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Autos der 1970er Jahre hatten Kilometerz?hler, die sich bei 100.000 Meilen (160.934 km) überschlugen. Der Grund dafür war einfach: 160.000 Kilometer waren in den sp?ten 1970er Jahren eine beachtliche Leistung, und es gab kaum einen Grund, die Kilometerleistung darüber hinaus aufzuzeichnen. Die Wahrscheinlichkeit, dass ein Fahrzeug l?nger als 100.000 Meilen halten würde, war im Vergleich zu heute gering. Eine typische Neuwagengarantie betrug damals nur 12 Monate oder 12.000 Meilen. Heute sind 100.000 Meilen keine Leistung mehr, sondern eine Erwartung, und viele Fahrzeuge haben sogar Garantien, die so weit reichen.

Industrielle rotierende Maschinen, insbesondere Industriepumpen, haben einen ?hnlichen, wenn auch noch dramatischeren Wandel durchlaufen. Wo früher 90-Tage-Garantien und j?hrliche überholungen von Pumpen üblich waren, erwarten die Anwender heute einen ununterbrochenen Betrieb von fünf Jahren oder l?nger. Die praktische Anwendung der Zuverl?ssigkeitswissenschaft hat dies m?glich gemacht, und die Aufmerksamkeit insbesondere auf der Lebensdauer der Lager hat wesentlich zu dieser neuen Realit?t beigetragen.

In Anbetracht der Tatsache, dass Lagerausfall einem Anlagenausfall gleichkommt, ist der Lagerschutz ein wesentliches Thema bei jedem Gespr?ch über die Zuverl?ssigkeit industrieller rotierender Anlagen. Lagergeh?usedichtungen bieten in erster Linie Schutz vor zwei Hauptausfallursachen: Eindringen von Verunreinigungen und Schmierverlust. Die richtige Auswahl und Konstruktion von Lagergeh?usedichtungen hat einen erheblichen Einfluss auf die Zuverl?ssigkeit der Pumpe. Grundkenntnisse und Verst?ndnis der Lagergeh?use-Dichtungen sind daher ein absolutes ?Muss“ für jeden praktizierenden Fachmann, der für die Zuverl?ssigkeit rotierender Anlagen zust?ndig ist.

Kontakt oder berührungslos?

Im Wesentlichen gibt es zwei gro?e Kategorien für Lagergeh?useabdichtungen: mit Kontakt und kontaktlos. Kontaktdichtungen verlassen sich ausschlie?lich auf den Kontakt, um ihre Dichtungsfunktion zu erfüllen. Ohne Kontakt gibt es keine Dichtung.

Kontaktlose Dichtungen hingegen sind nicht auf Kontakt angewiesen, um ihre Dichtungsfunktion zu erfüllen. Dies soll nicht hei?en, dass die Konstruktion kontaktloser Dichtungen niemals eine Berührung der Komponenten zul?sst (wie z. B. bei der Montage oder Einstellung), sondern vielmehr, dass der Kontakt keine Voraussetzung für eine einwandfreie Funktion ist. Bei kontaktlosen Dichtungen ist der Kontakt nicht der Mechanismus, der das Funktionieren der Dichtung gew?hrleistet.

Kontaktdichtung

Kontaktdichtungen sind üblicherweise weiter unterteilt in Lippendichtungen und Magnetdichtungen. Lippendichtungen sind generell Konstruktionen, bei denen ein elastomeres, in der Regel umlaufendes Kontaktelement verwendet wird. Dieses statische Kontaktelement wird oft mit Hilfe einer Feder gegen die Welle gedrückt, um einen positiven Kontakt zu gew?hrleisten. Das elastomere Kontaktelement wird oft von einem Metallgeh?use gehalten, das um die Welle mit der Presspassungstechnik in das Lagergeh?use gepresst wird. Der Hauptvorteil von Lippendichtungen sind die geringen Kosten. Au?erdem sind sie in fast jeder gewünschten Gr??e leicht erh?ltlich. Wesentliche Nachteile sind die kurze Lebensdauer aufgrund von Verschlei?, und der dynamische Kontakt mit der Welle kann zu Wellenverschlei? und Sch?den führen.

Magnetische Dichtungen sind optisch flach und im Wesentlichen einfache, nicht entlastete Gleitringdichtungen, die im Gegensatz zu mechanischen Federn eine magnetische Anziehung auf die Belastungsfl?chen ausüben. Die Fl?chen bestehen in der Regel aus verschiedenen Materialien wie Kohlenstoff und Edelstahl oder anderen Metallen. Der Hauptvorteil von Magnetdichtungen gegenüber Lippendichtungen besteht darin, dass sie die Welle nicht besch?digen, da der gesamte dynamische Kontakt innerhalb der Dichtung und zwischen den beiden Fl?chen stattfindet. Magnetdichtungen sind wesentlich teurer als Lippendichtungen.

Beide Arten von berührenden Dichtungen haben den Vorteil, dass sie in der Lage sind, positive Drücke oder statische Schmiermittelniveaus abdichten zu k?nnen. Allgemeiner Nachteil ist, dass Kontaktdichtungen Reibungsvorrichtungen sind, die sich abnutzen und irgendwann versagen. Es ist nicht vorhersehbar, wann Kontaktdichtungen versagen werden oder welche Dichtungslebensdauer von einer bestimmten Dichtungsinstallation erwartet werden kann. Es wird zwar davon ausgegangen, dass magnetische Gleitringdichtungen eine h?here Lebenserwartung als Lippendichtungen haben, doch die tats?chliche Lebensdauer beider Arten von Kontaktdichtungen ist gr??tenteils noch unbekannt.

