Dichtungs-Grundlagen Auf der Suche nach der perfekten Dichtung

Dichtungen sind wichtige Bauteile in technischen Produkten. Dichtigkeit ist die integrale Eigenschaft neben Reibungsarmut und Robustheit. Gibt es die perfekte Dichtung?

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Institut f. Maschinenelement Universität Stuttgart

Dichtungen sind höchst empfindliche Elemente und sitzen immer an den kritischen Stellen, an den Trennfugen der Maschinenteile. Sie sind eine der am weitesten differenzierten Klasse der Konstruktionsbauteile – für praktisch alle technischen Gebilde – von Autos genauso wie von Küchenmaschinen, Flugzeugen, verfahrenstechnischen Anlagen oder Kraftwerken. Es gibt praktisch kein technisches Produkt, das ohne Dichtung auskommt. Allein in einer einfachen Pumpe gibt es über 20 Dichtstellen. Aus diesem Grund sollte eine Dichtung idealerweise dicht, reibungslos und unzerstörbar sein. Da die Erfüllung dieser Vorgaben allein aus physikalischen Gründen nicht möglich ist, müssen bei der Gestaltung bestimmte Faktoren berücksichtigt werden.

Einfach dicht?

Bei der berührenden Abdichtung eines Maschinenteils wird in der Regel ein in sich dichter Dichtkörper durch eine Anlegekraft so an seine Gegendichtflächen angepresst, dass die Dichtstelle statisch dicht ist. Zwischen den Dichtflächen finden sich zwei Pressungsverteilungen: Eine makroskopische aufgrund der geometrischen Form der Dichtflächen und eine mikroskopische aufgrund der Rauheit der Dichtflächen.

Medizin- und Pharmadichtungen

So werden Dichtungen auf Herz und Nieren geprüft

Für Dichtheit müssen lediglich zwei Bedingungen erfüllt sein: Die Anlegekraft muss mindestens so groß sein wie der Druck des abzudichtenden Fluides – sonst können die Dichtflächen hydrostatisch getrennt werden.

Es muss eine geschlossene Linie am gesamten Umfang innerhalb der Dichtfläche geben, auf der die örtliche Pressung sitzt. Ist dies beispielsweise bei einer 10 m langen O-Ring-Dichtung auf nur einem Bruchteil eines Millimeters nicht der Fall, spritzt oder sickert bei Druckaufgabe sofort genau an dieser Stelle das Betriebsfluid durch .

Für gute Dichtheit kommt es nicht auf die Breite der Dichtfläche und nicht auf die Anlege- bzw. Anpresskraft an. Entscheidend ist eine ausreichende Pressung an jeder Stelle des Umfangs – dabei kann die Spur der Dichtung beliebig schmal sein. Dies kann bei der Konstruktion hilfreich sein.

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