13 häufige Fragen zu rotierenden Wellendichtungen

Rotierende Wellendichtungen sind in nahezu allen Bereichen des täglichen Lebens zu finden – in Haushaltsgeräten, Pkw und Lkw sowie in allen Branchen. Obwohl sie oft als Massenprodukt behandelt werden, kann ihr Ausfall zu kostspieligen Ausfallzeiten und Produktivitätsverlusten führen. Trotz ihres Einsatzes in unzähligen Anwendungen haben viele immer noch grundlegende Fragen zu ihrer Verwendung. Hier finden Sie einige häufig gestellte Fragen.

Eine Abdeckplatte ist ein Stück Metall (oder ein anderes hartes Material), das installiert wird, nachdem die Öldichtung in die Gehäusebohrung eingesetzt wurde. Die Abdeckplatte drückt auf die Rückseite der Öldichtung und drückt sie in das Gehäuse. Geteilte Vollgummidichtungen erfordern Abdeckplatten, da diese Ausführung keine äußere Verstärkung zum Halten der Dichtung aufweist und daher im Gehäuse komprimiert werden muss, um die bestmögliche Dichtungsfähigkeit zu gewährleisten.

Eine Einzellippendichtung ist unidirektional und dichtet nur in eine Richtung. Die primäre Dichtlippe sollte immer dem abzudichtenden Medium zugewandt sein oder darauf zeigen. Bei dem abzudichtenden Medium handelt es sich in der Regel um eine Fett- oder Ölschmierung, aber es kann sich auch um ein chemisches Medium handeln, das im Tank bleiben muss. Wenn die Dichtung als Ausschluss dienen und Verunreinigungen fernhalten soll, sollte die Dichtung nach außen in Richtung der Verunreinigungen zeigen, bei denen es sich um Schmutz und Staub oder chemische Abwaschungen handeln kann. Manchmal haben Dichtungen entweder eine sekundäre Lippe oder zwei gegenüberliegende Lippen, um Schmutz oder Verunreinigungen vom Lagersystem und/oder den abzudichtenden Medien fernzuhalten.

Die richtige Materialauswahl ist für eine gute Dichtungsleistung von entscheidender Bedeutung. Einer der Faktoren, die die Auswahl des Elastomers bestimmen, ist die Anwendungstemperatur. Ein gängiger Gummi, der in vielen Dichtungsanwendungen unter milden Betriebsbedingungen verwendet wird, ist Nitril (NBR), das im Allgemeinen für den Einsatz bei bis zu 200 F (Dauerbetrieb) ausgelegt ist. Nitrile bieten niedrige Kosten und eine gute Verschleißfestigkeit, verhärten und/oder reißen jedoch, wenn sie bei erhöhten Anwendungstemperaturen verwendet werden. Bei Temperaturen über 200 F (200 F) entscheiden sich einige für carboxyliertes oder hydriertes Nitril (HNBR), die im Allgemeinen für den Einsatz bei bis zu 300 F (kontinuierlich) ausgelegt sind. Ein anderer Elastomertyp, der bei höheren Temperaturen verwendet wird, wäre ein Fluorelastomer (FKM), das für den Einsatz bei bis zu 400 F (Dauerbetrieb) ausgelegt ist. Im Gegenzug für die höhere Temperaturbeständigkeit sind die Kosten dieser Materialien jedoch höher als bei Standard-Nitril.

Abgesehen von Temperaturaspekten enthalten einige Anwendungen chemische Medien, die möglicherweise ein verträglicheres Material wie Fluorelastomer (FKM) oder sogar Polytetrafluorethylen (PTFE) erfordern, das für viele Chemikalien undurchlässig sein kann. Es ist wichtig zu beachten, dass PTFE-Lippenmaterial eher einem Kunststoff als einem Elastomer ähnelt und unterschiedliche Anwendungsaspekte hat.

In der Lebensmittel- und Getränkeindustrie sind häufig FDA-konforme Dichtungen erforderlich. Das bedeutet, dass die Lippen- und Gehäusematerialien den FDA-Standards für Hygiene entsprechen müssen. Zu den verfügbaren Lippenmaterialien, die FDA-konform sind, gehören unter anderem FDA-Silikon, FDA-Viton und einige PTFE-Formulierungen. Wenn die Dichtung ein Metallgehäuse hat, erfordert die FDA-Konformität die Verwendung von 316SS. Darüber hinaus müssen viele Geräte in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie während des Gebrauchs gereinigt oder gedämpft werden. Die Dichtungen müssen den Reinigungschemikalien und den damit verbundenen hohen Temperaturen standhalten.

