Axialdichtungen vs. Radialdichtungen: Was ist der Unterschied

Flüssigkeitslecks gehören zu den häufigsten Fehlerursachen in hydraulischen und pneumatischen Systemen. Die Wahl der richtigen Dichtung kann Lecks verhindern, die Effizienz sicherstellen und die Lebensdauer der Ausrüstung verlängern.

Axial- und Radialdichtungen sind die beiden Haupttypen, die in diesen Systemen verwendet werden. Sie unterscheiden sich jedoch deutlich in Design, Funktion und Anwendung. In diesem Artikel untersuchen wir die wichtigsten Unterschiede zwischen Axial- und Radialdichtungen und geben Hinweise, wie Sie die für Ihre spezifischen Anforderungen am besten geeignete Option auswählen.

Was ist eine Radialdichtung

Eine Radialdichtung, auch Radialwellendichtung genannt, ist eine Dichtungsart, die dazu bestimmt ist, Vermeidung von Leckagen entlang einer Welle oder Gehäusebohrung in radialer Richtung (senkrecht zur Wellenachse). Die primäre Dichtlippe einer Radialdichtung ist im rechten Winkel zur Welle angeordnet und hält engen Kontakt mit der Wellenoberfläche.

Was ist eine Axialdichtung

Eine Axialdichtung ist im Gegensatz zu einer Radialdichtung mit ihrer primären Dichtungsfläche parallel zur Wellenachse oder entlang der Fläche einer Gehäusebohrung ausgerichtet. Axialdichtungen werden verwendet, um Leckagen zwischen zwei Maschinenbauteilen zu verhindern, die senkrecht zur Welle montiert sind, beispielsweise zwischen einem Lagergehäuse und einer Endabdeckung.

Unterschied zwischen Radialdichtungen und Axialdichtungen

Mechanismus

Radialdichtungen, auch Wellendichtringe genannt, sorgen für eine Abdichtung entlang des Radius einer Welle oder Gehäusebohrung. Sie werden in einer Stopfbuchse senkrecht zur Wellenachse eingebaut, wobei die Dichtlippe in direktem Kontakt mit der Wellenoberfläche steht. Die Dichtlippe wird durch eine Kombination aus ihrer eigenen Elastizität und dem Systemdruck vorgespannt und sorgt so für eine dichte Abdichtung.

Axialdichtungen dichten entlang der Wellenachse ab. Sie sind parallel zur Wellendruckfläche angeordnet, wobei die Abdichtung zwischen den flachen Oberflächen der Dichtung und der Welle oder dem Gehäuse erfolgt. Axialdichtungen verhindern Leckagen, indem sie einen dichten Flächenkontakt zwischen den zusammenpassenden Teilen aufrechterhalten.

Bewegungsrichtung

Radialdichtungen werden hauptsächlich zum Abdichten rotierender Wellen verwendet und ermöglichen Kreisbewegungen. Während sich die Welle dreht, bleibt die Dichtung in ständigem Kontakt, um zu verhindern, dass Flüssigkeit aus dem System austritt oder Verunreinigungen eindringen.

Axialdichtungen eignen sich zur Abdichtung entlang der Wellenachse bei Anwendungen mit seitlicher Bewegung. Axialdichtungen verhindern Leckagen bei Hin- und Herbewegungen der Welle und sorgen für eine dichte Abdichtung zwischen den flachen Passflächen.

Materialien

Radialdichtungen werden typischerweise aus Elastomermaterialien wie Nitrilkautschuk (NBR), Fluorelastomeren (FKM) oder Polyurethan (PU) hergestellt.

Axialdichtungen können aus einer größeren Materialpalette hergestellt werden, darunter Elastomere wie NBR und FKM sowie Thermoplaste wie PTFE, Polyamid oder Polyethylen.

Form

Radialdichtungen sind in der Regel kreisförmige Ringe mit einem Querschnitt, der eine Dichtlippe, einen Metalleinsatz zur Verstärkung und eine Feder für zusätzliche Antriebskraft umfasst. Durch die kreisförmige Form passt sich die Dichtung eng an die Welle an und sorgt für einen 360-Grad-Dichtungskontakt.

Axialdichtungen haben oft die Form einer flachen Scheibe oder Unterlegscheibe. Es kann sich um einfache Flachdichtungen oder komplexere Konstruktionen mit mehreren Dichtlippen oder Nuten handeln.

Anwendungen

Aufgrund ihrer unterschiedlichen Mechanismen und Bewegungsfähigkeiten werden Radial- und Axialdichtungen in verschiedenen Industriezweigen eingesetzt. Radialdichtungen werden häufig in rotierenden Geräten verwendet, beispielsweise:

• Pumps: Zum Abdichten der rotierenden Welle und Verhindern von Flüssigkeitslecks
• Getriebe: Zur Aufnahme von Schmieröl und zum Schutz vor Verunreinigungen
• Elektromotoren: Zum Abdichten der Welle und zum Verhindern des Eindringens von Staub oder Feuchtigkeit
• Automotoren: Zur Abdichtung von Kurbelwellen, Nockenwellen und anderen rotierenden Bauteilen

Axialdichtungen werden häufig in Anwendungen mit linearer Bewegung eingesetzt, wie zum Beispiel:

• Hydraulikzylinder: Zur Abdichtung der Kolbenstange und zur Vermeidung von Flüssigkeitsleckagen
• Pneumatische Antriebe: Zur Abdichtung des Kolbens und Aufrechterhaltung des Luftdrucks
• Ventilschäfte: Um Leckagen entlang der Ventilwelle zu vermeiden
• Kompressoren: Zur Abdichtung des Hubkolbens und zur Vermeidung von Gasleckagen

Auswahl zwischen Axial- und Radialdichtungen

Stopfbuchsenkonstruktion und -abmessungen

Axialdichtungen werden typischerweise in Anwendungen mit axial eingeschränkten Räumen verwendet, wie sie in Hydraulikzylindern, Pumpen und Ventilen vorkommen. Die Stopfbuchse für eine Axialdichtung ist normalerweise eine einfache Senkbohrung oder Nut, die eine axiale Kompression der Dichtung ermöglicht.

