Die Federunterstützten Nutringe aus PTFE- und PE-Werkstoffen benötigen zur dauerhaften Anpressung der Dichtlippen an die Gegenlaufflächen metallische Federelemente, die in die Kunststoff-Hüllen integriert sind.
In Sonderfällen können dies auch Elastomer-O-Ringe sein. Die überwiegende Anzahl der Dichtungen besitzen jedoch eine Metallfeder. Durch die Feder wird eine gleichbleibende Anpressung der Dichtlippe über den gesamten Temperaturbereich erreicht. Für die unterschiedlichen Dichtungsarten stehen verschiedene Federtypen zur Verfügung, die sich in ihren Eigenschaften der Federkennlinien und Charakteristik unterscheiden. Diese Eigenschaften haben einen wesentlichen Einfluss auf die Dichtwirkung, die Reibung und das Verschleißverhalten des Nutringes.

U- bzw. V-Feder

Verwendung finden die standardisierten Federtypen in allen U-förmigen
Bauarten wie z. B. die Standard Stangen- und Kolbendichtungen URI,
URA, URS und den Wellendichtungen URF. Beide Typen werden vorwiegend bei dynamischen Dichtungen eingesetzt, da relativ geringe Federkräfte bei großem Federweg erreicht werden. Dies bedeutet bei Anwendungsfällen mit hoher Geschwindigkeit somit wenig Verschleiß an den dynamischen Dichtlippen. Die Federenden wirken mit ihrer maximalen Vorspannkraft direkt auf die Dichtkanten der Dichtlippen und erzeugen somit einen optimalen Pressungsverlauf. Durch die sehr flexiblen Federn können größere Nuttoleranzen, Koaxialitäts- und Fluchtungsfehler besser ausgeglichen werden.

C-Feder

Die C-Feder wird spiralförmig aus Metallband gewickelt und zeichnet
sich durch hohe Federkräfte bei geringem Federweg aus. Die Verwendung
ist hauptsächlich bei statischen Dichtungen bzw. bei langsamen Bewegungen und hohen Drücken zu empfehlen. Die hohen Vorspannkräfte sorgen für hervorragende Dichtheit sowohl bei flüssigen als auch gasförmigen Medien. Bei tiefen Temperaturen ist diese Federart besonders geeignet.

Sonderfedern

Weitere Sonderfedern erhalten Sie auf Anfrage.

Aus den nachfolgenden Kennlinienfeldern sind die unterschiedlichen Federkennlinien der einzelnen Nennquerschnitte ersichtlich. Die Unterschiede zwischen den U-, V- bzw. C-Federn werden hierbei deutlich ersichtlich. Speziell hergestellte Sonderfedern für reibungsoptimierte Dichtungen sorgen für geringste Anpresskräfte bei großen Federwegen. Somit können Dichtungen mit hoher Verschleißreserve und langer Lebensdauer gezielt berechnet und vorgeschlagen werden.

Vergleich U-Feder mit C-Feder

C-Feder
U-Feder

Federkennlinien U-Federn

U 332 (Federstärke 0,10 mm)
U 116 (Federstärke 0,08 mm)
U 104 (Federstärke 0,25 mm)
U 108 (Federstärke 0,12 mm)
U 308 (Federstärke 0,20 mm)
U 104 (Federstärke 0,15 mm)
U 316 (Federstärke 0,10 mm)

C 116 (Federstärke 0,08 mm)
C 332 (Federstärke 0,08 mm)
C 108 (Federstärke 0,08 mm)
C 316 (Federstärke 0,12 mm)
C 104 (Federstärke 0,15 mm)

Standard-Federwerkstoff rostfreier Stahl   Werkstoff: 1.4310 (X12Cr Ni 177) Entspricht A ISI 301 Bestellkennzeichnung: C

Sonderwerkstoffe´ Hastelloy® C-276 Werkstoff: 2.4819   (Ni Mo 16Cr 15W ) Entspricht UNS N 10276 Bestellkennzeichnung: H Hastelloy® ist ein eingetragenes Warenzeichen der Cabot Corporation.

