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Massimiliano Casini-Cherici +49 (0) 7303 - 92874 - 26 casini-cherici@ttv-gmbh.de

Laufwerkdichtungen

Laufwerkdichtungen:
robuste Dichtungssysteme für anspruchsvolle Anwendungen

Laufwerkdichtungen verwendet man, um bewegliche Maschinenkomponenten vor aggressiven Medien wie Sand, Steinen, Schlamm, Staub und Erdreich zu schützen. Dazu gehören Achsen, Bremslamellen und Naben von Räderlaufwerken. Die Dichtungen bieten effektiven Schutz gegen das Eindringen schädlicher Substanzen. Darüber hinaus werden sie in Getrieben, Pumpen, Achsen und Lagern eingesetzt.

Besonders in Bereichen wie Forstwirtschaft, Landwirtschaft, Bergbau, Tunnelbau, Pelletproduktion, Materialförderung, Bauwesen und Kettenfahrzeugen sind hohe Ansprüche an die Widerstandsfähigkeit gegen Verschleiß zu erfüllen. Die Laufwerkdichtungen bewähren sich auch unter extremen Bedingungen, wo es auf einen wirksamen Schutz gegen übermäßigen Verschleiß ankommt.

Laufwerkdichtungen bieten Schutz unter Extrembedingungen

Laufwerkdichtungen halten selbst abrasive Medien wie Sand, Schlamm, Schmutz, Staub und Erdreich von beweglichen Teilen ab. Dadurch ist verbesserter Schutz im Vergleich zu Radial-Wellendichtringen oder Kassettendichtringen möglich. Diese Dichtungen haben eine hohe Lebensdauer und sind einfach zu installieren. Typischerweise werden Laufwerkdichtungen verwendet, um rotierende Wellen von stationären Gehäusen in Anwendungen wie Achsen, Getrieben und Radnaben abzudichten. Ihre Hauptfunktion besteht darin, das Schmiermittel zu halten und Leckagen zu vermeiden.

Aufbau und Funktion der Dichtungen

Die Laufwerkdichtungen bestehen aus zwei identischen Metallringen, die auf einer exakt bearbeiteten Gleitfläche gegeneinander abdichten. Die Metallgleitringe übernehmen die axiale Druckverteilung und gewährleisten die statische Abdichtung zwischen dem Gehäuse und dem Gleitring.
Während eine Hälfte der Dichtung festsitzt, rotiert die andere Hälfte an der Gegenlauffläche mit dem Gehäuse. Zur zusätzlichen Abdichtung werden in der Regel O-Ringe oder spezielle Formringe aus Nitril-Butadien-Kautschuk (NBR) oder Fluorkautschuk (FPM/FKM) verwendet. Diese elastischen Ringe fixieren und positionieren die Metallgleitringe im Gehäuse.

Die Einsatzgebiete von Laufwerkdichtungen

Laufwerkdichtungen kommen in einer Vielzahl von Anwendungen zum Einsatz, darunter:
  • Baumaschinen
  • landwirtschaftliche Geräte
  • Tunnelvortriebsmaschinen
  • Windkraftanlagen
  • Rührwerke
  • Betonmischer
  • Militärtechnik
  • Kettenfahrzeuge verschiedener Art

Bauformen Laufwerkdichtungen

Hier finden Sie einige wichtige Infos zu den verschiedenen Bauformen und deren Montage:

 

Standard-Type L-Type X, Y-Type

Standardtyp Laufwerkdichtungen

Der Standardtyp der Laufwerkdichtungen setzt sich aus zwei identischen metallischen Gleitringen und zwei Elastomer-O-Ringen zusammen. Diese O-Ringe sind auf dem Profil der Metalldichtung angebracht. Bei ttv sind diese Dichtungen in zwei Materialausführungen erhältlich: legiertes Gusseisen und legierter Schmiedestahl. Die Auswahl des O-Ring-Materials richtet sich nach den spezifischen Anforderungen Ihrer Anwendung.

Bei der Montage der Dichtung werden die O-Ringe zwischen den konischen Kontaktflächen des Dichtungsringes und des Gehäuses zusammengedrückt. Die O-Ringe werden einer Pressung unterzogen, die nach den Standards von ttv berechnet wird und bei etwa 25 Prozent der volumetrischen Pressung liegt. Dies ist entscheidend für die einwandfreie Funktion des Dichtungssystems.

