Statische Dichtungen vs. dynamische Dichtungen: Was ist der Unterschied?

Dichtungen sind wichtige Komponenten in Maschinen, die Leckagen verhindern und optimale Leistung gewährleisten. Die Verwendung der falschen Dichtungsart – statisch oder dynamisch – kann jedoch zu kostspieligen Ausfällen, längeren Ausfallzeiten und potenziellen Sicherheitsrisiken führen.

In diesem Beitrag werden die wichtigen Faktoren erläutert, die zwischen statischen und dynamischen Dichtungen unterscheiden, um Sie bei Ihrem Entscheidungsprozess zu unterstützen.

Was ist eine statische Dichtung?

A statische Dichtung ist eine Art Dichtung, die Leckagen zwischen zwei Oberflächen verhindert, die sich relativ zueinander nicht bewegen. Statische Dichtungen sind so konzipiert, dass sie zwischen zwei stationären Passflächen zusammengedrückt werden und so eine undurchdringliche Barriere bilden, die verhindert, dass Flüssigkeit aus dem System entweicht. Diese Dichtungen sind auf Kompression und Verformung des Dichtungsmaterials angewiesen, um potenzielle Leckagewege zu blockieren.

Was ist eine dynamische Dichtung

Dynamische Dichtungen sind dafür ausgelegt, Leckagen zwischen Komponenten zu verhindern, die sich relativ zueinander bewegen, wie z. B. rotierende Wellen oder hin- und hergehende Stangen. Diese Dichtungen müssen Flüssigkeit zurückhalten und gleichzeitig Bewegungen ausgleichen, was ihre Konstruktion und Anwendung anspruchsvoller macht als bei statischen Dichtungen.

Wichtige Unterschiede zwischen statischen und dynamischen Dichtungen

Leckrate

Statische Dichtungen sind so konstruiert, dass sie nur minimale bis gar keine Leckagen aufweisen, da sie in Anwendungen eingesetzt werden, in denen jegliche Leckagen nicht akzeptabel sind, wie etwa in Hochvakuum- oder Hochdrucksystemen.

Aufgrund der inhärenten Herausforderungen durch die Relativbewegung weisen dynamische Dichtungen im Vergleich zu statischen Dichtungen typischerweise höhere Leckraten auf.

Relative Bewegung

Statische Dichtungen funktionieren ohne Bewegung relativ zur Gegenfläche.

Dynamische Dichtungen müssen kontinuierliche oder intermittierende Bewegungen, wie z. B. Hin- und Herbewegungen, Schwingungen oder Drehbewegungen, aufnehmen und gleichzeitig eine dichte Abdichtung gewährleisten.

Extrusionsrisiko

Die Bewegung bei dynamischen Dichtungen birgt auch das Risiko einer Dichtungsextrusion, bei der das Dichtungsmaterial in den Spalt zwischen den Komponenten gequetscht oder gedrückt wird. Extrusion kann zu Dichtungsschäden, Leckagen und vorzeitigem Ausfall führen. Um dieses Risiko zu mindern, sind bei dynamischen Dichtungen häufig Stützringe oder spezielle Geometrien erforderlich.

Bei statischen Dichtungen besteht aufgrund der fehlenden Bewegung keine Extrusionsgefahr.

Reibung

Dynamische Dichtungen erzeugen zwangsläufig Reibung, wenn sie an ihrer Gegenfläche reiben. Diese Reibung führt zu Wärmestau, Dichtungsverschleiß und Energieverlusten.

Statische Dichtungen ohne Gleitbewegung erzeugen nur minimale Reibung.

Kosten

Aufgrund der Komplexität dynamischer Dichtungen sind diese im Allgemeinen teurer als vergleichbare statische Dichtungen. Faktoren wie Präzisionsfertigung, enge Toleranzen, Anti-Extrusionseigenschaften und Hochleistungsmaterialien tragen zu den höheren Kosten dynamischer Dichtungen bei.

Lebensdauer

Die Lebensdauer dynamischer Dichtungen ist in der Regel kürzer als die statischer Dichtungen. Der Verschleiß durch ständige Bewegung und Reibung lässt dynamische Dichtungen allmählich verschleißen, sodass eine regelmäßige Inspektion und ein Austausch erforderlich sind, um Leckagen vorzubeugen.

Statische Dichtungen halten häufig die gesamte Lebensdauer der Baugruppe, sofern es nicht zu einer alters- oder umweltbedingten Materialverschlechterung kommt.

Komprimierungstoleranz

Statische Dichtungen sind gegenüber Druckschwankungen oder Unregelmäßigkeiten an der Flanschoberfläche toleranter. Sie können einen größeren Druckbereich ohne Undichtigkeit tolerieren.

Dynamische Dichtungen erfordern eine genauere Kontrolle der Kompression, um die Abdichtung aufrechtzuerhalten, ohne übermäßige Reibung zu verursachen.

Geschwindigkeitsbegrenzung

Die Oberflächengeschwindigkeit zwischen der Dichtung und ihrem Gegenstück ist ein begrenzender Faktor für dynamische Dichtungen. Das Überschreiten der Geschwindigkeitsgrenze kann zu schnellem Verschleiß, Überhitzung und Dichtungsversagen führen. Jede dynamische Dichtungskonstruktion hat eine maximal zulässige Geschwindigkeit, die auf ihrem Material und den Betriebsbedingungen basiert.

Statische Dichtungen unterliegen keiner inhärenten Geschwindigkeitsbegrenzung.

Wartung

Der Verschleiß und die kürzere Lebensdauer dynamischer Dichtungen erfordern im Vergleich zu statischen Dichtungen eine häufigere Wartung. Um eine zuverlässige Leistung zu gewährleisten, sind regelmäßige Inspektion, Schmierung und Austausch erforderlich.

Statische Dichtungen erfordern im Allgemeinen weniger Wartung, hauptsächlich die Überwachung auf Verschleiß durch Alterung oder chemische Einflüsse.

Materialauswahl

Während sowohl statische als auch dynamische Dichtungen Elastomere und Polymere verwenden können, erfordern dynamische Dichtungen oft hochwertigere Materialien, um Bewegung und Reibung standzuhalten. Eigenschaften wie Verschleißfestigkeit, geringe Reibung und hohe Temperaturbeständigkeit haben Priorität. Dichtungsmaterialien müssen außerdem mit den abzudichtenden Medien und den Umgebungsbedingungen kompatibel sein.

Die Auswahl statischer Dichtungsmaterialien erfolgt vor allem auf Basis der chemischen Verträglichkeit und der Härte.

Stopfbuchsendesign

Die Stopfbuchse oder der Hohlraum, in dem sich die Dichtung befindet, ist für statische und dynamische Anwendungen unterschiedlich ausgelegt. Dynamische Dichtungsstopfbuchsen müssen die Bewegung der Welle oder Bohrung berücksichtigen und der Dichtung genügend Platz zum Biegen und Vermeiden von Extrusion bieten. Sie können spezielle Geometrien wie Stützringe, Anti-Extrusionslippen oder D-förmige Hohlräume aufweisen.

Statische Dichtungsstopfbuchsen sind typischerweise einfacher und konzentrieren sich auf die Kompression und Beibehaltung der Dichtung.