Was sind NBR O-Ringe?

NBR (Nitril-Butadien-Kautschuk) zählt neben FKM oder 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, 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. 

Sie sind im Sprachgebrauch auch unter Herstellerbezeichnungen wie Perbunan® oder Europrene® bekannt.

NBR O-Ringe

Merkmal

Wert

ISO Bezeichnung

NBR

Handelsnamen

Perbunan

Chemische Bezeichnung

Nitril-Butadien-Kautschuk

Medienbeständigkeit

Mittlere Medienbeständigkeit

Temperaturbeständigkeit

-30°C bis +120°C

Standardfarbe

Schwarz

Standardhärte

70 Shore A

Anwendungsbereich

Automobilindustrie, Öl&Gas, Chemie

Herstellung

Formpressen und Spritzguss

Toleranzen

DIN ISO 3601

Haltbarkeit

6 Jahre

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#1 Die 5 wichtigsten Vorteile von NBR O-Ringen

  1. Attraktives Preis-Leistungsverhältnis
  2. Gute Kältebeständigkeit
  3. Reiß- und Abriebfestigkeit
  4. Chemische Beständigkeit gegen Mineralöl
  5. In diversen Härten und Farben erhältlich

NBR O-Ringe eignen sich, wenn der Einsatz eine ausgeprägte Kälteflexibilität voraussetzt. Dichtungselemente aus diesem Werkstoff behalten ihre elastischen Eigenschaften auch bei sinkenden Temperaturen lange bei. 

Alternativen zu NBR mit ähnlicher Tieftemperatureignung sind Silikon, CR, EPDM oder FKM, die in Abhängigkeit 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 nicht nur 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 Ursprungs-Querschnitt an und kann den Dichtspalt zuverlässig verschließen. 

Daneben ist NBR das Standardmaterial für den Bereich von Pneumatik- und Hydraulikanwendungen. Dabei profitieren die O-Ringe von der Beständigkeit gegenüber Produkten auf der Basis von Mineralöl. 

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 NBR O-Ringen

Automobilbranche

In Verbrennungsmotoren entstehen durch die Betriebsphasen stark schwankende Temperaturen. Dichtungselemente müssen für diese Anwendungen Temperaturbereiche zwischen -40 und 180 Grad abdecken. 

Neben der Beständigkeit gegen SAE-Motorölen ist die Hochtemperatureignung die ausschlaggebende Eigenschaft von NBR für dieses Einsatzgebiet. Für höchste Temperaturbelastungen verfügen alternative Werkstoffe wie HNBR über mehr Reserven.

ÖL und Gasindustrie

O-Ringe aus dem Werkstoff NBR sind für den Einsatz in gasführenden Anlagen freigegeben. Maßgebend dafür ist die Zulassung der O-Ringe nach DIN EN 549. 

NBR O-Ringe spielen in diesem Bereich eine wichtige Rolle in der Praxis. Als Alternativen stehen den Anwendern aber auch die O-Ring-Werkstoffe HNBR, VMQ oder FKM zur Verfügung.

CHEMIEINDUSTRIE

Die Anwendungsbereiche in der Chemie und der Verfahrenstechnik sind stark diversifiziert. Werkstoffauswahl und Dimensionierung der O-Ringe erfolgen unter bestmöglicher Betrachtung der Einbausituation und des Anforderungsprofils. 

Dabei ist das Ziel die Minimierung von Stillstandsrisiken hochvernetzter Produktionsketten durch versagende O-Ringe. Hier findet NBR neben vielen weiteren Werkstoffen seinen Platz. NBR O-Ringe kommen dabei unter anderem in Drucksystemen zum Einsatz. 

Das gilt für statische und dynamische Anwendungen gleichermaßen.

#3 Wie ist die Medienbeständigkeit von NBR O-Ringen?

Mineralöle und darauf basierende Produkte kommen in nahezu allen technischen Anlagen vor. Sie kommen unter anderem als Hydrauliköle, Treibstoffe oder Schmiermittel zum Einsatz. 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.

