Flanschdichtung: Werkstoff und Auslegung
Bei der Flanschdichtung sitzt der O-Ring in einer axialen Nut zwischen zwei Flächen und wird beim Verschrauben verpresst. Worauf es bei Werkstoff, Nutauslegung, Druckrichtung und Montage ankommt, erklären wir Schritt für Schritt.
- Die Flanschdichtung mit O-Ring ist eine statische Dichtung: Der Ring liegt in einer axialen Nut und wird beim Verschrauben verpresst.
- Werkstoffwahl nach Medium, Temperatur und Druck: FKM als Standard, FFKM für aggressive Medien und hohe Temperaturen, EPDM für Heißwasser und Dampf, PTFE für breiteste Chemikalienbeständigkeit.
- Die Nuttiefe gibt die Verpressung vor und begrenzt sie, sobald die Flächen plan aufeinanderliegen. Das schützt den O-Ring vor Überbeanspruchung.
- Schrauben über Kreuz und mit Drehmomentschlüssel anziehen, Dichtflächen müssen eben und sauber sein.
- Bei NH O-RING ab Lager und ohne Mindestmenge, in FKM, FFKM ECOLAST, EPDM und PTFE.
Flanschdichtung mit O-Ring: das Prinzip
Eine Flanschdichtung sitzt zwischen zwei planen Flächen und verhindert, dass Flüssigkeiten oder Gase an der Verbindungsstelle austreten. Sie ist damit ein zentrales Bauteil in Rohrleitungen, Pumpen, Ventilen und Gehäusen. Klassisch kommen Flachdichtungen zum Einsatz. In vielen Anwendungen ist der O-Ring jedoch die kompaktere und zuverlässigere Lösung.
Beim O-Ring als Flanschdichtung liegt der Ring in einer Nut, die in eine der beiden Flächen eingearbeitet ist. Beim Verschrauben der Flansche werden die Flächen zusammengezogen und der O-Ring axial verpresst. Diese Verpressung erzeugt die Dichtwirkung. Es handelt sich um eine statische Dichtung, denn die Flächen bewegen sich im Betrieb nicht relativ zueinander.
Der Vorteil gegenüber der Flachdichtung liegt in der definierten Geometrie. Der O-Ring wird durch die Nut exakt positioniert und auf ein festgelegtes Maß verpresst. Eine Überbeanspruchung durch zu hohes Anzugsmoment ist konstruktiv begrenzt, sobald die Flächen plan aufeinanderliegen.
Verpressung, Druckrichtung und Einbaulage
Bei der axialen Flanschdichtung wird der O-Ring senkrecht zur Nutgrundfläche zusammengedrückt. Die Verpressung liegt für statische Anwendungen üblicherweise höher als bei dynamischen Dichtungen, weil keine Reibung und kein Verschleiß durch Bewegung zu berücksichtigen sind. Eine zu geringe Verpressung dichtet nicht zuverlässig, eine zu hohe belastet das Material unnötig.
Druck von innen oder von außen
Die Druckrichtung bestimmt, an welche Flanke der Nut der O-Ring gedrückt wird. Wirkt der Druck von innen nach außen, wird der Ring gegen die äußere Nutflanke gepresst. Wirkt der Druck von außen, gegen die innere Flanke. Die Nut muss in beiden Fällen so ausgelegt sein, dass der O-Ring sicher anliegt und nicht in den Dichtspalt gedrückt wird.
Einbaulage prüfen
Bei hohen Drücken kann der O-Ring in den Spalt zwischen den Flanschflächen extrudieren. Gegenmaßnahmen sind ein enger Spalt, ein härterer Werkstoff oder Stützringe. Die genaue Auslegung von Nutbreite, Nuttiefe und zulässigem Spalt nehmen Sie am besten mit der O-Ring Nutberechnung vor.
Werkstoffe für O-Ring Flanschdichtungen
Der Werkstoff entscheidet über Beständigkeit, Temperaturbereich und Dichtverhalten. Maßgeblich sind das abzudichtende Medium, die Betriebstemperatur und der Druck. Die folgende Übersicht ordnet die gängigen Werkstoffe für O-Ring Flanschdichtungen ein.
| Werkstoff | Einsatztemperatur | Beständigkeit | Einsatz als Flanschdichtung |
|---|---|---|---|
| FKM | −25/+200 °C, Extreme bis +225 °C | Öle, Kraftstoffe, viele Chemikalien | Bewährter Standard für die meisten industriellen Flanschverbindungen. |
| FFKM (ECOLAST) | −20/+270 °C, Typen bis +330 °C | nahezu alle Medien | Wenn Medium und Temperatur FKM überfordern, etwa in der Chemie und Halbleiterfertigung. |
| PTFE | −250/+250 °C | nahezu universell chemisch | Für aggressive Medien. Hart und nicht elastisch, fließt unter Dauerlast. |
| EPDM | je nach Mischung | Wasser, Dampf, Glykole, viele Säuren und Laugen | Für Heißwasser, Dampf und Sanitäranwendungen. Nicht beständig gegen Mineralöle. |
Elastomere und Kunststoffe im Vergleich
FKM ist der meistgenutzte Werkstoff und deckt einen Großteil der Anwendungen mit Ölen, Kraftstoffen und Chemikalien ab. Stößt FKM an seine Grenzen, etwa bei sehr aggressiven Medien oder hohen Temperaturen, kommt FFKM aus der Eigenmarke ECOLAST zum Einsatz. Es ist nahezu universell beständig und je nach Type bis +330 °C einsetzbar.
