O-Ringe

O-Ringe

O-Ringe sind ringförmige Dichtungselemente mit kreisförmigem Querschnitt, die vorwiegend eine statische Abdichtung an Maschinenkomponenten ermöglichen. Aufgrund ihrer guten Dichtwirkung von bis zu 1000 Bar werden sie in der Dichtungstechnik sehr häufig verwendet. In besonderen Gegebenheiten können O-Ringe auch als dynamische Dichtung eingesetzt werden. Drücke und Geschwindigkeiten sollten hierbei unbedingt niedrig gehalten werden. Die Dichtwirkung der O-Ringe erfolgt durch radiale oder axiale Anpresskräfte.

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Stärke s mm
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O-Ringe

O-Ringe sind am Umfang geschlossene, kreisförmige Dichtelemente, deren Wirkungsweise auf der Deformation des Querschnitts basiert. Sie werden aus Elastomerwerkstoffen in Formwerkzeugen durch Vulkanisation endlos gefertigt. O-Ringe sind die in der Technik am häufigsten verwendeten Dichtungen. Dies liegt neben ihrer sehr guten Dichtwirkung – mit O-Ringen können Drücke bis zu 1000 bar abgedichtet werden – und zuverlässigen Funktion an ihrer wirtschaftlichen Fertigung sowie ihrer unkomplizierten Handhabung.

 

 

Dichtwirkung von O-Ringen

Statische Abdichtung mit O-Ringen

O-Ringe sind Dichtungen mit Druckaktivierung. Bei der Montage werden O-Ringe zwischen zwei oder mehreren Elementen nur vorgepresst. Im Betriebszustand verstärkt der Druck des abzudichtenden Mediums die Deformation des O-Ringes und erhöht damit die Dichtfunktion. Ihre Dichtpressung steigt gleich dem Systemdruck, wodurch diese immer um die Vorpressung höher ist als der abzudichtende Druck.

 

Dynamische Abdichtung mit O-Ringen

O-Ringe eignen sich am besten für die statische Abdichtung. In wenigen Fällen können O-Ringe auch zur dynamischen Abdichtung in der Hydraulik und Pneumatik verwendet werden. Dabei beschränkt sich die Anwendung allerdings auf eher niedrige Drücke und Geschwindigkeiten bei eher geringer Bewegungshäufigkeit. Wegen des Reibungswiderstandes bei der Bewegung wird die O-Ring-Verpressung kleiner gewählt als bei der statischen Anwendung.
Dynamisch verwendete O-Ringe müssen ausreichend geschmiert sein (Reibung, Verschleiß). Besonders wichtig ist das bei pneumatischen Anwendungen, da kein Betriebsmedium für einen Schmierfilm sorgt.

Gestaltung und Handhabung der Dichtstelle

Schnurstärke und Härte

Wegen Maßtoleranzen der Schnurdicke und der Nuttiefe sowie Vorspannungsänderungen aufgrund von plastischen Verformungen der Dichtung, sollten O-Ringe mit einer möglichst großen Schnurstärke
gewählt werden, um eine gute Dichtwirkung zu erzielen. Die zu wählende Härte des O-Ring-Werkstoffes ist abhängig von den anliegenden Drücken, den Spaltweiten, der Abdichtungsart (statisch/dynamisch) und der Oberflächengüte der abzudichtenden Teile. Für Standardanwendungen ist eine Werkstoffhärte von 70 Shore A üblich. Für Anwendungen, z. B. bei pulsierendem Druck und insbesondere für höhere Druckbereiche, sollten Werkstoffhärten bis zu 90 Shore A angewendet werden.

Verpressung

Die mittlere Verpressung bezogen auf die Schnurstärke sollte

• bei statischer Anwendung des O-Rings 15 % bis 30 %,
• bei hydraulisch-dynamischer Anwendung 10 % bis 18 % und
• bei pneumatisch-dynamischer Anwendung 4 % bis 12 % betragen.

Dehnung

O-Ringe können beim Einbau in gewissen Grenzen gedehnt oder gestaucht werden. Im eingebauten Zustand sollte der O-Ring bezogen auf den Innendurchmesser nicht mehr als 6 % gedehnt werden, da es sonst zu einer unzulässig großen Querschnittsabnahme und starken Abflachung am Innenmantel kommt. Annähernd gilt, dass 1 % Dehnung des Innendurchmessers 0,5 % Schnurstärkenverringerung nach sich zieht.

Nutfüllung

Die rechteckige Querschnittsfläche der Einbaunut sollte um ca. 25 % größer sein als die kreisrunde O-Ring-Querschnittsfläche. Dadurch kann der Systemdruck auf einen großen Teil der O-Ring-Oberfläche einwirken, um so die erforderliche Anpresskraft zu verstärken.

 

Dichtspalt

Der abzudichtende Spalt sollte so gering wie möglich sein. Bei zu großen Dichtspalten besteht die Gefahr der Spaltextrusion. Das heißt, der O-Ring wandert bei hoher Druckbeaufschlagung in den Spalt der druckabgewandten Seite ein und wird dabei nach einiger Zeit zerstört. Kann der Dichtspalt nicht genügend eng ausgeführt werden, empfiehlt sich der Einsatz von Stützringen.
Stützringe übernehmen keine Dichtfunktion. Durch die Verringerung des Dichtspaltes sorgen sie jedoch dafür, dass der O-Ring seine Dichtfunktion dauerhaft und beschädigungsfrei übernehmen kann.