Was ist der Unterschied zwischen einer Kontaktdichtung und einer berührungslosen Dichtung?

In der Maschinenbauindustrie ist die Auswahl der geeigneten Dichtungslösung von größter Bedeutung, um Leistung und Lebensdauer der Geräte zu optimieren. Zwei Hauptkategorien von Dichtungen, die in verschiedenen Anwendungen eingesetzt werden, sind Kontaktdichtungen und berührungslose Dichtungen, die jeweils unterschiedliche Eigenschaften und Vorteile aufweisen.

In diesem Blogbeitrag werden die grundlegenden Unterschiede zwischen Kontaktdichtungen und berührungslosen Dichtungen untersucht. Dabei werden Faktoren wie Reibung, Dichtungsmechanismen, Verschleiß, Geschwindigkeitsfähigkeit, Dichtungseffizienz und typische Anwendungen untersucht. Durch das Verständnis dieser wichtigen Unterschiede können Branchenexperten fundierte Entscheidungen treffen, wenn sie Dichtungen für ihre spezifischen Maschinenanforderungen auswählen.

Was ist eine Kontaktdichtung?

Eine Kontaktdichtung ist eine Art Dichtung, die durch direkten physischen Kontakt zwischen den Dichtungsflächen funktioniert, um Leckagen zu verhindern. Die Dichtungsflächen bestehen normalerweise aus Materialien wie Elastomeren, Polymeren oder Weichmetallen, die sich unter Druck verformen und so eine dichte Abdichtung bilden.

Die häufigsten Beispiele für Kontaktdichtungen sind:

1. O-Ringe: Elastomerdichtungen mit kreisförmigem Querschnitt, die in Rillen sitzen und zwischen zwei Oberflächen komprimiert werden.
2. Lippendichtungen: Dichtungen mit einer flexiblen Lippe, die gegen eine Welle oder ein Gehäuse drückt, um ein Leck zu verhindern.
3. Dichtungen: Flachdichtungen aus Materialien wie Gummi, Kork oder Papier, die zwischen zwei unbeweglichen Oberflächen komprimiert werden.

Was ist eine berührungslose Dichtung?

Berührungslose Dichtungen, auch als Spaltdichtungen oder Spaltdichtungen bekannt, arbeiten ohne direkten physischen Kontakt zwischen den Dichtflächen. Stattdessen sind sie auf einen kleinen Spalt oder Abstand zwischen den rotierenden und stationären Komponenten angewiesen, um Leckagen zu minimieren.

Zu den gängigen Arten berührungsloser Dichtungen gehören:

1. Labyrinthdichtungen: Eine Reihe abwechselnder Rillen und Zähne, die einen gewundenen Weg für die Flüssigkeit bilden und so Leckagen durch Druckabfall reduzieren.
2. Schwimmringdichtungen: Eine Art von Gleitringdichtung bei dem zwischen den rotierenden und stationären Komponenten ein Schwimmring zum Einsatz kommt, der für eine dynamische Abdichtung sorgt.
3. Bürstendichtungen: Bestehen aus dicht gepackten Borsten, die eine Abdichtung gegenüber einer rotierenden Welle bilden und so ein gewisses Maß an Leckage zulassen, während die Reibung minimiert wird.

Berührungslose Dichtungen sind für den Betrieb mit einer kontrollierten Leckagerate, was oft bei Anwendungen akzeptabel ist, bei denen eine geringe Leckage tolerierbar ist. Sie bieten Vorteile wie geringere Reibung, längere Lebensdauer der Dichtung und die Fähigkeit, höhere Geschwindigkeiten und Temperaturen im Vergleich zu Kontaktdichtungen zu bewältigen.

Wichtige Unterschiede zwischen Kontakt- und berührungslosen Dichtungen

Reibung

Einer der Hauptunterschiede zwischen Kontaktdichtungen und berührungslosen Dichtungen liegt in der während des Betriebs erzeugten Reibung. Kontaktdichtungen wie Gleitringdichtungen und Lippendichtungen sind auf direkten physischen Kontakt zwischen den Dichtungsflächen angewiesen, um Leckagen zu verhindern. Dieser Kontakt erzeugt zwangsläufig Reibung, die zu Wärmeentwicklung und erhöhtem Stromverbrauch führen kann.

