PTFE-Dichtungen weisen unterschiedliche Überlastungsgrade auf, die in erster Linie durch die Federbelastung und die Materialzusammensetzung beeinflusst werden.Nicht federbelastete PTFE-Dichtungen weisen in der Regel ein starkes Übermaß auf, um größere Radiallasten und Wellenschlag aufzunehmen, während federbelastete Konstruktionen das Übermaß durch Axialkraftkompensation verringern.Werkstoffvarianten wie gefülltes PTFE (Kohlenstoff, Graphit, Glas oder Bronze) verändern die Interferenzeigenschaften weiter, indem sie die Steifigkeit und Verschleißfestigkeit der Dichtung verändern.Die optimale Konstruktion stellt ein Gleichgewicht zwischen der Dichtungseffizienz und der mechanischen Belastung von Dichtung und Welle her.
Die wichtigsten Punkte werden erklärt:
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Grundlagen der Interferenz bei PTFE-Dichtungen
- Unter Übermaß versteht man die Maßdifferenz zwischen dem Innendurchmesser (ID) der Dichtung und dem Außendurchmesser (OD) der Welle.
- Starke Überschneidungen sind bei nicht federbelasteten Konstruktionen (Öldichtungen) üblich, um eine robuste Abdichtung bei hohen Radiallasten oder Wellenversatz (\"run-out\") zu gewährleisten.
- Federbelastete Konstruktionen reduzieren Interferenzen, indem sie die axiale Federkraft nutzen, um den Dichtungskontakt aufrechtzuerhalten und den Wellenverschleiß zu minimieren.
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Einfluss der Federbelastung auf Interferenzen
- Nicht federbelastet:Erfordert ein engeres Zusammenspiel, um den Mangel an aktiver Kraft auszugleichen, was die Reibung erhöht, aber die Haltbarkeit unter dynamischen Bedingungen verbessert.
- Federbelastet:Geringere Interferenzen, da der Druck der Feder konstant bleibt, wodurch das Losbrechmoment und die Wärmeentwicklung reduziert werden.
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Materialvarianten und ihre Auswirkungen
- Unbehandeltes PTFE:Bietet eine niedrige Reibung, kann sich aber aufgrund seiner Weichheit bei hohen Belastungen verformen.
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Gefülltes PTFE (Kohlenstoff/Graphit/Glas/Bronze):
- Erhöht die Steifigkeit und ermöglicht eine kontrollierte Überlagerung mit reduziertem Kaltfluss.
- Mit Bronze gefülltes PTFE zum Beispiel hält höheren Belastungen stand, erfordert aber unter Umständen ein präzises Übermaß, um Riefenbildung an der Welle zu vermeiden.
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Kompromisse bei der Konstruktion
- Ein höheres Übermaß verbessert die Abdichtung, erhöht jedoch die Montagekraft und das Verschleißrisiko.
- Gefüllte PTFE-Typen ermöglichen ein mittleres Übermaß, indem sie ein Gleichgewicht zwischen Flexibilität und Belastbarkeit herstellen.
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Anwendungsspezifische Überlegungen
- Bei Hochgeschwindigkeitswellen minimiert ein reduziertes Übermaß (federbelastetes oder glasgefülltes PTFE) die Wärmeentwicklung.
- Bei schweren Maschinen können nicht federbelastete, stark überlagerte Konstruktionen mit kohlenstoffgefülltem PTFE für eine lange Lebensdauer bevorzugt werden.
Durch die Bewertung dieser Faktoren können Ingenieure das Übermaß an PTFE-Dichtungen an die betrieblichen Anforderungen anpassen und so die Leistung und Lebensdauer optimieren.
Zusammenfassende Tabelle:
| Auslegungsfaktor | Einfluss auf die Störung |
|---|---|
| Nicht federbelastet | Starkes Übermaß bei hohen Radiallasten und Wellenschlag; höhere Reibung und Verschleiß. |
| Federbelastet | Geringere Interferenz durch axiale Federkraft; verringert Losbrechmoment und Wärmeentwicklung. |
| Reines PTFE | Geringe Reibung, kann sich aber aufgrund seiner Weichheit bei hohen Belastungen verformen. |
| Gefülltes PTFE | Erhöhte Steifigkeit ermöglicht kontrollierte Interferenzen; reduziert Kaltfluss- und Verschleißrisiken. |
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