Wie beeinflusst das Material von Öldichtungen die Dichtleistung?

Das Material eines öldichtung beeinflusst unmittelbar, wie gut die Dichtlippe ihre Eigenschaften unter realen Betriebsbedingungen bewahren kann. Es wirkt sich auf die Beständigkeit gegenüber dem Betriebsfluid, das Temperaturverhalten, die Flexibilität, den Verschleiß und die Alterung aus. Aus diesem Grund kann die Wahl des richtigen Materials genauso wichtig sein wie die Wahl der richtigen Öldichtungsabmessungen.

Eine Öldichtung funktioniert über eine flexible Lippe, die stets mit einer sich drehenden Welle in Kontakt bleibt. Diese Lippe darf nicht einfach aus irgendeinem Gummimaterial bestehen. Sie muss sich bei der Montage ausreichend verformen, während der Wellendrehung den Kontakt halten und das Schmiermittel sowie die umgebende Temperatur tolerieren.

Hier kommt der Unterschied zwischen den Materialien ins Spiel.

NBR wird häufig für allgemeine Öldichtungen verwendet, da es eine gute Verträglichkeit mit vielen Mineralölen, Fetten und petroliumbasierten Schmierstoffen aufweist. Außerdem bietet es nützliche mechanische Eigenschaften für dynamische Dichtungen. Wenn Temperatur und Medium innerhalb des geeigneten Bereichs des Materials liegen, kann NBR eine praktische Wahl für Industriemaschinen, Motoren, Getriebe und zahlreiche allgemeine rotierende Dichtungsanwendungen sein.

FKM nimmt bei der Werkstoffauswahl eine andere Position ein. Es wird oft dann in Betracht gezogen, wenn die Dichtung höheren Temperaturen oder Flüssigkeiten ausgesetzt ist, die höhere Anforderungen an die chemische Beständigkeit stellen. In solchen Fällen kann FKM nützliche Dichtungseigenschaften bewahren, wo eine konventionelle NBR-Verbindung möglicherweise nicht die erforderliche Einsatzleistung bietet. Das bedeutet jedoch nicht, dass FKM automatisch in jeder Anwendung NBR ersetzen sollte. Die Einsatzbedingungen müssen den Werkstoff bestimmen.

Die Temperatur ist besonders wichtig, weil sich die Eigenschaften von Gummi mit der Betriebstemperatur ändern. Übermäßige Hitze kann die Alterung beschleunigen und die Elastizität beeinträchtigen. Wird die Dichtlippe zu hart oder verliert sie ihre Fähigkeit, dem Wellendurchmesser korrekt zu folgen, kann sich der Kontaktzustand verschlechtern. Andererseits muss das Material auch bei der niedrigsten Betriebstemperatur weiterhin geeignet bleiben. Eine Dichtung, die bei warmer Umgebung gut funktioniert, kann sich beim kalten Start anders verhalten.

Die Flüssigkeit selbst stellt eine weitere Frage bei der Werkstoffauswahl dar. Zwei Maschinen können bei gleicher Temperatur und gleicher Wellendrehzahl unterschiedliche Schmierstoffe verwenden. Daher können sich auch ihre Dichtungsanforderungen unterscheiden. Öladditive, synthetische Fluide, Kraftstoffe, wässrige Medien und andere Chemikalien können unterschiedlich mit Elastomeren interagieren. Ein Werkstoff mit guter Ölbeständigkeit ist nicht automatisch für jede Flüssigkeit geeignet.

Die Verschleißfestigkeit ist ebenfalls wichtig, da die Lippe gegen eine sich bewegende Welle arbeitet. Während des Betriebs entstehen durch Reibung und Wärme im Kontaktbereich. Wenn das Material nicht optimal auf Geschwindigkeit, Schmierung oder Wellenzustand abgestimmt ist, kann der Verschleiß beschleunigt werden. Mit anderen Worten: Die Werkstoffauswahl hängt eng mit der mechanischen Konstruktion der Dichtung zusammen und ist keine unabhängige Entscheidung. Die Leistung einer Radialwellendichtung wird durch die kombinierten Bedingungen aus Werkstoff, Drehzahl, Schmierung, Temperatur und Wellenoberfläche beeinflusst.

Der Werkstoff kann zudem beeinflussen, wie sich die Dichtung im Alter verhält. Veränderungen der Elastizität, Quellung, Verhärtung oder bleibende Verformung können den Lippenkontakt zur Welle verändern. Daher kann die Auswahl einer Öldichtung allein nach ihren Abmessungen zu Problemen führen. Eine Dichtung passt zwar möglicherweise korrekt auf Welle und Gehäuse, ist aber dennoch für den jeweiligen Schmierstoff oder die Betriebstemperatur ungeeignet.

Beispielsweise können eine NBR-Dichtung und eine FKM-Dichtung identische Nennabmessungen sowie dieselbe grundlegende TC-Struktur aufweisen, sind jedoch nicht in jeder Anwendung austauschbar. Die Abmessungen bestimmen, ob die Dichtung mechanisch passt; das Material bestimmt, ob das Dichtelement die Betriebsumgebung aushält.

Daher beeinflusst das Öl-Dichtungsmaterial die Dichtleistung, indem es steuert, wie sich die Dichtlippe auf die tatsächliche Kombination aus Fluid, Temperatur, Geschwindigkeit und mechanischem Kontakt reagiert. Eine korrekte Materialauswahl bedeutet nicht, die teuerste oder technisch anspruchsvollste Verbindung zu wählen. Sie bedeutet vielmehr, den Elastomer an die Bedingungen anzupassen, denen die Dichtung tatsächlich ausgesetzt sein wird.