Ringe für dynamische Dichtungen

Ringe für
dynamische Dichtungen
www.schunk-carbontechnology.com
RINGE FÜR DYNAMISCHE DICHTUNGEN
Inhaltsverzeichnis
Schunk Carbon Technology
03
Kohlenstoff- und Graphitwerkstoffe in dynamischen Dichtungen
04
Ringe für axiale Gleitringdichtungen
05
Speisekopfdichtungsringe
10
Kugelhahndichtringe
11
Dichtungsringe für radiale Dichtungen
12
02
RINGE FÜR DYNAMISCHE DICHTUNGEN
We are Carbon Technology
Schunk Carbon Technology ist weltweit führend in der Entwicklung, Fertigung und Anwendung
von Carbon- und Keramiklösungen. Wie kein Anderer vereint Schunk Carbon Technology dabei
Innovationskraft und technologisches Know-how mit außergewöhnlicher Serviceorientierung
zu einem einzigartigen Leistungsspektrum.
Mit seinem hochspezialisiertem Technologieportfolio aus Mechanical Carbon, Electrical Carbon, High Temperature
Applications und Technical Ceramics bietet Schunk Carbon Technology perfekt auf die vielfältigen industriellen
Anwendungsbereiche abgestimmte Lösungen. Sie finden uns in Millionen von Kraftfahrzeugen, in Haushaltsgeräten,
in der Bahn- und Luftfahrttechnik, wie auch in der chemischen Industrie, in Prozessen zur Wärmebehandlung sowie in
der Solar- und Windenergie bis hin zu Medizintechnik und Halbleiterindustrie.
Die Business Unit Mechanical Carbon Industry
entwickelt und produziert Werkstoffe für Dichtungsringe, Gleitlager und Pumpenkomponenten
aus Graphit und Kohlenstoff sowie aus SiC. Die
Produkte kommen in der Dichtungstechnik sowie
in Maschinen, Aggregaten und Anlagen vieler
Industriebereiche zum Einsatz. Zum Beispiel in
der chemischen und petrochemischen Industrie,
der Energie- und Versorgungstechnik, in der
pharmazeutischen und Nahrungsmittelindustrie bis hin zu Anwendungen in der Luft- und
Schifffahrt.
Eine Division der Schunk Group
Schunk Carbon Technology ist eine Division
der Schunk-Group, die als global operierender
Technologiekonzern mit über 8100 Mitarbeitern
in 29 Ländern maßgeschneiderte HightechLösungen in den Bereichen Kohlenstofftechnik
und Keramik, Umweltsimulation, Klimatechnik,
Sintermetall und Ultraschallschweißen
entwickelt.
03
RINGE FÜR DYNAMISCHE DICHTUNGEN
Kohlenstoff- und Graphitwerkstoffe in dynamischen
Dichtungen
Kohlenstoffwerkstoffe sind durch ihre besonderen Eigenschaften prädestiniert für die
Verwendung in dynamischen Dichtungen.
Kohlenstoff- und Graphitwerkstoffe haben breite
Anwendungsgebiete für Dichtungsringe erschlossen, u. a.
im Hoch- und Tieftemperaturbereich, in der chemischen
Kohlenstoffwerkstoffe zeichnen
sich aus durch:
und petrochemischen Industrie, im Lebensmittel-, Pharmazie- und Kosmetikbereich, im Pumpen-, Kompressoren- und
Turbinenbau, im Flugzeug- und Kraftfahrzeugbau, im Schiff-
¬ hervorragende Gleit- und
Trockenlaufeigenschaften
fahrtsbereich, der Papierindustrie, der Klimatechnik sowie
¬ niedrige Reibungskoeffizienten
im Haushaltsgerätebereich und in der Kraftwerkstechnik.
