Lippendichtungen
Einführung
NMF bietet eine breite Palette von Lippendichtungen an, von ein- bis zweilippigen Modellen, die aus verschiedenen hochwertigen Materialien hergestellt werden. Unsere Lippendichtungen können sowohl Druck als auch Rotationsgeschwindigkeit abdichten, je nach Modell bis zu 150 bar oder 40 m/sec. Ein großer Vorteil ist die geringe Reibung an der Welle, die für weniger Verschleiß, geringere Verlustleistung und längere Lebensdauer sorgt. Modelle wie der Typ BSB ersetzen den herkömmlichen Wellendichtring und bieten eine bis zu dreifache Lebensdauer. Viele unserer Produkte sind für ATEX-Umgebungen geeignet und für die Lebensmittelindustrie zertifiziert (EC1935:2004).
Lösungen
Unsere Lösungen helfen Unternehmen in so unterschiedlichen Branchen wie der Lebensmittel- und Pharmaindustrie und bieten hervorragende Leistung und Kosteneinsparungen. Das Design der Lippendichtungen trägt zu einer hohen Effizienz und Zuverlässigkeit bei, wobei die Kunden von einer längeren Lebensdauer der Dichtungen profitieren, wie aus Rückmeldungen hervorgeht, die eine Verlängerung der Lebensdauer um den Faktor 8 angeben.
Mit NMF-Lippendichtungen entscheiden Sie sich für Qualität, Langlebigkeit und innovative Dichtungslösungen, die den Anforderungen der modernen Industrie gerecht werden.
Wie funktioniert ein VR-Siegel?
Eine vr-Lippendichtung oder Radiallippendichtung besteht aus einer Gummimembran, die um ein metallisches Trägerteil gespannt ist. Auf der Außenseite wirkt diese Hülle als statische Dichtung. Auf der Innenseite sitzt die Membrane auf der Welle. Die Spannung und der Winkel der Lippe sind genau auf die Welle abgestimmt. Die Dichtlippe kann entweder nach innen oder nach außen zeigen. Die Einbaurichtung bestimmt die Richtung, aus der der Druck auf die Dichtung wirkt. Durch die geringe Vorspannung der VR-Dichtung ergibt sich ein niedriger Reibungskoeffizient. Dadurch entstehen nur geringe Kraft- und Energieverluste. Darüber hinaus ist die Gefahr der Rillenbildung in der Welle minimal.
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Technische Erklärung der Funktionsweise von Lippendichtungen
Grundlagen der Lippendichtung
Lippendichtungen, auch Radialdichtungen genannt, werden zur Abdichtung des Übergangs zwischen einer rotierenden Welle und einem feststehenden Gehäuseteil verwendet. Dies wird durch eine flexible Lippe erreicht, die sich dicht um die Welle schließt. Der Zweck der Dichtung besteht darin, Schmiermittel einzulassen und gleichzeitig externe Verunreinigungen wie Staub und Feuchtigkeit fernzuhalten. Die Dichtlippe wird in der Regel von einer Feder gestützt, die einen gleichmäßigen radialen Druck auf die Welle ausübt.
Materialien und Widerstandsfähigkeit
Lippendichtungen werden häufig aus Elastomeren wie NBR (Nitrilkautschuk), FKM (Fluorkautschuk) oder PTFE (Polytetrafluorethylen) für Anwendungen hergestellt, die eine höhere chemische und Temperaturbeständigkeit erfordern. PTFE-Dichtungen, wie in der Spezialbroschüre NMF Lip seal PTFE dargestellt, haben einen niedrigen Reibungskoeffizienten, sind hochtemperaturbeständig und können in korrosiven Umgebungen eingesetzt werden. Dadurch eignen sie sich für Anwendungen wie Pumpen, Rotationskompressoren und Rührwerke.
Druck und Geschwindigkeit
Lippendichtungen sind häufig sowohl Rotationskräften als auch Druckunterschieden ausgesetzt. Typische Dichtungen wie der Typ BSB können Drücken von bis zu 15 bar und Geschwindigkeiten von bis zu 40 m/s standhalten. Diese Dichtungen sind so konstruiert, dass sie bei hohen Geschwindigkeiten ohne übermäßigen Verschleiß an der Dichtlippe oder der Welle arbeiten. Die Elastizität der Dichtlippe sorgt dafür, dass auch bei Druck- oder Drehzahlschwankungen eine konstante Dichtung erhalten bleibt.
