ACM O-Ringe: Polyacrylat-Kautschuk erklärt
ACM, der Polyacrylat-Kautschuk, ist ein Spezialist für heiße Schmieröle im Automobilbereich. Wir erklären Ihnen Eigenschaften, Medien- und Temperaturbeständigkeit sowie die Grenzen des Werkstoffs bei Wasser, Dampf und Kraftstoffen.
- ACM ist der Polyacrylat-Kautschuk: beständig gegen heiße Mineralöle bis 150 °C, ein Spezialist für den Antriebsstrang.
- Hauptanwendungen sind Verbrennungsmotoren, Automatikgetriebe und Servolenkungen, häufig mit additiviertem ATF-Öl.
- Dauertemperaturbereich −20 bis +150 °C, HT-ACM erweitert auf −40 bis +185 °C. Die Tieftemperatureignung ist schwächer als bei EPDM.
- Nicht beständig gegen Heißwasser, Dampf, Kraftstoffe, polare Lösungsmittel, Säuren, Laugen und Glykol-Bremsflüssigkeiten.
- ACM ist preiswert, aber kein Allrounder. In vielen Fällen ist FKM mit breiterem Profil und höherer Hitzebeständigkeit die robustere Wahl.
Was sind ACM O-Ringe?
ACM, der Polyacrylat-Kautschuk, sticht mit einer Eigenschaft aus der Masse der Dichtungswerkstoffe heraus: O-Ringe und andere Dichtungselemente aus diesem Material sind auch bei hoher Hitze von bis zu 150 °C gegen den Angriff von Mineralölen beständig.
Das macht den Werkstoff vor allem für den Einsatz im Automobilbereich interessant. Im Antriebsstrang konventionell angetriebener Fahrzeuge treffen stark additivierte Schmierstoffe auf hohe Temperaturen. Das gilt besonders für Motor und Getriebe, wo Polyacrylat nicht nur als Formteil Ausgleichsbehälter, Abdeckungen oder Leitungen abdichtet, sondern auch als Flüssigdichtstoff für die maschinelle Applikation zum Einsatz kommt.
Für den Masseneinsatz ist Polyacrylat zudem attraktiv, weil das Preisniveau deutlich unter dem von HNBR und FKM liegt.
O-Ringe aus Polyacrylat erhalten nach ISO 1629 die Kurzbezeichnung ACM. Auch die Nomenklatur nach ASTM D 1418 weicht davon nicht ab. Anwendern sind daneben häufig die Handelsnamen großer Hersteller geläufig, darunter HyTemp®, Noxtite® und Hycar®.
Die 5 wichtigsten Vorteile von ACM O-Ringen
- Sehr gute Beständigkeit gegen Ozon und Heißluft
- Preiswerter Dichtungswerkstoff
- Sehr gute Einsetzbarkeit im Außenbereich
- Beständig gegen heißes Heizöl und Schmieröl
- Geringe Gasdurchlässigkeit
Der Kraftfahrzeugbau ist das dominierende Anwendungsfeld von ACM O-Ringen. Hier profitiert der Dichtungswerkstoff von seinen wichtigsten Vorteilen: der Beständigkeit gegenüber heißen Schmierölen und der Unempfindlichkeit gegen Witterungseinflüsse.
Öle können im Kontakt mit Kautschuk zu Veränderungen der Werkstoffeigenschaften führen. Das muss möglichst verhindert werden, um die Dichtwirkung von O-Ringen dauerhaft aufrechtzuerhalten. Bei weniger gut geeigneten Materialien dringt das Medium in den Dichtungswerkstoff ein und sorgt für eine Volumenzunahme.
In der Folge kann der Stoffzusammenhalt der Dichtung in Mitleidenschaft gezogen werden. Das führt zu einer Aufweichung, die das Dichtungselement vor allem druckempfindlicher macht. Gleichzeitig resultiert das gesteigerte Volumen bei dynamischen Abdichtungen in einer gesteigerten Reibung.
ACM O-Ringe zeigen an Öl ein sehr gutes Quellverhalten und bleiben in ihren Eigenschaften stabil. Zur Dauerhaftigkeit trägt auch die Unempfindlichkeit gegen Witterung und Alterung bei: Heiße Umgebungsluft, Feuchtigkeit oder Ozonquellen können die dichtungsrelevanten Eigenschaften von ACM kaum beeinträchtigen.
