Was ist eine Gummidichtung?
Über Gummidichtungen
In der Technik werden Dichtungsmaterialien, die in rotierenden und anderen beweglichen Teilen verwendet werden, als Dichtungen bezeichnet, während Dichtungsmaterialien, die in feststehenden Teilen verwendet werden, als Gummidichtungen bezeichnet werden.
Anwendungen von Gummidichtungen
Gummidichtungen werden nicht nur in Industrie- und Laborausrüstungen verwendet, sondern auch in vielen Bereichen des täglichen Lebens, wie z. B. an Deckeln verschiedener Behälter, Duschdüsen und Wasserleitungen im Haushalt.
Sie werden z. B. in den Verbindungen von Rohren und Ventilen eingesetzt, um die Luft- und Flüssigkeitsdichtheit in diesen Bereichen zu verbessern und das Austreten von Flüssigkeiten im Inneren sowie die Kontamination durch Fremdstoffe zu verhindern.
Funktionsweise der Gummidichtungen
Gummidichtungen werden, wie der Name schon sagt, aus Gummi hergestellt und erfüllen ihre Funktion aufgrund der Fähigkeit des Gummis, sich auszudehnen und zusammenzuziehen.
Gummi dehnt sich aus, weil die Makromoleküle, aus denen er besteht, durch äußere Kräfte gedehnt werden, aber die Schwefelatome halten die intermolekularen Verbindungen (Vernetzung) aufrecht und die Bindungen bleiben erhalten.
Aus diesem Grund dehnt sich Kautschuk, auch wenn er durch äußere Kräfte gedehnt wird, bis zu einem bestimmten Grad der äußeren Kraft, ohne zu reißen.
Wird hingegen die äußere Kraft entfernt, kehrt der Gummi in seinen ursprünglichen Zustand zurück und schrumpft, wodurch er sich dehnt und zusammenzieht.
Wenn Gummidichtungen aus dieser Art von Gummi in Verbindungen wie z. B. Rohren verwendet werden, bewirkt die äußere Kraft in vertikaler Richtung, die durch das Anziehen einer Rohrverbindung verursacht wird, dass sie sich in horizontaler Richtung ausdehnt, um den Spalt in der Verbindung zu füllen.
Die äußere Kraft bewirkt in radialer Richtung des Rohrs, die durch den Druck der im Inneren des Rohrs fließenden Flüssigkeit verursacht wird, dass sich der Innendurchmesser der Gummidichtungen in radialer Richtung zusammenzieht und in Längsrichtung des Rohrs, d. h. in Fließrichtung der Flüssigkeit, ausdehnt. Die Gummidichtungen werden so gedehnt, dass sie die Lücken in den Rohrleitungen ausfüllen.
Die Gummidichtungen dehnen sich also aus und ziehen sich zusammen, um den Spalt im Rohr zu füllen, wodurch verhindert wird, dass die Flüssigkeit nach außen austritt und Fremdkörper in das Rohr gelangen.
Wenn die Flüssigkeit aufhört zu fließen, werden die Gummidichtungen nur in vertikaler Richtung durch das Festziehen der Rohre einer äußeren Kraft ausgesetzt, und die Gummidichtung kehrt in ihre ursprüngliche Form zurück und kann wiederholt verwendet werden, da sie dieselbe Funktion erfüllt, wenn erneut eine äußere Kraft von der Flüssigkeit ausgeübt wird.
Diese Eigenschaft macht sie geeignet für den Einsatz in Verbindungsstellen wie Rohrleitungen, aber auch in Bereichen, die immer wieder geöffnet und geschlossen werden, wie z. B. Behälterdeckel.
Allerdings können Gummidichtungen nicht vollständig in ihre ursprüngliche Form zurückkehren und ihre Funktion lässt mit der Zeit nach.
Aus diesem Grund sollten sie innerhalb eines bestimmten Zeitraums verwendet und ersetzt werden, wenn sie sich verschlechtern.
Herstellung von Gummidichtungen
Gummidichtungen werden aus einer Vielzahl von Materialien hergestellt, die kostengünstiger sind als Dichtungsmaterialien wie Dichtungsband.
Gummidichtungen können auf zwei Arten hergestellt werden: durch Stanzen von Gummiplatten in eine vorgegebene Form oder durch Spritzgießen mit Hilfe einer Form.
Bei Verwendung einer Form können komplexe Formen wie ein Doppelring hergestellt werden.
Materialien für Gummidichtungen
Für Gummidichtungen können verschiedene Gummisorten verwendet werden, und es ist wichtig, je nach Art der Flüssigkeit, Temperatur und anderen Systemanforderungen das geeignete Material auszuwählen.
Synthetischer Kautschuk wird etwas häufiger als Naturkautschuk für Gummidichtungen verwendet, z.B. Nitrilkautschuk (NBR).
Zu diesen zählen auch Fluorkautschuk (FKM), Urethankautschuk (U), Silikonkautschuk (VMQ), Ethylen-Propylen-Kautschuk (EPDM), Butylkautschuk (IIR) und Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR), um nur einige zu nennen.
