Schäden an O-Ringen richtig analysieren

Profilschnitt eines durch Quellung ausgefallenen O-Rings (Bild: C. Otto Gehrckens GmbH & Co. KG)

31.10.2017 Schäden an O-Ringen richtig analysieren

Tipps für die Praxis

von Dipl.-Ing. (FH) Michael Krüger (C. Otto Gehrckens GmbH & Co. KG)

Die meistverbaute Dichtung, der O-Ring, soll zuverlässig seine Dichtfunktion erfüllen. Hierfür steht dem Anwender eine Vielzahl unterschiedlicher Werkstoffe zur Verfügung, die auf die jeweiligen Anwendungsbedingungen abgestimmt sein müssen. Trotz scheinbar richtiger Werkstoffwahl, kann es nach einer kurzen Betriebszeit zu einer unerwarteten Leckage kommen.

In der Praxis steht man im Schadensfall schnell vor den zentralen Fragen:

  • Warum aber kam es zum Ausfall des O-Rings?
  • Welche grundlegenden Schadensmechanismen können auftreten?
  • Wie kann man diese Ursachen systematisch analysieren?

Die Schadensmecha-nismen kann man wie folgt klassifizieren – Medieneinwirkung, Temperatureinwirkung/Alterung, mechanische/physikalische Einwirkung und Herstellungsfehler [1]. Dabei können auch mehrere Mechanismen gleichzeitig auftreten.

Medieneinwirkung

O-Ringe kommen mit unterschiedlichsten Medien in Kontakt, die in den Werkstoff eindringen und auf diesen physikalisch oder chemisch einwirken können. Zu dem physikalischen Reaktionsmechanismus gehört in erster Linie die Volumenänderung (Bild 1). Bei einer Quellung nimmt das Elastomer das Medium auf und es verändern sich die technologischen Werte (z.B. Abnahme der Reißfestigkeit oder Härte). Die Dichtung wird dadurch aber nicht zwangsläufig funktionsuntüchtig. Als Richtwerte können bei statischem Einbau 0 bis 30%, bei dynamischem Einbau 0 bis 10% Quellung zugelassen werden.

Bei einer Schrumpfung werden vom Medium Mischungsbestandteile (z.B. Weichmacher) herausgelöst. Dies kann dazu führen, dass die Verpressung der Dichtung zu gering wird oder gar nicht mehr vor-handen ist und es zur Leckage kommt.