O-Ring-Nutauslegung

Kolben-, Stangen- & Flanschdichtungen · AS568 & ISO 3601 · v1.2

1Anwendung
Bewegung
Druck von
Nutkontur

2O-Ring

3Einbauraum & Nut

Der O-Ring sitzt im Einstich der Verschraubung und wird in den Kegelsitz des Ports gepresst. Die Größe im Abschnitt O-Ring nach Rohraußendurchmesser wählen; die Port- und Verschraubungsmaße stehen in den Ergebnissen.

Toleranzen

Jeder Durchmesser des Einbauraums wird mit Nennmaß ± Durchmessertoleranz angesetzt; die Tiefentoleranz gilt für die Nuttiefe von Flanschdichtungen und für rechteckige radiale Nuten.

4Betriebsbedingungen

Volumenquellung durch das Medium (aus den Beständigkeitsdaten der Mischung). Die Wärmeausdehnung des O-Rings wird bei der Höchsttemperatur addiert.

Verpressung (nominal)
—

Einbauraum im Schnitt

O-Ring frei

Nutkontur

Ergebnisse

Empfohlene Nut für diesen O-Ring

Bibliothek der Nut-Richtwerte

O-Ring-Größenbibliothek

Zeile anklicken, um diesen O-Ring zu verwenden.

Werkstoffbibliothek

Typische Werte für Standardmischungen. Immer das Datenblatt der tatsächlichen Mischung und die Medienbeständigkeit prüfen.

Methode, Annahmen & Quellen
  • Verpressung = (Schnurstärke − Einbautiefe) / Schnurstärke. Der ungünstigste Fall kombiniert die Toleranz der Schnurstärke, die Einbauraumtoleranzen und die Einbaudehnung. Optional werden die Teile um das volle Radialspiel versetzt (Exzentrizität).
  • Dehnung flacht die Schnurstärke ab; die Abnahme folgt der empirischen Kurve von Parker (ORD 5700, Abb. 3-3). Kolbennut: Dehnung auf dem Nutgrund. Stangennut: Dehnung auf der Stange oder Umfangsstauchung der Mittellinie. Flanschnut: der O-Ring soll bei Innendruck an der Außenwand und bei Außendruck an der Innenwand anliegen.
  • Nutfüllung = eingebaute Querschnittsfläche / Nutfläche (ohne Grundradien); bei Dehnung bleibt das Volumen erhalten. Die warme Füllung berücksichtigt die volumetrische Wärmeausdehnung des O-Rings und die Quellung; die Metallteile dehnen sich annahmegemäß nicht aus (konservativ).
  • Gerundete Rechtecke: Umfang = 2(L + W) − (8 − 2π)R. Dehnung und Sitz vergleichen die Umfänge von O-Ring und Nut. Ein Eckenradius an der Mittellinie von mindestens 3 × Schnurstärke ist eine übliche Faustregel.
  • Schwalbenschwanznuten: Nutfläche = Tiefe × Öffnungsbreite + Tiefe² · tan(Hinterschnittwinkel); der mittlere O-Ring-Durchmesser soll dem mittleren Nutdurchmesser entsprechen (Parker Design Chart 4-4, ERIKS Tabelle 3.C-3). Einschraubdichtungen: AS568-Ringe -9xx mit Port- und MS33656-Verschraubungsmaßen aus dem ERIKS-Handbuch; geprüft werden die Dehnung auf dem Einstich und die Werkstoffgrenzen.
  • Richtlinien: Parker ORD 5700 Design Tables 4-2 (industriell statisch), 4-3 (Flanschdichtungen), 5-2 und 5-2-b (industriell hin- und hergehend, Zoll und metrisch); ERIKS O-ring Technical Handbook Abschnitt 12 Tabellen 3.C-1 (Flansch, metrisch), 3.C-2 (statisch radial, metrisch), 3.D-1 (dynamisch, metrisch), 3.D-2 (Stützringe) und 3.B-1a (Spiel). Andere Schnurstärken werden aus diesen Tabellen interpoliert.
  • Verwendete Grenzen: statische Verpressung 12–30 % (max. 30 %, Parker), dynamisch 8–16 %; Mindestverpressung ≈ 0,2 mm; Nutfüllung nominal 60–85 %, optimal 75 %, mindestens 10 % Freiraum; Einbaudehnung ≤ 5 % (Parker), ≤ 3 % bei Flanschdichtungen (ERIKS); Spiele für Silikon und Fluorsilikon halbiert; Stützringe über 103,5 bar statisch (Parker) bzw. 50 bar dynamisch (ERIKS).
  • Größen: AS568-Maße nach AS568A aus Parker ORD 5700 Tabelle 9-1; ISO 3601-1 Reihe G nach Parker Tabelle 9-6. Temperaturbereiche und Ausdehnungskoeffizienten der Werkstoffe sind typische Werte (Parker Tabelle 2-5).
  • Nicht abgedeckt: rotierende Dichtungen, pneumatische schwimmende Ringe, Quetschdichtungen, Reibung und Montagekraft, Extrusionsdiagramme über Druck und Härte, Wärmeausdehnung des Gehäuses. Auslegungsrichtlinien sind Richtwerte; mit dem Dichtungshersteller bestätigen.

