Was sind statische und dynamische Dichtungen?

Haben Sie sich jemals gefragt, worin der Unterschied zwischen statischen und dynamischen Dichtungen liegt und wozu sie in der Dichtungstechnik zu gebrauchen sind?

Dichtungen finden ihre Anwendungen in den verschiedensten Bereichen. Ob als einfaches Dichtungsset in einem Hydraulikzylinder, als Rotationsdichtung in einem Mahlwerk, in Walzanlagen aber auf im privaten Haushalt als O-Ring in einem Wasserhahn zum Beispiel.

Das Einsatzgebiet ist vielfältig, ebenso die verschiedenen Arten von Dichtungen. Abstreifer, Stangendichtungen, Flachdichtungen, O-Ringe uvm.

Für jede Anwendung gibt es eine eigene Art von Dichtung und ein eigenes Material. Sie sorgen dafür, dass Maschinen und Anlagen einwandfrei funktionieren oder gefährliche Substanzen nicht austreten können. 

Diese Arten von Dichtungen werden in viele Unterarten gegliedert. Zwei davon sind die statischen und die dynamischen Dichtungen. Doch worin liegt der Unterschied? Im folgenden Blogtext möchten wir Ihnen diesen ein wenig näherbringen.

Welche Aufgabe haben Dichtungen?

Welche Aufgabe haben Dichtungen?

Dichtungen kommen zum Einsatz, um zwei Räume mit verschiedenen Inhalten voneinander zu trennen. So soll der Austausch fester, flüssiger oder gasförmiger Elemente vermindert oder gar verhindert werden.

Sie können mit Hilfe von Dichtungstechnik beispielsweise den Austritt von gefährlichen Substanzen verhindern. Giftige, korrosive Flüssigkeiten können sonst eine Gefahr für Umwelt und Mitarbeiter sein. Dichtungen können auch das empfindliche Innenleben einer Maschine vor Verunreinigung schützen. So wird das Eindringen von Schmutz, Staub oder Feuchtigkeit gehemmt.

Zudem tragen Dichtungen einen erheblichen Teil bei der Lebensdauer von Systemen bei. Bei direktem Kontakt von Metallteilen wäre der Verschleiß deutlich höher.

Statische Dichtungen

Statische Dichtungen

Statische Dichtungen werden zwischen zwei unbeweglichen Bauteilen eingesetzt. Ihre Aufgabe ist es den Stoffübergang zu verhindern. Bei statischen Dichtungen haben die abzudichtenden Oberflächen ständig Kontakt zueinander. Die Leckrate ist daher relativ gering.

Von statischen Dichtungen wird ein Minimum an erforderlicher Pressung und ein Maximum an erlaubter Pressung erwartet, was allerdings abhängig von Dichtungsart, Material und Hersteller ist. Die Anpresskräfte zwischen dem Dichtstoff und den abzudichtenden Teilen können außerdem höher gewählt werden, weil Reibungskräfte wie bei dynamischen Dichtungen entfallen.

Statische Dichtungen können zum einen rein durch äußere Kräfte angepresst werde, wie dies zum Beispiel bei Flachdichtungen der Fall ist. Im Gegensatz zu statischen Dichtungen mit Druckaktivierung wie O-Ringe – hier steigt die Dichtpressung gleich dem Systemdruck.

Anwendungsbereiche von statischen Dichtungen

Typische Anwendungsbereiche für statische Dichtungen sind beispielsweise die Abdichtung von Flanschen, Ventilen, Platten oder Verschlüssen. Dafür kommen häufig Flachdichtungen zum Einsatz. Bei diesen Dichtungen kommen, je nach Anwendung, diverse technische Werkstoffe zum Einsatz. Zu den häufigsten zählen Aramid-Faserstoffe wie von den Firmen Frenzelit und Klinger, oder Flachdichtungen aus NBR. Aber auch Flachdichtungen aus FKM, EPDM, Polytetrafluorethylen (PTFE), Graphit, oder auch Dichtungspapier kommen zum Einsatz.

Aber auch O-Ringe werden als statische Dichtungen gerne verwendet. Fast alle flüssigen und gasförmigen Substanzen werden von ihnen abgedichtet. Sie sind in elastomerischen und anderen Werkstoffen verfügbar. Bei den O – Ringen werden je nach Anwendung oft Stützringe mitverbaut, welche die Druckbeständigkeit der O – Ringe erhöhen und die Spaltextrusion verhindern sollen. Stützringe werden hauptsächlich aus PTFE oder PU hergestellt.

Interessant: Unter statische Dichtungen fallen ebenso neben Dichtstoffen, auch unlösbare Verbindungen, wie Schweiß-, Löt-, Klebe- oder Pressverbindungen.

Warum sind Dichtungen so wichtig?

