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Timken: Auf die passende Dichtung kommt es an

Ob Pumpen, Elektromotor, Gebläse, Stehlager oder auch Getriebe – die Verwendung falscher Dichtungen kann zu unerwünschter Stillstandzeit von Maschinen und Anlagen, einer verringerten Lebensdauer der Komponenten und zusätzlichen Kosten führen. Bei korrekter Auslegung und Installation können Dichtungen jedoch eine effektive Barriere bilden. Diese hält Schmierstoffe zurück und schützt vor Wasser, Korrosion, Ablagerungen und anderen Verunreinigungen.

Auf umlaufenden Wellen montierte Dichtungen haben zwei grundlegende Funktionen – Schmierstoffe zurückhalten und Verunreinigungen ausschließen. In einer typischen Anwendung wird eine Öldichtung – auch als Radialwellendichtring, Fettabdichtung, Fluiddichtung oder Schmutzabdichtung bezeichnet – meist am Wälzlager anliegend installiert. Um den Schmierstoff zurückzuhalten und Lecks zu verhindern, sind Öldichtungen so konzipiert, dass die Bereiche zwischen feststehenden und beweglichen mechanischen Bauteilen abgedichtet werden. Das ist beispielsweise der Bereich zwischen Gehäuse und Welle, wie er in fast allen Maschinen und Fahrzeugen vorzufinden ist.

Die korrekte Elastomerverbindung für die Dichtung

Damit die Dichtung korrekt funktioniert und das Eindringen von Abrasivstoffen, von korrosiver Feuchtigkeit und anderen schädigenden Verunreinigungen in Maschinen- und Anlagenteilen verhindern kann, ist die Auswahl einer geeigneten Elastomerverbindung für die Dichtung von entscheidender Bedeutung. Dafür sind die Anwendungsparameter und die externe Einsatzumgebung zu betrachten. In allgemeinen Industrieumgebungen ist Nitrilkautschuk das am häufigsten verwendete Elastomer. An zweiter Stelle steht das Fluorelastomer, das sich durch eine hohe chemische und thermische Beständigkeit auszeichnet.

Die beiden wichtigsten Anwendungsparameter sind die Temperatur und der Schmierstofftyp. Darüber hinaus gilt es festzustellen, ob etwaige Verunreinigungen aus der Umwelt chemisch nachteilig auf die Elastomerverbindung der Dichtung wirken. Tabellen zur chemischen Verträglichkeit sind von den meisten Dichtungslieferanten erhältlich, enthalten jedoch meist nur allgemeine Richtlinien. Für eine ausführlichere Analyse der Elastomerverträglichkeit empfiehlt es sich, sich von einem Fachingenieur für Dichtungstechnik beraten zu lassen. Parameter wie Wellenschlag, Fehlausrichtung zwischen Welle und Bohrung, Wellendrehzahl und Druck sind bei der Wahl einer Elastomerverbindung – Nitrilkautschuk, Polyacrylat, Silikon, Fluorelastomer, Ethylen-Acrylat (Vamac) oder auch Tetrafluorethylenpropylen (Aflas) – zu berücksichtigen, können je nach Anwendung unterschiedlich ausfallen und größere Auswirkungen auf die Funktion zur Folge haben.

Vorbereitung des Dichtungssystems

Nachdem eine Elastomerverbindung für die Dichtung ausgewählt ist, muss geprüft werden, ob die Anlagenkomponenten korrekt festgelegt wurden, um eine gute Dichtungsleistung zu erzielen. Die Dichtung selbst ist nur ein Bestandteil eines Dichtungssystems, und die Dichtleistung ist abhängig von den korrekten Spezifikationen für Welle und Bohrung.

Die Rubber Manufacturers Association (RMA) empfiehlt, während der Planungsphase der Originalausrüstung oder bei Aufrüstungen mehrere Wellenanforderungen zu berücksichtigen. Dazu zählen Wellenrauigkeit, drallfreie Bearbeitung, Härte, Durchmessertoleranzen, Fasen, Material, potenzielle Fehlausrichtung zwischen Welle und Bohrung und Rundlaufabweichung. Die wichtigsten Anforderungen sind dabei die Wellenrauigkeit, die drallfreie Bearbeitung und die Härte.