Montage und Wartung
Ein entscheidender Vorteil von Lippendichtungen wie dem Typ BSB ist ihre einfache Montage. Sie können ohne Spezialwerkzeug eingebaut werden und haben den Vorteil, dass sie einen anderen Teil der Welle berühren als herkömmliche Dichtungen. Dadurch muss die Welle beim Austausch der Dichtung seltener überholt werden. Die Außenwand der Lippendichtung aus elastischem Gummi passt sich kleinen Unregelmäßigkeiten der Welle oder des Gehäuses an und gewährleistet eine perfekte statische Abdichtung.
Besondere Anwendungen
Viele Lippendichtungen sind speziell für anspruchsvolle Umgebungen wie ATEX-zertifizierte Zonen oder hygienische Umgebungen in der Lebensmittel- und Pharmaindustrie konzipiert. Lippendichtungen, die Normen wie EC1935:2004 entsprechen, sind für den Kontakt mit Lebensmitteln geeignet und bieten eine sichere Dichtungslösung für Geräte, die unter strengen Hygienebedingungen arbeiten müssen.
Auswechseln von Öldichtungen
Der Typ BSB, wie in den Broschüren angegeben, ist ein direkter Ersatz für herkömmliche Öldichtungen. Dank der Verwendung hochwertiger Materialien und einer Konstruktion, die den Wellenverschleiß minimiert, bietet er eine längere Lebensdauer, die oft dreimal so lang ist wie die von Standard-Öldichtungen. Dies senkt die gesamten Wartungskosten und erhöht die Zuverlässigkeit der Dichtung in anspruchsvollen industriellen Anwendungen.
Wo werden VR-Lippendichtungen angebracht?
Getriebe
Elektrische Motoren
Pumpen
Propellerwellendichtungen
Fahrzeuge
Spindeldichtungen
Motoren
Drehgeber
Rührwerke
Maschinen für den Haushalt
Hauptmerkmale VR-Lippendichtung
Es ist keine gehärtete Welle oder Oberflächenbehandlung der Welle erforderlich. Erhältlich in vielen verschiedenen Materialien und hinterlässt keine Schäden (Einlaufspuren) an der Oberfläche.
In welchen Materialien sind VR-Dichtungen erhältlich?
Da die VR-Dichtung universell einsetzbar ist, wird sie aus vielen verschiedenen Materialien hergestellt. Nachfolgend finden Sie die Eigenschaften der gängigsten Materialtypen. Eine umfassende Liste der chemischen Beständigkeit finden Sie hier.
NBR (Nitril-Butadien-Kautschuk)
Nitril-Butadien-Kautschuk (NBR), auch bekannt als Nitrilkautschuk. Dieser Werkstoff eignet sich für Temperaturen von -40° bis 108° C. Er ist beständig gegen Schmieröl, Hydrauliköl und Wasser. Dieses Material ist weniger geeignet für den Einsatz mit Säuren, Lösungsmitteln und Ozoneinwirkung. Bekannte Markennamen sind: Krynac® und Nipol®.
FPM/FKM (Fluorpolymer-Kautschuk)
Fluorpolymer-Kautschuk (FPM nach dem DIN/ISO-System) FKM ist die Abkürzung für das gleiche Material, jedoch nach der amerikanischen ASTM-Norm. Dieser Werkstoff wird bei hohen Temperaturen von -25° bis +204° C eingesetzt. FPM hat auch gute Eigenschaften bei vielen verschiedenen Chemikalien und Lösungsmitteln. Bei dynamischen Anwendungen ist das Material aufgrund des Stick-Slip-Effekts für wechselnde Drehrichtungen (Pendelbewegungen) weniger geeignet. Bekannte Markennamen sind: Viton®, DAI-EL®, Dyneon®, Tecnoflon®.
EPDM (Ethylen-Propylen-Dien-Monomer)
O-Ringe aus Ethylen-Propylen-Dien-Monomer (EPDM) sind im Gegensatz zu NBR hochgradig UV-beständig und resistent gegen Dampf, Heißwasser, Chemikalien und Silikonöle. EPDM-Werkstoffe sind nicht beständig gegen Produkte auf Mineralölbasis wie Schmieröle und Motorkraftstoffe. Der Temperaturbereich liegt zwischen -45°C und +130°C.
