Gleitringdichtungen oder auch sogenannte dynamische Dichtungen übernehmen die Abdichtung rotierender Wellen gegenüber einer Wand z.B. eines Maschinengehäuses. Hauptkomponenten sind zwei aufeinander gleitende Bauteile, dem befederten Gleitring und einem Gegenring. Einer der beiden Ringe sitzt starr im stationären Teil (Gehäuse), der andere ist mithilfe von Verdrehsicherungsstiften auf der rotierenden Welle befestigt. Die Flächen zwischen diesen beiden Teilen sind - abhängig von der Art der Gleitringdichtung – zumeist plan und bestehen in der Regel aus Kohlenstoff-Graphitwerkstoffen, Metall, Keramik, Kunststoff oder kunstharzgebundenem Kohlenstoff.
Zwei Gruppen Gleitringdichtungen lassen sich unterscheiden: axiale und radiale. Als Sonderformen der axialen Gleitringdichtung gelten die Speisekopfdichtungen (Dampfkopfdichtungen) und Kugelhahndichtungen. Die radialen Dichtungen lassen sich in Spaltdichtungen (Ausführungen mit mehrteiligen Ringen, Panzerkohleringen, Labyrinthdichtung) und Berührungsdichtungen unterteilen.
Die einander gegenüberliegenden, planen, axialen oder radialen Dichtungsflächen rotieren relativ zueinander und bilden einen primären Dichtspalt. Zwischen den Dichtflächen erzeugt das umgebende Medium je nach Aggregatzustand einen flüssigen oder gasförmigen Schmierfilm. Die Abdichtung der Gleitringdichtungsteile gegenüber Welle bzw. Gehäuse erfolgt mit Nebendichtungen in Form von zusätzlichen O-Ringen oder Manschetten. Insofern bestehen alle Gleitringdichtungen aus fünf Bauteilen: dem Gleitring, dem Gegenring, der Befederung sowie je einer Nebendichtung.
Gleitring und Gegenring werden als Gegenlaufpaare bezeichnet. Die optimale Auswahl der Werkstoffe für diese Paarung hängt in erster Linie von der Art der abzudichtenden Medien, der Rotationsgeschwindigkeit sowie der Einsatztemperatur ab. Bei den Gleitringdichtungen spricht man von so genannten hart-hart- oder hart-weich-Paarungen. Für die Dichtheit und den Verschleiß sind neben der Materialpaarung vor allem auch die absolut plane Ausführung der Gleitflächen sowie die Rautiefe von entscheidender Bedeutung. Sie werden daher in der Regel geläppt, poliert und mit einem superfinish versehen.
Die Auswahl der geeigneten Werkstoffpaarungen sollte in direkter Zusammenarbeit und sorgfältiger Beratung mit dem Hersteller der Gleitringdichtungen bzw. der Komponentenhersteller erfolgen. Hauptanwendungsgebiete für Gleitringdichtungen sind unter anderem Pumpen für Brauchwasser, Speisewasser, Autokühler oder Klimaanlagen, Rührwerke für Nass- und Trockenlauf, Zentrifugen oder Wasserturbinen. Heute sind Gleitringdichtungen für Wellendurchmesser von ca. 5 bis 630 mm, Drücke von ca. 0,01 bis 200 bar, Temperaturen von ca. -200 bis +450 °Celsius und Gleitgeschwindigkeiten von bis zu ca. 150 m/s erhältlich.
Werkstoffe für Gleitringe
Als Gleitring oder Gegenring kommen eine Reihe unterschiedlicher Werkstoffe in Frage, die sich in 4 Hauptgruppen unterteilen lassen:
- Kohlenstoff
- Kohlenstoff-Graphit, Elektrographit, kunstharzgebundener Kohlenstoff
- Keramische Materialien
- Siliziumkarbid, Aluminiumoxid, Wolframkarbid
- Metallische Werkstoffe
- Stahl, Grauguss, Chromguss
- Kunststoff
- PTFE
Literatur
ABC der Gleitringdichtungen