¬ Verschleißfestigkeit
¬ chemische Beständigkeit
¬ Temperaturbeständigkeit
¬ hohe Wärmeleitfähigkeit
¬ hervorragendes Thermoschockverhalten
¬ ausgezeichnete Formbeständigkeit
¬ gasdichte Herstellbarkeit
¬ hohe Ermüdungsfestigkeit
¬ gleichbleibende Festigkeit, auch bei hohen
Temperaturen
¬ ein hervorragendes Verhältnis Festigkeit/
Rohdichte
¬ im Gegensatz zu metallischen Gleitpaarungen
fehlende Verschweißungsgefahr
¬ Eignung in Verbindung mit nahezu allen
gängigen Gegenlaufwerkstoffen
04
RINGE FÜR DYNAMISCHE DICHTUNGEN
Ringe für axiale Gleitringdichtungen
Die axiale Gleitringdichtung stellt ein ideales System dar, um die Durchtrittsstelle einer rotierenden Welle durch eine Gehäusewand abzudichten. Kontinuierliche Neu- und Weiterentwicklungen unserer Werkstoffe erweitern deren Einsatzbereiche und tragen höchsten
Anforderungen Rechnung.
Die Schunk Werkstoffpalette für Gleit- und Gegenringe
reicht von kunstharzgebundenen Kohlenstoffwerkstoffen
Schematische Darstellung von
Gleitringdichtungsausführungen
über Kohlenstoffgraphite, Elektrographite und Siliziumcarbid
bis hin zu SiC-C-Verbunden.
Schunk bietet sämtliche zur Abdichtung und Eigenschaftsverbesserung üblichen Harz-, Metall- und Salzimprägnierungen sowie auch all-Carbon-Werkstoffe.
Axiale Gleitringdichtungen, die in vielen verschiedenen
Bauformen hergestellt werden, sind gekennzeichnet durch
eben axial belastete, aufeinander gleitende Dichtflächen.
Zwischen den Gleitflächen befindet sich ein Schmierfilm.
Belastete Gleitringdichtung
Schlecht schmierende Medien, enge Schmierspalte durch
hohe Dichtheitsanforderungen oder gar Feststoffberührung
erfordern oftmals Werkstoffe mit Not- und Trockenlaufeigenschaften.
Kohlenstoffwerkstoffe sind dank ihrer besonderen Inhaltsstoffe selbstschmierend.
Entlastete Gleitringdichtung
Einsatzbereich
¬ Gleitgeschwindigkeit: max. 70 m/s
oder Druckgefälle: max. 160 bar
¬ typischer Gleitdruck: 10 – 200 N/cm2
¬ allgemein <50 N/cm2
Doppelt wirkende Gleitringdichtung
05
RINGE FÜR DYNAMISCHE DICHTUNGEN
Werkstoffauswahl
Vielfältige Einsatzbedingungen erfordern angepasste Werkstoffe. In der umfangreichen Schunk Werkstoffpalette findet sich
die optimale Lösung. Die folgende Tabelle gibt eine grobe Übersicht.
Kunstharzgebundene
Kohlenstoffwerkstoffe
Beispiel: FF521
Nasslauf, hohe Stückzahlen,
geringe Gleitgeschwindigkeiten und Drücke
Mit Kohlenstoff nachverdichtete
Kohlenstoffwerkstoffe
Beispiel: FH82Y5
höchste chemische Anforderungen, Nasslauf, mittlere
Gleitgeschwindigkeiten und
Drücke
Kunstharzimprägnierte Kohlenstoffwerkstoffe
Beispiele: FH42Z5, FH82Z5
Nasslauf, mittlere bis hohe
Gleitgeschwindigkeiten und
Drücke, hohe chemische
Anforderungen
Metallimprägnierte
Kohlenstoffwerkstoffe
Beispiele: FH42A, FH82A
Nasslauf, höchste Gleitgeschwindigkeiten und
Drücke
Kohlenstoffwerkstoffe für
absolut trockene Bedingungen
Beispiele: FH71ZH5, FH71A
Anwendungen in absolut
trockener Umgebung oder
auch unter sehr tiefen
Temperaturen
Ring für axiale Gleitringdichtungen
Die Schunk Carbon Technology führt seit vielen
Jahren Verschleißtests mit Standardwerkstoffen
und neu entwickelten Werkstoffen auf
Gleitringdichtungsprüfständen durch.
