O-RING NORM DIN 3771 | AUSLEGUNG EINFACH ERKLÄRT
Alles was Sie über die O-Ring Norm DIN 3771 wissen müssen
Ohne Normen gibt es keine allgemein definierten Standards, an denen sich die Marktteilnehmer orientieren können.
Das gilt für alle Bereiche der Industrie. Normen bilden den aktuellen Stand der Technik ab und stellen sicher, dass die betroffenen Bauteile oder Geräte in ihren funktionalen Eigenschaften den grundlegenden Anforderungen genügen.
So ist es auch bei O-Ringen, von deren Zuverlässigkeit die Betriebsbereitschaft großer Anlagen abhängen kann. Umso wichtiger ist es, dass sich Hersteller, Händler und Anwender von O-Ringen auf anerkannte Standards verlassen können.
Die deutsche DIN 3771 ist eine umfassende Norm für O-Ringe, die für allgemeine Anwendungen bestimmt sind.
Zwar ist sie mittlerweile zurückgezogen und durch die internationale ISO 3601 ersetzt worden, doch sie beeinflusst immer noch die Dichtungstechnik.
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#1 Was ist der Anwendungsbereich der Norm DIN 3771?
Der Titel von DIN 3771 lautet Fluidtechnik, O-Ringe. Dementsprechend bezieht sich die Norm auf alle O-Ringe als Dichtungselemente für die Fluidtechnik.
In der Praxis ist das gleichbedeutend mit allgemeinen Industrieanwendungen für O-Ringe, schließlich basieren die verbreiteten hydraulischen und pneumatischen Systeme auf Fluidtechnik.
In diesem Bereich müssen die Dichtungselemente verschiedene Medien voneinander trennen und teilweise hohem Druck standhalten.
In vielen Fällen werden die O-Ringe auch auf Reibung belastet, weil sich die abzudichtenden Bauteile gegeneinander bewegen.
#2 Die zentralen Regelungsbereiche der DIN 3771
Wie üblich ist die Norm in mehrere Teile untergliedert, wobei zu Beginn die Maße normgerechter O-Ringe definiert werden.
Darauf folgen weitere Abschnitte zu den Themenbereichen Prüfung und Kennzeichnung, Werkstoffe, Form- und Oberflächenabweichungen sowie Einbauräume.
Damit deckt DIN 3771 alle Kriterien ab, die für die Auslegung einer dauerhaft zuverlässigen O-Ring Abdichtung notwendig sind:
- Werkstoffeigenschaften: Elastizität, Härte und das Temperaturverhalten von O-Ringen sind entscheidend für die dauerhafte Dichtwirkung. Schließlich muss das Dichtungselement auch dann den Dichtspalt überbrücken, wenn sich während des Betriebs die Positionierung der Dichtflächen zueinander plötzlich ändert. Diese Eigenschaften müssen über einen definierten Temperaturbereich stabil bleiben, damit hohe oder niedrige Temperaturen nicht zu einem Ausfall führen.
- Maße: Enge maßliche Toleranzen stellen sicher, dass die Verpressung des Dichtelements im Sollbereich liegt. So führt beispielsweise ein lokal erhöhter Querschnitt zu einer stärkeren Verformung und damit zu mehr Reibung. Auch die Dehnbarkeit für die Montage beispielsweise einer Kolbendichtung hängt vom tatsächlichen Innendurchmesser des O-Rings ab.
- Oberflächenbeschaffenheit: Diese herstellungsbedingten Eigenschaften werden von maßlichen Abweichungen unterschieden, beziehen sich aber auch auf die Gestalt der O-Ringe. Beispielsweise können Formabweichungen die Verpressung reduzieren, Grate die Reibung steigern oder Einkerbungen Schwachstellen für die mechanische Belastung darstellen.
#3 Aufbau der DIN 3771 im Detail
DIN 3771 ist in fünf Abschnitte unterteilt, die sich jeweils auf verschiedene Aspekte der O-Ring Anwendung beziehen.
Teil 1: Maße
Zu Beginn listet die Norm in einer Maßtabelle alle standardisierten O-Ring Abmessungen auf. Dabei werden die Maße nach dem Schema ID x C/S angegeben, wobei ID den Innendurchmesser und C/S den Querschnittsdurchmesser kennzeichnet. Dieses Maß wird häufig auch als Schnurstärke bezeichnet.
Die Schnurstärke beginnt bei 1,8 mm und steigert sich in mehreren Schritten bis 7 mm. Beim Innendurchmesser reichen die Abmessungen von ebenfalls 1,8 mm bis 670 mm. Eine gängige Abmessung trägt nach der Norm also die Bezeichnung 40 x 3,55.
Für eine vollständige Beschreibung im Rahmen einer Bestellung wird diese Bezeichnung noch um das Sortenmerkmal aus Teil 4 und den Werkstoff aus Teil 3 der Norm erweitert.
Zusätzlich zu den Maßen gibt die Norm die zulässigen Toleranzen für die Maße vor. Sie sind so bemessen, dass die zulässige Schwankungsbreite in der Regel keine technischen Einbußen verursacht.
Teil 2: Prüfung und Kennzeichnung
Anschließend an die Definition der normgerechten Abmessungen bezieht sich DIN 3771 auf die Prüfung und Kennzeichnung der O-Ringe.
Die Schnurstärke ist das primäre Maß für die Funktionsfähigkeit einer O-Ring Abdichtung, weil sie die Verpressung mitbestimmt. Das Maß kann vor allem durch fertigungsbedingte Einflüsse schwanken.