Für Heißwasser, Dampf und Sanitäranwendungen sind EPDM O-Ringe die richtige Wahl. EPDM ist allerdings nicht gegen Mineralöle und Kraftstoffe beständig. Wo es auf breiteste Chemikalienbeständigkeit ankommt und Elastizität zweitrangig ist, kommen PTFE O-Ringe zum Einsatz. PTFE ist hart und nicht elastisch und neigt unter Dauerlast zum Fließen, weshalb die Verpressung sorgfältig zu begrenzen ist.
Nutauslegung für die axiale Flanschdichtung
Die Nut nimmt den O-Ring auf und gibt ihm die Verpressung vor. Bei der axialen Flanschdichtung ist die Nut eine umlaufende Rechtecknut in einer der beiden Flächen. Drei Maße sind entscheidend.
Empfohlene Nutbreite (NB) und Nuttiefe (NT) je Schnurstärke, getrennt nach Abdichtungsart und statischem oder dynamischem Einsatz. Alle Maße in Millimeter, Richtwerte für die Auslegung.
| Schnurstärke mm | Flanschdichtung | Kolbendichtung | Stangendichtung | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| statisch | statisch | dynamisch | statisch | dynamisch | ||||||
| NB | NT | NB | NT | NB | NT | NB | NT | NB | NT | |
| 1,00 | 1,90 | 0,70 | 1,58 | 0,70 | 1,58 | 0,85 | 1,58 | 0,70 | 1,58 | 0,85 |
| 1,50 | 2,80 | 1,10 | 2,19 | 1,05 | 2,19 | 1,27 | 2,19 | 1,05 | 2,19 | 1,27 |
| 1,78 | 3,20 | 1,30 | 2,53 | 1,30 | 2,53 | 1,50 | 2,53 | 1,30 | 2,53 | 1,50 |
| 2,00 | 3,40 | 1,50 | 2,78 | 1,50 | 2,78 | 1,65 | 2,78 | 1,50 | 2,78 | 1,65 |
| 2,50 | 3,90 | 1,90 | 3,37 | 1,90 | 3,37 | 2,12 | 3,37 | 1,90 | 3,37 | 2,12 |
| 2,62 | 4,00 | 2,00 | 3,51 | 2,00 | 3,51 | 2,22 | 3,51 | 2,00 | 3,51 | 2,22 |
| 3,00 | 4,60 | 2,30 | 3,98 | 2,30 | 3,98 | 2,55 | 3,98 | 2,30 | 3,98 | 2,55 |
| 3,53 | 5,30 | 2,70 | 4,67 | 2,70 | 4,67 | 2,95 | 4,67 | 2,70 | 4,67 | 2,95 |
| 4,00 | 6,00 | 3,10 | 5,23 | 3,10 | 5,23 | 3,30 | 5,23 | 3,10 | 5,23 | 3,30 |
| 4,50 | 6,50 | 3,50 | 5,90 | 3,50 | 5,90 | 3,80 | 5,90 | 3,50 | 5,90 | 3,80 |
| 5,00 | 7,40 | 3,90 | 6,48 | 3,90 | 6,48 | 4,30 | 6,48 | 3,90 | 6,48 | 4,30 |
| 5,33 | 7,60 | 4,20 | 6,86 | 4,20 | 6,86 | 4,60 | 6,86 | 4,20 | 6,86 | 4,60 |
| 5,50 | 7,60 | 4,40 | 7,05 | 4,40 | 7,05 | 4,80 | 7,05 | 4,40 | 7,05 | 4,80 |
| 6,00 | 8,00 | 4,80 | 7,59 | 4,80 | 7,59 | 5,20 | 7,59 | 4,80 | 7,59 | 5,20 |
| 7,00 | 8,70 | 5,70 | 8,68 | 5,80 | 8,68 | 6,00 | 8,68 | 5,80 | 8,68 | 6,00 |
| 8,00 | 9,80 | 6,70 | 9,88 | 6,80 | 9,88 | 7,00 | 9,88 | 6,80 | 9,88 | 7,00 |
| 9,00 | 11,20 | 7,60 | 11,14 | 7,70 | 11,14 | 7,90 | 11,14 | 7,70 | 11,14 | 7,90 |
| 10,00 | 12,20 | 8,60 | 12,38 | 8,60 | 12,38 | 8,80 | 12,38 | 8,60 | 12,38 | 8,80 |
NB Nutbreite · NT Nuttiefe · alle Werte in mm. Richtwerte zur Nutauslegung, maßgeblich sind Werkstoff, Toleranzen und Betriebsbedingungen. Maße prüfen mit unserer O-Ring Nutberechnung.
