Ein Leitfaden zu Dichtungsmaterialien

Hydraulikdichtungen werden in industriellen Anwendungen eingesetzt, um zu verhindern, dass Flüssigkeiten oder Gase zwischen verschiedenen Komponenten eines Zylinders entweichen, und gewährleisten so einen effizienten und sicheren Betrieb des Systems. Nicht alle Dichtungen sind jedoch gleich, und unterschiedliche Anwendungen erfordern unterschiedliche Dichtungstypen. In diesem Blogbeitrag erläutern wir die Faktoren, die bei der Wahl der richtigen Dichtung und des passenden Materials für Ihre Anwendung zu berücksichtigen sind.

Die richtige Dichtung auswählen:

Bei der Auswahl einer Hydraulikdichtung ist es wichtig, Material und Konstruktion zu berücksichtigen, um sicherzustellen, dass sie effektiv, sicher und zuverlässig arbeitet.

Temperatur:

Die Temperatur ist einer der wichtigsten Faktoren bei der Auswahl von Dichtungen. Der Temperaturbereich der Dichtung muss mit der Umgebungstemperatur kompatibel sein. Wenn die Dichtung Temperaturen außerhalb ihres zulässigen Bereichs ausgesetzt wird, kann sie vorzeitig versagen.

Der Temperaturbereich einer Dichtung wird durch das Material bestimmt, aus dem sie gefertigt ist. Verschiedene Materialien haben unterschiedliche thermische Eigenschaften. Manche Materialien, wie Gummi, dichten bei niedrigen Temperaturen gut ab, während andere Materialien, wie Metall, bei hohen Temperaturen besser geeignet sind.

Neben der Betriebstemperatur muss die Dichtung auch Temperaturschwankungen aushalten können, die in der Umgebung auftreten können. Beispielsweise hält eine in einer klimatisierten Umgebung installierte Dichtung möglicherweise nicht den extremen Temperaturen stand, die im Außenbereich auftreten können.

Hoher Druck:

Nicht alle Dichtungen können hohen Drücken standhalten. Wenn Sie eine Hochdruckanwendung abdichten möchten, ist es daher entscheidend, ein Material zu wählen, das ohne Verformung oder Bruch damit umgehen kann. Das Dichtungsdesign muss eine enge Abdichtung erzielen, ohne zu viel Reibung zu erzeugen, und die Dichtung muss richtig geschmiert sein, um Verschleiß zu verhindern.

Zu den am häufigsten verwendeten Dichtungsarten in Hochdruckanwendungen gehören:

O-Ringe: O-Ringe bestehen aus flexiblem Material, das sich der Oberfläche des Dichtungsgehäuses anpasst. Sie sind in verschiedenen Materialien wie Gummi, Nitril und Fluorkohlenstoff erhältlich.

V-Ringe: V-Ringe bestehen aus einem steiferen Material als O-Ringe und halten höheren Drücken stand. Sie sind ebenfalls in verschiedenen Materialien wie Gummi, Nitril und Fluorkohlenstoff erhältlich.

Kolbendichtungen: Kolbendichtungen werden zum Abdichten von Kolben in Zylindern verwendet. Sie bestehen aus verschiedenen Materialien, darunter Gummi, Nitril und Fluorkohlenstoff.

Flüssigkeitsverträglichkeit:

Ist die Dichtung nicht mit der in einem Hydrauliksystem verwendeten Flüssigkeit verträglich, kann das Material vorzeitig angegriffen werden, was zu Leckagen führt. Bei der Bewertung der Flüssigkeitsverträglichkeit sind zahlreiche Faktoren zu berücksichtigen, darunter die chemische Zusammensetzung der Flüssigkeit, die Betriebstemperatur und der Druck sowie das Dichtungsmaterial. Die Verträglichkeit variiert je nach Materialtyp. Elastomere sind beispielsweise im Allgemeinen mit einer großen Bandbreite an Medien kompatibel, während Kunststoffe und Metalle eine eingeschränktere Verträglichkeit aufweisen.