VMQ (Vinyl-Methyl-Polysiloxalan)
Vinyl-Methyl-Polysiloxalan (VMQ) Siliconkautschuk hat eine ausgezeichnete Alterungsbeständigkeit und ist resistent gegen UV-Strahlen, Witterungseinflüsse, tierische und pflanzliche Öle und Fette. Silikon hat außerdem einen sehr weiten Betriebstemperaturbereich und bleibt auch bei Kälte flexibel. VMQ ist in der Lebensmittelindustrie einsetzbar. Es ist nicht beständig gegen Motorkraftstoffe, Silikonöle und Wasserdampf mit Temperaturen über 120° C.
HNBR (Hydrierter Nitril-Butadien-Kautschuk)
HNBR hat eine sehr gute Beständigkeit gegen Heißwasser und Dampf, ölbeständig auch bei höheren Temperaturen. Einsetzbar mit: Benzin, auch sogenanntes saures Gasöl, hochlegierte Öle, Kühlwasser, Glykol, Säuren und Laugen. Nicht verwenden mit: Aromaten, Chlorkohlenwasserstoffen, Ketonen, Estern und Ethern, sowie Bremsflüssigkeiten. Keine synthetischenÖleoder Fette verwenden, nur mit mineralischen Bestandteilen. Der Temperaturbereich liegt zwischen -30º und + 150º C. Ein bekannter Markenname ist: Therbaan®.
Unterschied zwischen einem VR-Dichtring und einem Öldichtring
Da die Membrane einer VR-Dichtung über das Trägerprofil gespannt ist, hat sie freien Bewegungsspielraum. Dadurch kann das Trägerprofil vergrößert werden, während die Flexibilität erhalten bleibt. Bei einem Öldichtring ist das Elastomer mit dem Trägerprofil verklebt oder vulkanisiert. Die Panzerung des vr-Lippendichtrings ermöglicht es der Dichtung, einem Druck von bis zu 150 bar standzuhalten.
VR-Dichtungen können daher als Ersatz für einen Wellendichtring verwendet werden. Auch wenn in der Welle eine Nutbildung vorhanden ist. Hier finden Sie eine Ausführung (BSB), die speziell dafür ausgelegt ist, den Wellendichtring 1 zu 1 zu ersetzen. Durch die Konstruktion der Dichtung dichtet die Dichtlippe an einer anderen Stelle der Welle ab.
Wie hoch ist der zulässige Betriebsdruck für eine Standard-VR-Dichtung?
Durch den Stützring der Dichtlippe(n) können hohe Drücke abgedichtet werden. Die Standardausführung kann bis zu ca. 15 bar Druck aufnehmen, abhängig von Drehzahl, Wellenausführung und Temperatur. Für niedrige Drücke und relativ große Rotationsabweichungen ist eine Niederdruckausführung (bis ca. 6 bar) erhältlich.
VR-Dichtungen für Hochdruckanwendungen
Diese Dichtungen können durch eine spezielle Konstruktion des Stützrings Dichtungen bis zu 150 bar bei 3.000 U/min pressen. Um den hohen Drücken standzuhalten, ist ein Spalt von nur 0,02 mm zum Wellendurchmesser vorhanden. Dadurch wird verhindert, dass der Elastomerteil der Dichtung zwischen Welle und Stützteil extrudiert wird. Das Stützteil ist aus Gleitlagerbronze gefertigt und dient ebenfalls als Gleitlager.
VR-Dichtungen mit Metallträgern
Normalerweise werden die Träger aus Edelstahl 304 geliefert. Darüber hinaus sind auch Materialien wie Aluminium, Bronze oder säurebeständiger Edelstahl erhältlich.
VR-Dichtungen mit einfacher Dichtlippe. Welche Ausführungen gibt es?
Je nach Anordnung, Druckrichtung und Montageart sind die nachstehenden Einlippendichtungen erhältlich
.
VR-Dichtungen mit doppelter Dichtlippe. Welche Versionen sind verfügbar?
Auch die doppellippigen vr-Dichtungen gibt es in verschiedenen Ausführungen. Auch hier sind die Anordnung, die Druckrichtung und die Montageart entscheidend für die Auswahl.
Lauffläche eines vr-Lippendichtrings und die Oberflächenrauhigkeit der Welle
Die Oberfläche der Welle hat einen großen Einfluss auf den Grad der Dichtheit. Besonders dann, wenn die Umfangsgeschwindigkeit hoch ist und das abzudichtende Medium unter Druck steht. Eine zu glatte Welle verhindert den Aufbau eines Schmierfilms zwischen Welle und Dichtlippe. Weniger Schmierung bedeutet Verschleiß und Wärmestau. Eine raue Welle führt zu Ölaustritt und erhöhtem Verschleiß der Dichtlippe.
