ACM O-RINGE | WERKSTOFFE EINFACH ERKLÄRT
Was sind ACM O-Ringe?
ACM (Polyacrylat-Kautschuk) sticht vor allem 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 Grad gegen den Medienangriff von Mineralölen beständig.
Das macht den Werkstoff unter anderem für den Einsatz im Automobilbereich interessant. Hier treffen im Antriebsstrang von konventionell angetriebenen Fahrzeugen stark additivierte Schmierstoffe auf hohe Temperaturen.
Das gilt vor allem für Motor und Getriebe, wo Polyacrylat nicht nur als Formteil Ausgleichsbehälter, Abdeckungen oder Leitungen abdichtet. Das Material kommt in diesem Bereich auch als Flüssigdichtstoff für die maschinelle Applikation zum Einsatz.
Für den Masseneinsatz ist Polyacrylat darüber hinaus attraktiv, weil das Preisniveau deutlich unter dem von HNBR und FKM angesiedelt ist.
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 von ACM O-Ringen geläufig.
Dazu zählen HyTemp®, Noxtite® und Hycar®.
Merkmal | Wert |
|---|---|
ISO Bezeichnung | ACM |
Handelsnamen | HyTemp®, Noxtite® und Hycar®. |
Chemische Bezeichnung | Acrylat-Kautschuk |
Medienbeständigkeit | Gute Medienbeständigkeit |
Temperaturbeständigkeit | -20°C bis +150°C |
Standardfarbe | Schwarz |
Standardhärte | 70 Shore A |
Anwendungsbereich | Automobilbranche |
Herstellung | Formpressen und Spritzguss |
Toleranzen | DIN ISO 3601 |
Haltbarkeit | 10 Jahre |
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#1 Die 5 wichtigsten Vorteile von ACM O-Ringen
1. Sehr gute Beständigkeit gegen Ozon und Heißluft
2. Preiswerter Dichtungswerkstoff
3. Sehr gute Einsetzbarkeit im Außenbereich
4. Beständig gegen heißes Heizöl und Schmieröl
5. Geringe Gasdurchlässigkeit
Der Kraftfahrzeugbau ist das dominierende Anwendungsfeld von ACM O-Ringen. In diesem Bereich 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. Dies muss möglichst verhindert werden, um die Dichtungswirkung von O-Ringen dauerhaft aufrechtzuerhalten.
ACM O-Ringe zeigen an Öl ein sehr gutes Quellverhalten. Bei weniger gut geeigneten Materialien dringt das Medium jedoch 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 im Fall dynamischer Abdichtungen in einer gesteigerten Reibung.
Zur Dauerhaftigkeit der Abdichtung mit ACM O-Ringen trägt auch die Unempfindlichkeit gegen Witterungseinflüsse und Alterung dar. Heiße Umgebungsluft, Feuchtigkeit oder Ozonquellen können die dichtungsrelevanten Eigenschaften von ACM kaum beeinträchtigen.
Die wichtigsten O-Ring Werkstoffe im Vergleich
Werkstoff | Temperaturbeständigkeit | Chemiebeständigkeit | Elastizität |
|---|---|---|---|
NBR | -30°C bis +120°C | Niedrig | Hoch |
HNBR | -30°C bis +150°C | Mittel | Hoch |
EPDM | -45°C bis +150°C | Mittel | Hoch |
SILIKON | -60°C bis +200°C | Niedrig | Hoch |
FKM (VITON) | -25°C bis +200°C | Mittel | Hoch |
FEP ummantelt | -60°C bis +200°C | Hoch | Mittel |
PTFE | -250°C bis +250°C | Hoch | Niedrig |
FFKM | -40°C bis +340°C | Hoch | Hoch |
#2 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 bis +150 Grad in Kontakt.
ACM O-Ringe verfügen über die nötige Kälteflexibilität und Hitzebeständigkeit, um die Dichtungswirkung 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 Grad zu erwarten.
