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So wählen Sie das passende
Dichtungsmaterial für die Konstruktion aus

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Dichtungen werden in der Produktentwicklung häufig stiefmütterlich behandelt. Wann immer das Risiko besteht, dass Fremdstoffe irgendwo eindringen oder entweichen, plant die Konstruktion eine Abdichtung ein. Dabei machen sich nur wenige Konstrukteur*innen Gedanken über die spezifische Ausgestaltung der Komponente.

Dieses Vorgehen kann Probleme verursachen, denn der Werkstoff hat große Auswirkungen auf die Zuverlässigkeit und die Lebensdauer einer Dichtung. Besteht sie aus dem falschen Material für den Einsatzbereich, wird die Dichtung früher oder später versagen und im schlimmsten Fall die gesamte Anlage stilllegen. Die Konsequenzen sind Produktionsausfälle und hohe Folgekosten. Daher sollten Konstrukteur*innen schon im Vorfeld darauf achten, das richtige Dichtungsmaterial auszuwählen.

Jedes Dichtungsmaterial hat spezifische Eigenschaften

Es gibt leider keinen Universalwerkstoff, der alle potenziellen Einsatzgebiete abdeckt. Jedes Material hat bestimmte Eigenschaften, die sich je nach Szenario unterschiedlich auswirken.

Manche Werkstoffe sind extrem widerstandsfähig gegenüber mechanischen Belastungen und zeichnen sich durch einen guten Druckverformungsrest sowie eine hohe Reißfestigkeit aus. Andere sind sehr temperaturbeständig und behalten ihre Eigenschaften auch bei extremer Hitze oder Kälte. Einige Materialien sind unempfindlich gegen verschiedene Stoffe oder Medien, mit denen sie in Berührung kommen: Schmierfett, Mineralöl, Benzin, Lösungsmittel, verschiedene Säuren oder Basen etc. Wieder andere sind gegen UV-Licht oder Ozon resistent und werden unter ihrem Einfluss nicht porös. Auch hinsichtlich der elektrischen Leitfähigkeit gibt es Unterschiede. Einige Werkstoffe wirken isolierend und andere sind elektrisch leitfähig.

Je nach Material können die Eigenschaften einer Dichtung stark variieren. Die Herausforderung besteht darin, aus der Menge verfügbarer Werkstoffe den richtigen auszuwählen. Für jedes Szenario gibt es ein passendes Material.

Tipp

Wenn Sie wissen möchten, welche Materialien gegen welche Medien resistent oder anfällig sind, können Sie in unserer Beständigkeitsliste für Elastomere nachschlagen.

Der Einsatzbereich der Dichtungen ist entscheidend

Mit welchen Medien eine Dichtung regelmäßig in Kontakt kommt, hängt vom Einsatzgebiet ab. Daher ist es enorm wichtig, vor der Auswahl des Dichtungsmaterials die Rahmenbedingungen gründlich zu analysieren. Ein Großteil der Kontaktmedien ergibt sich aus dem primären Einsatzbereich. Beispielsweise muss eine Dichtung in einem Fahrzeugmotor resistent gegen Benzin und Maschinenöl sein und Hitze gut vertragen können.

Es ist jedoch riskant, die Anforderungen an das Dichtungsmaterial lediglich aus den Konstruktionszeichnungen abzuleiten. Auch der Nutzungskontext ist relevant.

Eine Maschine, die im Freien betrieben wird, ist zum Beispiel häufig direkter Sonneneinstrahlung ausgesetzt. Das heißt, ihre Dichtungen dürfen unter UV-Licht und Ozon nicht porös werden. Auch die zu erwartenden Außentemperaturen spielen eine Rolle. Steht die Maschine in den Wintermonaten im Freien, müssen ihre Dichtungen Minusgrade aushalten. Im Sommer dagegen können einige Standorte relativ hohe Temperaturen erreichen.

Dichtungsring bei falscher Auslegung

Dichtungsring bei falscher und korrekter Anwendung

Die Anforderungen an eine Dichtung sind jedoch nicht zwangsläufig statisch. Es ist durchaus möglich, dass sich der Einsatzbereich einer Maschine oder Anlage mit der Zeit verändert.

In solchen Fällen müssten eigentlich auch alle Dichtungen erneut auf den Prüfstand. Allerdings machen sich nicht alle Unternehmen die Mühe, bei einem Wechsel des Einsatzbereichs ihr Equipment konzeptionell zu analysieren. Oft bleibt es bei einer oberflächlichen Betrachtung. Dies kann sich negativ auf die Lebensdauer der Dichtungen auswirken.

Auch die Kosten spielen eine Rolle

Die Entscheidung für ein bestimmtes Dichtungsmaterial findet nicht im Vakuum statt. Abseits der Beständigkeit gibt es noch zahlreiche andere relevante Eigenschaften.

Insbesondere die Materialkosten spielen oft eine große Rolle. Manche Unternehmen entscheiden sich bewusst für Dichtungen, die zwar eine geringere Lebensdauer haben, aber deutlich günstiger sind. Finanziell gesehen kann es sich durchaus lohnen, eine Dichtung regelmäßig auszutauschen, statt eine langlebige, aber teurere zu verwenden. Gerade weil Dichtungen kein Teil des primären Verwendungszwecks einer Maschine oder Anlage sind, leiden sie regelmäßig unter der Kostenreduktion.

Dichtungen von geringerer Qualität zu verwenden, kann jedoch Probleme verursachen. Beispielsweise hängt von der Zuverlässigkeit des Dichtungsmaterials auch die Lebensdauer der Maschine oder Anlage ab. Wenn Fremdstoffe an der falschen Stelle austreten oder eindringen, sind eventuell die Funktionalität oder die Betriebssicherheit gefährdet. Das kann hohe Reparaturkosten sowie einen Produktionsstillstand nach sich ziehen.

Tritt das Problem bei Kunden auf, kann sogar die Reputation des Unternehmens darunter leiden. Auch dieses Risiko sollten Konstrukteur*innen immer in Betracht ziehen, wenn sie sich für ein Dichtungsmaterial entscheiden.

Zusammengefasst

Viele Konstrukteur*innen betrachten Dichtungen als simple Hilfsstoffe und schenken ihnen zu wenig Aufmerksamkeit. Dabei gibt es bei der Auswahl des Dichtungsmaterials zahlreiche Aspekte zu beachten. Passt der Werkstoff zum Einsatzbereich einer Maschine oder Anlage, wirkt sich das positiv auf deren Lebensdauer aus. Wählt die Konstruktion jedoch das falsche Material, muss die Dichtung häufiger ausgetauscht werden – das Risiko für Maschinenausfälle steigt. Daher lohnt es sich, bei der Wahl des Dichtungsmaterials nicht nur auf die Kosten zu achten.

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Tim Panster

Autor: Tim Panster

Tim Panster ist seit 2019 bei Jäger im Außendienst für den Standort Essen tätig. Im Jahr 2020 schloss er seinen Master of Science im Bereich Wirtschaftsingenieurwesen an der FOM Hochschule für Ökonomie & Management ab.

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