Gleitringdichtungsprüfstand
06
RINGE FÜR DYNAMISCHE DICHTUNGEN
Gegenlaufmaterialien
Rautiefen der Gleitflächen
Für die Funktion von Gleitringdichtungen ist die Material-
Kohlegleitflächen: Ra 0,2 – 0,4 µm
auswahl von entscheidender Bedeutung. Durch die Fähig-
Gegenlaufflächen: Abhängig vom verwendeten Gegenlauf-
keit, als Festschmierstoff einen Transferfilm auszubilden,
werkstoff und der Anwendung.
werden Kohlenstoffwerkstoffe erfolgreich in Verbindung mit
nahezu allen Gleitringwerkstoffen eingesetzt. Lediglich sehr
Kohlegleitflächen laufen sich schnell auf die Gegenlauf-
weiche Materialien sind ungeeignet.
fläche ein und bilden auf dieser einen Übertragungsfilm.
Angepasste Rautiefen der Gegenlaufflächen gewährleisten
gut geeignet
¬ SiC/C-Verbundwerkstoff SiC30
einen schnellen Einlauf und optimale Ausbildung dieses
reibungs- und verschleißmindernden Transferfilms.
¬ Siliciumcarbidwerkstoffe
¬ Wolframcarbid
¬ Chromoxid (plasmabeschichtet)
¬ Aluminiumoxid (nur bei Nasslauf)
¬ gehärteter Chromstahl
¬ Chromstahlguss
¬ Kohlenstoffgraphitwerkstoffe
bedingt verwendbar
¬ Chromnickelstahl
¬ austenitisches Gusseisen
¬ rostfreier Sinterstahl (auch polyesterharzimprägniert)
¬ Grauguss
¬ Stellit
¬ Buntmetalle
Planheit der Gleitflächen
Die Planheitsprüfung erfolgt bevorzugt mit Planglas und
monochromatischem Licht auf einem Interferenzprüfgerät.
Gleitflächenaußendurchmesser
¬ <80 mm
¬ 2 Heliumlichtbänder (ca. 0,6 µm)
¬ > 80 mm
¬ + 1 Lichtband (ca. 0,3 µm) für jeweils 30 mm größere
Durchmesser
(Höhere Anforderungen an die Planheit auf Anfrage.)
ungeeignet
¬ Aluminium
¬ Aluminiumlegierungen (auch eloxiert)
Anforderungen an die Gleitflächen
Mit ausschlaggebend für Dichtheit bzw. Leckage einer
Nicht einwandfrei plane
Einwandfrei plane
Gleitringdichtung sowie den Verschleiß der Gleitringe ist
Gleitfläche
Gleitfläche
die Bearbeitungsgüte der Gleitflächen. Die Gleitflächen sind
deshalb zu läppen oder zu polieren.
07
RINGE FÜR DYNAMISCHE DICHTUNGEN
Zerstörungsfreie Prüfung
Neben der obligatorischen Maßprüfung können auf Kundenwunsch weitere zerstörungsfreie Prüfungen durchgeführt
und auch dokumentiert werden (Gasdichtheits-, Röntgenund Ultraschallprüfung etc.).
Einbau
Der Einbau von Kohlenstoffgleitringen erfolgt üblicherweise
über O-Ringe sowie in Gummi- oder Kunststoffmanschetten,
wobei jeweils eine Verdrehsicherung vorzusehen ist.
In Metallfassungen oder Metallfaltenbälgen kann der
Röntgengrobstrukturaufnahme von
Kohlenstoffdichtungsring auch eingeklebt werden.
metallimprägnierten Kohlenstoffgleitringen
Die verwendeten Klebstoffe müssen den chemischen und
thermischen Beanspruchungen im Einzelfall angepasst
werden.
Auch Press- und Schrumpfsitze sind möglich. Sie erfordern
in erster Linie die Einhaltung enger Maß- und Formtoleranzen, wie z. B. Rundlauf und Konzentrizität der
Aufnahmebohrung.
Press-Sitz: H7/s6
Schrumpfsitz: H7/x8–zb8
(je nach Fassungswerkstoff und Betriebstemperatur)
Zu beachten sind mögliche Formänderungen, weshalb
die Gleitflächenbearbeitung auf Planheit nach dem
Einschrumpfen erfolgen sollte.
08
RINGE FÜR DYNAMISCHE DICHTUNGEN
Anwendungsgebiete und
Werkstoffempfehlung
Die nachfolgende Zusammenstellung von Anwendungs-
Werkstoffempfehlung
Anwendungsgebiete
für Gleitringdichtungen für Kohlegleitringe
gebieten für Ringe aus Kohlenstoffgraphitwerkstoffen
Kaltwasserpumpen
FH42Z5, FH42A
erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit.
