Federelastische Kunststoffdichtungen

Komponenten

Federelastische Dichtungen bestehen im Normalfall aus einer Hülle aus hochbeanspruchbaren Kunststoff/ Kunststoff-Compounds und einem eingebetteten Vorspannelement aus unterschiedlichen Materialien.

Als Werkstoff für die Hülle der Dichtung eignet sich neben anderen Kunststoffen vorrangig Polytetrafluoretyhlen, kurz PTFE. Auch bekannt als Teflon weist das Polymer aufgrund seiner chemischen Struktur besondere Eigenschaften auf. Durch die Anordnung der Fluor-Atome um die Kohlenstoff Atome entsteht eine Art Schutzschicht, welche nahezu eine universelle chemische Beständigkeit generiert. Nur einige wenige Medien, wie beispielsweise elementares Fluor oder Alkalimetalle, können den Kunststoff angreifen. Des Weiteren besitzt PTFE einen niedrigen Reibungskoeffizienten, was ihn für einen Einsatz im dynamischen Bereich prädestiniert. Neben hohen Temperaturen bis zu 300°C wird PTFE auch im kryogenen Bereich eingesetzt. Durch die Beimischung von Additiven können die Eigenschaften von PTFE verändert und an den jeweiligen Anwendungsfall angepasst werden. Bei PTFE handelt es sich um ein Sintermaterial, welches durch eine spanende Bearbeitung in die gewünschte Form gebracht wird. Dadurch ist eine variantenreiche Fertigung ohne Werkzeugkosten möglich.

Als Vorspannelemente bzw. Federn sind unterschiedliche Varianten und Werkstoffe verfügbar, welche ebenso an den jeweiligen Anwendungsfall angepasst werden.
Neben korrosionsbeständigem Edelstahl sind Legierungen für höhere Anforderungen verfügbar. Auch der Einsatz von elastomeren Werkstoffen ist hierbei möglich.
Die Vorspannelemente bestimmen im Wesentlichen die Kraftcharakteristik der Dichtung und müssen auf den jeweiligen Einsatzfall abgestimmt werden.
Wir besitzen aufgrund der Eigenfertigung der Federelemente ein breit gefächertes Angebot über verschiedene Werkstoffe und Sondermaße.

Das Verhalten einer federelastischen Dichtung folgt dem Funktionsprinzip eines Elastomer O-Rings.

Beim Einbau wird die Dichtung komprimiert und erzeugt primär durch die Feder eine Anpressung an die Dichtflächen. Je höher die Kraft der Feder, desto höher ist in der Regel die Dichtigkeit. Der eigentliche Systemdruck verstärkt die Anpressung und damit die Dichtwirkung.

Je nach benötigter Krafteinleitung können unterschiedliche Federvarianten gewählt werden. Diese unterscheiden sich im Verhältnis zwischen Verpressweg und Kraft wie im folgenden Schaubild aufgezeigt.

Entscheidend für die Wirkung und die Standzeit ist der Spalt hinter der Dichtung, welcher vorrangig bei Radialdichtungen vorkommt bzw. konstruktiv nötig ist. Da Kunststoffe zum Kaltfluss neigen, gilt es diesen Spalt so klein wie möglich zu gestalten, um die Extrusion in den Spalt zu vermeiden. Das Phänomen wird mit steigendem Druck oder steigender Temperatur deutlich verstärkt.

Um dem Kaltfluss entgegenzuwirken setzt man auf unterschiedliche Anordnungen von Stützringen aus druckfestem Material.

Unsere Technik berät Sie dazu gerne.

Federelastische Kunststoffdichtungen benötigen eine vergleichsweise hohe Anforderung an die Oberflächengüte der Dichtflächen. Generell gilt, je besser die Oberfläche, desto besser die Dichtwirkung und auch die Lebensdauer der Dichtung aufgrund von geringerem Verschleiß. Vor allem beim Abdichten von Gasen und im kryogenen Bereich sollte die bestmögliche Oberflächengüte angestrebt werden.

Darüber hinaus bestimmt auch die Oberflächenhärte der Dichtflächen die Verschleißfestigkeit einer dynamischen Dichtung. Weiche Dichtflächen können durch abrasive Partikel beschädigt werden, was ebenfalls bei der Auswahl des richtigen Dichtungswerkstoffs beachtet werden muss. Als Richtwert gilt es eine Härte von ca. 55-60 HRC einzuhalten.

Für das Material der Dichtungshülle stehen über 250 Compounds für verschiedenste Anwendungsbereiche zur Verfügung. Eine Auswahl daraus finden Sie hier in der Tabelle.

Darüber hinaus sind auch individuelle Mischungen passend für Ihre Anwendung möglich.

Kontaktieren Sie dazu bitte unsere  Anwendungstechnik.

Es stehen neben den folgenden Standardwerkstoffen auch weitere Materialien zur Verfügung. Kontaktieren Sie dazu bitte unsere Technik.

Neben Federn als Vorspannelemente sind  je nach Anwendungsfall auch Elastomer-O-Ringe aus FKM, NBR oder Silikon möglich.

Neben den untern aufgeführten Standardformen entwickeln wir auf den jeweiligen Einsatzfall abgestimmte Varianten.
Unsere Technik berät Sie gerne.

Neben den untern aufgeführten Standardformen entwickeln wir auf den jeweiligen Einsatzfall abgestimmte Varianten. Unsere Technik berät Sie gerne.

Lösungen für die Armaturen

Armaturen, die bei Tieftemperaturen von z.B. -196°C oder in der Wüste funktionieren müssen, die gegen aggressive Medien, heiße Gase und Drücke von mehreren hundert bar beständig sein müssen und das bestenfalls mit langer Standzeit verlangen nach besonderen Lösungen. Wir bei GFD prüfen Ihren Anwendungsfall individuell und bieten ihnen eine Vielzahl an Lösungen an.

Wir liefern Lösungen für die unterschiedlichsten Armaturen wie z.B. Kugelhähne, Absperrklappen oder Stell-und Regelventile. Wir bieten hier Materialen an, welche nach NACE/NORSOK/BAM geprüft bzw. zertifiziert sind. 

Bei Fragen wenden Sie sich gerne an unsere Technik. Wir haben für Ihre Anwendung die richtige Lösung.

Lösungen für die Lebensmittel- und Pharmaindustrie

In diesem Bereich sind idealerweise die Werkstoffeigenschaften von chemikalienbeständigen Kunststoffen und säurebeständigem Federstahl kombiniert. Das Vorspannelement garantiert eine hohe und dauerhafte Elastizität, welche nicht durch Reinigungs-bzw. Sterilisationsprozesse beeinträchtigt wird. Wir bieten FDA und USP VI zertifizierte Werkstoffe an. Individuelle Auslegungen werden von unsere Anwendungstechnik nach Ihren Vorgaben realisiert.