Radialdichtungen eignen sich für radial begrenzte Räume, wie sie in rotierenden Wellen oder hin- und hergehenden Kolbenstangen vorkommen. Die Stopfbuchse für eine Radialdichtung ist normalerweise eine Bohrung oder Nut, die es ermöglicht, die Dichtung radial gegen die Wellen- oder Stangenoberfläche zu drücken.

Art der Bewegung

Axialdichtungen sind im Allgemeinen besser für statische oder langsame Hin- und Herbewegungen geeignet, da sie eine dichte Abdichtung mit minimaler Reibung aufrechterhalten können. Die axiale Kompression der Dichtung gegen die Gegenfläche erzeugt eine robuste Dichtungsschnittstelle.

Radialdichtungen sind ideal für Drehbewegungen und schnelle Hin- und Herbewegungen, da sie eine effektive Abdichtung bieten und gleichzeitig die dynamische Bewegung der Welle oder Stange aufnehmen können. Die radiale Kompression der Dichtung gegen die bewegliche Oberfläche ermöglicht es ihr, den Kontakt aufrechtzuerhalten und Leckagen zu verhindern, selbst bei hohen Drehgeschwindigkeiten oder häufigen Richtungswechseln.

Betriebsdrücke

Axialdichtungen sind im Allgemeinen besser für Hochdruckanwendungen geeignet, da die axiale Kompression der Dichtung eine starke Dichtkraft erzeugt, die erheblichen Druckunterschieden standhalten kann. Je höher der Druck, desto größer ist die Axialkraft auf die Dichtung, was ihre Dichtfähigkeit verbessert.

Radialdichtungen sind zwar bei mäßigen Drücken noch wirksam, können aber in Umgebungen mit extrem hohem Druck an ihre Grenzen stoßen. Die radiale Kompression der Dichtung gegen die Welle oder Stange bietet möglicherweise nicht genügend Dichtkraft, um sehr hohe Drücke zu überwinden. In solchen Fällen können zusätzliche Dichtelemente oder Stützringe erforderlich sein, um die Radialdichtung zu stützen und Extrusion oder Ausblasen zu verhindern.

Lücken und Toleranzen

Axialdichtungen sind gegenüber größeren Spalten und lockereren Toleranzen nachsichtiger, da die axiale Kompression der Dichtung gewisse Abweichungen in den Passflächen ausgleichen kann. Dadurch sind Axialdichtungen eine gute Wahl für Anwendungen, bei denen eine präzise Ausrichtung oder enge Toleranzen schwer einzuhalten sind.

Radialdichtungen erfordern jedoch eine strengere Kontrolle der Abstände und Toleranzen, um eine ordnungsgemäße Abdichtung zu gewährleisten. Die radiale Kompression der Dichtung gegen die Welle oder Stange hängt von einem beständigen und gleichmäßigen Kontakt zwischen der Dichtung und der Gegenfläche ab. Übermäßige Abstände oder Abweichungen in der Oberfläche können zu Undichtigkeiten oder vorzeitigem Dichtungsverschleiß führen.

Oberflächen

Axialdichtungen vertragen im Allgemeinen rauere Oberflächen besser, da die axiale Kompression der Dichtung dabei helfen kann, Oberflächenunregelmäßigkeiten auszugleichen und eine gute Dichtungsfläche zu schaffen. Dies macht Axialdichtungen zu einer sinnvollen Option für Anwendungen, bei denen eine sehr glatte Oberfläche unpraktisch oder zu teuer ist.

Radialdichtungen erfordern glattere Oberflächen, um eine ordnungsgemäße Abdichtung zu gewährleisten und den Verschleiß zu minimieren. Der radiale Kontakt zwischen der Dichtung und der Welle oder Stange kann durch Oberflächenunregelmäßigkeiten beeinträchtigt werden, was zu Leckagen oder einer beschleunigten Abnutzung der Dichtung führen kann.

Vorhandensein von Schadstoffen

Axialdichtungen sind im Allgemeinen weniger empfindlich gegenüber Verunreinigungen, da die axiale Kompression der Dichtung dazu beitragen kann, Partikel von der Dichtungsfläche fernzuhalten oder auszustoßen. Die höhere Dichtkraft von Axialdichtungen kann auch dazu beitragen, das Eindringen von Verunreinigungen zu verhindern.

Radialdichtungen sind zwar in vielen verschmutzten Umgebungen immer noch wirksam, können aber anfälliger für Schäden oder Verschleiß durch abrasive Partikel sein. Der radiale Kontakt zwischen der Dichtung und der rotierenden oder hin- und hergehenden Oberfläche kann einen Weg schaffen, durch den Verunreinigungen eindringen und sich ansammeln können, was zu beschleunigtem Dichtungsverschleiß oder Leckagen führt. Bei stark verschmutzten Anwendungen können zusätzliche Maßnahmen wie Wellenabstreiferdichtungen oder Ausschlussvorrichtungen zum Schutz der Radialdichtung erforderlich sein.