Radialwellendichtringe

Zuletzt geändert am 30.09.2008 um 11:25

Vor der Erfindung des Radialwellendichtringes verwendete man hauptsächlich Stopfbuchspackungen um rotierende Wellen vor Schmierstoffaustritt aus- sowie Verunreinigungen in Aggregate abzudichten. Da eine Stopfbuchspackung jedoch eine technisch bedingte Leckage aufweisen muß (Siehe Artikel über Stopfbuchspackungen), versuchte man die Abdichtung mittels einer Ledermanschette, die zwischen zwei Blechteilen im Gehäuse gehalten wurde, herzustellen. Bedingt durch die geringe thermische Belastbarkeit sowie der teilweisen Unverträglichkeit einiger Schmierstoffe, war dieser Abdichtungsart jedoch enge Grenzen gesetzt. Erst in den 30er Jahren des 20sten Jahrhunderts wurden geeignete Materialien gefunden um eine nahezu leckagefreie Abdichtung zu erreichen. Das war die Geburtsstunde einer neuartigen Gummilippendichtung, des so genannten Radialwellendichtringes.

Radialwellendichtringe finden heute in allen Bereichen der Technik ihre Anwendung und zwar überall dort, wo Achsen oder rotierenden Wellen vor Schmierstoffaustritt aus- und vor Verunreinigungseintritt in Aggregate geschützt werden müssen. Dabei kann es sich unter anderem um Pumpen, Motoren, Getriebe, Zentrifugen, Waschmaschinen, oder Küchengeräten handeln, um nur einige Beispiele zu nennen.

Dank hochwertiger Elastomerwerkstoffe und ausgefeilten Konstruktionsweisen können heutige Wellendichtringe Drücke von bis zu 10bar, Temperaturen bis ca. 200 °C und Umfangsgeschwindigkeiten von bis zu 30 m/s nahezu leckagefrei abdichten.

 

Aufbau und Funktion eines Radialwellendichtringes

Die nachfolgende Grafik zeigt das Schnittbild eines Radialwellendichtringes. Der mit einem Elastomer ummantelte Versteifungsring hält den Wellendichtring im Gehäuse und dichtet ihn gleichzeitig stationär ab. (Eine Ummantelung des Versteifungsringes ist nicht generell erforderlich) Die Dichtlippe umschließt die Welle und wird mittels einer Spiralzugfeder sowie einer elastischen Membran radial auf die Welle gedrückt. Dabei ist der Anpressdruck, den die Zugfeder und die elastische Membran auf die Dichtlippe ausübt, in der Regel nicht größer als 0,1 N/mm. Die Kontaktflächenbreite zwischen Dichtlippe und Welle beträgt dabei nur etwa 0,1 - 0,3 mm und steigert sich bei abrasiven Verschleiß bis auf etwa 0,5 - 0,7 mm.
Die Rauheit der Welle trägt entscheidend für die Betriebssicherheit des Wellendichtringes bei. Je geringer die Rauheit, desto besser dichtet der Wellendichtring ab und umso größer ist die Lebensdauer.

 

 

Bei neuen Wellendichtringen ist die Dichtlippe bzw. die Dichtkante noch Messerscharf angeschnitten und sehr glatt. Beim Aufziehen auf die Welle wird die Kontaktzone der Dichtkante leicht abgeplattet. Durch diese gewollte Abplattung stellt sich bei rotierenden Wellen ein dynamischer Dichtspalt ein.

 

Die dynamische Abdichtung eines Radialwellendichtringes

Wird die Welle in Rotation versetzt, unterliegt die noch neue und glatte Dichtkante für einige Umdrehungen bzw. Sekunden einem so genannten Einlaufverschleiß. Dieser Einlaufverschleiß bewirkt bei neuen Wellendichtringen ein Trockenlaufen der Dichtkante für einige Sekunden bzw. einige Wellenumdrehungen, bis die Schmierflüssigkeit durch Kapillarkräfte die Dichtkante erreicht und einen Schmierfilm bilden kann. Dieser anfängliche Trockenlauf ist gewollt und verursacht mikroskopisch kleine Erhebungen auf der Dichtfläche. Diese Erhebungen werden auch Rauheitsberge genannt und verursachen wiederum mikroskopisch kleine, druckerzeugende Gleitflächen die pumpende Eigenschaften besitzen. Diese Pumpwirkung bewirkt zusammen mit den Kapillarkräften, das zum einen ein hauchdünner Schmierfilm zwischen Welle und Dichtkante entsteht, zum anderen, das durch ein zurückpumpen der Schmierflüssigkeit ein Austritt der Flüssigkeit in die Umgebung verhindert wird. So erhält man die so genannte dynamische Abdichtung.

 

Bauarten von Radialwellendichtringen

Für jeden Anwendungszweck gibt es dementsprechende Bauformen von Wellendichtringen. Die Palette an Bauformen und Sonderanfertigungen ist groß, daher zeigt die nachfolgende Grafik nur einige Standard Bauformen die häufig zum Einsatz kommen.