SILIKON O-RINGE | WERKSTOFFE EINFACH ERKLÄRT
Was sind SILIKON O-Ringe?
Silikon O-Ringe eignen sich insbesondere für den Einsatz im Kontakt mit sensiblen Produkten, etwa in der Medizin- oder Lebensmitteltechnik.
Die ausgezeichnete Hitzebeständigkeit und Niedertemperatureignung machen VMQ zu einem zuverlässigen O-Ring-Werkstoff für viele Anwendungsbereiche.
Der separat geführte Fluor-Silikon-Kautschuk FVMQ verhält sich ähnlich wie VMQ, weist aber eine verbesserte Beständigkeit gegenüber Mineralölprodukten auf. Damit schließt er die wichtigste Lücke im Beständigkeitsprofil von VMQ.
Merkmal | Wert |
|---|---|
ISO Bezeichnung | VMQ |
Handelsnamen | Silikon, Silicone |
Chemische Bezeichnung | Vinyl-Methyl-Silicone |
Medienbeständigkeit | Mittlere Medienbeständigkeit |
Temperaturbeständigkeit | -60°C bis +200°C |
Standardfarbe | Rot |
Standardhärte | 70 Shore A |
Anwendungsbereich | Lebensmittel, Gas/Wasserinstallation |
Herstellung | Formpressen und Spritzguss |
Toleranzen | DIN ISO 3601 |
Haltbarkeit | 10 Jahre |
Unterschiede im Rohstoffpreis
Material | NBR | EPDM | VMQ | HNBR | FKM | PTFE | FEP | FFKM |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Faktor | 1 | 1,5 | 1,9 | 2,7 | 3,9 | 24 | 51 | 329 |
Korrekte Interpretation: NBR ist im Vergleich zu den anderen O-Ring Werkstoffen das günstigste Material. Der Faktor gibt an, wie viel teurer ein Material im Vergleich zu NBR ist.
Beispiel: FKM ist 3,9x teurer als NBR. FFKM ist 329x teurer als NBR.
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#1 Die 5 wichtigsten Vorteile von SILIKON O-Ringen
1. Überlegene Tieftemperaturbeständigkeit
2. Besondere Heißluftbeständigkeit
3. Gute physiologische Eigenschaften
4. Beständigkeit gegen pflanzliche und tierische Öle und Fette
5. Unempfindlichkeit gegen Witterungseinflüsse
VMQ O-Ringe behalten ihre technologischen Eigenschaften über ein sehr breites Temperaturband bei.
Von der unteren Einsatzgrenze bei -60 Grad bis zur Maximaltemperatur von 200 Grad an Heißluft schwanken die dichtungsrelevanten Eigenschaften nur gering. Vor allem im Tieftemperaturbereich sticht VMQ damit aus den übrigen O-Ring-Werkstoffen hervor. Sonderqualitäten von VMQ eignen sich sogar für Temperaturen bis 200 Grad.
Daneben sind die physiologischen Eigenschaften von VMQ besonders hervorzuheben. Der Werkstoff tritt kaum in Wechselwirkung mit anderen Medien und so lassen sich ungewünschte Produktbeeinflussungen durch die Dichtungselemente ausschließen.
Das ist eines der ausschlaggebenden Argumente für den Einsatz von VMQ O-Ringen in Produktionsanlagen der Medizin- und Lebensmitteltechnik. Silikon ist auch geruchs- und geschmacklos.
Dass tierische Öle und Fette Teil des Beständigkeitsprofils sind, verhilft VMQ O-Ringen zusätzlich zur breiten Anwendung in der Lebensmittelsparte.
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 SILIKON O-Ringen
ELEKTROTECHNIK
VMQ O-Ringe finden sich nicht nur in großen Produktionsanlagen oder der Gasversorgung. Sie sind auch in vielen elektronischen Geräten zu finden.
Hierbei kommt es vor allem auf die stabilen elektrischen Eigenschaften des Werkstoffes an. Beispielsweise dürfen sich Dichtungen in manchen Bereichen nicht elektrisch aufladen. Das gilt etwa für Dichtungen mit Kraftstoffkontakt oder Antriebsriemen.
VMQ O-Ringe können leitend oder isolierend hergestellt werden und eignen sich daher für Einsatzbereiche mit besonderen Anforderungen an die elektrischen Eigenschaften.
Lebensmittel- und Pharmazie
Die Herstellung von Nahrungsmitteln, Getränken und Medikamenten unterliegt besonderen Sicherheitsvorschriften. Schließlich gelangen diese Erzeugnisse regelmäßig direkt in den menschlichen Organismus.
