KONSTRUKTIONSHINWEISE

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Die Einbauhinweise als PDF-Download erhalten Sie hier

KONSTRUKTIONSHINWEISE FÜR ZYLINDER UND KOLBEN

Bei Neukonstruktionen empfehlen wir die bestehenden internationalen
(ISO) und nationalen (DIN) Standards über Dichtungs-Einbauräume zu
beachten. Bei allen Dichtungen, auch bei denen, die spezielle Einbauräume
erfordern z.B. Sonderdichtungen, Ventildichtungen, Rotordichtungen
usw., sind die Einbauräume in den Datenblättern des jeweiligen Profiltyps
aufgeführt. Die im Folgenden angegebenen Oberflächenbeschaffenheiten
und Einfuhrschrägen haben sich weitestgehend bewährt. Deshalb sind
diese auch meist in den Normen wieder zu finden. Die dort angegebenen
Maße, Toleranzen und Oberflächengenauigkeiten sind unbedingt einzuhalten. Nur so ist eine leichte Montage möglich und die in den Katalogen angegebenen Einsatzwerte können erfüllt werden. Zudem werden
Beschädigungen an den Dichtungen bzw. Montagefolgeschäden beim
Einbau so vermieden. Die von uns genannten Vorschläge beruhen auf jahrelangen Erfahrungen und dienen dem Anwender als Orientierung. Aufgrund sich wechselweise beeinflussenden Faktoren, können diese Vorschläge im Einzelfall nur eingeschränkte Gültigkeit besitzen.

1. EINTEILIGER/MEHRTEILIGER KOLBEN

Abbildung 1: Einteiliger Kolben im Zylinder

Mit einem einteiligen Kolben gestaltet sich die Montage der Dichtungen
schwieriger. Er ist natürlich aufgrund der geringeren Fertigungskosten
aus rein wirtschaftlicher Sicht zu bevorzugen. Dennoch ist es sinnvoll und
oft auch unabdingbar einen mehrteiligen Kolben anzufertigen. Hintergrund
ist die leichtere Montage der Dichtung. Bei großen Kolbendurchmessern
hat die Aufweitung der Dichtung weniger Auswirkungen auf deren Ursprungsgeometrie als bei kleinen Kolbendurchmessern. Die Rückverformung in den Ursprungszustand ist bei der Montage auf kleine
Kolbendurchmesser unter Umständen nicht mehr gegeben. Ein Aufdehnen
kann möglicherweise auch direkt bei der Montage zur vollständigen
Unbrauchbarkeit der Dichtung führen. Wir empfehlen daher bei Durchmessern kleiner 30 mm und der Verwendung von PTFE-Mantelringdichtungen mit einem mehrteiligen Kolben zu arbeiten.

Abbildung 1


2. OBERFLÄCHEN

sie ist mitentscheidend für die Lebensdauer einer Dichtung. Schleifen als
letzter Arbeitsgang für dynamische Dichtflächen ist nicht ausreichend.
Die hier erreichbare Oberflächengüte und der Traganteil sind ungenügend.
Es sollte unbedingt ein Poliervorgang folgen.
 
Folgende Oberflächengüten bzw. Oberflächengenauigkeiten sind einzuhalten:

Dynamische Dichtfläche:
0,8 μm ≤ Rt1 ≤ 2,5μm (Rt 2,5 μm ≜ Ra ≅ 0,28 ... 0,6 μm, RMS ≅ 12,5 ...28,3 μin)
Für Gummi- und PTFE-Dichtungen:
80 % ≤ tp1* ≤ 95 % (Rt 0,8 μm ≜ Ra ≅ 0,28 ... 0,18 μm, RMS ≅ 3,3 ... 8,6 μin)
Für Polyurethan-Dichtungen:
60 % ≤ tp1* ≤ 80 % (Rt 0,8 μm ≜ Ra ≅ 0,28 ... 0,18 μm, RMS ≅ 3,3 ... 8,6 μin)
Statische Dichtfläche:
Rt2 ≤ 6,3 μm (Ra ≅ 0,81 ...1,59 μm, RMS ≅ 35,6 ...76,3 μin)
tp2* ≥ 60 %