Warmwasserpumpen
FH82ZH5, FH82A
Brauchwasserpumpen
FH42Z5, FH82Z5
Speisewasserpumpen
FH82ZH5, FH82A, SiC30
Kältekompressoren
FH82A, FH82ZH5, SiC30
Kraftstoff- und
Heizöl-Förderpumpen
FH42A, FH82A
Ölbrennerpumpen
FH421A, FF521
Im Flugzeugbau
FE679Q, FH42AR, SiC30
Die genannten Schunk Werkstoffe sind als Empfehlung zu
verstehen. Sie haben sich im jeweiligen Anwendungsfall
bewährt; für höhere Anforderungen halten wir weitere
Werkstoffe für Sie bereit. Unsere Anwendungstechnik steht
für entsprechende Fragen gerne zur Verfügung.
Im Schiffsbau
Gasdichtungsring
Stevenrohrdichtungen
für Über- und Unterwasserschiffe
FH429A, FH829A,
FH829Z5
Lenzpumpen
FH42Z5, FH82Z5
Schottabdichtungen
FE45S
In Pumpen und Anlagen
der Lebensmittelindustrie
FH42Z5, FH82Z5, FH42Y5,
FH82Y5
Chemiepumpen
FH44Z5, FH42Z5, FH82Z5,
FH82Y5, FE45Y2, FE45Z5,
SiC30
Pumpen in der
Petrochemie
FH42A, FH82A, SiC30
Rührwerke Nasslauf
Trockenlauf
FH42Z5, FH82Z5, FH42A,
FH82A, SiC30, FH71ZH5
Zentrifugen
FH44Z5, FH42Z5
Verdichter
FH82A, FH82ZH5
Wärmeträgerölpumpen
FH42A, FH82A
Pumpen für Kraftwerksanlagen
FH82Z5, FH82ZH5, FH82A,
FE709Y5, SiC30
Hauptkühlmittelpumpen FH829Z5, FH829ZH5,
für Kernkraftwerke
SiC30
Pumpen für flüssige
Gase
FH42A, FH82A, FE45A,
FH71ZH5, FH71A
09
RINGE FÜR DYNAMISCHE DICHTUNGEN
Speisekopfdichtungsringe
Die Dampfkopf-, oder allgemeiner, Speisekopfdichtung stellt eine spezielle Form der
Gleitringdichtung dar.
Bei der Zuführung von Dampf, Heiß- oder Kühlwasser und
Wärmeträgerölen in umlaufende Walzen und Trommeln
können neben der Drehbewegung auch Schwingungs-,
Pendel- und Taumelbewegungen auftreten. Die Konstruktion der Speisekopfdichtung muss also gewisse Winkelbewegungen zulassen. Dies wird überwiegend durch die
Verwendung von Ringen mit einer konvexen oder konkaven
Gleitfläche erreicht.
In Dampfkopfdichtungen, z. B. in der Papier- und Zellstoffindustrie, müssen die Dichtungen wartungsfrei über lange
Zeiträume ununterbrochen laufen, obwohl für die Dichtungsringe aus Kohlenstoffgraphitwerkstoffen nur Mischreibung durch Dampfschmierung oder sogar Trockenlauf
vorliegt.
Bei den üblicherweise kleinen Gleitgeschwindigkeiten von
<0,1 m/s kann die Belastung bis über 150 N/cm2 betragen.
Anpressdruck durch Federelemente: 1 – 3 N/cm2
Unterschiedliche Ausführungsformen von
Speisekopfdichtungen
Werkstoffempfehlung
Dampf: FH27S, FH42, FH42A, FH44Y2, FH27Z2, FH44Z2
Kaltwasser: FH44Z5, FH42Z5
Warmwasser: FH42A, FH44ZH5, FH42ZH5
Wärmeträgeröle: FH42A, FH82A
Kohlenstoffgleitringe für
Dampfkopfdichtungen
10
RINGE FÜR DYNAMISCHE DICHTUNGEN
Kugelhahndichtringe
Kugelhahndichtringe aus Kohlenstoffgraphitwerkstoffen finden Verwendung in Hochtemperaturanwendungen und im Fire-safe-Bereich, also in Raffinerien, Öltankern, in der chemischen
Industrie etc.
