Auf der Suche nach der perfekten Dichtung

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Institut f. Maschinenelement Universität Stuttgart

Spezialfall Radialwellendichtung

Bewegt sich bei bewegten Maschinenteilen nun eine der Dichtflächen genügend schnell, so bildet sich zwischen den Dichtflächen dynamisch ein fluidgefüllter Dichtspalt. Dies ist zwingend notwendig, um Verschleiß und Erwärmung und damit die Lebensdauer in ertragbaren Grenzen zu halten. Diese dynamisch entstehenden Dichtspalten sind sehr klein. Typisch ist eine mittlere Fluidfilmdicke von weniger als einem Mikrometer. Bei gut schmierender Flüssigkeit, optimaler Umspülung und geeignetem Werkstoff sind Radialwellendichtugen bis 35 m/s Gleitgeschwindigkeit einsetzbar. Die Dichtwirkung basiert auf einem elasto-hydrodynamischen Rückfördereffekt. Dieser beruht auf den beiden unterschiedlichen Dichtkantenwinkeln und und einem charakteristischen Berührflächenverschleiß. Die abzudichtende Flüssigkeit muss immer auf der Seite mit dem größeren Dichtkantenwinkel sein. Wird auf der Seite mit dem kleineren Dichtkantenwinkel Flüssigkeit angeboten, so wird diese auf die Seite mit dem großen Dichtkantenwinkel gepumpt. Radial-Wellendichtringe sind also aktive Dichtelemente und können deshalb leckagefrei abdichten.

Fahrsicherheit

Supersportwagen aufs Glatteis geführt

Die Dichtwirkung wird durch die Konstruktion der Dichtung, die Geometrie des Einbauraums, die Werkstoffeigenschaften, die Betriebsgrößen und nicht zuletzt durch das abzudichtende Medium beeinflußt. Sie geht jedoch während des Betriebs der Geräte allmählich infolge der allmählichen Abnutzung oder spontan aufgrund hoher Belastungen verloren. Dieser Schädigungsvorgang, in dessen Verlauf sich die Konstruktionsparameter der Dichtung und ihre physikalisch-chemischen Eigenschaften ändern, ist vor allem durch Verschleiß, Alterung, Ermüdung und Strömungserosion gekennzeichnet, aber auch eine Überbeanspruchung führt häufig zur Zerstörung von Dichtungen.

Ideal abdichten

Absolute Dichtheit im physikalischen Sinne gibt es nicht – Eine Dichtung ist immer ein Kompromiss verschiedener Eigenschaften, die sich gegeneinander ausspielen. Wohl aber gibt es Dichtungen, die ihrem Einsatzzweck nach ideal konstruiert worden sind. Es liegt in der Leistung des Konstrukteurs, die Dichtung so zu entwerfen, dass sie dort, wo sie eingesetzt werden muss, dicht ist. Oder was man im konkreten Anwendungsfall als ausreichend dicht verstehen will. (br)

Dieser Artikel basiert auf dem „Grundlehrgang Dichtungstechnik“ von Prof. Dr.-Ing. W. Haas vom Institut für Maschinenelemente des Bereichs Dichtungstechnik der Universität Stuttgart und kannhierkomplett eingesehen werden.

Bild: kris krüg/Leaky pipe unter CC BY-SA 2.0

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