Bei den gängigen Fertigungsverfahren kommen zweiteilige Dauerformen zum Einsatz, in denen die Dichtungselemente ihre endgültige Gestalt erhalten. Sind die Formteile zueinander versetzt, kann das die Schnurstärke lokal reduzieren.
DIN 3771 gibt vor, dass die Schnurstärke mit einem berührungsfreien Verfahren gemessen werden muss, um Aussagen über die maßliche Abweichung treffen zu können. Die Schnurstärke ist an mehreren Stellen zu erfassen, sodass lokale Schwankungen erkennbar werden.
Für den Innendurchmesser sieht DIN 3771 Teil 2 vor, dass konische Messdorne und Stufendorne zum Einsatz kommen.
Teil 3: Einsatzbereich
Dieser Teil von DIN 3771 charakterisiert verschiedene O-Ring Werkstoffe. Sie werden anhand ihrer Härte unterschieden und um die jeweiligen Einsatzbereiche ergänzt. Dabei finden diese Elastomerwerkstoffe mit ihrer Kurzbezeichnung nach DIN ISO 1629 Beachtung:
- NBR
- FPM
- EPDM
- MVQ
- ACM
Die Angabe der Einsatzbereiche findet sich in Form einer Tabelle, die gebräuchliche Medien auflistet und für jeden Werkstoff zulässige Dauertemperaturen für den jeweiligen Medienkontakt angibt.
Damit bietet Teil 3 von DIN 3771 praktische Hinweise auf grundsätzlich geeignete Elastomerwerkstoffe für bestimmte Dichtungssituationen.
Teil 4: Form- und Flächenabweichungen
Die zulässigen Abweichungen für nach Teil 1 definierte O-Ringe gibt dieser Teil für zwei verschiedene Sortenmerkmale an.
Während das Sortenmerkmal N O-Ringe mit allgemeinem Anwendungsbereich kennzeichnet, steht das Sortenmerkmal S für einen höheren Qualitätsstandard. Es sieht dementsprechend geringere Abweichungen und höhere Oberflächengüten vor.
Die Norm unterscheidet und beschreibt diese Abweichungen an O-Ringen:
- Formabweichung
- Grat
- Einkerbung
- Einzugstelle
- Entgratungsbereich
- Fließlinien
- Vertiefungen
- Fremdkörper
In der Folge enthält die Norm Tabellen, die für jede Abweichung das zulässige Größtmaß angeben. Die Spezifikation erfolgt in Abhängigkeit von den in Teil 1 der Norm definierten Schnurstärken von 1,8 bis 7 mm.
Teil 5: Berechnungsverfahren und Maße der Einbauräume
Für die einwandfreie Funktion von Dichtungssystemen müssen O-Ringe und ihre Einbauräume aufeinander abgestimmt sein.
Daher bietet Teil 5 von DIN 3771 Berechnungsgrundlagen für die Einbaunuten von O-Ringen. Die Ergebnisse für die in Teil 1 definierten O-Ringe können direkt den enthaltenen Tabellen entnommen werden.
Die Berechnungsgrundlagen lassen sich jedoch auch auf nicht genormte O-Ring Abmessungen übertragen.
Das Regelwerk unterscheidet axialdichtende und radialdichtende Systeme und gibt die Maße etwa für Höhe und Breite der Nut in Abhängigkeit von den definierten Schurstärken an. Außerdem werden zulässige Dehnungen und Stauchungen sowie die Mindestlängen von Einführschrägen festgelegt.
#4 DIN 3771 im Vergleich mit ISO 3601
Die deutsche Norm DIN 3771 ist im Wesentlichen in die nun gültige internationale Norm ISO 3601 eingegangen. So weist ISO 3601 ebenfalls einen Aufbau mit fünf Teilen auf, die sich in der Gliederung mit denen von DIN 3771 überschneiden.
ISO 3601 definiert metrische O-Ringe nach derselben Maßtabelle wie DIN 3771. Zwischenzeitlich wurde die Tabelle von ISO 3601 um O-Ringe in zölligen Abmessungen erweitert.
Dahinter steht das Ziel, eine Norm zu schaffen, die die weltweit relevanten O-Ring Abmessungen erfasst und einheitliche Regeln für Einbauräume und die Beschaffenheit der O-Ringe vorgibt.
ISO 3601 geht auch im Bereich der Werkstoffe über die deutsche Norm hinaus. So finden sich in Teil 5 der ISO-Norm werkstoffliche Anforderungen an O-Ringe, die den Inhalt von DIN 3771 Teil 3 weit übertreffen.
#5 DIN 3771 bleibt weiterhin relevant
DIN 3771 ist offiziell zurückgezogen und durch ISO 3601 als universelle internationale O-Ring Norm ersetzt.
Nach wie vor bleibt die DIN 3771 jedoch auf zwei Weisen relevant: Sie hat die internationale Norm wesentlich geprägt und ist zu großen Bestandteilen in der aktuell gültigen Fassung enthalten. Beispielsweise haben die Maßtabelle und die Berechnungsvorschriften für Einbauräume weiterhin Bestand.
Daneben wird die DIN 3771 in der Praxis weiter herangezogen. Ältere technische Dokumentationen beziehen sich auf sie genauso wie einige O-Ring Anbieter bei der Angabe von Produktdaten.
„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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