NBR O-Ringe: der Standard-Werkstoff für Öle und Fette

Was sind NBR O-Ringe?

NBR, also Nitril-Butadien-Kautschuk, zählt neben FKM und HNBR zu den am häufigsten eingesetzten Elastomeren für Dichtungselemente. Vorteilhafte mechanische Eigenschaften und ein breites Beständigkeitsprofil zeichnen den Werkstoff aus. Den breiten Einsatzbereich dieser O-Ringe limitiert einzig die eingeschränkte Hochtemperatureignung. Doch auch dafür gibt es eine Lösung.

HNBR, also hydrierter Nitril-Butadien-Kautschuk, erweitert den Hochtemperaturbereich von NBR und eignet sich daher für noch anspruchsvollere Anwendungen. Viele Standardanwendungen lassen sich aber wirtschaftlich mit NBR O-Ringen abdecken. Im Sprachgebrauch sind sie auch unter Herstellerbezeichnungen wie Perbunan oder Europrene bekannt.

NBR ist im Vergleich zu anderen O-Ring Werkstoffen das günstigste Material. Wenn höhere Temperaturen oder eine breitere Chemikalienbeständigkeit gefragt sind, kommen FKM O-Ringe oder HNBR O-Ringe als Hochleistungsalternativen in Frage.

Die 5 wichtigsten Vorteile von NBR O-Ringen

NBR O-Ringe eignen sich, wenn der Einsatz eine ausgeprägte Kälteflexibilität voraussetzt. Alternativen mit ähnlicher Tieftemperatureignung sind Silikon, CR, EPDM oder FKM, die abhängig von ihrer Medienbeständigkeit für den individuellen Anwendungsfall auszuwählen sind.

Schon im statischen Einsatz kann es zu Bewegungen der abzudichtenden Maschinenteile kommen. Auch wechselnde Druckverhältnisse sorgen dafür, dass O-Ringe sich in der Einbaunut bewegen. Dabei kommt es zu mechanischem Verschleiß. NBR O-Ringe sind jedoch durch ihre Abriebfestigkeit kaum anfällig für solche Schwächungen des Materials. Sie behalten ihre Masse und erhalten damit länger die Dichtwirkung aufrecht. Das macht O-Ringe aus NBR sogar für dynamische Anwendungen zu einer geeigneten Option.

Dazu kommt der bei NBR gering ausgeprägte Druckverformungsrest. So nimmt der O-Ring nach längerer Verformung wieder seinen ursprünglichen Querschnitt an und kann den Dichtspalt zuverlässig verschließen. Daneben ist NBR das Standardmaterial für Pneumatik- und Hydraulikanwendungen. Dabei profitieren die O-Ringe von der Beständigkeit gegenüber Produkten auf Basis von Mineralöl.

Die 3 häufigsten Anwendungsbereiche von NBR O-Ringen

In der Automobilbranche ist neben der Beständigkeit gegen SAE-Motorenöle die Temperatureignung ausschlaggebend. Für höchste Temperaturbelastungen verfügen alternative Werkstoffe wie HNBR über mehr Reserven.

In Chemie und Verfahrenstechnik sind die Anwendungen stark diversifiziert. Werkstoffauswahl und Dimensionierung erfolgen unter bestmöglicher Betrachtung der Einbausituation und des Anforderungsprofils. Ziel ist die Minimierung von Stillstandsrisiken hochvernetzter Produktionsketten durch versagende O-Ringe. Hier findet NBR neben vielen weiteren Werkstoffen seinen Platz.

Wie ist die Medienbeständigkeit von NBR O-Ringen?

Mineralöle und darauf basierende Produkte kommen in nahezu allen technischen Anlagen vor, etwa als Hydrauliköle, Treibstoffe oder Schmiermittel. NBR O-Ringe weisen im Kontakt mit diesen Medien eine gute Beständigkeit auf. Dank der hohen Abriebfestigkeit von NBR ist dieses Potenzial auch in der Praxis nutzbar.

Beim Einsatz von NBR O-Ringen ist die Angreifbarkeit des Werkstoffes durch Ozon zu beachten. Schon bei unsachgemäßer Lagerung an der Umgebungsluft kann es zu tiefen Rissen im O-Ring kommen, die den vorzeitigen Ausfall der Dichtung bewirken. Das ist vor allem bei vormontierten Dichtungen aus NBR problematisch. Abhilfe schafft die luftdichte Lagerung im entspannten Zustand. Für besonders beanspruchte O-Ringe empfiehlt sich die Wahl eines Compounds mit speziellen Ozonschutzmitteln.

NBR zeigt daneben Schwächen beim Einsatz in Heißwasser und Dampf. Alternativ bietet HNBR eine deutliche Steigerung der Widerstandskraft gegen den Angriff von Ozon und für Heißwasseranwendungen. Der Werkstoff entsteht durch die Hydrierung von NBR und verfügt auch über eine gesteigerte obere Betriebstemperatur. Welcher Werkstoff zu welchem Medium passt, zeigt unsere Übersicht der Medienbeständigkeiten.

