O-Ringe – Schäden vermeiden und Einsatzdauer erhöhen

O-Ringe sind äußerst vielfältig und werden daher in den verschiedensten Anwendungsbereichen in Industrie und Alltag eingesetzt. Ihre Zuverlässigkeit und Dichtheit ist allerdings nicht nur vom richtigen Werkstoff und den davon bestimmten Eigenschaften abhängig: Wie lange und effektiv ein O-Ring hält, wird von vielen Faktoren beeinflusst, wie der richtigen Lagerung, angewendete Schmiermittel und der richtigen Montage.

In diesem Artikel geben wir Ihnen einige Maßnahmen an die Hand, mit denen Sie Schäden an den beliebten Dichtungsringen vermeiden, deren Einsatzdauer erhöhen und gleichzeitig Kosten durch übermäßige Wiederbeschaffung senken.

Funktion und Einsatz von O-Ringen

Jedes Einsatzgebiet fordert dem Werkstoff bestimmte Eigenschaften ab, die durch die richtige Werkstoffwahl abgedeckt werden können.

Die Vorteile von O-Ringen als Dichtelement liegen in der großen Werkstoffauswahl, die ein breites Einsatzgebiet ermöglicht und in der unkomplizierte Herstellung, die für wirtschaftliche Preise sorgt.

O-Ringe können auf verschiedene Art und Weise als Dichtungselement eingesetzt werden:

• Als statisches Dichtelement in einer Nut, um ein Austreten von Flüssigkeiten oder Gasen zu verhindern
• Im dynamischen Bereich, z.B. als Kolben- oder Stangendichtungen in Hydraulikzylindern

Auch wenn O-Ringe leicht zu handhaben sind, gibt es einige Punkte, die Sie bei Anwendung und Lagerung beachten sollten, um von einem möglichst langen Einsatz des Dichtmaterials zu profitieren.

Verhinderung von Schäden und vorzeitiger Abnutzung

Eine nicht mehr voll funktionsfähige Dichtung zieht eine Leckage nach sich. Diese kann durchaus für kostspielige Stillstandszeiten von Maschinen sorgen und somit einen wirtschaftlichen Schaden hervorrufen.

Doch wodurch entstehen Schäden an O-Ringen und wie können Sie diese verhindern? Nachfolgend haben wir für Sie die häufigsten Ursachen für Schäden zusammengefasst, erklären, woran Sie die jeweilige Ursache erkennen und wie Sie die Entstehung eines Problems verhindern können:

Vermeiden Sie zu hohe Temperaturen

Je länger O-Ring-Werkstoffe der ihrer maximal möglichen Temperatur ausgesetzt werden, umso mehr sinkt die Standzeit. Wird also eine hohe Anforderung an die Lebensdauer des Dichtelements gestellt, sollte ein gewisses „Temperaturpolster“ nach oben da sein.

Schadensbild: Eine Überschreitung der Kurzzeit-Temperaturobergrenze äußert sich meist in Rissen in der Oberfläche des O-Rings. Wird dagegen die zulässige Betriebstemperatur innerhalb des polymertypischen Temperaturbereichs überschritten, zeigt sich das meist mit Versprödung oder bleibenden Verformungen.

Lösung: Achten Sie bei der Wahl der O-Ring-Werkstoffe darauf, dass die zu erwartende Maximaltemperatur in der Anwendung nicht gleich der Maximaltemperatur des Werkstoffes ist. Es wirkt sich auf die Lebensdauer des Dichtelementes günstig aus, wenn der Werkstoff etwas mehr Temperatur vertragen kann.

Achten Sie auf korrekte Montage

Die optimale Dichtwirkung wird erzielt, abhängig von Anwendung und Schnurstärke der O-Ringe, wenn der Querschnitt zwischen 10 und 30% verpresst wird.

Bei einer Montage sind folgende Fehler möglich:

• Durch entstehende Verformkräfte könnten scharfe Kanten O-Ringe beim Andrücken beschädigen.
• Ein radial dichtender O-Ring wird ohne – oder mit einer zu steilen – Einführschräge montiert.
• Scharfkantige Nuten werden übersehen oder nicht beachtet.

Schadensbild: Die O-Ringe zeigen Risse und Beschädigungen auf.

Lösung: Lassen Sie im Zweifel O-Ringe nur von fachkundigem Personal einsetzen oder austauschen. Mit den nachfolgenden Tipps gelingt Ihnen die zuverlässige Montage noch besser:

• Durch den Einsatz des richtigen Schmiermittels können entstehende Montagekräfte verringert werden.
• Achten Sie beim Einsatz oder Austausch der O-Ringe auf eine saubere Arbeitsumgebung sowie verwendete Materialien und Arbeitsmittel.
• Demontierte Ringe nicht mehr verwenden.
• Beseitigen Sie scharfe Kanten und Übergänge.

