Der Gebrauch von Extrusionsschutzringen

Wie wir bereits in den vorhergehenden Kapiteln analysiert haben, bildet der O-Ring den Dichtungseffekt, indem er sich gegen die Wand seines Sitzes komprimiert. Die Dichtungskapazität der Gesamtstruktur hängt sowohl von der korrekten Wahl des O-Rings (Mischung und Abmessungen) ab, als auch von der Oberflächenbeschaffenheit des Sitzes und des Spiels zwischen den Elementen. Wenn die O-Ringe in Kreisläufen abdichten müssen, in denen der Druck erhöhte Werte erreicht, ist eine der Gefahren, die berücksichtig werden muss, die der Extrusion des Rings im Sitz. Diese Gefahr ist desto höher, je weicher die Mischung des O-Rings und je größer das Spiel zwischen den Systemteilen ist. In der Abbildung 6.1 ist der Extrusionsprozess eines O-Rings in seinem Sitz dargestellt.

Es gibt Fälle, in denen es sich empfiehlt oder in denen es nicht möglich ist, Sitze mit ausreichend kleinen Ausführungen und Spielen zu realisieren. Um den Einsatz von O-Ringen auch unter Bedingungen mit erhöhten Druckwerten und in nicht allzu sorgfältig bearbeiteten Sitzen zu gewährleisten, haben wir die Extrusionsschutzringe entwickelt, deren Aufgabe es ist, die Extrusion des O-Rings durch das diametrale Spiel zu vermeiden. Die Extrusionsschutzringe erweisen sich als nützlich, wenn das Spiel zwischen den Teilen schwer kontrollierbar oder je nach Arbeitsbedingung variabel ist, und eignen sich besonders in Elementen mit großen Abmessungen. Ihr Einsatz ermöglicht des Weiteren, den im Inneren des Systems maximal zu erreichenden Druck zu erhöhen, ohne den O-Ringtyp oder die Beschaffenheit der Kontaktflächen ändern zu müssen. Die Extrusionsschutzringe können einzeln oder in Paaren in den Fällen eingesetzt werden, in denen der Druck auf den O-Ring in beide Richtungen ausgeübt werden kann (Abbildung 6.2).

Bei dynamischen Dichtungsanwendungen steigern die Notwendigkeit relativ weiter diametraler Spiele und die Reibung zwischen dem O-Ring und den Dichtflächen die Extrusionsgefahr. Die Anwesenheit von Pulsationsdrucken bei statischen Dichtungsanwendungen erlegt dem Ring Mikrobewegungen auf, die die Oberfläche beschädigen und die Extrusion erleichtern können. In dem Diagramm von Abbildung 6.3 sind die Ergebnisse aufgeführt, die wir bei Tests erzielt haben, bei denen wir O-Ringe mit verschiedenen Mischungen Pulsationsdruckversuchen unterzogen haben. Die getesteten Mischungsproben wurden mit drei unterschiedlichen Shoregraden ausgewählt und in Dichtungssystemen getestet, bei denen das diametrale Spiel zwischen den Elementen des Systems verändert wurde. Die erzielten Ergebnisse haben gezeigt, dass viele Mischungen ähnliche Verhaltensweisen gegenüber einem Extrusionsversuch aufweisen. Die aufgeführten Werten stellen den Durchschnitt der Versuchsergebnisse dar und entsprechen der Verhaltensweise von einer großen Reihe unterschiedlicher Mischungen. Die einzigen Mischungen mit einer Verhaltensweise, die im bedeutenden Maß von der in der Abbildung dargestellten abweicht, sind die Mischungen auf der Grundlage von Silicon, bei denen eine erhöhte Extrusionsneigung festgestellt wurde.

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