Hygienic Design

Moderator: Dr.-Ing. Jürgen Hofmann

FEP ummantelte O-Ringe

Kategorie: | Hygienic Design » Maschinen/Anlagen - Design | Werkstoffoberflächen/ Werkstoffe » Polymere
Dieser Artikel wurde eingestellt von: Maico Ludwig

Beschreibung

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Der FEP ummantelte Ring ist ein O-Ring, der aus einem Elastomerkern und einer nahtlosen Teflon®-Umhüllung (Polytetrafluorethylen) besteht.
Man unterscheidet Typen mit vollem Elastomerkern und solche mit Elastomerhohlkernen.
Die Ausführung mit vollem Kern wird vorzugsweise für statische, die mit Hohlkern für dynamische Abdichtungen verwendet.
Je nach Hersteller steh als Elastomereinlage Silikon-Kautschuk, Fluor-Kautschuk (Viton®) und Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM) O-Ringe zur Verfügung.

Funktion

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Beim FEP ummantelten Ring übernimmt die nahtlose, gleichförmige und vollständige Ummantelung aus Teflon®-FEP die Abdichtung, während der Elastomerkern die ständige Rückstellung und gleichförmige Anpressung der Hülle auf die Dichtstelle übernimmt.

Der FEP ummantelte Ring verhält sich wie eine hochviskose Flüssigkeit. Ein auf ihn ausgeübter Druck pflanzt sich (nach dem hydrostatischen Grundgesetz von Blaise Pascal) praktisch mit gleicher Stärke nach allen Richtungen fort.
Die durch den Einbau des FEP ummantelten Ring in radialer oder axialer Richtung hervorgerufenen Anpresskräfte werden vom abzudichtenden Mediumdruck überlagert. Es entsteht eine Gesamtdichtpressung, die mit steigendem Mediumdruck zunimmt.

Chemische Beständigkeit

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Die Teflon®-FEP-Ummantelung des FEP ummantelten Ringes widersteht praktisch allen Chemikalien. Ausgenommen davon sind: geschmolzene Alkalimetalle, Fluor sowie einige komplexe Halogenverbindungen bei hohen Temperaturen (z.B. Chlortrifluorid).
FEP ummantelte Dichtringe sind gemäß FDA lebensmittelzulässig und dürfen auch in der Medizintechnik verwendet werden. Die Ummantelung entspricht den Anforderungen gemäß FDA Empfehlung CFR 21 177-1550.

Eigenschaften

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• höchste Chemikalienbeständigkeit dank Teflon®-FEP-Ummantelung
• Temperatureinsatzbereich für Silikon-Kautschuk von -60°C bis +205°C, für Fluor-Kautschuk (Viton®) von -15°C bis +205°C und für Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM) von +15°C bis +160° C.
• Druckstandfestigkeit bis 700 bar, auch im Vakuum einsetzbar
• gutes Rückstellverhalten (niedriger Compression Set)
• antiadhäsive Eigenschaften (kein Stick-slip-Effekt)
• geringe Reibung, keine Klebeneigung
• physiologisch unbedenklich

Einsatzgebiete

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• Nahrungsmittelindustrie
• Medizintechnik
• Pharmazeutische Industrie
• Vakuumtechnik
• Armaturen
• Kältetechnik
• Gleitringdichtungen
• Chemie

Konstruktive Hinweise

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Es ist zu beachten, daß der FEP ummantelte Ring, wie alle übrigen O-Ringe aus Elastomeren, einer bleibenden Verformung (Druckverformungsrest) unterliegt, hervorgerufen durch die Beanspruchung und die damit verbundene Materialermüdung.
FEP ummantelte Ringe mit einem kleinen Schnurdurchmesser d2 weisen einen relativ hohen Druckverformungsrest auf. Kleine Abmessungen haben zudem, prozentual gesehen, große Toleranzen. Es sollte daher immer angestrebt werden, denjenigen FEP ummantelten Ring mit dem größtmöglichen Schnurdurchmesser zu verwenden.
Es wird empfohlen den FEP ummantelten Ring bevorzugt statisch (in ruhende Teile) einzusetzen, wobei eine axiale oder eine radiale Verpressung gewählt werden kann. Für dynamische Abdichtungen, abgesehen von z.B. Armaturenspindeln und Gleitringdichtungen, soll der FEP ummantelte Ring nur bei kleinen p.v.-Werten und nur nach vorhergehenden Versuchen verwendet werden.
Die Oberflächengüte der beiden Dichtflächen soll im Normalfall RA 0,4 bis 0,8µm betragen, bei Vakuum RA 0,1µm. Die Nutflanken können dagegen mit RA 1,6 µm bearbeitet sein.

Der eingebaute FEP ummantelte Ring muß in seinem Querschnitt verformt sein, um an den Anlageflächen den Dichtvorgang einzuleiten.

