X-Ringe / Quad-Ring®

Übersicht X-Ringe/Quad-Ring®

Beschreibung

X-Ringe, auch bekannt unter den Bezeichnungen Quad-Ring^® oder Vierlippenring, sind selbsttätige, doppeltwirkende Dichtelemente mit einem eigens dafür entwickelten vierlippigen Profil. Im Standard sind X-Ringe aus den Werkstoffen Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (NBR) und aus Fluorkautschuk (FPM) lieferbar.

Als Sonderwerkstoffe sind ebenfalls Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM), Hydrierter-Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (H-NBR), Neoprene (CR), Silikonkautschuk (MVQ), Polyurethan (PU) oder Perfluorkautschuk (FFKM), auch in FDA konformen Mischungen lieferbar.

Gegenüber einem O-Ring bietet der X-Ring eine doppelte Dichtfunktion. Er benötigt eine geringere Vorspannung, die auf Grund der geringeren Anpresskräfte zu verminderter Reibung bei dynamischem Einsatz führt. Durch das speziell entwickelte Vierlippenprofil neigt der X-Ring bei hin- und hergehenden Bewegungen nicht zum Rollen (verdrillen) in der Nut.

Standard X-Ringe sind in zölligen Abmessungen mit O-Ring Abmessungen der amerikanischen Norm AS568A austauschbar.

Eine Übersicht der lieferbaren X-Ringe in metrischen Abmessungen finden Sie in der Tabelle ZM. Weitere Abmessungen sind auf Anfrage lieferbar.

X-Ringe können als dynamische (z. B. Kolben- oder Stangendichtungen) oder statische Abdichtung (z.B. in Deckeln, Flanschen oder Buchsen).in einem weiten Anwendungsbereich eingesetzt werden. Die Auswahl des geeigneten Werkstoffes erfolgt immer in Abhängigkeit von Druck, Temperatur und dem abzudichtenden Medium.

Schnurstärken nach Amerikanischer Norm AS 568 A

1,02	1,27	1,52	1,78	2,62	3,53	5,33	7,00

Eine Übersicht der lieferbaren X-Ring Abmessungen finden sie in Tabelle V.

Vorteile beim Einsatz von X-Ringen

Da X-Ringe gegenüber O-Ringen weniger vorgespannt werden müssen, benötigen sie eine geringere Vorpressung, die zu einer verminderten Reibung bei dynamischem Einsatz führt.

Darüber hinaus bietet der X-Ring gegenüber einem O-Ring weitere Vorteile:

• Ein Schmiermittelreservoir, das sich auf Grund der besonderen Geometrie zwischen den Dichtlippen bilden kann.
• Eine geringe Reibung, da der X-Ring bei vergleichbarer O-Ring Abdichtung weniger radial vorgespannt wird. Die geringeren Anpresskräfte ergeben weniger Reibung, einen geringeren Verschleiß und somit eine höhere Lebensdauer der Abdichtung.
• Ein sehr gutes Dichtverhalten, da Aufgrund einer günstigeren Verteilung der Pressung über den Querschnitt eine hohe Dichtheit erzielt wird.
• Hohe Sicherheit gegen Verdrillen, da der X-Ring auf Grund seines besonderen Profils nicht wie ein O-Ring zum Rollen in der Nut (bei hin- und hergehender Bewegung) neigt.
• Kein störender Pressgrat, da der fertigungsbedingte, oft störende Grat am Innen- bzw. Außendurchmesser des O-Ringes, beim X-Ring zwischen den Dichtlippen liegt.
• Ein sehr gutes Dichtverhalten, da Aufgrund einer günstigeren Verteilung der Pressung über den Querschnitt eine hohe Dichtheit erzielt wird.

X-Ringe/Quad-Ring®

Anwendungen

Einsatzbereiche

X-Ringe können für eine Vielzahl unterschiedlicher Anwendungen eingesetzt werden. Sie sind in ihrer Handhabung mit O-Ringen vergleichbar. Vorzugsweise kommen X-Ringe in dynamischen Abdichtungen zum Einsatz. Hierbei wird der Einsatz wird jeweils durch den abzudichtenden Druck und die Geschwindigkeit begrenzt.

Dynamischer Einsatz

• zur Abdichtung von Kolben- und Stangendichtungen, Plunger usw.
• zur Abdichtung von schwenkenden, rotierenden oder schraubenförmigen Bewegungen an Wellen, Spindeln, Drehführungen usw.