Abhängig von der Anwendung erfordern einige Anwendungen, die chemischen Medien ausgesetzt sind, möglicherweise eine PTFE-Lippendichtung, die mit den unterschiedlichsten Chemikalien kompatibel ist. Darüber hinaus können einige PTFE-Lippendichtungskonstruktionen hohen Drücken und Trockenlaufbedingungen standhalten, was Standard-Elastomerdichtungen nicht können. PTFE-Dichtungen sind sowohl mit als auch ohne Metallgehäuse erhältlich und können in derselben Nut wie eine herkömmliche Öldichtung eingebaut werden.

Dichtungen mit einem Metallgehäuse weisen im Allgemeinen die größte OD-Beeinträchtigung bzw. die größte Fähigkeit auf, im Gehäuse zu verbleiben. Der Nachteil dieser extrem festen Passung besteht darin, dass es beim Einbau einer Metallgehäusedichtung zu Gehäuseschäden kommen kann. Einige Benutzer bevorzugen eine Gummi-Außendichtung, da sie das Gehäuse während des Installationsvorgangs nicht zerkratzt oder beschädigt. Der Wechsel zu einer OD-Dichtung aus Gummi könnte auch dazu beitragen, frühere Gehäuseschäden, die durch eine Dichtung mit Metallgehäuse verursacht wurden, statisch besser abzudichten. Eine weitere Überlegung ist, dass Standardgehäuse aus Stahl mit der Zeit oxidieren oder rosten können. Dies wäre bei einer Außendichtung aus Vollgummi oder metallgekapseltem Gummi kein Problem.

Wenn Sie eine defekte Öldichtung austauschen, messen Sie nicht die gebrauchte Dichtung, da dies zu fehlerhaften Messwerten führt. Neben der Tatsache, dass verschiedene Hersteller unterschiedliche Konstruktionseingriffe verwenden, erleiden gebrauchte und verschlissene Öldichtungen beim Ausbau häufig Schäden. Hersteller entwerfen Öldichtungen so, dass sie zur Ausrüstung des Benutzers passen. Daher muss der Benutzer dem Dichtungshersteller lediglich den Wellendurchmesser, den Bohrungsdurchmesser und die Bohrtiefe der Ausrüstung mitteilen. Überprüfen Sie außerdem die Markierungen auf der Dichtung, da bei einigen Öldichtungen die erforderlichen Geräteabmessungen angegeben sind.

In den meisten Fällen müssen Benutzer die Öldichtung nicht messen. Um die Dichtung richtig zu dimensionieren, müssen Benutzer lediglich den Wellendurchmesser, den Bohrungsdurchmesser und die Bohrtiefe der Ausrüstung kennen.

Benutzer müssen jedoch möglicherweise die Dichtung messen, wenn sie versuchen, die hergestellte Größe zu überprüfen. Die wichtigsten Abmessungen einer Öldichtung sind der Innendurchmesser (ID), der Außendurchmesser (OD) und die Breite (Höhe). Der Innendurchmesser der Dichtung wird nicht direkt gemessen, da es schwierig ist, auf eine Dehnung oder Veränderung der Lippe zu verzichten. Der Außendurchmesser der Dichtung lässt sich am genauesten mit einem speziellen Gerät namens Pi-Band messen. Das Pi-Band kann jeden Unrundheitszustand mit der Dichtung berücksichtigen, was bei einem Paar Bremssätteln möglicherweise nicht der Fall ist. Die Breite (oder Höhe) der Dichtung lässt sich am besten mit einem Messschieber messen, indem man einige Messungen über den gesamten Durchmesser vornimmt.

