet. Sie bestehen aus Gummi und haben die Form eines endlosen (d.h. nicht verklebten) Rings mit einem Kreisquerschnitt. Da sie inkompressibel sind müssen sie genügend Deformationsraum haben. Die Voraussetzungen für O-Ringe werden wie folgt definiert:

 

 

Voraussetzungen für einen O-Ring nach /Kün14/
Voraussetzungen für einen O-Ring

O-Ringe werden nahezu ausschließlich bei kreisrunden Bauteilen bzw. bei kreisförmigen Dichtflächen verwendet.

Bei der Verwendung von O-Ringen sollten axiale Vorspannungen vermieden werden. Dies liegt unter anderem an dem erheblichen Kostenaufwand für das Einstechen der notwendigen Nut. Werden mehrere Schrauben an einem Deckel verwendet, wird der O-Ring im Lochkreis der Schrauben platziert um einen Ölverlust zu vermeiden, da die Schraubgewinde nicht öldicht sind.

Anstatt der Anwendung eines O-Rings zur Abdichtung gegen Öl sollten besser spezielle Verschlussschrauben nach den DIN 908, 910 oder 7604 sowie ein Dichtring nach DIN 7603  verwendet werden. Weiterhin existieren Verschlussschrauben mit Kegelgewinde (DIN 906 und DIN 909), welche auch ohne Dichtring verwendet werden können.

O-Ringe können radial innendichtend (s. Abb. radial außen- sowie innendichtend, rechts) sowie radial außendichtend (s. Abb. radial außen- sowie innendichtend, links) verwendet werden.

Radial außen- sowie innendichtend

Bei einer radial innendichtenden Verwendung muss die Nut im Gehäuse gefertigt sein, was aufgrund der Bearbeitung zu erheblich höheren Kosten führt. Die radial außendichtende Verwendung sieht die Nut im Innenteil (z.B. Deckel) vor. Diese kann meist günstig auf der Drehmaschine gefertigt werden.

Die Verwendung eines O-Rings bringt keine Festlegung der Axialpositionen von Bauteilen mit sich, so dass hierdurch Doppelpassungen vermieden werden können (s. Abb. radial außen- sowie innendichtend). Weiterhin können O-Ringe auch bei geringen Linear- und Drehbewegungen zum Einsatz kommen.

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