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dichtung.pdf

Hallo,
für meine Abschlussarbeit muss ich u.a. eine Dichtung (Flachdichtung) berechen. Sie soll aus Silikon sein. Im Anhang habe ich eine Skizze. Es handelt sich um eine Art Rohr in einem Behälter. Mittels 2 Stiften, die auf das Rohr drücken wird die Dichtung, die auf der Unterseite des Rohres gesteckt wird auf den Boden des Behälters gedrückt. Gehalten werden die Stifte in ihrer Nut mittels 2 O-Ringen, die in dem Deckel des Behälters integriert sind. Mein Professor meinte, ich muss die Dichtkraft über die Vorpresskraft nach der Formel: PI * mittlerer Durchmesser der Dichtung * Dichtungskennwert * Formänderungswiderstand des Dichtungswerkstoffes berechnen. OK, da komme ich auf 225N, (ich habe Materialkennwert für Gummi angenommen,  für Silikon habe ich kein Materialwert gefunden). Denkt ihr, dass diese Formel ist die richtige ist. Und eigentlich müßte ich auch noch die notwendigen Kraft berechnen, dass die O-Ringe die Stifte in ihrer Nut halten? Bin mir aber nicht sicher, mit welchem Ansatz ich das machen muss.
Gruß Thomas

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Zur Ergänzung: Der Flüssigkeitsspiegel, welcher abgedichtet werden muss ist nur 11mm.

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Hallo Taufi
Geht so gar nicht.
Guckst Du die Einbauempfehlungen
der O-Ringhersteller.

Glück auf
0-checker

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Hallo O-checker,
die Einbauemfehlung kenne ich. Der Deckel wird aber ein Spritzgießteil und die O-Ringe sollen als Einlegeteil umspritzt werden. Mir geht es um die Berechnung.

Gruß Thomas

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Gummipuffer.jpg

Dein angegebener Berechnungsansatz liefert Dir allein die so genannte Vorverformungskraft der unteren Flachdichtung, aber keineswegs die Haltekraft für Deine O-Ringe.

Ich möchte hier auch ausdrücklich darauf hinweisen, dass ich die Verwendung der O-Ringe zur Erzeugung von Axialkräften für grundlegend fragwürdig, absolut nicht empfehlenswert und nicht ohne Weiteres analytisch berechenbar halte!

Wenn Du nun aber unbedingt so einen Blödsinn machen willst/musst, sollten die O-Ringe als Feder betrachtet werden, die durch das Einführen der Stifte vorgespannt werden. Einen ganz groben Näherungsansatz für die Berechnung findest Du im Dubbel (siehe Bild).   
Wenn Du jetzt noch den Reibwert zwischen dem Gummi und Deinen Stiften kennst, hättest Du einen sehr sehr groben Näherungswert für Deine theoretische Haltekraft.

Aber Achtung:
1. Bedenke, dass Du beim axialen Verschieben der Stifte einen elastischen Anteil in die O-Ringe einbringst, der nach Abschluß der Montage je nach Richtung wieder herausfedert (ggf. Kraftverlust an der Flachdichtung).

2. Bedenke den Kraftverlust über der Zeit durch Kriechen oder eventuelle Schwingungsbeanspruchung, Temperatur, Alterung, ... .

Ich würde wenigsten den O-Ring auf dem Stift axial gegen einen Absatz und analog im Deckel so abstützen, dass sich über die Toleranzen (Gefäß) anstatt der relativ indifferenten Reibung ein definierter Vorspannweg für die O-Ringe einstellt.

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"Ich stimme mit der Mathematik nicht überein. Ich meine, daß die Summe von Nullen eine gefährliche Zahl ist."  (Stanislaw Jerzy Lec)

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O-Ringe umspritzen ist Murks. Konstruktion so gestalten, dass man die O-Ringe einlegen kann (gesenkte Bohrung und Deckel). Ansonsten teile ich die Bedenken von Wyndorps.

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Gert Dieter 

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Hallo Taufi,

falls möglich bitte bilder als *.PNG oder *.Gif oder sonst was reinstellen. PDFs sind etwas umständlich für die Leser.