NBR ist beständig gegen

  • Wasser
  • Aliphatische Kohlenwasserstoffe wie Mineralöl, Hydrauliköl, oder Heizöl
  • Verdünnte Säuren und Basen
  • Wasserbasierte Hydraulikflüssigkeiten
  • Pflanzliche und tierische Fette

NBR ist nicht beständig gegen

  • Ozon und Witterungseinflüsse
  • Polare Lösungsmittel wie Aceton
  • Aromatische und chlorierte Kohlenwasserstoffe
  • Bremsflüssigkeit auf Glykolbasis

Beim Einsatz von NBR O-Ringen ist die Angreifbarkeit des Werkstoffes durch Ozon zu beachten. 

Schon bei der unsachgemäßen 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.

#4 Wie ist die Temperaturbeständigkeit von NBR O-Ringen?

Allgemein liegt der Temperatureinsatzbereich von NBR O-Ringen zwischen -30 und 120 Grad.

Dabei gibt der Anteil von Acrylnitril im Compound das Eigenschaftsprofil von NBR O-Ringen maßgeblich vor. 

Mit einem steigenden Mischungsanteil verbessert sich die Beständigkeit gegen Öl und Kraftstoffe. Das wirkt sich jedoch negativ auf die Kälteflexibilität aus. Anwender müssen sich bei der Auswahl des richtigen NBR-Werkstoffs also für eine Priorität entscheiden. 

O-Ringe aus HNBR halten dagegen höheren Temperaturen bis 150 Grad stand.

Zu beachten ist, dass die Hitzebeständigkeit von NBR O-Ringen im Kontakt mit Wasser und Luft niedriger ausfällt als beim Einsatz mit mineralölbasierten Medien. Die Dauertemperaturgrenze liegt für Standardqualitäten an Wasser bei 70, an Luft bei 110 Grad.

#5 Wie sind die mechanische Eigenschaften von NBR O-Ringen?

  1. Sehr gute Abriebfestigkeit
  2. Eignung für dynamische Anwendungen
  3. Niedriger Druckverformungsrest

Das gute Abriebverhalten und die Druckbeständigkeit kommen NBR O-Ringen bei der statischen Abdichtung zugute. 

Selbst wenn die Maschinenelemente sich etwa 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, dann hat das kaum zur Folge, dass sich Partikel aus dessen Oberfläche lösen. 

Die Kombination dieser Eigenschaften macht NBR O-Ringe anders als die meisten alternativen Werkstoffe auch für leichte dynamische Anwendungen geeignet.

#6 Was muss ich bei der Nutauslegung eines NBR O-Rings beachten?

  1. Nutgestaltung nach ISO 3601 vornehmen
  2. Im statischen Fall Mindestverpressung des Querschnitts von 6% sicherstellen
  3. Für dynamische Abdichtung 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 ist, dass bei größeren Querschnitten das Volumen deutlich stärker wächst 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 von NBR O-Ringen durch den Sauerstoffkontakt. 

Diese Überlegung sollte bei der Dimensionierung der O-Ringe berücksichtigt werden.

Was ist bei der Montage von NBR O-Ringen 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 vermeidenISO 

#7 Weitere wichtige Informationen zu NBR O-Ringen

Zum Abschluss möchten wir noch einige Fragen beantworten, die uns im Alltag häufiger gestellt werden.

#7.1 Was ist NBR für ein Material?

NBR (Nitril-Butadien-Kautschuk) ist ein Elastomer, welches in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt wird. Insbesondere die Chemie, Öl&Gas und Automobilindustrie setzen NBR in immensen Stückzahlen ein, da NBR ein ausgezeichnetes Preis-Leistungs-Verhältnis besitzt.

Im Bereich der O-Ringe gilt das NBR Material als der Standardwerkstoff.

#7.2 Wo finde ich das NBR Datenblatt?

Das Datenblatt für unsere NBR O-Ringe können Sie sich ganz einfach direkt auf unserer Webseite ansehen und wenn Sie möchte auch herunterladen.

Link zum Datenblatt

#7.3 Was ist NBR 90?

Hinter dem Ausdruck „NBR 90“ verbirgt sich zu einen die Werkstoffangabe (NBR) und zum anderen aber auch die Angabe der Shorehärte (90).

Die Standardhärte (Shorehärte) liegt bei NBR bei 70 Shore A.  Dementsprechend sind 90 Shore O-Ringe härter als der Standard und werden daher nur bei hohen Drücken eingesetzt.

„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.“

Luke Williams
Luke Williams

Herr der O-Ringe
Autor der Dichtungsakademie

Haben Sie noch Fragen zu diesem Thema? Dann kontaktieren Sie uns gerne!

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