Verschiedene Dichtungsmaterialien:

Nitril (NBR)

Eigenschaften: Nitrildichtungen weisen eine gute Bruchdehnung, Abriebfestigkeit und geringe Dauerverformung (Compression Set) auf, verlieren jedoch bei niedrigen Temperaturen etwas an Flexibilität. Dichtungen aus diesem Material haben eine geringe Ozonbeständigkeit und müssen in den meisten Umgebungen sorgfältig gelagert werden.

Temperatur: Nitril verträgt Temperaturen von -30°C bis +100°C

Flüssigkeitsverträglichkeit: Die häufigste Nitril-Copolymermischung ist das als Buna-N bekannte Material. Buna-N besitzt eine sehr gute Beständigkeit gegenüber auf Erdöl basierenden Hydraulikölen und ist auch gut verträglich mit Kraftstoffen wie Diesel oder Benzin.

PTFE

Eigenschaften: PTFE zeichnet sich durch chemische Inertheit, hohe Hitzebeständigkeit, Flexibilität bei niedrigen Temperaturen, niedrigen Reibwert und nicht haftende Eigenschaften aus. Wegen fehlender Rückstellfähigkeit (Memory) von PTFE wird häufig ein Energizer (Vorspannelement) eingesetzt, um die gewünschte Passung zu erreichen. Die meisten PTFE-Dichtungen werden zur Erhaltung von Zähigkeit und Flexibilität mit Kurzglasfasern, Bronze-Flashs, Kohlenstoffgraphit oder einer Kombination dieser Füllstoffe verstärkt.

Temperatur: PTFE widersteht Temperaturen über 300°C, wobei der zulässige Bereich oft durch den eingesetzten Füllstoff oder Energizer reduziert wird.

Flüssigkeitsverträglichkeit: PTFE-Dichtungen sind mit den meisten Chemikalien kompatibel, einschließlich Säuren, Laugen und Lösungsmitteln.

Ethylen-Propylen (EPDM)

Eigenschaften: Ethylen-Propylen (EPDM) bietet gute Hitzebeständigkeit, geringe Dauerverformung und gute Flexibilität bei niedrigen Temperaturen.

Temperatur: Ethylen-Propylen deckt Temperaturbereiche von -45°C bis +150°C ab.

Flüssigkeitsverträglichkeit: EPDM kann zur Abdichtung von Phosphatester-Hydraulikflüssigkeiten wie Skydrol verwendet werden, ist jedoch nicht für auf Erdöl basierende Flüssigkeiten geeignet. EPDM ist sehr effektiv im Einsatz mit Dampf, Aceton sowie verdünnten Säuren und Laugen. Speziell formuliertes EPDM kann auch für Bremssysteme in Kraftfahrzeugen geeignet gemacht werden.

Polyurethan (AU)

Eigenschaften: Polyurethan ist hochbeständig gegen Ölschwellung, Ozon, Oxidation und Abrieb und weist eine ausgezeichnete Schnittfestigkeit auf. Sehr elastisch, besitzen Polyurethane zudem hohe Zugfestigkeit und Dehnungseigenschaften. Aus Copolymeren von ether- oder esterbasierten Urethanen formuliert, wird dieses Material in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, z. B. für Dichtungen, Abstreifer, Backup-Ringe, Polster, Stoßdämpfer und viele andere Einsatzgebiete.

Temperatur: Die meisten Urethan-Dichtungen bleiben in einem Temperaturbereich von -54°C bis +93°C flexibel und wirkungsvoll; einige vertragen kurze Spitzen bis +135°C.

Flüssigkeitsverträglichkeit: Polyurethan ist kompatibel mit Hydraulikanlagen, die auf Erdöl basierende Medien verwenden.

Silikon (VMQ)

Eigenschaften: Silikon ist ein Elastomer aus Silizium, Sauerstoff, Wasserstoff und Kohlenstoff. Es ist sehr beständig gegen trockene Hitze, UV-Licht und Ozon. Wegen schlechter Abriebfestigkeit und hoher Reibwerte wird dieses Material für dynamische Anwendungen nicht empfohlen.

