Welche Schadensbilder können an einem O-Ring auftreten?

So lange O-Ringe voll funktionsfähig sind, werden Sie als Dichtungselement kaum wahrgenommen - dies ändert sich jedoch bei einem Defekt, denn volkswirtschaftliche Schäden in zwei- bis dreistelliger Millionenhöhe sind in der Regel die Folge.

Schadhafte O-Ringe führen zu kostspieligen Stillstandzeiten von Maschinen und Fahrzeugen, können Auslöser für Rückrufaktionen sein oder verursachen gravierende Umweltschäden. Diese Beispiele für direkte und indirekte Folgeschäden machen deutlich, welche Rolle der Qualitätsfaktor bei diesen Dichtungen spielt, deren Stückpreis bei nur wenigen Eurocent liegt. Natürlich ist auch die richtige Wahl des Werkstoffs eine von vielen Voraussetzungen für ein geringes Schadensrisiko.

Doch welche Schäden können an O-Ringen auftreten? Nicht immer ist es einfach, die exakte Ursache eines Ausfalls zu ermitteln. Allerdings gibt es gewisse Schadensbilder, die charakteristische Spuren hinterlassen und somit auch eine Deutungsmöglichkeit bieten.

Beispiele für Schadensbilder an O-Ringen:

Schäden durch Montagefehler

Je nach Anwendung und Schnurstärke von O-Ringen ist es für eine optimale Dichtwirkung notwendig, den kreisrunden Querschnitt zwischen 10 und 30 % zu verpressen. Bei der Montage entstehen dabei enorme Verformungskräfte. Daher stellen scharfe Kanten ein großes Beschädigungsrisiko dar, wenn O-Ringe gegen sie gedrückt werden. Ein typisches Beispiel dafür sind Anwendungen, bei denen ein radial dichtender O-Ring ohne oder mit einer zu steilen Einführschräge montiert wird. Zudem besteht auch die Gefahr einer Abscherung, wenn sie bei der Montage im verpressten Zustand nicht angeschrägte oder entgratete Bohrungen überfahren. Auch scharfkantige Nuten können Montageschäden am O-Ring verursachen.

Generell lassen sich die entstehenden Montagekräfte durch die Verwendung des richtigen Schmiermittels deutlich verringern.

Schäden durch zu hohe Temperaturen

Die Höhe der Maximaltemperatur, in der O-Ringe zum Einsatz kommen können, hängt mit der Beanspruchungsdauer und der Lebensdauer zusammen. Bei hohen Anforderungen an die Lebensdauer muss die zulässige Dauertemperatur in der Anwendung entsprechend niedrig sein.

Maßgeblich sind dabei unter anderem die Eigenschaften des Werkstoffs sowie die Schnurstärke des O-Rings. In der Regel führt ein Überschreiten der Kurzzeit-Temperaturobergrenze zu Rissen, während eine Versprödung und eine bleibende Verformung ein Indiz dafür sind, dass die maximal zulässige Betriebstemperatur innerhalb des polymertypischen Temperaturbereichs überschritten wurde. Hier wäre etwa der Einsatz temperaturbeständigerer O-Ringe, etwa aus FKM oder HNBR empfehlenswert. 

Schäden durch Quellung, Schrumpfung und mangelnde chemische Beständigkeit

O-Ringe, die hinsichtlich der Werkstoffauswahl nicht auf die Anwendung abgestimmt sind, stellen ein Betriebsrisiko dar. So ist zum Beispiel der Werkstoff HNBR  beständig gegen Ozon, Mineralöle und saure Gase, während O-Ringe aus NBR hingegen für den Einsatz in ozonhaltiger Umgebung geeignet ist. Lichtquellen, die UV-Licht erzeugen, lassen den Ozongehalt in Innenräumen ansteigen, was bei O-Ringen im vormontierten Zustand zur Bildung von Rissen führen kann. Bestimmte Medien führen zu einer unzulässigen chemischen Veränderung in der Struktur des Werkstoffs, die von einer Versprödung über eine klebrige Dichtungsoberfläche bis hin zu einer Erweichung führen.

Es gibt jedoch Tabellen zur chemischen Beständigkeit von O-Ringen, welche Anhaltspunkte für die richtige Wahl liefern.

Weitere wichtige Aspekte sind ebenfalls die chemische Quellung sowie das chemische Schrumpfen. Während eine Volumenquellung von 15 bis 20 % bei statischen Anwendungen in der Regel als akzeptabel gilt, verursachen höhere Quellraten eine Nutüberfüllung, die zu einer Zerstörung des O-Rings führt. Hier können abgelöste Partikel eine Gefahr für Prozesse und Anlagen darstellen. Zudem führt eine Volumenquellung von mehr als 8 bis 10 % bei dynamischen Anwendungen zu einer deutlich höheren Reibung und einer Abnahme des Abriebwiderstandes, der Belastbarkeit und somit auch der Lebensdauer. Eine Schrumpfung des Volumens entsteht hingegen meist durch Medien, welche der O-Ring-Gummimischung die Weichmacher entziehen. 

Erfahrungen & Bewertungen zu Kremer GmbH

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