 

L-Type Laufwerkdichtungen

Die Laufwerkdichtung vom Typ MRTZ, auch als L-Type bekannt, besteht aus zwei Metall-Rechteckdichtringen mit identischen geometrischen Profilen. Diese Dichtringe werden mit trapezförmigen Gummiprofilen in den entsprechenden Gehäusebohrungen montiert. Die Geometrie des Gehäuseprofils ist vergleichsweise einfach herzustellen, und die Installation der Dichtung erfordert lediglich ein einfaches Montagewerkzeug. Im Vergleich zu Gleitringdichtungen vom Typ ANTN ist der Trapezgummiring in der Regel steifer, was die zulässige Axialbewegung und Toleranz begrenzt.

In der Vergangenheit wurden zahlreiche Laufwerkdichtungsdesigns entwickelt, um den vielfältigen Anforderungen gerecht zu werden. Bei ttv verfügen wir über einige einzigartige Konstruktionen, die sich gut für besonders anspruchsvolle Anwendungen unter schwierigen Betriebsbedingungen eignen.

 

Sonderbauform X, Y-Type Laufwerkdichtungen 

Neben unseren Standarddesigns bieten wir auch die Möglichkeit zur Zusammenarbeit mit Ihren Ingenieuren, um maßgeschneiderte Laufwerkdichtungen zu entwickeln. Es spielt keine Rolle, ob es sich um eine neue Dichtungsgröße, einen neuen Dichtungstyp oder die Verwendung von neuen Metall- oder Elastomer-Materialien handelt. Das Engineering Solution Team von ttv verfügt über die erforderliche Expertise, um diese Konzepte zu entwickeln, zu produzieren, zu testen und bis zur Serienproduktion umzusetzen. Wir sind bereit, Ihre individuellen Anforderungen zu erfüllen und maßgeschneiderte Lösungen für Ihre Anwendungen zu entwickeln.


Mehr zur Funktion der Laufwerkdichtungen

Die Laufwerkdichtungen von ttv sind speziell so konzipiert, dass sie sich von den Dichtflächen zur Mittelachse hin öffnen und einen kegelförmigen Spalt bilden. Dieses Design bietet mehrere Vorteile:
      • Der Schmierstoff gelangt durch Kapillarwirkung und Zentrifugalkraft leicht auf die Dichtflächen. So sind jederzeit ausreichende Schmierung und Kühlung gewährleistet.
      • Durch die kontinuierliche Schmierung findet kein Kaltverschweißen der Dichtflächen statt.
      • Dieses Dichtungssystem hält jederzeit einen kontinuierlichen Ölfilm auf den Dichtflächen aufrecht.

Die Dichtringe aus legiertem Gusseisen werden durch Trapezringe oder O-Ringe vorgespannt. Dadurch erreicht man die gute Dichtfunktion.
Die Relativbewegung in Umfangsrichtung findet nur zwischen den Dichtflächen statt.


Die Bedeutung von Elastomer-O-Ringen in der Dichtungseinheit

  • Der Druck der O-Ringe bzw. Trapezringe sorgt für die axiale Belastung der Dichtflächen.
  • Das Reibungsmoment wird über die O-Ringe und Gehäuseteile übertragen.

Die statische Abdichtung zwischen jeder Dichtung und dem Gehäuse ist durch einen O-Ring sichergestellt.
Die Dichtungsflächen der Metallringe sind gehärtet und präzise geläppt. Die Elastomere wählt man je nach vorliegenden Anwendungsbedingungen aus.


Die Schmierung der Laufwerkdichtungen

Hier sind einige Hinweise zur Schmierung. Dabei werden verschiedene Arten der Schmierung berücksichtigt:

Ölschmierung

Die Verwendung von Ölschmierung erhöht die Lebensdauer der Dichtung erheblich, da diese für eine bessere Kühlung sorgt. Die Auswahl erfolgt unter Berücksichtigung des Anwendungsbereichs, der verfügbaren Ölkreislaufanordnung im System und der Umfangsgeschwindigkeit. In der Regel sind Anwendungen mit höheren Drehzahlen für Ölschmierung geeignet. Für den typischen Betrieb von Gleitringdichtungen sind Getriebeöle der Sorten SAE 80 und SAE 90 geeignet. Der Ölstand sollte nach dem Befüllen etwa 2/3 des verfügbaren Ölvolumens des Ölgehäuses betragen und über der Dichtungsachse liegen. Bei richtiger Befüllung sind die Gleitflächen in der Regel wartungsfrei.

