Zulässige Drehzahlen und Umfangsgeschwindigkeiten
Die Umfangsgeschwindigkeit v der Welle wird gemäß folgender Formel aus der Drehzahl n und dem Wellendurchmesser d berechnet:
Umfangsgeschwindigkeit
v = (2π · n) · d / 2
v = Umfangsgeschwindigkeit [m/s]
n = Drehzahl [1/min]
d = Wellendurchmesser [mm]
Um funktionsgefährdende Übertemperaturen an der Dichtkante zu verhindern, die zur Verhärtung des Elastomers oder zur Ölkohlebildung führen können, muss die Umfangsgeschwindigkeit begrenzt werden.
Im untenstehenden Diagramm sind Richtwerte für die Werkstoffauswahl in Abhängigkeit von der höchstzulässigen Umfangsgeschwindigkeit dargestellt. Die angegebenen Richtwerte sind Erfahrungswerte gemäß DIN 3760.
Es sind keine herstellerspezifischen Eigenschaften der Radial-Wellendichtringe, wie z. B. Geometrie der Dichtlippe oder Radialkraft, berücksichtigt. So kann beispielsweise die Verwendung eines Simmerrings mit zusätzlicher Schutzlippe (Staublippe) zu einer Erhöhung der Temperatur um über 20 °C führen.
Drei Bereiche kennzeichnen die zulässigen Umfangsgeschwindigkeiten:
• Einsatz des Werkstoffs NBR
• Einsatz des Werkstoffs FKM
• Außerhalb beider Bereiche: kein Einsatz von Simmerringen
Die angegebenen Werte sind Anhaltswerte. Voraussetzung sind ausreichende Schmierung und gute Wärmeabfuhr. Bei ungünstigeren Bedingungen gelten entsprechend geringere Werte.
Diese Richtwerte gelten nur bei drucklosem Betrieb, da mit steigendem Druck auch die Anpressung der Dichtlippe steigt. Das führt dazu, dass die Hydrodynamik unter der Dichtkante gestört wird, was wiederum zu erhöhter Reibung führt. Generell sind Standard-Simmerringe für den drucklosen Betrieb bzw. für den Einsatz bei sehr geringem Druck ausgelegt.
Der Hersteller Freudenberg gibt als maximale Druckbelastung 0,02 bis 0,05 MPa an. Für Anwendungen mit dauerhaft höheren Druckniveaus hat Freudenberg Sealing Technologies spezielle Wellendichtringe entwickelt.
Lesen Sie hier mehr zu speziellen Druck-Wellendichtringen.
Für die Gültigkeit der Richtwerte aus dem Diagramm sind weiterhin ausreichende Schmierverhältnisse mit Mineralöl sowie eine gute Wärmeabfuhr an der Dichtstelle erforderlich.
Fettschmierung
Bei reiner Fettschmierung ist die Wärmeabfuhr der Reibungswärme wesentlich geringer als bei Ölschmierung. Sie sollte nur bei langsam rotierenden Wellen angewendet werden, mit einer Umfangsgeschwindigkeit von maximal der Hälfte der zulässigen Werte für Ölschmierung.
Auch bei Druckbeaufschlagung, schlechter Oberflächenqualität im Laufbereich und großer Rundlaufabweichung sind die Richtwerte zu reduzieren.
Bei Wellen mit größerem Durchmesser sind höhere Umfangsgeschwindigkeiten zulässig als bei Wellen mit kleinerem Durchmesser, da der Querschnitt der Welle mit dem Quadrat des Durchmessers wächst. Daraus resultieren wesentlich bessere Wärmeableitungsmöglichkeiten.
Wenn die maximal zulässigen Einsatztemperaturen für die verschiedenen Elastomer-Werkstoffe überschritten werden, führt dies zu einer frühzeitigen Verhärtung des Elastomer-Werkstoffs, zu starkem Verschleiß und schließlich zu einer verkürzten Gebrauchsdauer.
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