Elastische Metalldichtungen

Da bei GFD sämtlich Durchmesser auf Kundenwunsch gefertigt werden und es keine Limitierung auf Normdurchmesser gibt, hat der Kunde die Möglichkeit einen passenden Dichtungsdurchmesser auf seine Konstruktion anzupassen ohne die Maschinenkonstruktion an die Dichtung anpassen zu müssen.

Durchmesser sind beginnend mit den Mindestdurchmessern, welche von Dichtungstyp und Querschnitt abhängig sind, durch den Kunden definierbar. Bedingt durch die daraus entstehenden unendlichen Kombinationsmöglichkeiten, werden diese Dichtelemente von GFD auftragsbezogen gefertigt. Für die Auswahl des am besten geeigneten Dichtelementes für Ihre Anwendung können Sie gerne den technischen Support von GFD in Anspruch nehmen. Bitte lassen Sie uns hierzu die auftretenden Parameter, z.B. Temperatur, Druck, Medium, Oberflächengüten, usw., sowie Anforderungen in der Anwendung, z.B. erforderliche Leckagerate, Lastwechsel, zu erwartende Flanschabhebung usw., wissen.

Durch Verpressung des Dichtelementes vom ursprünglichen Querschnitt (A) auf die erforderliche Nuttiefe (C) wird die maximale Presskraft (F max) generiert. Hierbei wird der Ring nicht nur elastisch (A-B), sondern auch plastisch (B-C) verformt. Die Presskraft sorgt bei beschichteten Ringen zudem für ein Fliesen der Beschichtung. Mikroskopisch kleine Unebenheiten in der Gegendichtfläche der Nut werden durch diesen Mechanismus verschlossen und geringste Leckageraten sichergestellt. Elastische Metalldichtungen haben bei Entlastung die Fähigkeit definiert zurückzufedern (C-E). Dieses Verhalten ist auch als sog. Springback SB bekannt. Die nutzbare elastische Rückfederung (C-D) stellt sicher, dass bei Auftreten von Flanschabhebungen in Folge von Druck- und Temperaturbeaufschlagung, die Dichtigkeit gewahrt bleibt. Um die Dichtperformance aufrechtzuerhalten, ist i.d.R. nur ein Teil des gesamt SB nutzbar, sodass die Dichtkraft F min SB nicht unterschritten wird.

Ring- und Federmaterial

Für die Fertigung der Ringe und Federn stehen unterschiedliche Edelstähle und Nickellegierungen zur Verfügung. Die Auswahl des am besten geeigneten Materials richtet sich nach Anwendung und Spezifikation.

Wärmebehandlung

Es besteht die Möglichkeit, Ringe in Abhängigkeit der Materialien und Anwendungen verschiedenen Wärmebehandlungen zu unterziehen. Eine geeignete Wärmebehandlung kann die Performance, als auch die Lebensdauer der Ringe positiv beeinflussen. Die Festlegung kann direkt durch den Kunden oder bei Vorhandensein aller essentiellen Parameter und Anforderung durch GFD festgelegt werden.

Beschichtungswerkstoffe

Die Dichtigkeit von Metall-Ringen kann mit einer geeigneten Beschichtung deutlich verbessert werden. Bei der Verpressung des Ringes fließt die Beschichtung in die mikroskopisch kleinen Unebenheiten der Gegendichtfläche und verschließt diese. Durch diesen Mechanismus können exzellente Dichtgüten erreicht werden. Die Dichtigkeit spezifiziert als Leckagerate in mbar l/s ist das Ergebnis aus dem erfolgreichen Zusammenspiel von Ring und Oberflächengüte der Gegendichtfläche (siehe hierzu auch Kapitel „Konstruktionsempfehlungen und Montage“). Die Notwendigkeit einer Beschichtung, und ggf. die Festlegung der Beschichtungsstärke, ist somit abhängig von der gewünschten Leckagerate und richtet sich weiterhin nach Oberflächengüte von Nut und Flansch. Bei der Auswahl ist zu beachten, dass die Beschichtung mit der Verpresskraft des Ringes harmoniert, sodass ein Fliesen zuverlässig stattfindet. So sollte eine vglw. harte Nickelbeschichtung nur in Kombination mit einem Ring mit hoher Verpresskraft zum Einsatz kommen. Im Gegensatz dazu sollten Zinn- oder PTFE-Beschichtungen vorzugsweise mit  Ringen geringer Verpresskraft konfiguriert werden. Das breiteste Spektrum an Anwendungen deckt Silber ab und gilt somit als Standard-Beschichtungswerkstoff. Weiterhin können Beschichtungen, z.B. PTFE oder Gold, auch als Schutz zur Verbesserung der Beständigkeit gegen aggressive Medien zum Einsatz gebracht werden.

Erzielbare Leckage-Rate

Kraft-Weg-Prinzip Übersicht unterschiedlicher Typen

Viele der im Katalog genannten Dichtungstypen sind neben der kreisrunden Ausführung auch als Form- und Segmentdichtung für unterschiedlichste Anwendungen lieferbar. 

Die umsetzbaren Mindestradien richten sich nach den in der Tabelle für den jeweiligen Typ genannten Mindestdurchmesser und werden für Innendruckanwendung aus ODRmin/2 gebildet, für Außendruckanwendungen gilt IDRmin/2.  

Für die Beurteilung der Machbarkeit ist eine detaillierte Darstellung der Nutkontur inkl. Bemaßung und Tol. mit Hinweis auf Innen- oder Außendruckanwendung erforderlich.

Metall O-Ringe in Heißkanalsystemen von Kunststoffspritzanlagen

Dichtungen für Heißkanalsysteme sind in vielen Größen ab Lager verfügbar, da die Nutabmessungen von unterschiedlichen Herstellern oft identisch sind.
Die Dichtungen werden bspw. in den Düsen, Anschlüssen und Bauteiltrennungen von HK-Systemen eingesetzt.
Die Dichtung ist ein „Einmal“-Artikel und wird beim Wechseln der Bauteile getauscht.

Der Spacelimiter ermöglicht den Einsatz von elastischenen Metalldichtungen bei fehlender Nutgeometrie zwischen zwei Flanschen. Er begrenzt die Verpressung der Dichtung auf die erforderliche Höhe und stützt die Dichtung bei Druckbeaufschlagung ab. 

Die Oberflächengüte der Flanschpaare im Bereich der Gegendichtfläche sollte den Empfehlungen von GFD folgen.  

Spacelimiter können z.B. mit einem Lochkreis, der den Verschraubungen der Flansche entspricht, ausgeführt werden. 

Sollte ein Absatz in der Flanschverbindung vorhanden sein, kann dieser als Formschluss genutzt werden.

Spacelimiter sind sowohl für Innen- als auch für Außendruck herstellbar. Für die Prüfung der Umsetzbarkeit ist eine detaillierte Flanschdarstellung inkl. Abmessungen und Tol. mit Hinweis auf Innen- oder Außendruckanwendung erforderlich.