Einbauhinweise/ Montage

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Sämtliche Oberflächen, mit denen der O-Ring in Berührung kommt, sollen glatt und frei von scharfen Kanten, Graten und tiefen Kratzern sein. Eine Oberflächenbeschaffenheit von RA 0,4 bis 0,8µm wird empfohlen.

Der O-Ring sowie alle Berührungsoberflächen sind mit sauberem Öl oder Fett abzuschmieren.

Falls es schwierig ist, den O-Ring auf einer Welle zu installieren, kann er durch Eintauchen in kochendes Wasser für wenige Minuten "gedehnt" werden. Dadurch wird der O-Ring biegsamer und größer. Nach der Installation kann es notwendig sein, den O-Ring nochmals zu erhitzen, damit er sich nach der Abkühlung wieder zusammenzieht und einen festen Sitz hat.

Der O-Ring sollte bei der Montage nicht zu stark gebogen werden, da der FEP-Mantel hierdurch beschädigt werden könnte.

Chemische Beständigkeit von FEP O-Ringen

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FEP ist nachfolgend entsprechend gegen die meisten Lösungsmittel und Chemikalien beständig.

• 2-Nitro-Butanol
• 2-Nitro-Isomethylpropanol
• Abietinsäure (Kolophoniumsäure)
• Aceton
• Acetophenon
• Acrylanhydrid
• Aliphatische und aromatische Lösungsmittel
• Allyl-Methacrylsäureester
• Aluminiumchlorid (Chloraluminium)
• Ameisensäure (Formylsäure)
• Ammoniumchlorid (Chlorammonium, Salmiak)
• Anilin (Aminobenzol)
• Benzin
• Benzoylchlorid
• Benzylalkohol
• Blei
• Borax
• Borsäure
• Brom
• Butylazetat
• Butyl-Methacrylsäureester
• Cetan
• Chlor
• Chloroform
• Chlorsulfonsäure
• Chlorwasserstoffsäure (Salzsäure)
• Chromsäure
• Cyclohexan (Hexamethylen, Naphthen)
• Cyclohexanon
• Dibutyl-Phthalat (-Phthalsäureester)
• Dibutyl-Sebacat
• Diethylcarbonat
• Diethylether Diisobutyl-Adipat
• Dimethylformamid
• Dioxan (Diethylendioxid)
• Essigsäureanhydrid
• Ethansäure (Essigsäure)
• Ether (Ethylether)
• Ethylacetat (Essigsäureethylester)
• Ethylalkohol (Weingeist, Ethanol)
• Ethylen-Bromid
• Ethylenglykol
• Ethylhexoat
• Ferrichlorid (Eisen(III)-chlorid)
• Ferriphosphat (Eisen(III)-phosphat)
• Fluornitrobenzol
• Formaldehyd
• Furan
• Hexachlorethan (Perchlorethan)
• Hexan
• Hydrazin (Diamid)
• Kaliumacetat
• Kaliumhydroxid (Ätzkali)
• Kaliumpermanganat (übermangansaures Kali)
• Kalziumchlorid
• Kohlenstoffdisulfid (Schwefelkohlenstoff)
• Lösungsmittel (Einige halogenartige Lösungsmittel können ein geringes Anquellen verursachen)
• Magnesiumchlorid (Chlormagnesium)
• Methacrylsäure
• Methacrylsäuremethylester
• Methanol (Methylalkohol)
• Methylethylketon (Butanon)
• Naphtalin
• Naphtol
• Natriumhydroxid (Ätznatron, Natronlauge)
• Natriumhypochlorit
• Natriumperoxid n-Butylamin
• n-Octadecylalkohol
• Nitrobenzol
• Ozon (Trisauerstoff)
• Pentachlorobenzamid
• Perchlorethylen
• Perfluoroxylen
• Phenol (Karbolsäure)
• Phosphor(V)-chlorid
• Phosphorsäure
• Phthalsäure (Benzoldikarbonsäure)
• Pinen
• Piperidin (Hexahydropydrin)
• Polyacrylnitrit
• Pyridin
• Quecksilber
• Salmiakgeist (Ammoniak, flüssig)
• Salpetersäure
• Schwefel
• Schwefelsäure
• Seife und Reinigungsmittel
• Tetrabromethan
• Tetrachlorethylen
• Tierische und Pflanzenfette
• Toluol
• Trichlorethansäure
• Trichlorethylen
• Tricresylphosphat
• Triethanolamin
• unsymmetrisches Dimethylhydrazin
• Vinyl-Methacrylsäureester
• Wasser
• Wasserstoffperoxid (Wasserstoffsuperoxid)
• Xylol
• Zinkchlorid (Chlorzink)
• Zinn(II)-chlorid