Dichtring aus Silikon
Dichtungen, Dichtringe, O-Ringe und andere Dichtungsvorrichtungen werden, je nach Anwendungsumgebung und Beschaffenheit der Stoffe mit welchen sie Kontakt haben, aus unterschiedlichen Materialien gefertigt. Neben Dichtringen aus Kupfer, Aluminium und Gummi (z. B. EPDM, NBR, MVQ, VMQ) sind Dichtringe aus Silikon ein häufig eingesetzter Materialtyp. Sie werden, wie die meisten Dichtungen und Dichtringe, in unterschiedlichen Umgebungen und entsprechend verschiedenen Größen und Bauweisen produziert. Silikon-Dichtungsringe erfüllen oft wichtige Sicherheitsfunktionen in Maschinen und Anlagen. Durch die Möglichkeit, Silikone und andere Elastomere in ihren Eigenschaften zu modifizieren, sind eine Vielzahl an Materialvarianten entstanden.
Ein Überblick über die Kabeldurchführungen von GUMMIVOGT
Besonderheiten von Silikon
Dichtringen aus Silikon kommt insofern eine Sonderstellung im Bereich der Dichtungen zu, als Silikon über spezifische Eigenschaften verfügt, die es von anderen Elastomeren unterscheidet. Ein Dichtring aus Silikon kann Temperaturen bis zu +200º C tolerieren. Das Material bleibt flexibel bis
–70º C. Dichtringe aus Silikon sind gegenüber UV-Strahlung, Ozon, Witterung und zahlreichen Chemikalien resistent. Ein Dichtring aus Silikon weist gute elektrisch isolierende Eigenschaften und eine gute Alterungsbeständigkeit auf. Silikon ist resistent gegenüber Schimmel und Bakterien. Dichtungen aus Silikon sind nicht geeignet, wenn ein Kontakt mit Lösemitteln, Ölen, Fetten oder Kraftstoffen zu erwarten ist, da Silikon gegenüber diesen Substanzen nicht resistent ist.
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Einsatzgebiete für Dichtungsringe aus Silikon
Silikon hat gegenüber anderen Elastomeren den Vorteil, gesundheitlich vollkommen unbedenklich zu sein. Ein Dichtungsring aus Silikon kann daher bedenkenlos für Schnellkochtöpfe oder andere Küchengeräte wie Kaffeekannen etc. verwendet werden. Aufgrund ihrer guten Temperaturbeständigkeit werden Silikon-Dichtringe aber auch häufig in Umgebungen eingesetzt, in denen hohe Temperaturen auftreten können. O-Ringe und Dichtringe aus Silikon werden häufig zur pneumatischen Abdichtung eingesetzt. Silikon-Flachdichtungen und Silikon-Schaum spielen wegen des geringen Anpressdrucks sowohl im Bauwesen als auch im Fahrzeug-, Anlagen- und Maschinenbau eine wichtige Rolle. Silikon-O-Ringe sind ebenfalls in der Getränke- und Lebensmittelindustrie sowie in der Pharmaindustrie weit verbreitet. Hier kommt ihnen ihre gute Resistenz gegenüber verdünnten Säuren und Laugen sowie gegenüber Desinfektionsmitteln, Dämpfen und oxidierenden Medien zugute. Auch die gute Hitze- und Kältebeständigkeit des Materials ist hier von Relevanz. O-Ringe aus Silikon sind ozonbeständig sowie witterungs- und alterungsbeständig. Produkte aus Silikon zeichnen sich allgemein durch eine hohe Standfestigkeit aus.