Kraft ist Druck mal Fläche, deswegen hast Du bei einer Flachdichtung eine große Fläche und damit eine sehr große Kraft. Das funktioniert nur bei Stahlgehäusen, vielleicht noch bei Alu.
Deswegen sind Dichtungen meistens rund oder so daß die Form nachgeben kann.
Das Volumen kannst Du nicht verschwinden lassen.
O-Ringe umspritzen ist eine sehr riskante Angelelgenheit, das kann leicht schief gehen.

Bei Dichtungen kommt es auf die Härte an. Shore A oder D - bei Dichtungen meistens 70 oder 80 Shore A.
Versuche mal die Presskraft nach dieser Norm zurückzurechnen.
Ein Diagramm für die Presskraft fand ich im Katalog von Busak + Shamban, google mal da.

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Klaus           Solid Edge V 20 SP15

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Hi
Die Anordnung und der Einsatz der O-ringe
als Dichtung entsprechen, ob eingelegt oder wie
der untere O-ring gepresst, so wie in der Skizze dargestellt,
keiner gängigen Konstruktionspraxis. Wie wird man das Teil montieren,
ohne daß der untere O-ring verrutscht? Das steht zwar nicht
in der Aufgabenstellung, aber ein Konstrukteur sollte das
bei seiner Arbeit auch berücksichtigen. Wer denkt sich bloß
solche Aufgabenstellungen aus?

Grüßle 0-checker

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Hallo,
zunächst danke ich euch für die Vorschläge/Kritiken/Vorgehensweise für die Berechnung. Ich bin mir im klaren, dass O-Ringe nicht dafür gedacht sind umspritzt zu werden, dafür gibt es Konstruktionsrichtlinien bezüglich den Einbauräumen. Hatte ich auch zunächst so vorgesehen, allerdings kann ich die Hinterschneidungen die benötigt sind nicht entformen. Also entweder konstruiere ein weiteres Formteil, um die O-Ringe in den Deckel zu integrieren (Deckel bestehend aus Ober und Unterteil) und nehme einen weiteren Fügeprozess und ein weiteres Werkzeug in Kauf, oder ich umspritze sie. Mit einem Faltkern komme ich meiner Meinung nach nicht weiter. Aber das ist ja eigentlich nicht Gegenstand meiner Frage gewesen. Ich weiss es ist gewagt, aber unmöglich ist es meiner Meinung nach nicht.
Ich habe ein Diagramm bezüglich der Presskraft gefunden. Damit kann ich schonmal weiterrechnen.

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Hallo Thomas,
ich hab keine Ahnung wie man deine Anordnung berechnen kann. Ich würde mich da rantasten. Die Nut immer tiefer ausdrehen und mit einer Federwage den Stift herausziehen. Solange bis es passt. Dann eine schöne Formel einfallen lassen die wichtig aussieht und alles so hintricksen dass das Ergebnis des Versuchs rauskommt .
Wie sieht es denn mit Verschleiß aus? Rein hypothetisch: 10 mal auf und zu und ein O-Ring hält deine Kraft nicht mehr. Dann darfst du einen neuen Deckel abspritzen. Du versuchst die Stifte abzudichten und eine Axialkraft mit den O-Ring zu erzeugen bzw. aufrecht zu erhalten. Warum trennst du die Funtionen nicht? Gewinde auf die Stifte, in den Deckel eine Gewindebuchse zum Einpressen oder Umspritzen für die Axialkraft, deinen O-Ring für das Dichten, das Rohr erhält einen Kragen mit 80-90% der Dichtungshöhe der Silikonflachdichtung. Deckel zu, Stifte eindrehen bis alles auf Block sitzt. Nichts berechnen, alles dicht.

Ford P.

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Es gibt eine Theorie, die besagt, wenn jemals irgendwer genau rausfindet, wozu Pro/E da ist und warum es da ist, dann verschwindet es auf der Stelle und wird durch etwas noch Bizarreres und Unbegreiflicheres ersetzt.
Es gibt eine andere Theorie, nach der das schon passiert ist.

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