Berührungslose Dichtungen

Kontaktlose Dichtungen k?nnen in drei verschiedene Kategorien eingeteilt werden: Spaltdichtungen, traditionelle Labyrinthe oder zusammengesetzte Labyrinthe, die oft als Lagerisolatoren bezeichnet werden. Spaltdichtungen bieten bestenfalls minimalen Schutz, da sie sich ausschlie?lich auf einen Spalt oder ein enges Spiel als Dichtungsmechanismus verlassen, um alles zu blockieren, was gr??er als der Spalt ist.

Traditionelle Labyrinthdichtungen führen die Spaltdichtungskonstruktion noch weiter, um alles, was durch die Dichtung hindurchgeht, zu behindern. Herk?mmliche Labyrinthdichtungen sind meist einseitig ausgerichtet und daher unpraktische Optionen für Lagergeh?useabdichtungen, die den Ausschluss von Verunreinigungen und die Rückhaltung von Schmiermitteln erfordern. Spalt- und Labyrinthdichtungen sind kostengünstig.

Bearing Isolators

In den sp?ten 1970er Jahren wurde die Verbundlabyrinthdichtung in die Industrie eingeführt. Verbundlabyrinthdichtungen verwenden statische und dynamisch Komponenten, um Schmiermittel zurückzuhalten und Verunreinigungen auszuschlie?en. Der Erfinder dieser Verbundlabyrinthdichtungen pr?gte den Begriff ?Lagerisolator“, um sie von den herk?mmlichen Labyrinthdichtungen zu unterscheiden. Der Begriff ist seither allgemein gebr?uchlich.

Lagerisolatoren sind kontaktlose Dichtungen und haben daher eine unbegrenzte Lebenserwartung. Da sie unter normalen Umst?nden nicht ausfallen, sind sie selten die Ursache für Ausfallzeiten von Anlagen. Als kontaktlose Dichtung sind Lagerisolatoren nicht die richtige Wahl, wenn Druck, wie z. B. ein statischer Schmierstoffpegel, abgedichtet werden muss oder wenn ein Lagergeh?use eingetaucht wird. Sie sind jedoch fast immer die bevorzugte Wahl gegen Spritzschmiermittel und Verunreinigungen. Lagerisolatoren sind teurer als Lippendichtungen, Spaltdichtungen oder einfache Labyrinthdichtungen, aber gleich teuer oder günstiger als magnetische Kontaktdichtungen.

Zu sagen, dass die übliche Anwendung von Lagerisolatorenan Pumpenlagergeh?usen gewaltig sei, w?re eine Untertreibung. Pumpen arbeiten innerhalb von Systemen verwandter Komponenten, und der Ausfall einiger weniger wichtiger Elementen kann ein ganzes System zum Stillstand bringen. Ausf?lle der Lagergeh?usedichtungen k?nnen zu Ausf?llen von Pumpensystemen führen und tun dies auch. Da die Nachfrage nach erh?hter Zuverl?ssigkeit und Lebensdauer in den letzten Jahrzehnten sprunghaft angestiegen ist, konnten Lippendichtungen mit den Kundenerwartungen einfach nicht mithalten. Der Einsatz von kontaktlosen, verschlei?freien Lagerisolatoren war von grundlegender Bedeutung für das Erreichen der heute in der Industrie geforderten MTBR.

Auswahl der Dichtung

Die Auswahl der Dichtungen ist, wie die meisten technischen Entscheidungen, ein Kompromiss. W?hrend Kontaktdichtungen, wie ihr Name schon sagt, einen positiven Kontakt und damit eine wirksame Abdichtung gegen die Druckh?he bieten, ist ihre Lebensdauer nur begrenzt. Sie werden irgendwann versagen, wobei der Zeitpunkt des Versagens nicht bekannt ist, und es gibt unz?hlig viele Faktoren, die zur Lebensdauer von Kontaktdichtungen beitragen k?nnen. Wenn sie versagen, ist die Reparatur der Anlage nicht mehr weit.

Kontaktlose Bearing Isolators hingegen versagen nicht und tragen nur selten zu einer Verringerung der Gesamtzuverl?ssigkeit der Anlage bei. Tats?chlich erh?hen sie die Zuverl?ssigkeit, indem sie die Lagergeh?usedichtung als Punkt des Versagens eliminieren. Deshalb sind Bearing Isolators die g?ngige Standardwahl für rotierende Industrieanlagen, insbesondere für Industriepumpen. In den Jahrzehnten, seit Fahrzeuge die 100.000-Meilengrenze feierten, haben die Verfügbarkeit und der weit verbreitete Einsatz von Bearing Isolators einen gro?en Einfluss auf die Zuverl?ssigkeit rotierender Anlagen gehabt. Ohne die Bearing Isolator-Technologie, so k?nnte man argumentieren, w?re die derzeitige Erwartung von fünf oder mehr Jahren ohne Unterbrechung nicht m?glich.