Statischer Einsatz

• als radial-statische Abdichtung, z. B. bei Buchsen, Deckeln, Rohren usw.
• als axial-statische Abdichtung, z. B. bei Flanschen, Deckeln, Verschlüssen usw.
• als Vorspannelement für gummivorgespannte Hydraulikdichtungen, wenn Gefahr für das Verdrillen des O-Ringes besteht.
• In Motorrad- oder Rollenketten

Einsatzbedingungen

X-Ringe können in einem weiten Anwendungsbereich eingesetzt werden. Die Auswahl des geeigneten Werkstoffes, muss unter Berücksichtigung der Betriebsparameter Druck, Temperatur

und Medien erfolgen.

Betriebsdruck:

dynamischer Einsatz:

statischer Einsatz:

Geschwindigkeit:

Temperatur:

Bei der Beurteilung der Einsatzkriterien sind die kurzzeitige Spitzen- und Dauereinsatztemperatur sowie die Einschaltdauer zu berücksichtigen. Bei rotierendem Einsatz sind die Temperaturerhöhungen durch Reibungswärme zu beachten.

Medien:

Mit einer umfangreichen Auswahl an Werkstoffen mit unterschiedlichen Eigenschaften können nahezu alle Flüssigkeiten, Gase und Chemikalien abgedichtet werden. Bitte beachten Sie bei der Auswahl des geeigneten Werkstoffes die Werkstoffliste in Tabelle VI.
X-Ringe/Quad-Ring®

Werkstoffe

Die nachfolgenden Elastomerwerkstoffe (gemäß Tabelle VI) sind lieferbar. Werden keine besonderen Anforderungen an den Werkstoff gestellt, wird als Standardwerkstoff NBR (Acrylnitril-Butadien-Kautschuk) in 70 Shore A eingesetzt.

Tabelle VI
X-Ring Standard Elastomerwerkstoffe

X-Ring Sonder Elastomerwerkstoffe

Sondercompounds nach NSF sind auf Anfrage ebenfalls lieferbar.

X-Ring Perfluor Elastomerwerkstoffe

Weitere technische Informationen zur Wahl der X-Ring Größe, Dehnung-Stauchung, Vorpressung, den verschiedenen Einbauarten, Nutgestaltung, Oberflächenbeschaffenheit und Ausführung der Einbauschrägen erfolgen in Kürze.

Einbau von X-Ringen in Verbindung mit Stützringen

Eine andere Möglichkeit, den X-Ring vor Extrusion in den Dichtspalt zu schützen, ist der zusätzliche Einbau von Stützringen. Der Einbau von Stützringen wird grundsätzlich dann empfohlen, wenn mindestens eine der folgenden Bedingungen vorliegt:

• große Drücke – ab ca. 5 MPa (50 bar)
• große Toleranzen oder Spalte zwischen den abzudichtenden Teilen
• hohe Temperaturen bzw. Temperaturschwankungen bei Aufdehnung der Bauteile unter Druck
• hoher Verschmutzungsgrad im System

Bei einseitig wirkendem Druck genügt der Einbau eines Stützringes auf der druckabgewandten Seite. Bei wechselseitiger Druckbeaufschlagung sind zwei Stützringe, je ein Ring zu beiden Seiten des X-Ringes, erforderlich.

Dichtspalte

Die in Tabelle III (Einbaumaße) angegebenen Toleranzen und zulässigen radialen Spaltmaße S (Dichtspalt) sind einzuhalten. Bei zu großen Dichtspalten besteht die Gefahr der Spaltextrusion, die eine Zerstörung der Dichtung zur Folge haben kann. (Abbildung 9). Der zulässige Spalt S zwischen den abzudichtenden Teilen ist vom Systemdruck, der Schnurstärke und der Shorehärte abhängig.

Einsatz von X-Ringen als Rotationsdichtung (Beachtung des Joule Effekts)

Bei Anwendungen mit einer geringen Betriebszeit können X-Ringe auch zur Abdichtung rotierender Wellen eingesetzt werden.

Hierbei ist zu beachten, dass der Innendurchmesser des X-Ringes um 2 – 5 % größer gewählt werden sollte, wie der abzudichtende Wellendurchmesser.