Die Dichtringe dienen dabei der Abdichtung heißer Dämpfe
und Gase, die die Verwendung herkömmlicher Werkstoffe
wie z. B. PTFE-Compounds nicht mehr gestatten.
Rautiefe der Gegenlauffläche: Rt ≤ 1,5 µm
Werkstoffe, die sich bewährt haben: FE45A, FH42A
Neben den Dichtungsringen werden in Kugelhähnen auch
Gleitlager im Bereich der Welle aus Kohlenstoffwerkstoffen
eingesetzt. (Informationen zu Gleitlagern finden Sie in
unserer separaten Broschüre 35.38)
Kugelhahn
Eingefasster Kugelhahndichtring
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RINGE FÜR DYNAMISCHE DICHTUNGEN
Dichtungsringe für radiale Dichtungen
Dichtungsringe aus Kohlenstoffgraphitwerkstoffen werden aufgrund ihrer herausragenden
Eigenschaften seit vielen Jahren in radialen Dichtungen, sowohl bei umlaufenden als auch
axialen Bewegungen, mit Erfolg verwendet.
Für radiale Dichtungen kommen – von einigen Ausnahmen
Spaltdichtungen
abgesehen – überwiegend mehrteilige, also segmentierte
Dichtungsringe in Betracht. Die Mehrteiligkeit ermöglicht
Einer Berührungsdichtung sind diese vorzuziehen, wenn
eine einfache Montage der Kohlenstoffgraphitwerkstoffe,
durch kritische Betriebsbedingungen, wie z. B. hoher Gleit-
die nicht, wie andere Dichtungswerkstoffe für radiale
geschwindigkeit und/oder hoher Drücke, unter Berührung
Dichtungen, elastisch verformbar sind. Es können sowohl
mit starker Erwärmung der Dichtflächen und erhöhtem
rotierende als auch translatorische Bewegungen abgedich-
Verschleiß zu rechnen ist.
tet werden.
Als Spaltdichtungen kommen neben mehrteiligen
Dichtungsringen auch einteilige, wie die in metalleingefassten sogenannten Panzerkohleringe, zum Einsatz.
Berührende Dichtungen
Typische Einsatzgebiete von Spaltdichtungen sind Dampfturbinen, hochtourige Gebläse, Kolbenstangendichtungen
Für permanent kontaktierend laufende Dichtungen können
ölfreier Kolbenkompressoren und Schraubenverdichter.
nur mehrteilige oder einteilig geschlitzte Dichtungsringe
zum Einsatz kommen. Somit ist konstruktiv eine gewisse
Die Anzahl der vorzusehenden Dichtungsringe in Spalt- und
Nachstellbarkeit gewährleistet und auch ein notwendiger-
Berührungsdichtungen richtet sich nach den vorliegenden
weise auftretender Verschleiß beeinträchtigt die Dichtheit
Betriebsbedingungen, der Art der Dichtung und Höhe der
nicht. Derartige Ringe werden einteilig als Kolbenringe oder
zulässigen Leckage.
mehrteilig als Drosselringe im Hochtemperaturbereich, in
Beim Einsatz von mehreren mehrteiligen Ringen hinter-
Schottabdichtungen und in Wasserturbinen eingesetzt.
einander werden deren Stoßstellen mit Hilfe von
Verdrehsicherungen versetzt angeordnet.
Erfahrungsgemäß kann überschlagsmäßig die Anzahl der
Ringe nach der Formel n = 2 + k x Δp berechnet werden.
k= 1 MPa-1 bei Berührungsdichtungen
k= 2 MPa-1 bei Spaltdichtungen
(Δp in MPa)
Gegenlaufmaterialien für radiale Dichtungen:
Alle üblichen Wellen und Kolbenstangenmaterialien
Eingeschränkt verwendbar: Austenitische Stahlsorten
Anordnung von mehrteiligen Ringen bei radialer
Wellenabdichtung
ungeeignet: Aluminium, Aluminiumlegierungen und
Buntmetalle
Ausnahme: Hartverchromung oder Hartvernickelung der
Oberfläche
Rautiefe der Gegenlauffläche: Rt ≤ 2 µm
12
RINGE FÜR DYNAMISCHE DICHTUNGEN
Mehrteilige Dichtungsringe
Die Aufteilung in 3, 4, 6, 8, 12 oder mehr Segmente richtet
Spaltdichtungsringe haben sehr hohe Anforderungen an die
sich in der Regel nach der Größe des jeweiligen Dichtungs-
Toleranzen des Innendurchmessers. Dies gilt in der Regel
rings.
