Vereinfachte O-Ring-Berechnung für Konstrukteure

Abdichtung einer Satellitenmesszelle zur Erzielung eines Hochvakuums (Bild: Ingenieur- und Sachverständigenbüro Achenbach)

12.10.2020 Vereinfachte O-Ring-Berechnung für Konstrukteure

Berechnungsprogramme auf Excel-Basis, wenn Dichtungseigenschaften nicht in Werkstoffdatenblättern zu finden sind

von Dr.-Ing. Manfred Achenbach (Ingenieur- + Sachverständigenbüro Achenbach)

Den richtigen O-Ring für die jeweilige Anwendung zu finden, wird immer schwieriger – oder auch nicht. Hilfsprogramme können den Konstrukteur bei zentralen dichtungstechnischen Fragestellungen unterstützen.

Dichtringe werden je nach Anwendung unterschiedlich stark verpresst. So stellt man die Verpressung eines ruhenden O-Ringes je nach Schnurst.rke zwischen 15 und 30% ein. Bei dynamischen Anwendungen bleiben die Werte i.d.R. darunter. Die Verformungskraft, die aufzuwenden ist, um einen O-Ring bis auf das gewünschte Maß zu verpressen, ist abhängig von der Härte des Dichtungswerkstoffes sowie von der Schnurstärke und dem Innendurchmesser des Dichtringes. Für den Konstrukteur ist es h.ufig von Interesse zu wissen, mit welcher Verpress bzw. Montagekraft er zu rechnen hat, wenn er einen bestimmten O-Ring einsetzen möchte. Sicher bekommt man darauf eine Antwort, indem man den O-Ring in die vorgesehene Nut einlegt und danach um das vorgesehene Ma. verpresst. Es versteht sich aber von selbst, dass dieses Verfahren zeitaufwändig und teuer ist. Die gestellte Frage lässt sich heutzutage weit weniger aufwändig beantworten, wenn man den hier geschilderten Anwendungsfall mit einem, kommerziell erhältlichen, Berechnungsprogramm nach der Methode der Finiten Elemente analysiert. Jedoch hat nicht jeder Konstrukteur oder Anwender ein solches – zugegebenermaßen teures und häufig nur von Spezialisten zu bedienendes – Berechnungsprogramm zur Verfügung. Ein anderer Ansatz ist ein „passgenaues“, leicht zu bedienendes PCProgramm, das hier vorgestellt wird.