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Springer Vieweg - Maschinenbau - Roloff Matek | Roloff Matek Maschinenelemente Journals, Academic Books & Online Media

Fragen zum Kapitel 19

Frage 19.1 

Welche Funktion haben Dichtungen ? - Lösungshinweise s. Lehrbuch Abschn. 19.1.

Antwort zur Frage 19.1 

Dichtungen sollen zwei funktionsmäßig verschiedene Räume gleichen oder unterschiedlichen Drucks so trennen, dass kein Austausch fester, flüssiger oder gasförmiger Medien zwischen diesen stattfinden kann oder dieser zumindest in zulässigen Grenzen liegt.

Frage 19.2 

Nennen Sie die wichtigsten Kriterien für die Dichtungsauswahl. - Lösungshinweise s. Lehrbuch Abschn. 19.1 und Bild 19-2.

Antwort zur Frage 19.2 

Kriterien für die Dichtungsauswahl sind: - Konstruktive Vorgaben: Art der Abdichtung (Bewegungsverhältnisse der Teile zueinander in der Dichtfläche, abzudichtende Teile), Größe des Einbauraums. - Chemische und physikalische Belastungen: Druckbereich und Temperatur an der Dichtfläche, relative Geschwindigkeit der Teile zueinander in der Dichtfläche, Reibungs- und Schmierungsverhältnisse in der Dichtfläche. - Wirtschaftlichkeit und Montage: Stückzahlen und Preis, Aufwendungen für die Gestaltung der Dichtverbindungen, Wartungsaufwand. - Sicherheits- und Umweltforderungen: Zulässiger Leckverlust, Folgen eines Dichtungsausfalls.

Frage 19.3 

Weshalb ist eine absolute (verlustlose) Dichtheit nicht immer möglich und auch nicht sinnvoll ? - Lösungshinweise s. Lehrbuch Abschn. 19.1.

Antwort zur Frage 19.3 

Undichtheiten an Dichtungen können infolge von Diffusion von Gasen durch die Dichtung (vermeidbar z.B. durch metallische Dichtungen), infolge unzureichender Anpressung der Dichtung an das Bauteil bei ruhenden Dichtflächen (Mindestanpressdruck muss erhöht werden) und zwischen relativ bewegten Bauteilen auftreten. Berührende Dichtungen sollten hier geschmiert sein, um die Reibung und den Verschleiß gering zu halten. Der technische Aufwand, besonders bei hohen Drücken und Temperaturen, kann sehr hoch werden, wenn die Forderung nach sehr kleinen Leckverlusten oder sogar absoluter Dichtheit gestellt wird.

Frage 19.4 

Weshalb wird bei anspruchsvollen Dichtaufgaben nicht nur die Dichtung ausgewählt sondern das Dichtsystem optimiert ? - Lösungshinweise s. Lehrbuch Abschn. 19.1 und 19.3.2 mit Bild 19-23.

Antwort zur Frage 19.4 

Auf die Dichtwirkung haben die sich im Betrieb verändernden Bedingungen im Dichtungsbereich einen wesentlichen Einfluss, wie Durchbiegung der Welle (Dichtung sollte möglichst nahe am Lager liegen), Verschleiß von Dichtlippe und Dichtlauffläche, elastisch/plastische Verformung der Bauteile und Dichtung. Bei anspruchsvollen Dichtungsaufgaben kann eine Aufteilung der Funktion auf mehrere Dichtungen sinnvoll sein, z.B. bei Hydraulikkolben (s. Lehrbuch Bild 19-29) oder bei der Abdichtung der Zylinderkolben in Verbrennungsmotoren.

Frage 19.5 

Erklären Sie den Unterschied zwischen statischer und dynamischer Dichtung. - Lösungshinweise s. Lehrbuch Abschn. 19.1.

Antwort zur Frage 19.5 

Bei dynamischen Dichtungen findet eine funktionsmäßig bedingte Relativbewegung zwischen den Dichtflächen statt, bei statischen Dichtungen dagegen nicht.

Frage 19.6 

Erklären Sie den Unterschied zwischen einer FID- und einer CIP-Flächendichtung. - Lösungshinweise s. Lehrbuch Abschn. 19.1.