O-Ringe, die mit diesen Produkten in Berührung kommen, müssen daher physiologisch unbedenklich sein. Beispielsweise stellt die amerikanische FDA (Food and Drug Administration) Anforderungen an die Extraktion von Werkstoffbestandteilen aus den Dichtungselementen.
VMQ O-Ringe sind in vielen FDA-konformen Qualitäten erhältlich, sie entsprechen also den Anforderungen an die minimale Produktbeeinflussung. Das gilt auch für die Einhaltung anderer industriespezifischer Vorschriften wie denen des BfR (Bundesinstitut für Risikobewertung), 3A Sanitary Standards oder USP.
GASversorgung und Gasverbrauch
Anwendungen im Bereich Öl und Gas zählen zu den besonders sicherheitskritischen Einsatzbereichen für Dichtungselemente.
Während VMQ-Dichtungen nicht beständig gegenüber Produkten auf Mineralölbasis sind, verfügen sie über die Eignung für den Einsatz in Einrichtungen für Gasversorgung und Gasverbrauch. In Deutschland ist dafür die Freigabe durch den DVGW ausschlaggebend (Deutscher Verein des Gas- und Wasserfaches e.V.).
Die technischen Anforderungen legt DIN EN 549 fest. Als Alternativen zu VMQ kommen O-Ringe aus FKM, HNBR oder NBR in Betracht.
#3 Wie ist die Medienbeständigkeit von SILIKON O-Ringen?
Beständig gegen:
– Wetter und Ozon
– Aliphatische Motoren- und Getriebeöle
– Glykolbasierte Bremsflüssigkeiten
– Hydraulikfluide
– Öle und Fette
Nicht beständig gegen:
– Wasserdampf über 120°C
– Starke Säuren und Alkalien
– Silikonöle (Achtung bei der Montage)
Anspruchsvolle thermische Anwendungen machen das Einsatzprofil von VMQ aus.
Die Temperatureignung muss jedoch immer im Zusammenhang mit den jeweiligen Kontaktmedien geprüft werden. So sind Silikon O-Ringe an Luft bis Temperaturen über 200 Grad beständig. Kommt Wasser als Medium zum Einsatz, können VMQ O-Ringe bei Temperaturen bis 100 Grad dauerhaft zum Einsatz kommen.
Weiterhin sind die O-Ringe beständig gegen aliphatische Motoren- und Getriebeöle und glykolbasierte Bremsflüssigkeit. Als weitere technische Flüssigkeit stehen schwerentflammbare Hydraulikfluide auf der Beständigkeitsliste von Silikon O-Ringen.
Der Beständigkeit gegen Öle und Fette pflanzlicher und tierischer Herkunft verdankt VMQ seinen verbreiteten Einsatz in der Getränke- und Lebensmittelindustrie.
Schwächen weist VMQ im Kontakt mit Wasserdampf über 120 Grad auf. Das wirkt auch als limitierender Faktor bei der Dampfsterilisation in Produktionsanlagen der Nahrungsmittelverarbeitung.
Daneben bilden Säuren und Alkalien sowie Kraftstoffe Ausnahmen von der Medienbeständigkeit. Da Silikon O-Ringe beschränkt haltbar im Kontakt mit Silikonölen und -fetten ist, verlangt die Montage besondere Sorgfalt. Gängige Schmiermittel zur Montageerleichterung auf Silikonbasis können den O-Ringen nämlich schaden.
Generell lässt der Einfluss falscher Medien VMQ an Härte und Zugfestigkeit verlieren. Das Material quillt aber anders als viele andere Elastomere nicht auf.
#4 Wie ist die Temperaturbeständigkeit von SILIKON O-Ringen?
Silikon O-Ringe besitzen eine Temperaturbeständigkeit von -60°C bis +200°C.
Schon in Standardqualitäten decken Silikon O-Ringe einen sehr breiten Temperaturbereich ab. Besonders sticht die Tieftemperatureignung des Werkstoffs hervor.
Bei ähnlicher Hitzeeignung behalten VMQ O-Ringe ihre Dichtungseigenschafen in noch extremerer Kälte als EPDM O-Ringe. Dafür ist die gute Kälteflexibilität des Werkstoffes ausschlaggebend.
Dass die dichtungsrelevanten Eigenschaften von Silikon O-Ringen nur wenig temperaturabhängig sind, zeigt sich beispielsweise am Druckverformungsrest.
Er bleibt auch bei hohen Temperaturen gering, was für eine Beibehaltung der elastischen Eigenschaften spricht. Auch nach einer Druckbelastung unter hohen Temperaturen kehren Silikon O-Ringe zu einem hohen Maß in ihre Ausgangsform zurück, um den Dichtspalt zu verschließen. Das gilt jedoch für VMQ an Luft.