Die 3 häufigsten Anwendungsbereiche von ACM O-Ringen
Verbrennungsmotoren
Für die Schmierung von Verbrennungsmotoren kommen SAE-Motoröle zum Einsatz. O-Ringe aus ACM übernehmen in diesen Systemen etwa die Abdichtung des Ölfilters. Dabei kommen die Dichtungselemente je nach Betriebsdauer und Last mit Temperaturen zwischen −40 und +150 °C in Kontakt.
ACM O-Ringe verfügen über die nötige Kälteflexibilität und Hitzebeständigkeit, um die Dichtwirkung über dieses breite Temperaturband aufrechtzuerhalten. Damit ist ACM jedoch nicht allein: Auch NBR, HNBR und FKM eignen sich für diese Anwendung. FKM verfügt sogar über höhere maximale Dauertemperaturen.
Automatikgetriebe
In automobilen Getrieben sind temporäre Maximaltemperaturen von bis zu 150 °C zu erwarten. Dauerhaft liegt die Betriebstemperatur dagegen im Bereich von 90 °C. Für die Schmierung sorgt sogenanntes ATF-Öl (Automatic Transmission Fluid). ACM O-Ringe weisen eine sehr gute Passung zu Medium und Temperaturbereich auf.
Auch die zahlreichen Additive in modernen ATF-Ölen setzen die Haltbarkeit von Dichtungen aus ACM nicht herab.
Servolenkung
In der Servolenkungseinheit lassen sich ähnliche Betriebsbedingungen wie in Automatikgetrieben antreffen. Auch hier liegen maximale Temperaturspitzen bei 150 °C. ATF-Öle kommen zum Teil als Hydraulikflüssigkeit zum Einsatz.
Wie bei den anderen Anwendungen werden ACM O-Ringe durch ihre Pendants aus FKM oder HNBR ersetzt, wenn besonders hohe Temperaturen zu erwarten sind.
Abgrenzung zu AEM
Nicht zu verwechseln mit ACM ist AEM, der Ethylen-Acrylat-Kautschuk. Dabei handelt es sich um einen Werkstoff, der ACM in vielen Eigenschaften gleicht und im Automobilbereich ebenfalls eine hohe Verbreitung genießt.
Von ACM unterscheidet sich AEM durch eine bessere Hitzebeständigkeit. Gleichzeitig wirkt sich die geringere Mineralölbeständigkeit von AEM nachteilig aus. Der Werkstoff dient vor allem der Herstellung von Schlauchapplikationen, Dichtungen für Motor und Getriebe sowie Komponenten für Turbolader.
Medienbeständigkeit von ACM O-Ringen
Anders als FKM oder HNBR verfügt ACM über kein besonders umfassendes Beständigkeitsprofil. O-Ringe aus ACM sind daher weniger universell einsetzbar, sondern auf spezielle Anwendungsgebiete beschränkt.
Im Kontakt mit mineralölbasierten Produkten für Schmierung oder Hydraulik sind ACM O-Ringe jedoch sehr leistungsfähig. Das gilt vor allem in Anbetracht der guten Wirtschaftlichkeit des Werkstoffs.
| Beständig gegen | Nicht beständig gegen |
|---|---|
| Hochadditivierte Schmieröle | Heißwasser |
| Ozon, Wetter und Heißluft | Dampf |
| Mineralöle | Kraftstoffe |
| Polare Lösungsmittel wie Aceton | |
| Aromatische Kohlenwasserstoffe | |
| Bremsflüssigkeiten auf Glykolbasis | |
| Säuren, Laugen | |
| Amine | |
| Hydraulikflüssigkeiten (HFA, HFB, HFC, HFD) |
Was die Medienbeständigkeit angeht, ist vor allem das Quellverhalten von ACM O-Ringen in Mineralölen hervorzuheben. Das Medium kann andere Dichtungswerkstoffe nicht nur zum Quellen bringen, mit dem Verlust der elastischen Eigenschaften und gestiegener Reibung als Folgen.
Weniger beständige Materialien büßen ihre Dichtungseigenschaften auch dadurch ein, dass mineralölbasierte Medien Mischungsbestandteile aus dem Material herauslösen. ACM zeigt dagegen ein sehr gutes Quellverhalten, sodass die elastischen und sonstigen mechanischen Eigenschaften dauerhaft stabil bleiben.