auch für mehrteilige Ringe. Diese können jedoch auch mit
einem geringen Spiel an den Stoßstellen ausgelegt werden,
Mehrteilige Dichtungsringe werden mit Schraubenzugfedern
sodass sie zunächst berührend arbeiten. Durch den
verspannt. Hierbei haben sich Federn aus dem Edelstahl
auftretenden geringfügigen Einlaufverschleiß geht das
1.4310 bewährt.
Spiel an den Stoßstellen gegen Null, wodurch eine praktisch
berührungsfreie Spaltdichtung mit minimalem Spaltverlust
Vorteilhaft ist die bewegliche oder schwimmende
und damit optimaler Dichtwirkung generiert wird.
Anordnung mehrteiliger Ringe in Kammern, um radiale
Mehrteilige Spaltdichtungsringe, ohne Spiel an den Stoß-
Auslenkungen der Welle ausgleichen zu können.
stellen, können auch mit gebrochenen Stößen hergestellt
werden. Hierbei wird ein von Schunk patentiertes Ferti-
Wie bereits eingangs erwähnt, können segmentierte Ringe
gungsverfahren eingesetzt.
sowohl berührend als auch mit Spalt arbeiten.
Berührende mehrteilige Dichtungsringe müssen sich nachstellen können, um den Verschleiß am Innendurchmesser
auszugleichen. Dies wird bei Ringen mit überlapptem oder
überlappt verzapftem Stoß durch ein genügend großes Spiel
an den Stoßstellen zwischen den Segmenten ermöglicht.
Die Nachstellbarkeit kann auch durch unterschiedliche
Segmente mit tangentialem Schnitt und die daraus resultierenden Berührungsflächen erreicht werden. Solche Ringe
können auch unter translatorischer Bewegung abdichten,
wie sie beispielsweise bei Kolbenstangen vorliegen.
Der Gleitdruck von dauerhaft kontaktierend laufenden
radialen Dichtungen wird durch die Schraubenzugfedern am
Außendurchmesser erzeugt und sollte zwischen 1 und
1,5 N/cm² liegen.
Unterschiedliche Kohleringsegmente
Mehrteiliger Spaltdichtungsring 13
RINGE FÜR DYNAMISCHE DICHTUNGEN
Bemaßung mehrteiliger Dichtungsringe
aus Kohlenstoffgraphitwerkstoffen
D =
D
1,2 bis 1,5 x d
bmin= 8 mm bei stumpfem und überlapptem Stoß
bmin= 10 mm bei überlappt verzapftem Stoß
h ≈
r
h
0,15 x d
d
hmin= 6 mm bei stumpfem und überlappertem Stoß
hmin= 8 mm bei überlappt verzapften Stoß
r =
(Außendurchmesser der Feder / 2) + 0,3 bis 0,5 mm
sje nach Art der Dichtung, Größe des Wellendurch-
b
messers und Teiligkeit des Rings
s
Ausführungsbeispiele der Stöße von mehrteiligen Dichtungsringen
f
p
h
h
f
l
D
k
D
e
g
e
h
D
d
d
s
g
d
s
Mit überlappt, verzapftem Stoß für
Mit stumpfem Stoß für Wellen- und
Mit überlappt, verzapftem Stoß und
Wellenabdichtung
Kolbenabdichtungen
Außenschräge für Wellenabdichtung
d
h
f
h
f
d
D
g
g
e
s
Mit überlapptem Stoß für
Mit überlappt, verzapftem Stoß
Kolbenabdichtung
für Kolbenabdichtungen
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RINGE FÜR DYNAMISCHE DICHTUNGEN
Metallgefasste Dichtungsringe
Um im gesamten Temperatureinsatzbereich einer nichtberührenden Dichtung einen konstant engen Dichtspalt
In Spaltdichtungen werden abhängig vom Druckgefälle
zwischen Ring und Stahlwelle zu gewährleisten, müssen
mehrere Ringe in Kammern aus Stahl oder Guss
Kohlenstoffgraphitringe in Stahlfassungen eingeschrumpft
hintereinander angeordnet. Durch das Druckgefälle werden
werden. Grund ist der Unterschied zwischen den Ausdeh-
die Ringe axial gegen eine Kammerringfläche gedrückt, was
nungskoeffizienten von Kohlenstoffgraphitwerkstoff und
zusätzlich axiale Abdichtung bewirkt.