Entsprechend dem Joule-Effekt, wird sich ein gedehnter Elastomer-Ring (in diesem Fall X-Ring) unter Erwärmung zusammenziehen.

Würde also der Innendurchmesser zu klein (also zu nahe am Nennmaß) gewählt werden, so ergäbe sich hierdurch eine höhere Reibung und Verschleiß, so dass die Lebensdauer deutlich vermindert würde.

Bei geringen Umfangsgeschwindigkeiten < 0,5 m/s, kann diese Vorgabe jedoch vernachlässigt werden.

Einbau von X-Ringen in Verbindung mit Stützringen

Die nachfolgenden Tabellen gestatten eine leichte Vorauswahl und Zuordnung der Stützringe zur X-Ring Größe, bzw. Nutabmessung.

• • Außendichtender Einbau siehe Tabelle VII

• • Innendichtender Einbau siehe Tabelle VIII

• • Roto-Einbau siehe Tabelle IX

Die Auswahlreihe enthält zwei Stützring-Typen:

• geschlitzte, spiralförmige Ausführung, vorzugsweise für außen- und innendichtenden Einbau (Bohrung und Stange)
• ungeschlitzte Ausführung, vorzugsweise für innendichtenden Einsatz (Welle) bei radial-dynamischer Beanspruchung

Der Standard-Werkstoff für die Stützringe ist reines ungefülltes PTFE. Sonderwerkstoffe, z.B. für formgespritzte Stützringe, bieten wir Ihnen auf Anfrage an.
X-Ringe/Quad-Ring®

Einbauempfehlungen

Tabelle III – Einbaumaße

Im Gegensatz zu den Nuten für O-Ringe, werden die Standardnuten für X-Ringe tiefer ausgeführt, da die X-Ringe weniger Verpressung benötigen und somit eine niedrigere Reibung und weniger Verschleiß erzielt wird.

Falls zu erwarten ist, dass der X-Ring in der Anwendung auf Grund des aggressiven Mediums zu Quellen beginnen, kann die Nut um bis zu 15 % vergrößert werden, ohne das es hierdurch zu einer Beeinträchtigung der Dichtwirkung kommt.

Allgemeine Hinweise

Die Einbaumaße der Tabelle III gelten für X-Ringe aus dem Standardwerkstoff NBR. Bei Elastomeren mit hohem Schrumpfverhalten, wie z.B. MVQ oder FPM, muss die Nuttiefe verringert werden (siehe auch nachfolgende Tabelle IV). Der Innendurchmesser und die Schnurstärke können geringfügig abweichen.

Tabelle IV – Nuttiefen für X-Ringe aus Silikonkautschuk (MVQ) oder FPM (Fluorkautschuk).

Quad-Ring® is a registered trademark of Minnesota Rubber and Plastics, Quadion LLC.
X-sel® war früher eine eingetragene Word-Bildmarke von Quadion Corporation (bis 23.06.2004)

Bestellbeispiel:

X-Ringe/Quad-Ring® beschichtet, Labs-Frei, Silikon frei

Beschreibung

Je nach Einsatzzweck werden an X-Ringe/Quad-Ringe heute ganz unterschiedliche Anforderungen gestellt. Durch die Vielzahl der möglichen Parameter, die einen Einfluss auf das Reibverhalten einer Abdichtung mit X-Ringen haben, gibt es daher ganz unterschiedliche Lösungen zur Oberflächenbehandlung.

Zur Zeit sind X-Ringe mit den nachfolgenden Modifikationen bzw. Beschichtungen lieferbar:

• zur dauerhaften Reibungs- und Abriebsreduzierung
• zur Vemeidung des Stick-Slip-Effektes
• für die automatische Montage und zur Reduzierung der Montagekraft
• für FDA konforme Anwendungen
• zur Verhinderung von Verklebungen (Vereinzelung der X-Ringe)
• für die Erfüllung spezieller Vorgaben im Automobilbereich „Labs Frei“

Damit ein optimales Ergebnis erzielt werden kann, müssen die zu beschichtenden Dichtungen sauber sein. Verschmutzungen wie Fett, Anhaftungen oder Staubpartikel werden vor der Beschichtung oder Modifikation der Dichtungsoberfläche durch eine industrielle Reinigung beseitigt.