Arten von Kautschuk
1. Nitrilkautschuk (NBR)
Nitrilkautschuk ist einer der gebräuchlichsten synthetischen Kautschuke und zeichnet sich durch eine hervorragende Öl-, Abrieb- und Alterungsbeständigkeit aus, so dass er als erster Kautschuk als Dichtungsmaterial für den Einsatz in Situationen in Betracht gezogen wurde, in denen Ölbeständigkeit erforderlich ist.
Nitrilkautschuk weist auch eine ausgezeichnete Alterungsbeständigkeit auf, so dass er sich für Teile eignet, die über einen langen Zeitraum hinweg verwendet werden.
Andererseits ist er wenig witterungsbeständig und eignet sich daher nicht für die Verwendung in Bereichen, die direkter Sonneneinstrahlung ausgesetzt sind. Die Lagerfähigkeit beträgt etwa 10 Jahre.
2. Fluorkautschuk (FKM)
Im Vergleich zu anderen Kautschuken weisen Fluorelastomere eine bessere Hitze-, Öl-, Witterungs- und Chemikalienbeständigkeit auf.
Aus diesem Grund werden sie häufig für Verpackungen verwendet, in denen Chemikalien zum Einsatz kommen.
Fluorelastomere sind jedoch anfällig für physische Stöße und müssen vorsichtig gehandhabt werden. Außerdem hat es eine Haltbarkeit von etwa 20 Jahren.
3. Urethan-Kautschuk (U)
Urethan-Kautschuk zeichnet sich vor allem durch seine hohe Abriebfestigkeit und seine allgemeine mechanische Festigkeit aus, wodurch er sich für Verpackungen in Umgebungen mit viel Reibung eignet.
Andererseits ist er aufgrund seiner geringen Wasserbeständigkeit für den Einsatz in nassen oder feuchten Umgebungen weniger geeignet.
Darüber hinaus beträgt die Haltbarkeit etwa 10 Jahre.
4. Silikongummi (VMQ)
Das Hauptmerkmal von Silikonkautschuk ist seine geringe Auswirkung auf den menschlichen Körper.
Er ist außerdem sehr hitze- und flammenbeständig und verändert seine Form bei unterschiedlichen Temperaturen nicht.
Da sein Preis relativ stabil ist, wird er häufig in Haushaltsprodukten verwendet, und seine sicheren Eigenschaften werden in Verpackungen für Reiskocher und Produkte rund ums Wasser genutzt. Die Haltbarkeitsdauer beträgt etwa 20 Jahre.
5. Ethylen-Propylen-Kautschuk (EPDM)
Ethylen-Propylen-Kautschuk ist ein Material mit hervorragender Beständigkeit gegen Wetter, Kälte und anorganische Chemikalien.
Kautschuk ist von Natur aus empfindlich gegenüber direkter Sonneneinstrahlung und extremer Kälte und kann hart und brüchig werden, aber Ethylen-Propylen-Kautschuk hat eine ausgezeichnete Witterungs- und Kältebeständigkeit, so dass er problemlos im Freien verwendet werden kann.
Er wird für elektrische Gummidrähte verwendet, die im Freien eingesetzt werden. Seine Ölbeständigkeit ist jedoch gering, so dass es sich um ein vielseitiges Material für Umgebungen handelt, in denen keine Ölbeständigkeit erforderlich ist. Er hat eine Haltbarkeit von etwa 20 Jahren.
6. Butylkautschuk (IIR)
Butylkautschuk wird durch Copolymerisation von Isobutylen mit einer kleinen Menge Isopren hergestellt und verfügt über eine ausgezeichnete Schwingungs- und Isolationsfähigkeit sowie über eine hohe Wasser-, Wetter-, Chemikalien- und Hitzebeständigkeit.
Er hat eine breite Palette von Verwendungsmöglichkeiten, von Industrieprodukten bis hin zu Haushaltswaren, und ist ein unverzichtbares Material im täglichen Leben.
7. Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR)
Styrol-Butadien-Kautschuk hat hervorragende Eigenschaften gegenüber tierischen und pflanzlichen Ölen wie Ethylenglykol und Bremsöl.
Er ist außerdem ein kostengünstiges Material mit einer im Vergleich zu Naturkautschuk höheren Abrieb- und Alterungsbeständigkeit.
Er hat außerdem den Vorteil, dass er hitzebeständig ist und sich leicht zu homogenen Produkten verarbeiten lässt, und wird häufig für Reifen und Schläuche verwendet.
Schlussfolgerung
Gummidichtungen werden in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, z. B. im Sanitär- und Haushaltsbereich, und ihre Eigenschaften sind je nach Material, Form und Herstellungsverfahren sehr unterschiedlich.
Es ist notwendig, Gummidichtungen aus Materialien und in Formen zu verwenden, die für die Umgebung, in der sie verwendet werden, und für ihren Verwendungszweck geeignet sind, und die nach einem für das Material und die Form geeigneten Herstellungsverfahren gefertigt werden.
Außerdem sollten sie im Hinblick auf ihre Haltbarkeit bei Bedarf ausgetauscht werden.