O-Ring-Nutauslegung

Version 1.2 · von Eren Tozlu

Ein kostenloses Browser-Werkzeug zum Auslegen und Prüfen von O-Ring-Nuten (Einbauräumen): Kolben- und Stangendichtungen, statisch oder dynamisch, sowie Flanschdichtungen mit kreisförmiger oder gerundet-rechteckiger Nut. Es prüft die Verpressung mit ungünstigsten Toleranzen, Nutfüllung, Dehnung, Extrusionsspalt, Temperatur- und Werkstoffgrenzen. Alle Berechnungen laufen in Ihrem Browser.

Enthält die Größenreihen AS568 und ISO 3601-1, eine Elastomer-Bibliothek und Nut-Richtwerttabellen auf Basis der öffentlichen Auslegungsrichtlinien von Parker (O-Ring Handbook ORD 5700) und ERIKS (O-ring Technical Handbook). Keine Verbindung zu oder Empfehlung durch diese Unternehmen.

Erstellt von Eren Tozlu. Weitere Engineering-Werkzeuge und Projekte auf ehcrea.com.

Open Source unter der MIT-Lizenz; der Quellcode liegt auf GitHub.

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Die Ergebnisse sind Auslegungshilfen. Kritische Dichtstellen mit dem Dichtungshersteller und durch Versuche bestätigen.

So verwenden Sie die O-Ring-Nutauslegung

Neu hier? Wählen Sie in der Werkzeugleiste unter Anwendungsbeispiel laden… ein Beispiel, ändern Sie dann einen Wert nach dem anderen und beobachten Sie die Ergebnisse.

Vier Schritte

  1. Anwendung: Dichtungsart wählen. Kolben: Nut im Innenteil, dichtet gegen eine Bohrung. Stange: Nut im Gehäuse, dichtet gegen Stange oder Welle. Flansch: Nut in einer Planfläche unter einem Deckel. Schwalbenschwanz: hinterschnittene Flanschnut, die den O-Ring hält. Einschraub-Port: O-Ring einer Rohrverschraubung mit zylindrischem Gewinde. Dann statische oder dynamische Bewegung, die Druckrichtung (Flanschdichtungen) und die Nutkontur wählen: Kreis oder gerundetes Rechteck.
  2. O-Ring: Normgröße wählen (AS568, ISO 3601-1 oder Einschraubdichtungen) oder eigene Maße eingeben, dann Werkstoff und Härte. O-Ring vorschlagen wählt die Normgröße, die am besten zu Ihren Einbaumaßen passt.
  3. Einbauraum & Nut: Hauptmaß eingeben (Bohrung, Stange, Nutwand oder Mittellinie) und Empfohlene Nut übernehmen drücken, um die Nut nach der Parker- oder ERIKS-Richtlinie auszulegen. Maße und Toleranzen an Ihre Zeichnung anpassen.
  4. Betriebsbedingungen: Druck, Temperaturbereich und die Volumenquellung des O-Rings in Ihrem Medium.

Der Einbauraum

Einbautiefe L
Abstand vom Nutgrund zur Gegenfläche; bei radialen Dichtungen einschließlich Radialspiel, bei Flanschdichtungen einschließlich Flanschspalt.
Nutbreite G
Platz für die seitliche Verformung des O-Rings, für Quellung und für Stützringe.
Spiel E
Durchmesserspiel zwischen den bewegten oder gefügten Teilen (E/2 je Seite): der Extrusionsweg unter Druck.
Verpressung
(d2 − L) / d2: wie stark die Schnur gequetscht wird. Zu wenig leckt, zu viel führt zu hoher Reibung, Druckverformungsrest und Beschädigung. Statisch 12–30 %, dynamisch 8–16 %.
Nutfüllung
Querschnittsfläche des O-Rings / Nutfläche. Etwa 75 % anstreben und unter 85 % bleiben, damit Platz für Quellung und Wärmeausdehnung bleibt.
Dehnung
Wie stark der Innendurchmesser bei der Montage gedehnt wird. Unter 5 % halten (3 % bei Flanschdichtungen); Dehnung flacht auch die Schnurstärke ab.
Grenzfall
Alle Toleranzen an ihrer ungünstigsten Grenze: der kleinste Ring im tiefsten Einbauraum und umgekehrt.

Ergebnisse lesen

Das Werkzeug folgt den öffentlichen Auslegungsrichtlinien von Parker und ERIKS. Kritische Dichtstellen immer mit dem Dichtungshersteller und durch Versuche bestätigen.

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