Symbolfoto Tipps und Problemlösung, Bild: Fotolia/Zffoto

Erleuchtung gesucht: Warum fällt die Dichtung immer aus? Für die ärgerlichen Pannen kommen verschiedene Ursachen in Betracht. Einige davon liegen in der Konstruktion. Bild: Fotolia/Zffoto

Dichtungen haben das Potenzial, trotz sorgfältiger Behandlung enormen Ärger zu verursachen. Manchmal sind die Ursachen komplex, dann zerbrechen sich am Ende nicht nur der Betreiber, sondern auch Maschinenbauer und Dichtungsanbieter gemeinsam den Kopf. In anderen Fällen ließen sich die Probleme recht einfach oder zumindest mit vertretbarem Aufwand vermeiden. Wir haben bei einem Dichtungsprüflabor, Schulungsanbietern und einem O-Ring-Hersteller die wichtigsten Ausfallursachen und Dichtungsgebote erfragt.

Warum Dichtungen versagen, weiß zum Beispiel Bernhard Richter vom O-Ring-Prüflabor Richter. Das Unternehmen berät und schult Konstrukteure, Mitarbeiter der Qualitätssicherung und Einkäufer, bietet Prüfleistungen aus einem akkreditierten Labor an und macht Schadensanalysen. Richters Erfahrung nach gibt es drei Hauptkategorien von Dichtungsschäden: Die größte Gruppe, rund 50 Prozent der Ausfälle, geht auf physikalisch-mechanische Überbeanspruchung zurück. Konkret kann die Überlastung durch einen schlechten Einbauraum entstehen, Montagefehler, Spaltextrusion, Abrieb, explosive Dekompression in der Hydraulik global oder Spannungsrisse. „Spannungsrisse treten auf, wenn eine Dichtung zu stark verformt wird und dann hohe Temperaturen abbekommt“, erklärt der Geschäftsführer.

Die zweite Kategorie von Schäden entsteht dadurch, dass sich die Elastizität des Werkstoffes geändert hat. Dafür sind äußere Einflüsse verantwortlich, Wärme und Sauerstoff beispielsweise oder andere umgebende Medien. Diese zerstören den Werkstoff, sodass er sein Rückstellverhalten verliert und brüchig, rissig oder klebrig wird.

Die dritte große Schadenskategorie verursacht nur noch etwa zehn bis 15 Prozent der Ausfälle. Hier geht es um Herstellungsmängel. „Eine Gummiproduktion, wie die Herstellung von Dichtungen, ist relativ kompliziert, materialtechnisch betrachtet“, stellt Richter fest. „Weil bei der Werkstofffüllung unter Umständen schon eine Vulkanisation eintritt, das heißt eine chemische Reaktion, die zur Erhöhung der Viskosität führt, sind Gummiwerkstoffe im Vergleich zu thermoplastischen Werkstoffen prinzipiell schlecht zu verarbeiten“, erläutert er.

„Dazu kommt, dass Gummiwerkstoffe im warmen Zustand sehr empfindlich für Risse sind. Beim Entnehmen aus der Form besteht immer die Gefahr von Rissbildungen, wenn das Bauteil beim Entformen stark physikalisch beansprucht wird“, fährt er fort. Zwar sei Gummi elastisch, wenn er jedoch noch heiß vom Vulkanisieren ist, bei 180 bis 190 Grad Celsius, hätten die Werkstoffe nur einen Bruchteil ihrer ursprünglichen Festigkeit. Das ist bei O-Ringen weniger das Problem als bei Formteilen. Durch die örtliche Überdehnung kann das Teil an einer Stelle einreißen.

Solche Fehler auszuschließen, ist für die Hersteller sehr schwierig. „Diese Beschädigung findet man eigentlich nur dann, wenn man das Bauteil an dieser Stelle kontrolliert und zwar im gedehnten Zustand. Deshalb werden diese Fertigungsprobleme oft erst bemerkt, wenn das Bauteil im Feld nach relativ kurzer Zeit ausfällt, also in den ersten 100 Betriebsstunden“, erklärt Richter. Hier hilft nur große Sorgfalt beim Entformen. „Das gelingt den Herstellern ja auch relativ gut. Sonst läge die Quote ja viel, viel höher. Aber es kommt halt immer wieder vor.“

Welche Konsequenzen hat diese Aufstellung für die Konstruktion und Entwicklung? Einige dieser Schadensarten können sie kaum beeinflussen. Andere sind einen zweiten Blick wert. Fassen wir also die wichtigsten Dichtungsgebote für Konstruktion und Entwicklung zusammen.