Wie hoch ist die NBR Temperaturbeständigkeit?

NBR ist ein synthetischer Kautschuk, der vor allem für seine gute Öl- und Kraftstoffbeständigkeit bekannt ist. Die Temperaturbeständigkeit variiert je nach Zusammensetzung und beeinflusst die Anwendungsbereiche.

Einfluss des Acrylnitrilanteils auf die Temperaturflexibilität. Der Acrylnitrilanteil in NBR hat einen signifikanten Einfluss auf die Temperaturbeständigkeit. Ein NBR-Werkstoff mit 18 Prozent Acrylnitrilanteil zeigt eine gute Tieftemperatur-Flexibilität bis etwa −38 °C, während ein Werkstoff mit 50 Prozent Acrylnitrilanteil nur eine Tieftemperatur-Flexibilität bis etwa −3 °C aufweist. Der höhere Acrylnitrilanteil verbessert die Öl- und Kraftstoffbeständigkeit, verringert jedoch die Flexibilität bei niedrigeren Temperaturen. Ein höherer Polymeranteil macht eine Mischung also nicht automatisch besser. Es kommt immer auf die spezifische Anwendung an.

Generelle Temperaturgrenzen von NBR. Im Allgemeinen ist NBR für einen Temperaturbereich von −30 °C bis +100 °C geeignet. Für kurze Zeitperioden kann NBR Temperaturen bis zu +120 °C aushalten. Es gibt jedoch spezielle NBR-Mischungen, die bis zu −50 °C eingesetzt werden können. Diese Eigenschaften machen NBR zu einem vielseitigen Material für verschiedene industrielle Anwendungen.

Einige Quellen geben an, dass NBR bis zu +120 °C und bis zu −50 °C beständig ist. Diese erweiterten Grenzen erhöhen die Vielseitigkeit, insbesondere in Anwendungen mit hoher mechanischer Festigkeit und Abriebbeständigkeit, etwa in der Automobilindustrie sowie bei der Herstellung von Dichtungen und Schläuchen. Zusammenfassend ist NBR ein äußerst nützliches Material für Anwendungen, die eine Beständigkeit gegen Öl und Kraftstoff sowie eine gewisse Flexibilität bei unterschiedlichen Temperaturen erfordern.

Wie sind die mechanischen Eigenschaften von NBR O-Ringen?

Das gute Abriebverhalten und die Druckbeständigkeit kommen NBR O-Ringen bei der statischen Abdichtung zugute. Selbst wenn sich die Maschinenelemente durch wechselnde Druckbedingungen oder Einflüsse von außen zueinander bewegen, können die Dichtringe den veränderten Dichtspalt überbrücken. Das gilt auch, nachdem über längere Zeit hoher Druck auf den O-Ring gewirkt hat. Wandert der O-Ring dabei in der Nut, lösen sich kaum Partikel aus dessen Oberfläche.

Die Kombination dieser Eigenschaften macht NBR O-Ringe anders als die meisten alternativen Werkstoffe auch für leichte dynamische Anwendungen geeignet. Welche Shore-Härte für Ihre Druckverhältnisse passt, klären wir gerne im Einzelfall.

Was muss ich bei der Nutauslegung beachten?

Für eine zuverlässige Abdichtung mit NBR O-Ringen gelten folgende Eckpunkte:

1. Nutgestaltung nach ISO 3601 vornehmen.
2. Im statischen Fall eine Mindestverpressung des Querschnitts von 6 % sicherstellen.
3. Für dynamische Abdichtung eine geringere Verpressung wählen.
4. Bei von außen wirkendem Druck bis 6 % Dehnung über den Innendurchmesser der Nut vorsehen.
5. Bei von innen wirkendem Druck 1 bis 3 % Stauchung am Außendurchmesser der Nut einplanen.

Im Hochtemperaturbereich hängt die Haltbarkeit von NBR O-Ringen stark mit der Schnurstärke zusammen. Der Hintergrund: Bei größeren Querschnitten wächst das Volumen deutlich stärker als die Oberfläche. Damit geht das Vermögen des Stoffaustausches in Bezug auf die Masse des O-Rings zurück. In der Konsequenz verlangsamen größere Schnurstärken den Alterungsmechanismus durch den Sauerstoffkontakt. Diese Überlegung sollte bei der Dimensionierung berücksichtigt werden.

Was ist bei der Montage zu beachten?

1. Einführschrägen zwischen 15 und 20 Grad vorsehen.
2. Bohrungen entgraten, auch wenn sie nur bei der Montage überfahren werden.
3. Scharfe Kanten mit minimalem Radius von 0,1 bis 0,3 mm verrunden.
4. Innendurchmesser des O-Rings bei der Montage nicht über 50 % aufdehnen.
5. Geeignete Montagehilfsmittel wie Aufziehkegel oder Silikonfett verwenden.
6. Verdrehen des O-Rings vermeiden.

Häufige Fragen