Die Oberflächenrauhigkeit der Welle wird durch die mittlere Profiltiefe Ra der Bearbeitungsrillen bestimmt. Bei normalen Betriebsbedingungen sollte die Welle im Bereich der Dichtlippe eine Oberflächenrauhigkeit von Ra = 0,6 - 0,8
μm aufweisen. Bei Hochdruckanwendungen kann die Oberfläche eine Rauheit von Ra 0,4 - 0,6 μm aufweisen.
Welche Achs- und Gehäusetoleranzen gibt es?
Die Welle, die mit einer VR-Dichtung abgedichtet ist, wird standardmäßig mit einer Toleranz h11 der Bohrung in H8 gedreht.
Lauffläche eines vr-Lippendichtrings und die Oberflächenrauhigkeit der Welle
Die Oberfläche der Welle hat einen großen Einfluss auf den Grad der Dichtheit. Besonders dann, wenn die Umfangsgeschwindigkeit hoch ist und das abzudichtende Medium unter Druck steht. Eine zu glatte Welle verhindert den Aufbau eines Schmierfilms zwischen Welle und Dichtlippe. Weniger Schmierung bedeutet Verschleiß und Wärmestau. Eine raue Welle führt zu Ölaustritt und erhöhtem Verschleiß der Dichtlippe.
Die Oberflächenrauhigkeit der Welle wird durch die mittlere Profiltiefe Ra der Bearbeitungsrillen bestimmt. Bei normalen Betriebsbedingungen sollte die Welle im Bereich der Dichtlippe eine Oberflächenrauhigkeit von Ra = 0,6 - 0,8
μm aufweisen. Bei Hochdruckanwendungen kann die Oberfläche eine Rauheit von Ra 0,4 - 0,6 μm aufweisen.
Welche Achs- und Gehäusetoleranzen gibt es?
Die Welle, die mit einer VR-Dichtung abgedichtet ist, wird standardmäßig mit einer Toleranz h11 der Bohrung in H8 gedreht.
VR-Lippendichtung mit oder ohne Fett montiert?
Um eine optimale Abdichtung und minimalen Verschleiß zu erreichen, wird eine Schmierung empfohlen. Eine Dichtung mit einer Doppellippendichtung hat einen Zwischenraum zwischen den beiden Dichtlippen. Dieser Raum kann mit Schmierstoff gefüllt werden und dient als Fettdepot. Trockenlauf ist daher kein Problem. Verwenden Sie vorzugsweise Mineralöl oder Silikonfett. Prüfen Sie aber immer die chemische Verträglichkeit.
Einige Elastomere, wie z.B. Therbaan, haben eine gute Beständigkeit gegen Trockenlauf. Eine Schmierung führt jedoch zu einer längeren Lebensdauer. Dabei darf der Schmierstoff keine synthetischen Bestandteile enthalten. Geeignet sind Fette mit der Konsistenzklasse NLGI 1 oder NLGI 2, nach DIN 51818.
Für EPDM dürfen nur Fette auf Silikonbasis verwendet werden.
VR-Dichtungsarmatur
Neben einer guten Oberflächenrauhigkeit und der richtigen Toleranz hat die richtige Art der Montage eines Lippendichtrings einen großen Einfluss auf seine Lebensdauer und hohe Qualität. Da der Innendurchmesser der Dichtung bei der Montage gedehnt werden muss, ist es notwendig, dass die Welle einen Auflaufkegel besitzt. Der Winkel, in dem der Anlaufkegel angefast werden muss, beträgt 30°. Um die Montage zu erleichtern, sollten sowohl die Welle als auch die Dichtlippe der VR-Dichtung eingefettet werden. Dadurch wird auch eine gute Einlaufschmierung gewährleistet.
Was ist der Stick-Slip-Effekt?
Der Stick-Slip-Effekt entsteht dadurch, dass der Gummi aufgrund mangelnder Schmierung an einer Oberfläche klebt. Beim Übergang vom Stillstand zur Bewegung entsteht zunächst ein hoher Widerstand. Das Material des Sicherungsrings beeinflusst das Ausmaß des Stick-Slip-Effekts. Der Stick-Slip-Effekt kann das Gummi beschädigen und Leckagen verursachen.