Richtige Materialauswahl in Bezug auf Beständigkeit, Quellung und Schrumpfung

O-Ringe, bei denen bei der Werkstoffauswahl nicht auf den Einsatzzweck geachtet wurde, stellen ein Risiko dar: Das kann zu Leckagen oder einer zu geringen Standzeit und damit zu einem Ausfall der Maschinen und Anlagen führen. Lichtquellen, die UV-Licht erzeugen, lassen den Ozongehalt in Innenräumen ansteigen, was an Elastomeren zur Rissbildung führen kann. Achten Sie auf adäquate Verpackung der O-Ringe, z. B. in UV-undurchlässigen oder schwarzen Tüten.

Schäden am O-Ring können durch chemische Quellung oder chemische Schrumpfung entstehen.

Bei statischen Anwendungen gilt in der Regel eine Volumenquellung von 15-20% als akzeptabel. Höhere Quellraten verursachen allerdings eine Nutüberfüllung, die die Zerstörung des O-Rings zur Folge hat.

Bei dynamischen Anwendungen hingegen führt bereits eine Volumenquellung von mehr als 8-10% zu einer deutlich höheren Reibung. Dadurch ergibt sich eine Abnahme des Abriebwiderstands, der Belastbarkeit sowie der Lebensdauer des O-Rings.

Eine Schrumpfung des O-Rings wird meist durch umliegende Medien, wie beispielsweise Schmiermittel, hervorgerufen, die dem O-Ring Weichmacher entziehen. Durch die Schrumpfung ist eine zuverlässige Abdichtung nicht mehr möglich.

Schadensbild: Eine fehlende Beständigkeit, Quellung oder Schrumpfung äußert sich meist in Form von einer Versprödung des O-Rings, wobei abgelöste Partikel ein Risiko für Maschinen und Anlagen darstellen können. Außerdem können sich Schäden in einer klebrigen Dichtungsoberfläche oder einer Erweichung des Rings zeigen.

Lösung: Ziehen Sie bei der Auswahl des richtigen O-Rings und dessen Werkstoff eine Beständigkeitstabelle zu Rate. Diese liefert viele wichtigen Informationen und Anhaltspunkte, um eine chemische Reaktion mit anderen Medien zu verhindern. Alternativ können Sie sich von einem Dichtungsexperten beraten lassen, der das Zusammenspiel verschiedener Komponenten und deren Reaktionen genau kennt.

Auswahl der Schiermittel

Besonders bei dynamischen Anwendungen empfiehlt sich der Einsatz von passenden Schmiermitteln, um einen Abrieb durch übermäßige und wiederholende Reibung zwischen dem O-Ring und dessen Umgebung zu verhindern.

Allerdings können auch ein ungeeignetes Schmiermittel oder eine unsachgemäße Schmierung zu Beschädigungen oder chemischen Reaktionen führen.

Schadensbild: Die Oberfläche des O-Rings zeigt einen deutlichen Abrieb und bei starkem Verschleiß auch tiefe Einrisse oder Bruchstellen. Eine chemische Reaktion führt zu einer Quellung, Blasen, Verfärbungen oder Härteveränderungen am Ring.

Lösung: Sie sollten unbedingt darauf achten, ob und wie der Einsatz eines Schmiermittels für eine reibungslose Funktionalität des O-Rings erforderlich ist. Beachten Sie bei der Verwendung von Schmiermitteln die Beständigkeiten und mögliche Reaktionen des eingesetzten O-Ring-Werkstoffes. Wenn Sie wissen, dass der O-Ring dauerhaft einer erhöhten Reibung ausgesetzt ist, sollten Sie sich beraten lassen und ein Produkt wählen, das eine optimale Abriebbeständigkeit aufweist.

Mit der richtigen Lagerung Schäden an O-Ringen vorbeugen

Bei Gummierzeugnissen ist die richtige Lagerung ein entscheidender Faktor, um Risse, Deformationen oder Verhärtungen schon im Vorfeld zu vermeiden. Sollte es zu einer Veränderung der Eigenschaften aufgrund falscher Lagerung kommen, sind die Teile nicht mehr einsetzbar.

Wie lange O-Ringe genau gelagert werden können ist vom Material und der Lagerumgebung abhängig. Bei einer sachgemäßen Lagerung können Dichtringe ihre Eigenschaften problemlos mehrere Jahre lang erhalten. Eine gute Richtlinie liefert die Vorschrift zur Lagerung von Elastomeren in der DIN 7716.

Hier einige Eckpunkte für die optimale Lagerung von O-Ringen:

• Der Lagerraum sollte trocken, kühl, möglichst staubarm und nur mäßig belüftet sein.