Solange die Dichtung korrekt zur Welle und den Bohrungsdurchmessern passt, ergeben sich durch unterschiedliche Dichtungsbreiten keine Dichtungsvorteile. Wenn die Breite der Dichtung größer ist als die tatsächliche Bohrtiefe, besteht das einzige potenzielle Problem möglicherweise in einer Beeinträchtigung der umgebenden Ausrüstung. Wenn umgekehrt die Dichtungsbreite kleiner als die tatsächliche Bohrungstiefe ist, stellt dies in der Regel kein Problem dar, es sei denn, es handelt sich um eine Vollgummidichtung, die durch einen Halter oder eine Abdeckplatte zusammengedrückt wird. In diesem Fall besteht die beste Vorgehensweise darin, den zusätzlichen Platz im Bohrungsgehäuse mit Dichtungsabstandshaltern auszufüllen, um eine korrekte Kompression der Dichtung durch die Abdeckplatte sicherzustellen.

Die Feder sorgt für eine Belastung rund um den Dichtungsumfang und hält die Dichtlippe dicht an der Wellenoberfläche. Einige Dichtungskonstruktionen verwenden eine Ringfederkonstruktion, die überall auf der Welle Druck ausübt. Andere Dichtungsarten verwenden eine Fingerfederkonstruktion, die eine unabhängige Fingerbewegung nur in den Bereichen ermöglicht, in denen sie benötigt wird. Bei Ringfedern kann es zu Federdumping kommen, da sie normalerweise in einer geformten Nut ruhen, die nicht mit der Dichtlippe verbunden ist. Wenn sich die Feder beispielsweise während der Installation löst, kann sie beim Start in das Gerät eindringen und häufig schwere Schäden an teuren Lagern und anderen Geräten verursachen. Konstruktionen mit Fingerfedern sind jedoch in der Regel entweder in die Dichtung eingegossen oder mechanisch mit ihr verbunden, sodass die Feder nicht abfällt oder das Gerät beschädigt.

Die Lebensdauer von Dichtungen lässt sich bei Geräten vor Ort nur schwer bestimmen, da die Betriebsbedingungen unbekannt sind und erheblich variieren. Darüber hinaus sind die Anwendungen in der Regel nicht ideal (definiert als saubere Laborumgebungen, vollständig geschmiert, niedrige Geschwindigkeit, Umgebungstemperaturen, kein Druck, keine Fehlausrichtung oder Unrundheit, keine Einwirkung von Chemikalien oder Feststoffen, korrekt dimensionierte Komponenten usw.) und Die Realität ist, dass diese Faktoren die Lebensdauer der Robben erheblich verändern.

Wenn sich an der Welle Rillen bilden, ist dies typischerweise darauf zurückzuführen, dass die Härte und/oder die Oberflächenbeschaffenheit der Welle nicht den Industrieempfehlungen von mindestens 30 Rockwell C und 10 bis 20 Mikrozoll Ra entspricht. Die Lippenmaterialien selbst verursachen jedoch keine Wellenrillen, wenn in der Anwendung Schmutz oder Verunreinigungen vorhanden sind. Wenn der Schaft zu weich ist, können sich möglicherweise einige Partikel unter der Lippe und Nut des Schafts festsetzen. Es wird nicht empfohlen, eine neue Öldichtung über der Wellennut anzubringen, da dies wahrscheinlich zu Undichtigkeiten führen könnte. Decken Sie alle Wellennuten mit einer Wellenhülse ab oder versetzen Sie die neue Dichtlippe so, dass sie eine Oberfläche ohne Rillen oder Kratzer berührt.

Wenn die geteilte Dichtung eine Zugfeder benötigt, gibt es im Allgemeinen eine Haken- oder Schraubenbefestigung, die die beiden geteilten Enden zusammenzieht. Einige andere geteilte Dichtungskonstruktionen mit Fingerfeder halten durch die Presspassung (oder Presspassung) zwischen dem Außendurchmesser der Dichtung und dem bearbeiteten Bohrungsgehäuse fest zusammen. In beiden Fällen ist es im Allgemeinen nicht empfehlenswert, die gespaltenen Enden der Dichtungen wieder zusammenzukleben, da es schwierig ist, die Lippen korrekt auszurichten. Auch die chemische Verträglichkeit der Klebstoffe und des Lippenelastomers muss geprüft werden.

Karyn Stratton ist leitende Anwendungsingenieurin bei Garlock. Weitere Informationen finden Sie unter garlock.com.