Nicht dichtende Flächen in Einbauräumen und Einfuhrschrägen:
Rt3 ≤ 15 μm (Ra ≅ 2,2 ... 4,0 μm, RMS ≅ 97 ... 194 μin)
Rt4 ≤ 10 μm (Ra ≅ 1,4 ... 2,6 μm, RMS ≅ 62 ... 125 μin)

* Gemessen in einer Schnittiefe von 25 % des Rt-Wertes ausgehend von
einer gedachten Referenz-Nullinie, bei der der Traganteil 5 % beträgt.
Rt = Rautiefe
tp = Traganteil

 

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3. RADIEN
Die erforderlichen Radien in und um die Nut entnehmen Sie bitte den
jeweiligen Profil-Datenblättern oder den gültigen Normen. Radien sind mit
dem vorangestellten Großbuchstaben R und einer Zahl versehen (z.B. R 1).
Die Zahl gibt immer Aufschluss über den Kreisradius in Millimetern. Wenn
die Zahl tiefergestellt (z.B. R1) ist, dann gibt dies lediglich Aufschluss über
die Bezeichnung des Radius. Daraus folgt, dass eine Angabe zu finden
sein muss, wo dieser Radius klar definiert wird.
Abbildung 2: Ausführung einer Nut inklusive der Radiengrößen ohne eingebaute Dichtungen
Abbildung 3: Ausführung einer Nut inklusive eingebauter Dichtungen
(Abstreifer & Stangendichtung) und Radienbezeichnungen
Abbildung 1
Abbildung 1

 

4. EINFÜHRSCHRÄGEN
Eine Einführschräge dient dem zerstörungsfreien Einbau von Maschinen-teilen und Dichtungen und dem Vereinfachen der Montage. Dies gilt vorrangig für die Dichtungen, da sie die empfindlichsten Bauteile in einem
Zylinder darstellen. Auch der Kolben trägt beim Einführen weniger Schäden
davon, wodurch Riefen an der Zylinderwand, die in der Folge zu
Beschädigungen an der Dichtung führen können oder würden, vermieden
werden. Bei allen Neukonstruktionen sollte sie vorgesehen werden. Bis zu
einem Zylinderdurchmesser von 230 mm ist eine Einführschräge nach
Abbildung 4 bzw. nebenstehender Detailansicht „A“ vorzusehen. Auf Gratfreiheit und Rundungen der Kanten ist besonders Acht zu geben. Nachfolgend finden Sie eine Vorgabe zur Auslegung dieser Einführschrägen:

Abbildung 4:                                                           Detailansicht A

Maßliche Empfehlungen für Einführschrägen

Abbildung 1

Zyl. ø D

(mm)


a min
(mm)


min
(mm)

< 45
0,8
2,4
45-175
1,0
3,0
175-230
1,5
4,5

 

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5. ZULÄSSIGES SPALTMASS
Als Spaltmaß oder auch Dichtspalt „e“ wird der Spalt zwischen den
Maschinenbauteilen bezeichnet, also der Abstand zwischen Zylinderbohrung
und Kolben bzw. Gehäuse und Kolbenstange, der je nach Anwendung
unterschiedlich sein darf. Bei Beaufschlagung mit Druck kann das Dichtungsprofil an der druckabgewandten Seite in diesen Spalt eindringen
bzw. einwandern. Der Spalt berücksichtigt die Ausschöpfung der ungünstigsten Toleranzen und die maximale Exzentrizität zwischen Kolben
und Zylinderbohrung sowie Kolbenstange und Gehäuse.
 
Bei hohen Drücken ist der Spalt entsprechend kleiner zu halten, da es
sonst zur sogenannten Spaltextrusion und damit zum Abscheren der Dichtung
kommen kann. Besonders bei elastomeren Dichtungen ohne Stützring
ein häufiges Schadensbild.
 