 

Fettschmierung

Für Anwendungen mit geringeren Gleitgeschwindigkeiten bis zu etwa 1 m/s ist die Fettschmierung als Dauerschmierung des Dichtsystems geeignet. Der Spalt der Dichtfläche ist dabei ein wichtiges Konstruktionsmerkmal. Bei der Befüllung mit Fett ist zu beachten, dass bei erhöhtem Fettpressendruck die Elastomer-Rundschnurringe aus ihrer Position lösen können. Eine angemessene Schmierung der Dichtflächen ist entscheidend für die einwandfreie Funktion von Gleitringdichtungen.

 


Anwendungsparameter für Laufwerkdichtungen

Was beim Einsatz der mechanischen Laufwerkdichtungen beachtet werden sollte:
  • Die Laufwerkdichtungen müssen Umfangsgeschwindigkeiten von bis zu 10 m/s standhalten können.
  • Um das Kaltverschweißen aufgrund von Reibungswärme zu verhindern, müssen die Dichtflächen kontinuierlich geschmiert werden.
  • Ein kontinuierlicher Kontakt der Dichtflächen und des Elastomers innerhalb des Dichtungssystems ist nötig, um Leckagen zu verhindern.
  • Diese Dichtungen müssen sowohl in statischen als auch in dynamischen Anwendungen eine effektive Dichtheit gewährleisten.
  • Die durch Reibung erzeugte Wärme muss durch ausreichenden Ölfluss im Dichtungssystem abgeführt werden.

Reibungsmanagement von Laufwerkdichtungen

Die Dichtungslösungen von ttv zeichnen sich durch ein herausragendes Reibungsmanagement aus. Dieses wird bereits bei der Entwicklung eigener Materialien, der Implementierung innovativer verfahrenstechnischer Technologien sowie dem Verständnis der Tribologie (Untersuchung von Reibung, Schmierung und Verschleiß in Maschinenelementen) von Verschleißteilen berücksichtigt.

Unsere Dichtungen sind für raue Arbeitsumgebungen geeignet und wurden speziell entwickelt, um unter extremen Bedingungen zu bestehen. Dabei werden verschiedene technologische Entwicklungen berücksichtigt:
  • Dichtungsdesign für vielfältige Anwendungen
  • Lebensdauerprognose des Kontaktflächenverschleißes
  • FKM-Analyse zur Verformung der verwendeten O-Ringe
  • spezielle Oberflächenbehandlungen für anspruchsvolle Anwendungsbereiche
  • Konformität von metallurgischen Eigenschaften von Hartgusslegierungen und Dichtflächenunebenheiten in abrasiver Umgebung

Unsere Dichtungen verfügen über die fortschrittlichsten und innovativsten korrosionsbeständigen Oberflächenbehandlungen, darunter die TSB (thermische Schutzbeschichtung), die hohe Temperaturen effektiv isoliert und die Wärmeableitung verbessert.


Materialien für Metalldichtungsring von Laufwerkdichtungen

Um das Ausfallrisiko des Dichtungssystems zu minimieren, ist die Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit der Metallflächen entscheidend. ttv verwendet für seine Gussausführungen legierten Stahl verschiedener Güteklassen. Diese Stahlsorten sind optimal auf die Anforderungen von Metalldichtungen abgestimmt.

Für Anwendungen in extremen Umgebungen wie Bergbau, Baggerarbeiten und Reisanbau hat ttv eigene, spezielle Gusseisenwerkstoffe entwickelt, die eine hohe Abrieb- und Korrosionsfestigkeit bieten und die Wärmeabfuhr verbessern. Je nach Kundenanforderungen und Anwendungen bietet ttv verschiedene Beschichtungsoptionen, die den Anforderungen rauester Umgebungsbedingungen gerecht werden.

Elastomere Materialien für Laufwerkdichtungen

ttv verwendet eine Vielzahl von elastomeren Materialien, darunter NBR, FKM/FPM, Silikon und HNBR, um den unterschiedlichen Anforderungen verschiedener Anwendungen gerecht zu werden. Diese Materialien bieten unterschiedliche Härtegrade und sind vielseitig einsetzbar.

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F.A.Q. - häufig gestellte Fragen

Was ist eine Laufwerkdichtung und wofür wird sie in verschiedenen Maschinen und Fahrzeugen verwendet?