Temperatur: Silikon deckt Temperaturbereiche von -54°C bis +204°C ab

Viton® - FPM / Viton®-Äquivalent FKM

Eigenschaften: Viton® (FPM) bzw. gleichwertiges FKM kombiniert hohe Temperaturbeständigkeit mit hervorragender Chemikalienbeständigkeit. Dieses Material wird nicht für den Einsatz bei niedrigen Temperaturen oder in Flugzeug-Hydraulikflüssigkeiten empfohlen.

Temperatur: Der Temperaturbereich von Viton® (FPM) / gleichwertigem FKM liegt zwischen -20° und +400° F.

Flüssigkeitsverträglichkeit: Hervorragend geeignet für Alkohol- und aromatenhaltige Kraftstoffe und hochbeständig gegen UV-Licht und Ozon.

PolyEther Ether Ketone (PEEK)

Eigenschaften: PEEK besitzt ausgezeichnete Festigkeit, Ermüdungsbeständigkeit und Stabilität in Hochtemperaturumgebungen, hat einen Schmelzpunkt von etwa 343°C und sehr gute Chemikalienbeständigkeit.

Temperatur: Für PolyEther Ether Ketone (PEEK) wird ein Betriebstemperaturbereich von -54°C bis +260°C empfohlen

Flüssigkeitsverträglichkeit: PEEK ist mit nahezu allen in der HPLC verwendeten Lösungsmitteln kompatibel.

Hydrierter Nitril-Butadien-Kautschuk (HNBR)

Eigenschaften: Hydrierter Nitril, auch als gesättigter Nitril bekannt, weist eine hervorragende Beständigkeit gegenüber vielen modernen Kraftstoffen, Beständigkeit gegen hochenergetische Strahlung und gute Abriebfestigkeit auf.

Temperatur: Hydrierter Nitril-Butadien-Kautschuk (HNBR) deckt Temperaturbereiche von -40°C bis +150°C ab

Flüssigkeitsverträglichkeit: HNBR wird vielfach in der Automobil- und Ölindustrie eingesetzt und zeigt hervorragende Beständigkeit gegenüber Motorölen, saurem Gas, Amin/Öl-Gemischen, oxidierten Kraftstoffen und Schmierölen. HNBR ist beständig gegen mineralölbasierte Hydraulikflüssigkeiten, tierische und pflanzliche Fette, Dieselkraftstoff, Ozon, saures Gas sowie verdünnte Säuren und Laugen.

Ultrahochmolekulares Polyethylen (UHMWPE)

Eigenschaften: UHMWPE (Ultrahochmolekulares Polyethylen) hat sehr lange Molekülketten, die Lasten effektiver übertragen und intermolekulare Wechselwirkungen stärken. Das Ergebnis ist ein sehr zähes Material mit der höchsten Schlagzähigkeit aller derzeit hergestellten Thermoplaste. Es besitzt sehr hohe Abriebfestigkeit, nimmt kein Wasser auf, ist selbstschmierend und hat einen Reibungskoeffizienten, der nur geringfügig über dem der meisten gefüllten PTFE-Werkstoffe liegt.

Temperatur: Für Ultrahochmolekulares Polyethylen (UHMWPE) wird ein empfohlener Einsatzbereich von -200°C bis etwa +80°C angegeben

Flüssigkeitsverträglichkeit: UHMWPE ist in allen Hydraulikflüssigkeiten stabil und weist hohe Beständigkeit gegenüber Säuren, Laugen und aggressiven Medien auf.

Die Auswahl des richtigen Dichtungsmaterials ist entscheidend, um einen effizienten und sicheren Betrieb von Maschinen, Geräten und Systemen zu gewährleisten. Sie sind sich nicht sicher, was Sie benötigen? Kontaktieren Sie unser fachkundiges Team bei FPE Seals, das Ihre Anforderungen anhand Ihrer Anwendung bespricht und Ihnen hilft, die passende Dichtung für den Einsatz zu finden.

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