• Die genaue Temperatur zur Lagerung richtet sich nach dem verwendetem Material und der Art des Produkts. Bei Elastomerdichtungen beträgt diese im Durchschnitt +15 °C bis 25 °C.
• Bei beheizten Lagerräumen muss die Wärmequelle abgeschirmt werden und sollte mindestens einen Meter Abstand zum Lagergut haben.
• Die ideale Luftfeuchtigkeit liegt bei 65%.
• Verhindern Sie direkte Sonneneinstrahlung sowie starkes künstliches Licht mit hohem ultraviolettem Anteil.
• Verhindern Sie starke Luftwechsel oder Zugluft.
• Lagern Sie die O-Ringe gut verpackt, vorzugsweise in der Originalverpackung.
• Lagern Sie keine Kraftstoffe, Schmierstoffe, Säuren, Desinfektionsmittel, Lösungsmittel oder sonstige Chemikalien im gleichen Raum.
• Bewahren Sie bei längerer Lagerung neue von älteren Produkten getrennt voneinander auf.
• Vermeiden Sie hohe Gewichtsauflagen, Druck, Zug oder sonstige äußere mechanische Einflüsse, um Beschädigungen zu vermeiden.

Höhere Einsatzdauer durch geeignete Schmiermittel

Wie bereits erwähnt ist nicht jeder O-Ring-Werkstoff mit jedem Schmiermittel verträglich. Am einfachsten ist es, die dafür vom Hersteller vorgegebenen Hinweise zu beachten.

Die Auswahl des richtigen Schmiermittels ist von folgenden Kriterien abhängig:

• Es darf keine Schrumpfung oder Quellung auslösen
• Die Schmierfähigkeit muss bei allen Temperaturen erhalten bleiben
• Es dürfen sich keine Bestandteile abspalten oder ablagern
• Der Gleitfilm muss so haften, dass er nicht durch den O-Ring beseitigt wird
• Die Verträglichkeit mit den in Kontakt kommenden Medien muss gewährleistet sein
• Das Schmiermittel darf einen vorhandenen Filter nicht blockieren

Das beste Ergebnis erhalten Sie, wenn Sie sowohl den O-Ring als auch die Oberfläche, mit der er in Berührung kommt, mit Schmiermittel einfetten.

Ausnahmen

Es gibt besondere Fälle, bei denen ein Einsatz von externen Schmiermitteln nicht möglich ist. In diesem Fall gibt es zwei mögliche Alternativen:

Möglichkeit 1:
Es gibt O-Ringe, die aus Materialien (z. B. MVQ oder NBR) hergestellt werden, in denen das Schmiermittel bereits eingeschlossen ist. Dieses Schmiermittel wandert dann nach und nach an die Oberfläche des O-Rings.

Möglichkeit 2:
Es gibt sogenannte Trockenschmierungen. Diese werden in Form eines Gleitlacks als spezielle Beschichtung auf die O-Ringe aufgetragen. Auf diese Art beschichtete O-Ringe weisen einen dauerhaft geringen Reibungskoeffizient und konstant gute Trockenlaufeigenschaften auf. Der Vorteil ist, dass sich diese Methode zur Massenteilbeschichtung eignet und beispielsweise das Auftreten des sogenannten Stick-Slip-Effektes (das Ruckgleiten) verhindert werden kann.

Fazit

Eine möglichst lange Einsatzdauer bei O-Ringen sorgt für stabile Laufzeiten Ihrer Maschinen und Anlagen. Darum sollten Sie von vornherein Schäden vermeiden und zur Erhöhung der Lebensdauer der eingesetzten O-Ringe einige Punkte beachten:

Setzen Sie O-Ringe nur für die entsprechend vorgesehene Funktion (Materialauswahl!) ein.
Verhindern Sie Schäden durch eine falsche Montage, hohe Temperaturen oder chemischen Reaktionen.
Halten Sie sich bei der Lagerung an die DIN 7716, die Vorschrift zur Lagerung von Elastomeren.
Setzen Sie nur die Schmiermittel ein, die mit dem jeweiligen O-Ring verträglich sind.

Generell empfiehlt es sich immer, vor dem Einsatz eines O-Rings zu überprüfen, aus welchem Werkstoff er hergestellt wurde und über welche Eigenschaften und Beständigkeiten er verfügt. Wenn Sie von vornherein den richtigen O-Ring passend zu dem Einsatzzweck auswählen, haben Sie die besten Chancen auf eine lange Einsatzdauer Ihres O-Rings.

Unser Tipp: Bei häufigen Schäden an O-Ringen in Maschinen oder Anlagen ist es lohnenswert, einen genaueren Blick auf das Schadensbild zu werfen und die mögliche Schadensursache herauszufinden. Dadurch können zukünftige Ausfälle stark reduziert werden. Am besten wenden Sie sich dazu an einen Dichtungsspezialisten, der Ihnen nicht nur bei der Ursachensuche behilflich ist, sondern Sie auch zu geeigneten Alternativen beraten kann. Buchen Sie jetzt Ihren Termin!