- Nuttiefe: bestimmt die Verpressung. Sie ist kleiner als die Schnurstärke des O-Rings, sodass der Ring beim Verschrauben definiert zusammengedrückt wird.
- Nutbreite: muss den verpressten Ring aufnehmen. Der O-Ring breitet sich unter Verpressung aus und benötigt einen Füllgrad, der ein vollständiges Ausfüllen der Nut vermeidet.
- Kantenradien und Oberfläche: scharfe Kanten beschädigen den Ring bei der Montage. Die Dichtflächen brauchen eine ausreichende Oberflächengüte, damit keine Leckagepfade entstehen.
Die konkreten Maße hängen von Schnurstärke, Werkstoff und Druck ab. Die O-Ring Nutberechnung liefert Ihnen die passenden Nutabmessungen für Ihre Schnurstärke. O-Ringe reagieren empfindlicher auf Nutabmessungen und Oberflächengüte als Flachdichtungen, dafür liefern sie bei korrekter Auslegung eine sehr zuverlässige Abdichtung auf kleinem Bauraum.
Montage der Flanschverbindung
Auch die beste Dichtung versagt bei falscher Montage. Beim O-Ring als Flanschdichtung gelten einige Grundregeln.
Kreuzweise anziehen
Die Schrauben werden über Kreuz angezogen, damit sich der Druck gleichmäßig über die gesamte Dichtung verteilt. Eine bewährte Reihenfolge beginnt auf 12 Uhr, dann 6 Uhr, dann 3 Uhr und 9 Uhr und fährt in diesem Muster fort, bis alle Schrauben sitzen.
Mit Drehmoment arbeiten
Ein Drehmomentschlüssel stellt sicher, dass jede Schraube mit dem vorgesehenen Moment angezogen wird. Die folgenden Werte sind Orientierungswerte für gängige Schraubengrößen. Maßgeblich bleiben die Angaben des Schrauben- und Dichtungsherstellers sowie die Betriebsbedingungen.
| Schraubengröße | Stahlschrauben | Edelstahlschrauben |
|---|---|---|
| M8 | 20-25 Nm | 15-20 Nm |
| M10 | 40-50 Nm | 30-40 Nm |
| M12 | 70-85 Nm | 55-70 Nm |
| M16 | 160-200 Nm | 120-160 Nm |
| M20 | 300-350 Nm | 230-280 Nm |
| M24 | 450-500 Nm | 340-380 Nm |
| M30 | 800-900 Nm | 600-700 Nm |
Bei der O-Ring Flanschdichtung wird die Verpressung durch die Nuttiefe begrenzt, sobald die Flächen plan aufeinanderliegen. Das schützt den Ring vor Überbeanspruchung. Saubere und ebene Flanschflächen sind dabei Voraussetzung, damit der Ring umlaufend gleichmäßig anliegt.
O-Ring oder Flachdichtung?
Beide Bauformen haben ihre Berechtigung. Die Wahl hängt von Bauraum, Druck, Temperatur und Medium ab.
Der O-Ring punktet bei
- kompaktem Bauraum und komplex geformten Dichtflächen,
- definierter Verpressung durch die Nut, die Überbeanspruchung begrenzt,
- einfacher Montage und geringem Wartungsaufwand,
- zuverlässiger Abdichtung über einen breiten Druck- und Temperaturbereich.
Die Flachdichtung punktet bei
- großen Flanschverbindungen mit großer Dichtfläche,
- dem Ausgleich von Unebenheiten in den Flanschflächen,
- sehr hohen Drücken und Temperaturen mit metallischen Dichtungen.
Der O-Ring setzt dafür präzise Nutabmessungen und eine gute Oberflächengüte voraus und kann durch scharfe Kanten beschädigt werden. Für viele Standardanwendungen ist er die wirtschaftliche und zuverlässige Lösung.
Einsatzfelder
O-Ring Flanschdichtungen finden sich in einem breiten Spektrum industrieller Anwendungen. Eine Auswahl typischer Felder.
Welcher Werkstoff zu welcher Anwendung passt, fassen wir unter O-Ring Anwendungen zusammen. Nennen Sie uns Medium, Temperatur und Einbausituation, dann schlagen wir Ihnen den passenden Werkstoff vor.
Häufige Fragen
Was ist eine Flanschdichtung?
Welcher Werkstoff eignet sich für eine O-Ring Flanschdichtung?
Wie wird der O-Ring in der Flanschdichtung verpresst?
Wie zieht man eine Flanschverbindung richtig an?
O-Ring oder Flachdichtung, was ist besser?
Warum extrudiert der O-Ring bei hohem Druck?