Oberflächenmodifizierte X-Ringe

Um das Anhaften von Teilen zu vermeiden, zur Reduzierung der Montagekraft oder zum Einsatz der X-Ringe bei der automatischen Montage wird die Oberfläche der X-Ringe (aus NBR) entsprechend dem DF Verfahren modifiziert. Durch die trockene Oberfläche wird ein Verkleben der Teile in der Verpackung verhindert.

Beschichtete X-Ringe (z. B. alternativ zu X-sel ®)

Für den Roto-Einsatz wird der Einsatz speziell beschichteter X-Ringe empfohlen. Als Nachfolger für die früher erhältliche X-sel ® Beschichtung, bieten wir für die X-Ringe eine besonders, dünne und hochverschleißfeste Kunststoffbeschichtung an. Diese farbige (blau, grau, oder schwarze) PPL oder LF Beschichtung, vermindert die Reibung durch die Schmierstoffaufnahme der porigen Oberfläche und erhöht somit die Abriebfestigkeit.

Quad-Ring® is a registered trademark of Minnesota Rubber and Plastics, Quadion LLC.
X-sel ® war früher eine eingetragene Word-Bildmarke der Quadion Corporation (bis 23.06.2004)

Bestellbeispiel:

X-Ringe aus Perfluorelastomeren (FFKM), wie z. B. Kalrez®

Beschreibung

Werksfoto, X-Ringe aus Perfluorelastomeren (FFKM)

FFKM Werkstoffe wie z.B. Kalrez®, Chemraz ®,Simriz ®, Isolast ®, Parofluor ® etc. gehören zur Gruppe der Perfluorelastomere. Sie werden aus sehr teueren Rohstoffen unter schwierigsten Verarbeitungsbedingungen hergestellt.

Da diese Werkstoffe deutlich teurer sind als handelsübliche Viton® X-Ringe, werden sie typischerweise in Bereichen eingesetzt, in denen die Kosten für Wartung und Instandhaltung den Preis der Dichtungen übersteigen oder extreme Sicherheitsstandards gelten. Bevor Sie eine solche kostspielige Dichtung verwenden, empfehlen wir eine genaue Überprüfung der Einsatz- und Einbaubedingungen.

Wo immer Dichtringe extrem aggressiven Medien oder großer Hitze ausgesetzt sind, kommen diese Werkstoffe zum Einsatz. X-Ringe aus Perfluorelastomeren (FFKM) erreichen nahezu die universelle Beständigkeit von PTFE, verfügen aber zusätzlich über die guten Dicht- und Rückstelleigenschaften, sowie die Kriechbeständigkeit eines normalen Elastomer X-Ringes.

Für die unter den bekanntesten Marken wie Kalrez®,Chemraz®etc. lieferbaren Werkstoffe steht generell leider nur eine sehr eingeschränkte Anzahl an Werkzeugen (meistens auch nur X-Ringe Werkzeuge, vorzugsweise inZollabmessungen) zur Verfügung.

Daher liefern wir seit einiger Zeit unter der Werkstoffbezeichnung FFKM vergleichbare Compounds. Hierbei steht uns eine wesentlich größere Anzahl an Werkzeugen zur Verfügung. Außerdem können wir auch kleinere Mengen in verschiedenen Standard- und Sondercompounds (auch FDA konform), in Shorehärten von 50 – 90 Shore kurzfristig anfertigen.

Spezielle Einsatzgebiete für Dichtungen aus Perfluorelastomeren(FFKM) sind:

• Chemie und Petrochemie
• Energie und Kerntechnik
• Farben- und Lackindustrie
• Luft- und Raumfahrt
• Halbleiter- und Reinraumtechnik
• Medizintechnik und pharmazeutische Industrie
• Forschung und Entwicklung

X-Ringe und O-Ringe aus Perfluorelastomeren(FFKM) werden z. B. in Armaturen, Gleitringdichtungen, Pumpen und Verdichtern eingesetzt.