Im Kontakt mit Dampf steigt der Druckverformungsrest von VMQ deutlich an. Diese bleibende Verformung setzt die Dichtwirkung herab und begrenzt den Einsatzbereich. Das betrifft nicht nur Silikon, sondern auch FKM O-Ringe, die an Heißluft ähnlich gut abschneiden.
#5 Wie sind die mechanische Eigenschaften von SILIKON O-Ringen?
1. Hoher Abrieb
2. Geringe Zugfestigkeit
3. Geringe Dehnung
Die mechanischen Eigenschaften sind bei VMQ im Vergleich mit anderen Dichtungswerkstoffen schwach ausgeprägt.
Das zeigt sich vor allem in einem schlechten Abriebverhalten. Mechanische Beanspruchung durch Bewegungen im Dichtungssystem bewirkt schnell einen Materialverlust am O-Ring. Dieser Abrieb kann einerseits die Kontaktmedien verunreinigen und andererseits zum Verlust der Dichtungswirkung führen.
In diesem Zusammenhang stellt die geringe Extrusionsbeständigkeit von VMQ eine Herausforderung dar. Wirkt unter den Betriebsbedingungen hoher Druck auf Silikon O-Ringe, werden diese leicht in den druckabgewandten Dichtspalt gepresst.
Dabei kann es zu Abschälungen des O-Rings kommen. Das ungünstige Abriebverhalten schließt zusätzlich den dynamischen Einsatz von Silikon O-Ringen aus. Auch die Zugfestigkeit und Reißdehnung bewegen sich auf einem niedrigen Niveau.
Das erfordert besondere Sorgfalt bei der Gestaltung der Einbauräume und der Montage von Silikon O-Ringen.
#6 Was muss ich bei der Nutauslegung eines SILIKON O-Rings beachten?
1. Nutgestaltung nach DIN 3771 Teil 5 vornehmen
2. Den Dichtspalt gegenüber anderen Elastomeren um 50% reduzieren
3. Mindestverpressung des Querschnitts von 6% sicherstellen
4. Silikon O-Ringe gegen zu hohen Druck mit einem Stützring sichern
5. Fertigungsverfahren mit besonderem Fokus auf die Toleranzen wählen
Da Silikon O-Ringe Schwächen bei hoher Druckbelastung aufweisen, muss die Nutauslegung dem Rechnung tragen.
So ist der Dichtspalt kleiner zu wählen als bei anderen Elastomeren. Das verringert die Gefahr der Spalteinwanderung. Stützringe bieten sich als zusätzliche Hilfsmittel an. Bei der Bearbeitung der Bauteile sollten Konstrukteure auf geringe Toleranzen achten.
lassen sich lokal zu große Dichtspalte vermeiden.
Was muss ich bei der Montage eines Silikon O-Rings beachten?
1. Einführschrägen zwischen 15 und 20 Grad vorsehen
2. Bohrungen entgraten
3. Scharfe Kanten mit minimalen Radius von 0,1 bis 0,3 mm einplanen
4. Geeignetes Montagehilfsmittel nutzen (Mineralölbasis)
5. Verdrehen des O-Rings bei der Montagevermeiden
Abgesehen von den generellen Montageempfehlungen, sollten Silikon O-Ringe nicht mit Hilfe von Silikonöl oder -fett montiert werden, um einen Medienangriff zu vermeiden.
Darüber hinaus ist aufgrund der geringen Reißdehnung ein zu großes Aufweiten bei der Montage unbedingt zu verhindern.
#7 Weitere wichtige Informationen zu SILIKON O-Ringen
Zum Abschluss möchten wir noch einige Fragen beantworten, die uns im Alltag häufiger gestellt werden.
#7.1 Was ist im Silikon O-Ring Sortiment enthalten?
Unser vollständiges Silikon O-Ring Sortiment finden Sie hier:
#7.2 Gibt es ein Datenblatt zu den Silikon O-Ringen?
Das Datenblatt für unsere SILIKON O-Ringe können Sie sich ganz einfach direkt auf unserer Webseite ansehen und wenn Sie möchte auch herunterladen.
#7.3 Wie ist die Silikon O-Ring Temperaturbeständigkeit?
Grundsätzlich sind Silikon O-Ringe von -60°C bis +200°C dauerhaft beständig.
Dabei ist wichtig zu berücksichtigen, dass die Temperaturbeständigkeit nur beim Medium „Luft“ gilt.
#7.4 Sind Silikon O-Ringe lebensmittelecht?
Ja, alle unsere Silikon O-Ringe sind lebensmittelecht.
Das heißt die O-Ringe sind gemäß den Richtlinien der FDA (Food and Drug Administration) zugelassen.
„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
Haben Sie noch Fragen zu diesem Thema? Dann kontaktieren Sie uns gerne!