Dauerhaft liegt die Betriebstemperatur dagegen im Bereich von 90 Grad. 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 Grad. ATF-Öle kommen hier 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.
Nicht zu verwechseln mit ACM ist AEM (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 im Vergleich die geringere Mineralölbeständigkeit von AEM nachteilig aus.
Der Werkstoff dient vor allem für die Herstellung von Schlauchapplikationen, Dichtungen für Motor und Getriebe sowie Komponenten für Turbolader.
#3 Wie ist die Medienbeständigkeit von ACM O-Ringen?
Anders als beispielsweise FKM oder HNBR verfügt ACM über kein besonders umfassendes Beständigkeitsprofil. O-Ringe aus ACM sind daher weniger universell einsetzbar, sondern viel mehr 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 Dichtungswerkstoffes.
ACM ist beständig gegen:
- Hochadditivierte Schmieröle
- Ozon, Wetter und Heißluft
- Mineralöle
ACM ist nicht beständig gegen:
- Heißwasser
- Dampf
- Kraftstoffe
- Polare Lösungsmittel wie Aceton
- Aromatische Kohlenwasserstoffe
- Bremsflüssigkeiten auf Glykolbasis
- Säure, 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 als ACM 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.
#4 Wie ist die Temperaturbeständigkeit von ACM O-Ringen?
Datenblätter von ACM-Standardqualitäten geben einen allgemeinen Temperaturbereich von -20 bis +150 Grad an.
Dabei handelt es sich jeweils um die maximal zulässige Dauertemperatur. Im Bereich der oberen Einsatzgrenze sind kurzfristige Temperaturspitzen bis zu 150 Grad möglich.
Darüber leidet die Lebensdauer von ACM O-Ringen stark, sodass ein anderer O-Ring-Werkstoff zum Einsatz kommen sollte.
Der Temperaturbereich von ACM ähnelt EPDM, wobei bei ACM die Tieftemperatureignung 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 Veränderungen der Druckverhältnisse oder Stößen von außen auf die Anlagenkomponenten 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 Grad einen niedrigen Druckverformungsrest bei.
Im relevanten Anwendungsbereich an Luft und Schmierstoffen auf Mineralölbasis bieten ACM O-Ringe bis zur Maximaltemperatur von 150 Grad 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 Grad dauerhaft zuverlässig.
#5 Wie sind die 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 hin konstant. Gleichzeitig wirkt jedoch die geringe Abriebfestigkeit limitierend, sodass ein Trockenlauf vermieden werden sollte.
Bei der Auswahl entsprechender Schmiermittel ist wiederum auf die Medienverträglichkeit zu achten.
#6 Was muss ich bei der Nutauslegung eines ACM O-Rings beachten?
- Verpressung in der Nut sollte beim statischen Einsatz bei ca. 20% liegen
- Für dynamische Abdichtung 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 von ACM O-Ringen
- 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
#7 Weitere wichtige Informationen zu ACM O-Ringen
Zum Abschluss möchten wir noch einige Fragen beantworten, die uns im Alltag häufiger gestellt werden.
#7.1 Woraus besteht das ACM Material?
ACM steht für Polyacrylat. Im Bereich der O-Ringe wird ACM nahezu ausschließlich für die Automobilbranche eingesetzt.
Insgesamt wird ACM selten eingesetzt, da FKM in den meisten Fällen die bessere Wahl ist und höhere Temperaturen widerstehen kann.
#7.2 Gibt es ein Datenblatt zu den ACM O-Ringen?
Das Datenblatt für unsere CR O-Ringe können Sie sich ganz einfach direkt auf unserer Webseite ansehen und wenn Sie möchte auch herunterladen.
„Ich bin überzeugt davon, dass wir unser Wissen mit der Welt teilen sollten. Ich hoffe, dass ich alle Ihre Fragen beantworten konnte. Sollten Sie noch Fragen haben, dann können Sie sich jederzeit gerne bei uns melden. Wir helfen Ihnen gerne weiter.“
Herr der O-Ringe
Autor der Dichtungsakademie
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