Eine Laufwerkdichtung wird in Maschinen und Fahrzeugen verwendet, um das Eindringen von Schmutz, Staub, Wasser und anderen Fremdkörpern zu verhindern. Sie wird in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, darunter Baumaschinen, Landwirtschaftsfahrzeuge, Bergbaumaschinen, Förderanlagen, Windkraftanlagen und mehr. Laufwerkdichtungen schützen hochwertige Bauteile wie Achsen, Getriebe, Lager und Wellen vor Verschleiß und Beschädigung durch abrasive Medien.

Welche Arten von Laufwerkdichtungen gibt es, und wie unterscheiden sie sich in Bezug auf ihre Anwendungsbereiche?

Es gibt verschiedene Arten von Laufwerkdichtungen, darunter Standard-Typen, L-Typen und Sonderbauformen wie X- und Y-Typen. Diese Dichtungen unterscheiden sich in ihrem Design und ihrer Funktionsweise, was sie für unterschiedliche Anwendungsbereiche geeignet macht. Die Standard-Dichtungsarten eignen sich für viele Anwendungen, während L-Typen eine einfachere Installation bieten. Sonderbauformen werden individuell entwickelt. Die Auswahl hängt von den spezifischen Anforderungen der jeweiligen Anwendung ab, einschließlich Geschwindigkeit, Umgebung und Belastung.

Welche Materialien werden typischerweise für Laufwerkdichtungen verwendet?

Typische Materialien für Laufwerkdichtungen umfassen legiertes Gusseisen und legierten Schmiedestahl für die Metallteile sowie Elastomere wie NBR, FKM/FPM, Silikon und HNBR für die Dichtungsringe. Die Auswahl des Materials hängt von den Anforderungen der Anwendung, der Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit sowie der Temperaturbeständigkeit ab.

Wie funktioniert eine Laufwerkdichtung, um das Eindringen von Schmutz, Staub, Wasser oder anderen Fremdkörpern in ein System zu verhindern?

Die Laufwerkdichtungen sind so konzipiert, dass sie eine sichere Barriere zwischen den beweglichen Teilen einer Maschine und der Umgebung schaffen. Sie nutzen dazu spezielle Dichtungsprofile und Elastomere, um jederzeit eine effektive Abdichtung zu gewährleisten. Dies verhindert das Eindringen von Fremdkörpern und schützt die kritischen Bauteile. Durch die richtige Schmierung und Kühlung wird auch das Risiko von Kaltverschweißen minimiert. Und das auch unter extremen Arbeitsbedingungen.

Gibt es spezielle Überwachungsmethoden oder -technologien, um den Zustand von Laufwerkdichtungen zu überwachen und vorzeitigem Versagen vorzubeugen?

Ja, es gibt verschiedene Methoden zur Überwachung von Laufwerkdichtungen, darunter Temperatursensoren, Drucksensoren und Zustandsüberwachungssysteme. Diese Technologien können dazu beitragen, den Zustand der Dichtungen zu überwachen, Leckagen frühzeitig zu erkennen und Wartungsmaßnahmen rechtzeitig einzuleiten, um Ausfälle an den Maschinen und deren Komponenten zu verhindern.

Wie beeinflussen Umgebungsfaktoren wie Temperatur, Druck und Verschmutzung die Lebensdauer und Leistung von Laufwerkdichtungen?

Umgebungsfaktoren wie Temperatur, Druck und Verschmutzung können erheblichen Einfluss auf die Lebensdauer und Leistung von Laufwerkdichtungen haben. Hohe Temperaturen können Elastomere beschädigen, hoher Druck kann die Dichtung belasten, und Verschmutzung kann zu vorzeitigem Verschleiß führen. Daher ist die Auswahl der richtigen Dichtung und unter Beachtung der Umgebungsbedingungen entscheidend, um die Leistung und Lebensdauer zu optimieren.

Welche Rolle spielen Laufwerkdichtungen in der Automobilindustrie, der Luftfahrtindustrie und anderen Branchen?

Die Laufwerkdichtungen spielen eine entscheidende Rolle in verschiedenen Branchen. In der Automobilindustrie werden sie in Getrieben, Achsen und Radlagern eingesetzt. In der Luftfahrtindustrie sind sie in Flugzeugfahrwerken und Triebwerken unverzichtbar. Darüber hinaus finden sie Anwendung in Baumaschinen, Bergbauausrüstungen, Windkraftanlagen, Landwirtschaftsmaschinen und vielen anderen Bereichen, wo sie hochwertige Bauteile vor Verschleiß und Beschädigung schützen.

Märkte

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