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Fluidtechnik5. Dichtungen (Auswahl von Dichtungen (Dynamische…
Fluidtechnik
5. Dichtungen
Dichtsystem
Ein Dichtsystem
besteht aus
statischen und dynamischen Dichtungen, Führungsbändern und Abstreifern.
Ein Dichtsystem hat die
Aufgaben
als Dichtung Lechage zu verhindern, Druckaufbau zu gewährleisten und Medien zu trennen.
Als Führung muss es Stangen zentrisch lagern und Querkräfte aufnehmen.
Als Abstreifer muss es Schmutz abstreifen.
Dichtmechanismus
O-Ring
Ein O-Ring wird während des Einbaus komprimert und erhält so eine Vorspannung. Sorgt die Vorspannung für einen Kontaktdruck, der größer als der Fluiddruck ist, ist die Dichtung statisch dicht.
Dynamische Dichtung
Die Dichtlippe ist der Druckseite zugewendet. Der Kontaktdruckverlauf der Lippe an der Welle steigt stark an und fällt dann langsam wieder ab. Die maximale Steigung des Kontaktdruckverlauf dp/dx limitiert den Flüssigkeitstransport.
Aus der Druckverteilung kann die Spalthöhe h berechnet werden:
\( \frac{d}{dx} \left( \frac{h^3}{\eta}\frac{dp}{dx} \right) =6\, v_{\text{Stange}}\frac{dh}{dx} \)
\( \Leftrightarrow \underbrace{h^3 \frac{d^2p}{dx^2}}_{\text{= 0 in I, II}}+\underbrace{\frac{dh}{dx} \left( 3\, h^2 \frac{dp}{dx}- 6\, \eta v_{\text{Stange}} \right)}_{\text{muss = 0 sein in I, II}} = 0 \)
\( \Rightarrow h_I = \sqrt{\frac{2\eta v_{aus}}{[dp/dx]_I}} \)
Reibung
Die Reibkraft ist
abhängig
von der
Geschwindigkeit
(Stribeck-Kurve) und der
Normalkraft
.
Mit steigender Normalkraft nimmt auch die Reibkraft zu. Mit zunehmender Geschwindigkeit fällt die zunächst starke Festkörperreibung rasch im Gebiet der Mischreibung ab um dann im Gebiet der Fluidreibung wieder langsam anzusteigen.
Weitere Einflussfaktoren sind Materialverfomungen, Bewegungsrichtung, Druck, Temperatur, Frequenz.
Auswahl von Dichtungen
Faktoren
für die Wahl können sein:
Reibkraft,
Zuläsige Leckage,
Temperatur,
Medium,
Relativgeschw.
Dabei ist immer ein Komromiss zwischen Reibung und Leckage zu finden
Statische Dichtungen
Einfacher Aufbau, platzsparende Nutgestaltung
Vielfältig in der Anwendung
Preiswert
Varianten
Eckig
X-förmig
Trapezförmig mit Stahlring
Dynamische Dichtungen
Lippendichtungen
Einsatz im Niederdruckbereich
Anpresskraft durch Verformung der Lippe,
Geringe Reibungskräfte -> geringer Verschleiß
Geringe Leckage unvermeidbar
Varianten
Mit Stützring
Mit Schmiermittel
Zusätzliche Dichtkante
Dynamische Dichtungen
Kompaktdichtungen
Einsatz im Hochdruckbereich
Verformung des gesamten Querschnitts
Gute Dichtwirkung
Hohe Reibungskräfte -> hoher Verschleiß
Varianten
Reibungsarme, harte Primärdichtung und drumherum weicher O-Ring
Häufige Konstruktionsfehler
V6 S21 unleserlich