Dynamische Dichtungen

Dynamische Dichtungen haben ihren Namen von der Bewegung, der sie ausgesetzt sind. Sie sollen zwischen zwei relativ zueinander bewegenden Bauteilen dichten, so dass ein Stoffaustausch verhindert wird bzw. auf ein zulässiges Maß begrenzt wird. Ein Dichtspalt ist oftmals unvermeidbar, wobei dieser vorteilhaft genutzt werden kann. Sie können beispielsweise während des Betriebs Schmiermittel darin einbringen.

Die abzudichtenden Elemente können sich bei dynamischen Dichtungen genauso berühren wie bei statischen Dichtungen. Aber es gibt auch berührungslose Dichtungen, die ohne mechanischen Kontakt der beiden Teile und Dichtstoffe wirken. Die Lebensdauer der Dichtung ist dabei recht hoch – allerdings auch die Leckage.

Anwendungsbereiche von dynamischen Dichtungen

Wann dynamische Dichtungen eingesetzt werden, hängt von folgenden Bedingungen ab:

  • Translatorische, rotatorische Bewegung oder eine Kombination aus beiden
  • Bewegungsgeschwindigkeit (Drehzahl oder Hubgeschwindigkeit)
  • abzudichtendes Medium (Öl, Luft, Wasser, usw.)
  • Höhe der Dichtleistung
  • Temperaturunterschied
  • Größe des Druckunterschiedes
  • Montageaufwand
  • Kosten
     
Welche Dichtungsarten gibt es in der Dichtungstechnik?

Welche Dichtungsarten gibt es in der Dichtungstechnik?

Gummidichtungen
Bei Gummidichtungen handelt es sich um einen Überbegriff für alle Dichtungen aus Gummi (z.b. NBR oder EPDM). Beispiele dafür wären Flachdichtungen, Profildichtungen, Wellendichtungen usw.

Stützringe
Unterstützung erhalten O-Ringe oft von Stützringen. Sie werden vor allem bei hohem Druckverhalten eingesetzt und verhindern das Extrudieren in den Dichtspalt (Spalt-Extrusion).

Abstreifer
Abstreifer schützen Hydraulik- und Pneumatikzylinder vor dem Eindringen von Schmutz und Staub.

Hydraulikdichtungen
Hydraulikdichtungen kommen in allen hydraulischen Anwendungen zum Einsatz, wie zum Beispiel bei einfachen Hydraulik-Zylindern, Aufzügen mit hydraulischem Motor, Bremsen von Kraftfahrzeugen, usw. Nutringe wie zum Beispiel Stangendichtungen haben ihr Einsatzgebiet in Pneumatik- und Hydraulikzylindern.

Führungsringe
Führungsringe und Führungsbänder führen den Kolben und die Kolbenstange eines Hydraulikzylinders, dadurch sorgen sie für saubere und gerade Bewegungsabläufe.

Kolbendichtungen
Als Fluiddichtungen werden Kolbendichtungen in Hydraulikzylindern verwendet. Sie haben die Aufgabe den Kolben gegen das Zylinderrohr abzudichten.

Rotationsdichtungen
Rotationsdichtungen wie mechanische Laufwerkdichtungen, Radialwellendichtungen (Wellendichtringe, Simmeringe) oder V-Ringe sind in rotierenden oder oszillierenden Bauteilen zu finden, um die Schmierflüssigkeit im System zu halten und das Eindringen vor Schmutz und Wasser zu verhindern.

Stangendichtungen
Stangendichtungen werden in Pneumatik- und Hydraulikzylindern genutzt, um die ein- und ausfahrende Kolbenstange bei der Austrittsstelle aus dem Zylinder abzudichten. Bei Stangendichtungen handelt es sich vielfach um unsymmetrische Nutringe. Der Außenring ist unbeweglich am Zylinderkopf befestigt und dichtet statisch nach außen hin ab, während im Inneren eine verkürzte Dichtlippe zur beweglichen Kolbenstange hin für eine dynamische Abdichtung sorgt. Abhängig von der Bauart sollte die Druckbelastung von nur einer Seite geschehen – man spricht deshalb von einfachwirkenden Dichtungen.

Dichtungs-Materialien für Dichtungstechnik

Dichtungs-Materialien

Eine Vielzahl an Werkstoffen kommt bei der Herstellung von Dichtungen in Frage. Ihre Eigenschaften, wie Beständigkeit, Härte, Elastizität, Chemikalienresistenz, Einsatztemperatur usw. spielen je nach Dichtungsanwendung eine entscheidende Rolle. Auch die mechanisch-technologischen Werte einer Elastomermischung sind wichtig bei der Werkstoffauswahl. Dichtungen können aus folgenden Materialien bestehen:

  • PU-Dichtungen (Polyurethan)
  • EPDM-Dichtungen
  • Silikon-Dichtungen
  • NBR-Dichtungen
  • Viton-Dichtungen
  • FFKM-/FKM-Dichtungen
  • PTFE- und PTFE-compound Dichtungen
Fabian Kofler Produktion & Qualitätssicherung Tel. +43 5223 - 433 99 - 12