Dichtungen - die Funktion von Maschinenelementen gewährleisten

Kapitelvorwort

Warum sind Dichtungen wichtig?

Wie bekommt man etwas dicht?

Wie wird statisch, wie dynamisch abgedichtet?

Ein Sprichwort sagt: „Wer gut schmiert, fährt gut“. In Abschn. 27.2 haben wir gesehen, dass Schmierung zur Reduzierung von Reibung, Verschleiß und Verlustleistung sehr wichtig ist. Schmiermittel werden auch benötigt, um Korrosion an eisenhaltigen Metallteilen zu vermeiden und Wärme abzuführen. Aber damit das Schmiermittel nicht verloren geht, müssen die zu schmierenden Stellen abgedichtet werden. Dichtungen werden also benötigt, um Räume mit unterschiedlichen Medien und Drücken gegeneinander abzuschließen, wie das z. B. bei hydraulischen und pneumatischen Systemen der Fall ist. Sie haben somit die Aufgabe, den Übergang von Medien von einem Raum in einen angrenzenden zu verhindern und das Innere von Maschinen gegen den Eintritt von Staub und Schmutz zu schützen. Dichtungen sind in der Regel sehr preisgünstige Bauteile, denen häufig nicht die notwendige Aufmerksamkeit geschenkt wird. Das Versagen von Dichtsystemen kann jedoch schwerwiegende Folgen haben, wie das Beispiel der Challenger-Katastrophe zeigt. Im Jahre 1986 ist das Space Shuttle kurz nach dem Start explodiert, weil ein simpler Dichtungsring versagt hatte. Das war bis dahin der schwerste Unfall in der Raumfahrtgeschichte der USA. Undichte Systeme können nicht nur Maschinen beschädigen, sondern auch Menschen und Umwelt gefährden.

Dichtungen können in zwei Gruppen eingeteilt werden: Berührende und berührungsfreie Dichtungen. Weiterhin kann zwischen ruhenden Bauteilen (statische Dichtung) oder zwischen relativ zueinander bewegten Bauteilen (dynamische Dichtung) abgedichtet werden. Für die unterschiedlichen Anwendungen gibt es eine Vielzahl von Dichtungsarten (Abb. 28.1), die nach den entsprechenden Anforderungen ausgewählt werden müssen.

Appendices

Antworten zu den Verständnisfragen

Antwort 28.1

Statische Dichtungen sind Dichtungen zwischen ruhenden Bauteilen. Beispiele sind Gehäusedeckel oder Flanschverbindungen.

Antwort 28.2

Werden beim Trennen einer Verbindung die Bauteile nicht beschädigt bzw. zerstört, sprechen wir von einer lösbaren Dichtung. Die Dichtung kann eventuell wieder verwendet werden. Bei einer unlösbaren Dichtung werden die Dichtflächen beim Trennen beschädigt bzw. zerstört.

Antwort 28.3

Eine dynamische Dichtung liegt vor, wenn zwischen bewegten Bauteilen (z. B. Welle und Gehäuse) abgedichtet werden muss. Eine Ausnahme sind die Membran- und Balgdichtungen. Da hier zwischen Dichtung und Bauteil keine Relativbewegung auftritt, werden sie den statischen Dichtungen zugeordnet.

Antwort 28.4

Infolge der Relativbewegung zwischen Dichtung und Dichtfläche entsteht Reibung. Um die Reibung nicht zu groß werden zu lassen, darf der Anpressdruck nicht zu groß werden. Dadurch wird immer eine, wenn auch geringe, Leckage auftreten.

Antwort 28.5

Bei berührenden Dichtungen ist immer eine Flächenpressung zwischen Dichtfläche und Dichtung vorhanden. Bei berührungsfreien Dichtungen sind die Dichtflächen voneinander getrennt. Die Vor- und Nachteile sind:

Table 1

Aufgaben

Im Folgenden finden Sie Aufgaben zu dem im Kapitel besprochenen Thema. Wenn es sich um Rechenaufgaben handelt, ist der Schwierigkeitsgrad angegeben (• leicht, •• mittel, ••• schwer), und eine Ergebniszeile zeigt das zu erwartende Ergebnis.

Die Lösungen zu allen Aufgaben finden Sie auf der Internetseite des Buches.

28.1

•  Da die Lebensdauer eines Wälzlagers ganz entscheidend von Schmierung und Verschmutzung abhängt, muss bei der Gestaltung einer Lagerung auch immer die Abdichtung mit berücksichtigt werden. In der Abbildung finden Sie sechs Beispiele für äußere Lagerabdichtungen dargestellt. Geben Sie für jede Abdichtung die jeweiligen Vor- und Nachteile an.

Abdichten von Wälzlagern