Weitere Einsatzgebiete sind:

• Anlagen und Gerätebau
• Fluid Handling Systeme
• Instrumententechnik
• Labor- und Analysetechnik
• Maschinen- und Apparatebau
• Mess- und Regeltechnik
• Vakuumtechnik

Technische Vorteile einer Perfluorelastomer Dichtung:

• Elastischer Dichtungswerkstoff mit einer ähnlichen universellen Beständigkeit wie PTFE
• weiter Temperaturbereich von – 30° C bis max. 330° C ( je nach Compound)
• ausgezeichnete Heißwasser- und Dampfbeständigkeit
• hervorragender Druckverformungsrest, kein Kriechen bzw. Kaltfluss wie bei PTFE

Wirtschaftliche Vorteile einer Perfluorelastomer Dichtung:

• Durch die universellere Nutzung vorhandener Aggregate oder Maschinen wird der Einsatzbereich erweitert
• kürzere Standzeiten sind möglich. Hierdurch werden Wartungs- bzw. Reparaturkosten eingespart
• Ersparnis von Umrüstkosten
• Verminderung von Produktionsausfällen und der hierdurch entstehenden Kosten
• Einsparung von Lagerkosten (für das Vorhalten verschiedenster Werkstoffe je nach Einsatzzweck)

Um Ihnen unser Angebot zusenden zu können, benötigen wir Ihre genauen Anforderungen hinsichtlich Einsatzbereich, Temperatur, Medien usw. sowie die benötigten Abmessungen und Mengen. Bitte teilen Sie uns diese Informationen mit.

Für die nachfolgenden 5 Standardcompounds stehen uns auch Werkzeuge für X-Ringe zur Verfügung.

Außer X-Ringen und O-Ringen ist auch eine Anfertigung von Profildichtringen nach DIN 3869, Platten, Rundschnüren, Kugeln, Membranen, Formteilen nach Zeichnung, oder von Gummi-Metall-Verbindungen möglich.

Bestellbeispiel:

Eingetragene Warenzeichen

X-RINGE am Stoß verbunden (XRSTV)

Beschreibung

X-Ringe in einer am Stoß verbundener Ausführung (XRSTV), stellen eine Ergänzung der aus einer Form vulkanisierten X-Ringe unseres Sortimentes dar. Sie werden vor allem dort eingesetzt, wo auf Grund der Dimensionierung oder Liefermöglichkeit für eine Elastomerqualität keine kurzfristig lieferbare Standardabmessung eingesetzt werden kann.

Dank der individuell möglichen Auslegung des Innen- und des Schnurdurchmessers, kann der am Stoß verbundene X-Ring (XRSTV) entsprechend der von Ihnen benötigten Konstruktion angepasst werden.

Je nach Schnurstärke, beträgt der kleinste herstellbare Innendurchmesser ca. das 10-fache der Profilschnurstärke.

In den meisten Anwendungsfällen können die Nutmaße entsprechend der Nutabmessungen für statisch eingesetzte X-Ringe ausgelegt werden.

Die Fertigung der X-Profilschnurringe erfolgt je nach Vorrat, kurzfristig nach ISO 3302-1 E2 oder Sondertoleranz E1, bzw. nach alter Norm DIN 7715 Teil 3 E2.

Der Einsatz von X-Profilschnurringen (XRSTV) sollte jedoch nur für statische Abdichtungen, wie z.B.: Flansche, Behälterdeckel etc. erfolgen.

Toleranzen nach ISO 3302 – 1, Klassen E1 bis E3, bzw. alter Norm DIN 7715, Teil 3.

Für die Maße der Querschnitte dieser Spritzartikel gelten die folgenden Toleranzklassen.

• Klasse E 1: Genauigkeitsgrad fein
• Klasse E 2: Genauigkeitsgrad mittel
• Klasse E 3: Genauigkeitsgrad grob

Die Grenzabmaße in mm für die Querschnittsmaße, sind in der nachfolgenden Tabelle angegeben:

Lieferbare X-Profilschnurdurchmesser

Bestellbeispiel:

Übersicht Sortimentskästen für X-Ringe, zölliger Standard

Beschreibung

Unsere Produktpalette umfasst eine umfangreiche Auswahl an Sortimentskästen / Sortimentsboxen für den mobilen Einsatz vor Ort.

Abbildungen (Kunststoff – oder Metallbox) sind für uns unverbindlich. Änderungen in der Ausführung bzw. Bestückung der Service-Sortimente bleiben uns vorbehalten.

X-Ringe Service-Sortimente

aus NBR oder aus FPM

Bestellbeispiel:

Es ist möglich, dass die tatsächliche Bestückung der Sortimentskästen von den oben genannten Angaben und Abbildungen abweicht. Diese sollen lediglich symbolisch verstanden werden.