Im Gegensatz dazu sorgen berührungslose Dichtungen wie Labyrinthdichtungen und Gleitringdichtungen für einen kleinen Spalt zwischen den Dichtflächen, was zu minimaler Reibung und geringerer Wärmeentwicklung führt.

Dichtungsmechanismus

Kontaktdichtungen erzielen ihre Abdichtung durch direkten physischen Kontakt zwischen den Dichtflächen. Dabei wird häufig eine Kombination aus Materialien mit unterschiedlichen Härtegraden verwendet, um eine dichte Abdichtung zu gewährleisten. Die Dichtwirkung hängt von Faktoren wie Oberflächenbeschaffenheit, Kontaktdruck und den verwendeten Materialien ab.

Berührungslose Dichtungen hingegen basieren auf einem anderen Dichtungsmechanismus. Sie erzeugen einen gewundenen Weg für die Flüssigkeit und verwenden eine Reihe von Hohlräumen, Rillen oder Kammern, um Leckagen zu reduzieren. Die Dichtungseffizienz berührungsloser Dichtungen wird durch die Gestaltung der Dichtungsgeometrie und die Betriebsbedingungen beeinflusst.

Verschleiß

Die Reibung in Kontaktdichtungen führt mit der Zeit zu erhöhtem Verschleiß der Dichtflächen. Da die Dichtflächen aneinander reiben, nutzen sie sich allmählich ab, was die Dichtwirkung verringert und möglicherweise zu einem Ausfall führt.

Berührungslose Dichtungen unterliegen einem deutlich geringeren Verschleiß, da kein direkter Kontakt zwischen den Dichtungsflächen besteht. Dies führt zu einer längeren Lebensdauer der Dichtung und einem geringeren Wartungsaufwand im Vergleich zu Berührungsdichtungen.

Geschwindigkeitsfähigkeit

Die Geschwindigkeitskapazität von Kontaktdichtungen wird im Allgemeinen durch die bei hohen Drehzahlen entstehende Reibung und Wärme begrenzt. Übermäßige Wärme kann zu thermischer Verformung, Materialabbau und vorzeitigem Ausfall der Dichtungskomponenten führen. Daher werden Kontaktdichtungen typischerweise in Anwendungen mit mäßigen Geschwindigkeitsanforderungen eingesetzt.

Berührungslose Dichtungen sind aufgrund ihrer geringen Reibung gut für Hochgeschwindigkeitsanwendungen geeignet. Da kein direkter Kontakt besteht, können sie bei höheren Drehzahlen betrieben werden, ohne dass übermäßige Hitze entsteht oder nennenswerter Verschleiß auftritt.

Dichtungseffizienz

Bei richtiger Konstruktion und Wartung können Kontaktdichtungen eine hervorragende Dichtleistung bieten. Der direkte Kontakt zwischen den Dichtflächen bildet eine dichte Barriere gegen Flüssigkeitslecks, sodass sie für Anwendungen geeignet sind, die eine hohe Dichtleistung erfordern. Die Dichtleistung von Kontaktdichtungen kann jedoch mit der Zeit aufgrund von Verschleiß und Beschädigung der Dichtflächen nachlassen.

Berührungslose Dichtungen weisen zwar nicht die gleiche Dichtleistung wie berührende Dichtungen auf, können aber für viele Anwendungen dennoch eine ausreichende Dichtleistung bieten.

Anwendungen

Die Wahl zwischen berührenden und berührungslosen Dichtungen hängt von den spezifischen Anforderungen der Anwendung ab. Berührende Dichtungen werden häufig in Anwendungen eingesetzt, die eine hohe Dichtleistung erfordern, wie z. B. in Pumpen, Kompressoren und Mischern. Sie eignen sich auch für Anwendungen mit niedriger bis mittlerer Geschwindigkeit und Umgebungen mit relativ sauberen Flüssigkeiten.

Berührungslose Dichtungen werden häufig in Hochgeschwindigkeitsanwendungen wie Turbinen, Expandern und Kreiselkompressoren eingesetzt. Sie werden auch in Anwendungen mit abrasiven oder schmutzigen Flüssigkeiten bevorzugt, da das Fehlen eines direkten Kontakts das Risiko einer Dichtungsbeschädigung durch Verunreinigungen minimiert.