Herstellung

Wie werden O-Ringe hergestellt

Oft sind es einfach konzipierte Dinge, die enormen Einfluss darauf haben, ob und wie etwas funktioniert - O-Ringe sind dabei keine Ausnahme. Diese Dichtungselemente lassen sich dank Ihrer einfachen Form auf leichtem Wege in großen Mengen industriell herstellen.

Ein dazu genutztes Verfahren ist unter anderem das Spritzgießen, auch als Injection Moulding bekannt. Das Spritzgussverfahren ist hervorragend für O-Ringe in kleineren Abmessungen sowie für die Produktion hoher Stückzahlen geeignet. Dabei wird der plastifizierte Werkstoff in ein Werkzeug mit zahlreichen O-Ring-Formen gespritzt, in welchem dieser bis zur Entnahme als Fertigteil in den vernetzten und damit festen Zustand übergeht.

Sind hingegen eher größere Abmessungen und kleinere Stückzahlen von O-Ringen gefragt oder werden für die Herstellung hochpreisige Kautschukarten verwendet, so ist das Formpressen die richtige Wahl. Dabei wird der Formmasse als Vorformling zunächst in die Kavität, also die entsprechende Form gelegt. Unter Einsatz eines Druckkolbens wird diese Form schließlich geschlossen und aufgeheizt. Auf diese Weise erhält das Rohmaterial ihre Form als O-Ring. Natürlich gibt es bestimmte Anforderungen an die Beständigkeit, Langlebigkeit oder auch an die mechanischen Eigenschaften von O-Ringen, denen die bei der Herstellung verwendeten Polymere in unterschiedlicher Weise gerecht werden. 

Aus welchen Werkstoffen bestehen O-Ringe?

Per Definition handelt es sich bei Polymeren um Stoffe, die aus Makromolekülen bestehen. Diese zeichnen sich durch Ihre verkettete oder verzweigte Molekülstruktur aus. Die Eigenschaften, welchen sie schließlich als technische Gummiwerkstoffe gerecht werden sollen, hängen von ihrer Rezeptur ab. Hier ist die Wahl des richtigen Basispolymers entscheidend, wenn es um die chemische Beständigkeit geht. Dadurch ist zwar noch keine sichere Dichtfunktion gewährleistet, allerdings stellt die Medienverträglichkeit des Polymers dafür eine wichtige Voraussetzung dar. O-Ringe können aus folgenden Polymeren bestehen:

Äthylen-Propylen-Kautschuk (EPDM)

EPDM ist der optimale Werkstoff für O-Ringe, wenn es um Einsatzgebiete geht, in denen es auf Beständigkeit gegen Heißwasser und Heißdampf von Temperaturen bis 120 °C geht - Sonderqualitäten des Materials halten sogar 150 °C stand. Ebenso eignen sie sich für die Anwendung in Bremssystemen auf Glykolbasis. Die Beständigkeit gegen Natron- und Kalilaugen aber auch gegen zahlreiche organische und anorganische Säuren ist auch eine Eigenschaft von EPDM, die sehr geschätzt wird. Während das Material Ozon und Wettereinflüssen aber auch Silikonölen und  -fetten widersteht, sollten O-Ringe aus EPDM jedoch nicht in Kontakt mit Ölen, Fetten und Kraftstoffen auf Mineralölbasis kommen.

Nitril-Butadien-Kautschuk (NBR)

Dieses Mischpolymer wird im Allgemeinen als Nitrilkautschuk bezeichnet und ist ebenso unter dem Kürzel NBR bekannt. Es kann über einen variierenden Acryl-Nitril-Anteil verfügen, welcher sich zwischen 18 und 50 % bewegt. Dies hat ebenso einen wesentlichen Einfluss auf die Elastomereigenschaften. Mit steigendem Gehalt an Acryl-Nitril steigt auch die Beständigkeit der O-Ringe aus NBR gegen Öle und Kraftstoffe, während sich jedoch die Elastizität, Kälteflexibilität verringert und sich der Druckverformungsrest verschlechtert.

NBR zeichnet sich im Vergleich zu anderen Werkstoffen durch eine hohe Abriebfestigkeit aus und verfügt zudem über gute mechanische Eigenschaften. Das Material ist beständig gegen viele verdünnte Säuren, Basen und Salzlösungen. Allerdings ist sind O-Ringe aus NBR nicht geeignet für den Einsatz im Kontakt mit starken Säuren, Bremsflüssigkeit auf Glykolbasis oder polaren Lösungsmitteln wie Aceton oder anderen Ketonen. Zudem ist der Werkstoff empfindlich gegen Ozon- und Wettereinflüsse.  

Fluor-Kautschuk (FPM / FKM)

Fluor-Kautschuk ist nicht nur unter dem Kürzeln FPM oder FKM bekannt, sondern ebenso unter dem Handelsnamen Viton®. O-Ringe, die aus diesem Werkstoff hergestellt sind, eignen sich ausgezeichnet für den Einsatz in Umgebungen, in denen hohe Temperaturen herrschen. Ebenso sind sie widerstandsfähig gegen Wettereinflüsse. Außerdem punktet FPM / FKM mit seiner chemischen Beständigkeit gegen Sauerstoff, Ozon, synthetische Hydraulikflüssigkeiten, Kraftstoffe sowie gegen zahlreiche organische Lösungsmittel und Chemikalien.

Darüber hinaus gibt es spezielle FPM-Mischungen, welche höhere Beständigkeiten gegen Wasser, Dampf sowie gegen Säuren und Kraftstoffe besitzen. Auch unter Hochvakuum lassen sich O-Ringe aus Fluorkautschuk hervorragend verwenden. Allerdings ist der Werkstoff nicht beständig, gegen überhitzten Wasserdampf sowie gegen Amine, Alkalien und Ammoniakgas.

Anteile von Weichmachern in O-Ringen aus NBR und EPDM

 O-Ringe, die aus NBR oder EPDM hergestellt sind, verfügen je nach Rezeptur über einen hohen Anteil an Verarbeitungshilfen und Weichmachern. Weichmacher dienen in Gummiwerkstoffen zur Verbesserung der Fließfähigkeit beim Spritzgießen sowie der Tieftemperaturflexibilität.

Zudem wird neben dem  Mischungspreis auch die Volumenzunahme bei Quelltests gesenkt. Werden Weichmacher nicht aufgrund hoher Anforderungen an die Kältebeständigkeit der O-Ringe benötigt, sollte ihr Anteil im Material bei Anwendungen, in denen mit Hitzeeinwirkungen zu rechnen ist, vermieden oder stark eingeschränkt werden.

Im Laufe der Zeit können Weichmacher auswaschen und ausgasen und somit zu Volumenabnahmen der O-Ringe führen, Elastizität nimmt mehr und mehr ab und auch die Lebensdauer wird deutlich verkürzt. 

Erfahrungen & Bewertungen zu Kremer GmbH

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