Elgiloy® Werkstoff: 2.4711 (Co Cr 20 Ni 15 Mo ) Entspricht UNSR 30003 Bestellkennzeichnung: E Elgiloy® ist ein eingetragenes Warenzeichen der Elgiloy Company.

Dichtungen müssen generell so gelagert werden, dass eine Beschädigung durch äußeren Krafteinfluss ausgeschlossen werden kann. Die Dichtlippen dürfen auf keinen Fall deformiert werden. Die Federunterstützten Nutringe aus PTFEWerkstoffen sind nahezu unbegrenzt lagerfähig. 

Die Dichtungen auf PE-Basis sollten nach dem First-in-First-out-Prinzip ein- und ausgelagert werden. Die maximale Lagerzeit beträgt ca. 1 Jahr unter der Voraussetzung, dass die Dichtungen trocken und UV-lichtgeschützt gelagert werden.

Entscheidend für die Dichtfunktion und Lebensdauer der Dichtung ist die Oberflächengüte der Gegenlauffläche. Riefen, Lunker, Kratzer und Bearbeitungsspuren sind zu vermeiden. Sie bedeuten in einem Dichtungssystem meistens Undichtheiten und beschädigen die Dichtlippen. Folgende allgemeine Oberflächen- Rauheiten der dynamischen und der statischen Dichtfläche sind zu empfehlen:

Dynamische Dichtfläche Kolben- und Stangendichtungen z.B. URI, URA, URS Wellen- dichtungen z.B. URF Ra ≤ 0,1 μm ≤ 0,2 μm Rz ≤ 1,0 μm ≤ 1,6 μm Rmax ≤ 2,0 μm ≤ 2,0 μm

Statische Dichtfläche Kolben- und Stangendichtungen z.B. URI, URA, URS Wellen- dichtungen z.B. URF Ra ≤ 0,4 μm ≤ 0,4 μm Rz ≤ 2,5 μm ≤ 2,5 μm Rmax ≤ 6,3 μm ≤ 6,3 μm

Härte der Oberfläche bei Wellendichtungen ≥ 58 HRC drallfrei. Besonders bei Kolben- und Stangendichtungen z. B. der Bauart URI, URA und URS ist der Materialanteil/ Traganteil der Oberfläche entscheidend. So erreichen z. B. rollierte oder polierte Edelstahlstangen oder -nadeln einen sehr hohen Materialanteil von ≥ 75 %, gemessen in einer Schnitttiefe von c = 25 % des Rz-Wertes, ausgehend von einem Referenzwert c = 5 %.

Folgende Oberflächenstrukturen verdeutlichen dies
Ideales Laufflächenprofil für Kolbenund Stangendichtungen  z.B. durch Rollieren, Hohnen, Polieren Bei Wellendichtungen z. B. der Bauart URF empfehlen wir gehärtete und drallfrei geschliffene Stahlwellen.
In vielen Anwendungen werden auch Beschichtungen wie z. B. Chromoxyd, Wolframkarbid, Kohlenstoffbeschichtungen etc. eingesetzt. In diesen Fällen ist auf eine sehr gute Oberflächenqualität
(Rz ≤ 1,0 μm) zu achten, da diese sehr harten Spitzen ansonsten großen Verschleiß an der Dichtlippe verursachen. Hierzu empfehlen wir auch ggf. Verschleißuntersuchungen in unserer Entwicklungsabteilung durchzuführen.

Optimale dynamische Lauffläche

Materialanteil 75% bei
Rz-Wert von 1,0 μm

• gute Dichtwirkung
• lange Lebensdauer
  
  

Nicht optimale, aufgerissene Lauffläche

Materialanteil 20 % bei gleichem
Rz-Wert von 1,0 μm

• schlechtere Dichtwirkung
• Verschleiß der Dichtlippe