Die Wellenrauigkeit ist ein wichtiger Faktor für die korrekte Funktion einer Dichtung und sollte 0,2 μm bis 0,6 μm Ra bei null Drall betragen. Bezüglich des Wellenmaterials arbeiten Dichtungen zufriedenstellend auf Wellen aus Baustahl, Stahlguss oder schmiedbarem Eisen. Unter herkömmlichen Betriebsbedingungen sollte der die Dichtungslippe berührende Wellenabschnitt eine Rockwell-Härte von mindestens HRC 30 aufweisen. Bei Anwendungen, in denen die Welle beim Transport oder bei der Montage eingekerbt oder beschädigt wurde, oder bei Wellen, die in rauen, abrasiven Umgebungen eingesetzt werden, wird eine Rockwell-Härte von mindestens HRC 45 empfohlen.


Für Wellen, die die Voraussetzungen für eine optimale Abdichtung nicht erfüllen, sind Verschleißhülsen erhältlich. Diese sorgen für die für eine gute Dichtleistung benötigte Oberfläche. Zudem versprechen Verschleißhülsen Preisvorteile – etwa im Vergleich zu den Kosten der Nachbearbeitung der Welle, um eine geeignete Lauffläche für die Dichtlippe zu erhalten.

Ebenfalls wichtig ist die Einhaltung der korrekten Bohrungsvorgaben für die Dichtigkeit des Dichtsystems. Die Herstellerempfehlungen bezüglich Bohrungstoleranzen und Presspassungen sind strikt zu befolgen. So kann die korrekte Passung der ausgewählten Dichtung garantiert werden.

Eine weitere zu berücksichtigende Eigenschaft ist die Bohrungsgestaltung. Die führende Kante der Gehäusebohrung sollte zur Erleichterung der Dichtungsmontage abgeschrägt werden. Raue Ecken oder Grate, die den Außendurchmesser der Dichtung zerkratzen und potenzielle Leckage verursachen können, sind unbedingt zu ­beachten.

Grundlegende Dichtungsausführung

Die zurzeit am häufigsten verwendete Dichtungsausführung ist die Gummi-Doppellippendichtung. Hinter der Hauptdichtlippe, die den Schmierstoff zurückhält, sitzt eine zweite Dichtlippe. Diese wird auch als »Staublippe« bezeichnet, weist in die gegenüberliegende Richtung und verhindert das Eindringen von Verunreinigungen.

Der Hauptunterschied der vier gängigsten Dichtungs­ausführungen – Gummi-Einzellippe, Gummi-Doppellippe, Metall-­Einzellippe und ­Metall-Doppellippe – besteht im Dichtungsaußendurchmesser. Metalldichtungen bieten üblicherweise eine etwas bessere Zurückhaltung in der Gehäusebohrung als Gummidichtungen. Ihre Dichtungsträger aus Kohlenstoffstahl können jedoch je nach Umgebung rosten, während die Gummibeschichtung der Gummidichtungen zusätzlichen Schutz für den Metalleinsatz bietet. In vielen Standardanwendungen sind die Dichtungen untereinander tauschbar. Doppellippenausführungen sind mit der »Staublippe« optimal ausgestattet und sollten in stark verschmutzten Umgebungen verwendet werden.

Sind die geeignete Elastomerverbindung für die Dichtung, der passende Dichtungstyp und der Entwurf ausgewählt und überprüft, geht es an den Einbau. Die Zuverlässigkeit des Dichtungssystems hängt von einer erfolgreichen Installation ab.

Zusätzliche Varianten für raue Einsatzumgebungen

Für besonders anspruchsvolle Bedingungen sind Öldichtungen in vielfältigen Bauformen erhältlich, darunter Ausführungen mit mehrfachen Dichtlippen. Eine aus Nitrilkautschuk oder Fluorelastomer gefertigte Standard-Doppellippendichtung kann als primäres Dichtelement eingesetzt werden. Bei extrem rauen Einsatzbedingungen sollte jedoch eine optionale V-Dichtung außerhalb der Öldichtung auf der Welle montiert werden, um Verunreinigungen auszuschließen bzw. als zusätzliches Dichtelement zu fungieren.

Ein Vorteil der V-Dichtung ist beispielsweise ihre Elastizität, die die Installation auf einem breiteren Spektrum unterschiedlicher Wellendurchmesser erleichtert. V-Dichtungen können auch auf Exzenterwellen oder auf Wellen mit Fluchtungsfehlern verwendet werden.    t

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