Die Abbildung zeigt eine anschauliche Darstellung des Spaltmaßes, der
Druckrichtung sowie den Ort bzw. die Stelle einer möglichen Spalteinwanderung (an der druckabgewandten Seite).
Abbildung 5: Schematische Darstellung einer Kolben-/Zylinderdichtung
bei Druckbelastung inklusive Spaltmaß „e“ und dem Ort bzw. der Stelle
einer möglichen Spalteinwanderung infolge hohen Druckes


Abbildung 1

Zur Bestimmung des für Sie optimalen Spaltmaßes finden Sie auf den folgenden Seiten jeweils ein Nomogramm für Polyurethan- (PUR) bzw. Hartgewebedichtungen [Härtebereich ≥ 85 Shore A] sowie elastomere Dichtungen aus NBR, HNBR und FKM [Härtebereich 70 bis 85 Shore A].
 
ERLÄUTERUNG ZUR VERWENDUNG DES NOMOGRAMMES
Zu Beginn sollten Sie die Betriebsbedingungen wie maximaler Betriebsdruck
und maximale Einsatztemperatur sowie den dynamischen Dichtungsdurchmesser, den Werkstoff und die radiale Höhe bzw. Profilbreite der Dichtung in Erfahrungen bringen. Der dynamische Durchmesser ist das
Maß auf welchem die Dichtung arbeitet und nicht der statische Durchmesser
des Nutgrundes. Das ist bei einer Kolbendichtung der Außen- und bei einer Stangendichtung der Innendurchmesser. Die Angaben im Nomogramm 
gehen auch hier von den extremsten Bedingungen (stemmende Fahrweise & weichstes Material) aus. Handelt es sich nicht um eine stemmende
Fahrweise, kann der Spalt um 25 % vergrößert werden. Um weitere 15 % kann der Spalt vergrößert werden, wenn ein um ca. 15 Shore A härterer
Werkstoff gewählt wird.
 
Verbinden Sie nun die d/D-Achse und S-Achse miteinander und verlängern
Sie diese Linie, bis sich ein Schnittpunkt mit der Y1-Linie ergibt. Verfahren
Sie ebenso mit der P- und T-Achse und verlängern Sie diese Linie bis sich
ein Schnittpunkt mit der Y2-Linie ergibt.
 
Verbinden Sie nun die Schnittpunkte der Y1- und Y2-Linie miteinander. Der
Schnittpunkt, der sich nun auf der e-Linie ergibt, steht für das maximal mögliche Spaltmaß.
[Voraussetzung: Die Verwendung des ermittelten Spaltmaßes „e“ setzt voraus, dass Sie die Oberflächen entsprechend den Konstruktionsempfeh-lungen (siehe „Oberflächen“) und eine schmierende Flüssigkeit gewählt
haben. Bei besonderen Einsatzbedingungen z.B. nicht schmierenden Flüssigkeiten wie Wasser, Säuren oder Laugen setzen Sie sich bitte mit unserer Anwendungstechnik in Verbindung.]
 
Beispiel für eine Dichtung aus PUR/Hartgewebe (≥ 85 Shore A):
d/D = dynamischer Durchmesser = 80 mm
s = radiale Höhe Dichtung = 8,5 mm
P = max. Betriebsdruck = 250 bar / 25 MPa
T = max. Einsatztemperatur = 80°C

→ es ergibt sich ein Spaltmaß von ca. 0,26 mm

 

Beispiel für eine Dichtung aus NBR/HNBR/FKM (≥ 70 Shore A):
d/D = dynamischer Durchmesser = 80 mm
s = radiale Höhe Dichtung = 7,5 mm
P = max. Betriebsdruck = 100 bar / 10 MPa
T = max. Einsatztemperatur = 80°C
 
→ es ergibt sich ein Spaltmaß von ca. 0,225 mm
 

 

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ZULÄSSIGE SPALTMASSE „E“
Für PUR- und Hartgewebedichtungen (85 Shore A)

Abbildung 1

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ZULÄSSIGE SPALTMASSE „E“
Für NBR-, HNBR- u. FKM-Dichtungen im Härtebereich 70 bis 85 Shore A

Abbildung 1

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