Antwort zur Frage 19.6 

FID-Flächendichtung: Nach Aufbringen der Dichtmasse auf eine Fügefläche wird das andere Bauteil montiert. Durch das Anpressen der Fügeflächen verteilt sich die Dichtmasse gleichmäßig und härtet anschließend aus. Hierbei entsteht eine dauerhafte Dichtung, die ohne Vorverformungskraft nur durch Adhäsion zwischen Dichtmasse und Fügepartner dichtet. - CIP-Flächendichtung: Die Dichtmasse wird in exakten Raupen auf eine Fügefläche aufgetragen und mit UV-Licht ausgehärtet. Die Dichtwirkung zum anderen Fügepartner muss wie bei vorgeformten Flachdichtungen durch einen ausreichenden Druck erzeugt werden.

Frage 19.7 

Weshalb ist bei statischen Dichtungen eine äußere Mindestanpresskraft auch bei selbsttätigen Dichtungen erforderlich ? - Lösungshinweise s. Lehrbuch Abschn. 19.2.2.

Antwort zur Frage 19.7 

Um eine Dichtwirkung auch bei sehr kleinen Druckunterschieden zu erreichen, muss die Dichtung in die Dichtflächen gepresst werden, bis sie sich an die Oberflächenunebenheiten und Rauheiten der Dichtfläche angepasst oder diese eingeebnet hat. Nur so kann ein Kriechen von Medien durch die Vertiefungen in der Dichtfläche vermieden und damit eine sichere Dichtung auch bei Erhöhung des Drucks erreicht werden (s. auch Lehrbuch Bild 19-8).

Frage 19.8 

Welcher Dichtungsgruppe werden hermetische Dichtungen zugeordnet und warum? - Lösungshinweise s. Lehrbuch Abschn. 19.2.2.

Antwort zur Frage 19.8 

Hermetische Dichtungen werden den statischen Dichtungen zugeordnet, da zwischen den Dichtflächen an der Einspannstelle keine Relativbewegung stattfindet. Die Relativbewegung zwischen den Bauteilen wird durch das hochelastische Glied der Dichtung ermöglicht.

Frage 19.9 

Was verstehen Sie unter Schutzdichtungen ? - Lösungshinweise s. Lehrbuch Abschn. 19.2.2 und 19.4.

Antwort zur Frage 19.9 

Unter Schutzdichtungen werden dynamische Dichtungen verstanden, die bei normalen Temperaturen ohne Druckunterschied arbeiten. Sie dienen meist dem Schutz von Lagerungen und bewegten Teilen vor Spritzwasser, Verschmutzungen, usw.

Frage 19.10 

Weshalb sind die Dichtlippen von Nutringen für Pneumatik- und Hydraulikzylinder unterschiedlich gestaltet? - Lösungshinweise s. Lehrbuch Abschn. 19.3.2 und Bild 19-28.

Antwort zur Frage 19.10 

Bei Hydraulikzylindern soll die Dichtlippe den Ölfilm möglichst vollständig vom Zylinder abstreifen, was eine dicke Dichtlippe mit großem Abstreifwinkel erfordert. Bei Pneumatikzylindern erfolgt in der Regel eine einmalige Schmierung der Gleitflächen im Zylinder. Dieser Ölfilm soll nicht abgestriffen werden, deshalb ist ein flacher Winkel und eine dünne Dichtlippe erforderlich.

Frage 19.11 

Zählen O-Ringe zu statischen oder dynamischen Dichtungen? - Lösungshinweise s. Lehrbuch Abschn. 19.2.2.

Antwort zur Frage 19.11 

O-Ringe werden als statische und dynamische Dichtungen eingesetzt. Haupteinsatzgebiet ist die statische Abdichtung. Als dynamische Dichtung werden sie bei mäßigen Geschwindigkeiten und begrenzten Drücken zum Abdichten für Längsbewegungen ohne oder mit Drehbewegung eingesetzt.

Frage 19.12 

Erklären Sie den Unterschied zwischen berührungsfreien Schutzdichtungen und Strömungsdichtungen. - Lösungshinweise s. Lehrbuch Abschn. 19.4.

Antwort zur Frage 19.12 

Bei berührungsfreien Schutzdichtungen besteht kein Druckunterschied, bei Strömungsdichtungen ist ein Druckunterschied auszugleichen.

Frage 19.13 

Ist eine absolute (verlustlose) Dichtheit bei berührungsfreien Dichtungen realisierbar? - Lösungshinweise s. Lehrbuch Abschn. 19.4.

Antwort zur Frage 19.13 

Ja, absolute Dichtheit ist mit Sperrmedien erreichbar, z.B. bei Sperrflüssigkeitsdichtungen, Magnetflüssigkeitsdichtungen, Sperrluftdichtungen oder Fanglabyrinth-Dichtungen.

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