Ein Überblick über die Puffer und Stopfen von GUMMIVOGT
Konstruktionsvoraussetzungen
Die erfolgreiche Konstruktion eines Dichtrings aus Silikon erfordert eine starre mechanische Befestigung, die eine vorhersehbare Verformung erzeugen kann. Durch diese Voraussetzungen wird eine mechanische Spannung an den Kontaktflächen erzeugt. Solange der Druck der eingeschlossenen Substanz die Kontaktspannung des Dichtrings aus Silikon nicht übersteigt, kann an einer solchen Vorrichtung keine Leckage auftreten. Der Druck der eingeschlossenen Flüssigkeit überträgt sich durch das im Wesentlichen inkompressible O-Ring-Material, und die Kontaktspannung steigt mit zunehmendem Druck an. Aus diesem Grund kann ein Dichtring aus Silikon problemlos hohe Drücke abdichten, solange er nicht mechanisch versagt. Das häufigste Versagen stellt eine Extrusion durch die Gegenstücke dar.
Die Dichtung aus Silikon ist so konstruiert, dass ein punktueller Kontakt zwischen dem O-Ring und den Dichtflächen besteht. Dies ermöglicht eine hohe lokale Spannung, die einen hohen Druck aufnehmen kann, ohne die Fließspannung des O-Ring-Körpers zu überschreiten. Die flexible Beschaffenheit des Dichtrings aus Silikon gleicht Unebenheiten in den Anbauteilen aus. Dennoch ist es wichtig, eine gute Oberflächengüte dieser Anschlussteile zu gewährleisten. Dies gilt insbesondere bei niedrigen Temperaturen, bei denen der Dichtungsgummi seine Glasübergangstemperatur erreicht und zunehmend unflexibel und brüchig wird. Die Oberflächengüte ist auch bei dynamischen Anwendungen wichtig. Eine zu raue Oberfläche reibt die Oberfläche des O-Rings aus Silikon ab. Eine zu glatte Oberfläche ermöglicht keine ausreichende Schmierung der Dichtung durch einen Flüssigkeitsfilm.
Vakuumanwendungen
Bei Vakuumanwendungen macht die Permeabilität des Materials Punktkontakte unbrauchbar. Stattdessen werden höhere Montagekräfte eingesetzt und der Ring füllt die gesamte Nut aus. Außerdem werden runde Stützringe verwendet, um den Ring vor übermäßiger Verformung zu bewahren. Da der Ring den Umgebungsdruck und den Partialdruck von Gasen nur an der Dichtung spürt, werden deren Gradienten in Dichtungsnähe steil und im Volumen flach sein. In der Regel werden in Vakuumsystemen, die in flüssigen Stickstoff getaucht werden müssen, Indium-O-Ringe verwendet, da auch Elastomere aus Silikon bei extrem niedrigen Temperaturen hart und spröde werden können.
Zusammenfassung: Vorteile und Verwendung von Ringen und Dichtringen aus Silikon
Ringe, Dichtungen, O-Ringe und andere industriell genutzte Bauteile aus Silikon verfügen über zahlreiche vorteilhafte Eigenschaften. Sie sind schwer entflammbar und erzeugen eine geringe Rauchgasentwicklung bei niedriger Toxizität. Die Temperaturbeständigkeit sowohl bei niedrigen als auch hohen Temperaturen macht zahlreiche Einsatzumgebungen möglich. Dichtungen aus Silikon sind witterungsbeständig und bieten einen hohen UV-Schutz. Die Alterungsbeständigkeit ist ebenfalls gut. Dichtringe aus Silikon werden entsprechend vielseitig verwendet. Fluoridsilikon wird wegen seiner guten Kraftstoff- und Ölbeständigkeit in Transformatoren verwendet. Spannringe aus Silikon dienen der flexiblen Fixierung von unterschiedlichen Elementen. Ringe aus Silikon werden in der Lebensmittelindustrie, der Pharmazie und der Medizintechnik zur Kennzeichnung ebenso wie für statische Verbindungen eingesetzt. Das Material kommt insbesondere in Anwendungsbereichen zum Einsatz, die besonders hohe Anforderungen an Lebensmittelechtheit und Biokompatibilität stellen. Der Verzicht auf Weichmacher ist in diesen Zusammenhängen ein weiterer Vorteil des Materials.