Einen Überblick über das Verhalten verschiedener Werkstoffe gegenüber konkreten Medien finden Sie in unserer Beständigkeitstabelle.
Temperaturbeständigkeit von ACM O-Ringen
Datenblätter von ACM-Standardqualitäten geben einen allgemeinen Temperaturbereich von −20 bis +150 °C an. Dabei handelt es sich jeweils um die maximal zulässige Dauertemperatur. Im Bereich der oberen Einsatzgrenze sind kurzfristige Temperaturspitzen bis zu 150 °C möglich.
Darüber leidet die Lebensdauer von ACM O-Ringen stark, sodass ein anderer Werkstoff zum Einsatz kommen sollte. Der Temperaturbereich von ACM ähnelt dem von EPDM, wobei die Tieftemperatureignung bei ACM schwächer ausgeprägt ist.
Bei sehr niedrigen Temperaturen verlieren ACM O-Ringe schneller ihre Flexibilität, sodass sie einen sich verändernden Dichtspalt nicht mehr sicher abdecken können. Dann kommt es etwa bei veränderten Druckverhältnissen oder Stößen von außen leichter zu einer Leckage.
In Sachen Hitzeeignung gibt es deutlich überlegene Werkstoffe, darunter VMQ, FVMQ, FKM und FFKM. Sie behalten auch bei Temperaturen über 150 °C einen niedrigen Druckverformungsrest bei.
Im relevanten Anwendungsbereich an Luft und Schmierstoffen auf Mineralölbasis bieten ACM O-Ringe bis zur Maximaltemperatur von 150 °C jedoch gute Anwendungsmöglichkeiten. An Heißwasser oder Dampf ist das Material dagegen nicht beständig.
Zwischenzeitlich bietet der Markt sogenannte HT-ACM O-Ringe. Sie decken einen erweiterten Temperaturbereich ab und arbeiten bis zu den Grenzen von −40 beziehungsweise +185 °C dauerhaft zuverlässig.
Mechanische Eigenschaften von ACM O-Ringen
- Eignung für statischen und dynamischen Einsatz
- Mittlere Festigkeit
- Geringe Elastizität
- Gute mechanische Belastbarkeit
- Schlechte Trockenlaufeigenschaften
ACM eignet sich grundsätzlich sowohl für ruhende als auch für bewegte Abdichtungen. Die dynamischen Einsatzmöglichkeiten verdanken ACM O-Ringe vor allem dem guten Quellverhalten und den physikalischen Eigenschaften.
Weil das Material im Einsatz kaum Volumenveränderungen zeigt, bleiben die Reibungsverhältnisse über lange Einsatzdauern konstant. Gleichzeitig wirkt die geringe Abriebfestigkeit limitierend, sodass ein Trockenlauf vermieden werden sollte. Bei der Auswahl entsprechender Schmiermittel ist wiederum auf die Medienverträglichkeit zu achten.
Nutauslegung und Montage von ACM O-Ringen
Nutauslegung
- Verpressung in der Nut sollte beim statischen Einsatz bei ca. 20 % liegen
- Für die dynamische Abdichtung eine geringere Verpressung wählen
- 20 % der Nut sollten nach der Verpressung noch frei sein
- Nuten immer nach den marktüblichen Normtabellen auslegen
- Dauerhafte Dehnung nach Einbau sollte unter 6 % liegen
- Dauerhafte Stauchung nach Einbau sollte unter 6 % liegen
Montage
- Nutraum vor der Montage gründlich säubern
- Elastische O-Ringe beim Einbau nicht weiter als 50 % aufdehnen
- Einführschrägen zwischen 15 und 20 Grad vorsehen
- Bohrungen entgraten, auch wenn sie nur bei der Montage überfahren werden
- Scharfe Kanten mit minimalem Radius von 0,1 bis 0,3 mm verrunden
- Geeignete Schmiermittel für die Montageerleichterung nutzen
- Verdrehen des O-Rings vermeiden
Häufige Fragen
Woraus besteht ACM?
Wofür werden ACM O-Ringe verwendet?
Welchen Temperaturbereich decken ACM O-Ringe ab?
Sind ACM O-Ringe beständig gegen Wasser?
Was ist der Unterschied zwischen ACM und AEM?
Warum wird ACM seltener eingesetzt als FKM?