Stahl.
Voraussetzung ist eine gute Bearbeitung der Kammerring-
Die metallgefassten Dichtungsringe stehen unter Druck-
fläche (Rt ≤ 2 µm) und ein axiales Vorstehen der Kohlen-
spannung und dehnen sich bei Temperaturerhöhung aus wie
stoffringe aus der Fassung.
das Fassungsmaterial.
Um einen festen Sitz des Kohlerings zu gewährleisten, wird
der Schrumpfsitz entsprechend der maximalen Betriebstemperatur ausgelegt. Die erforderliche Einschrumpftemperatur
ist zudem abhängig vom verwendeten Fassungswerkstoff.
Üblicher Schrumpfsitz: H7/z8-zb8
Beim Einschrumpfen in Stahlfassungen ist Folgendes zu
beachten:
¬ nachträgliche Fertigbearbeitung der Ringbohrung
¬ je nach geforderten Toleranzen nachträgliche Außendurchmesserbearbeitung bei dünnwandigen Stahlfassungen (Bearbeitungsaufmaß ~ 0,3 mm).
Kohlenstoffgleitringe mit Metallfassung
Labyrinthringe
Als Labyrinthringe werden ein- und mehrteilige Spaltdichtungsringe mit Rillen in der Ringbohrung bezeichnet.
Die Rillen verbessern dabei die Dichtwirkung.
Labyrinthringe
15
RINGE FÜR DYNAMISCHE DICHTUNGEN
Einteilig-geschlitzte Ringe
Vor allem bei translatorischen Hubbewegungen, wie sie z. B.
Kolben in einem Zylinder ausführen, können kontaktierende,
einteilig-geschlitzte Ringe zur Abdichtung eingesetzt
werden. Die Ringe werden im getrennten, verspannten
Zustand endbearbeitet. Natürlich muss bei Auslegung und
Montage die endliche Elastizität der Kohlenstoffwerkstoffe
berücksichtigt werden.
Einteilig-geschlitze Ringe
Stützringe
Wenn in Berührungsdichtungen Kunststoffringe z. B. aus
PTFE oder PTFE-Compounds aufgrund ihrer mangelnden
Formbeständigkeit unter hohen Temperaturen nur noch
bedingt einsetzbar sind, ist die Verwendung von Stützringen aus Kohlenstoffgraphitwerkstoffen üblich.
Der Einbau von Kohlenstoffstützringen erfolgt mit geringem
Spiel zur Welle oder Kolbenstange zwischen den Dichtungsringen aus Kunststoff. Hiermit wird ein Fließen der Kunststoffdichtungsringe bei Wärme- und Druckbelastung über
den Spalt zwischen Kolbenstange oder Welle und Kammerring vermieden.
Ringe aus Kohlenstoffwerkstoffen sind formstabil und ihre
selbstschmierenden Eigenschaften verhindern die Beschädigung der Wellen- oder Kolbenstangendichtfläche bei
kurzzeitigem Anlauf.
Werkstoffauswahl
In radialen Dichtungen werden Kohlenstoffdichtungsringe vorwiegend aus nicht imprägnierten
Kohlenstoffgraphit- und Elektrographitwerkstoffen vorgesehen.
Bei kritischeren Betriebsbedingungen haben sich
kunstharz-imprägnierte Werkstoffe bewährt.
FH27S, FH42, FH429, FE45Y2,
FE45Y2, FH44Y2, FE679
FH27Z2, FE45Z2, FH44Z2
Bei hohen Druckgefällen und möglichem Erosionsverschleiß empfiehlt sich die Wahl metallimprägFE45A, FH42A, FH44A, FE679A
nierter Werkstoffe.
16
Schunk Kohlenstofftechnik GmbH
Rodheimer Straße 59
Tel +49 641 6080
Fax+49 641 608 1726
E-Mail [email protected]
www.schunk-carbontechnology.com
30.38d/2016
35452 Heuchelheim ¬ Deutschland

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