Dynamische oder stationäre Konstruktion?
Der Einsatzzweck der Gleitringdichtung entscheidet

Gleitringdichtungen (GLRD) an Pumpen, Kompressoren oder Reaktoren sind kleine, aber für die Betriebssicherheit in der Prozessindustrie sehr wichtige Komponenten. Fehlerhafte oder defekte Produkte verursachen aufgrund der Störung von Produktionsabläufen zum Teil sehr hohe Ausfall- und Wartungskosten. Ein Umstand, der im Vorfeld und hinsichtlich der Entscheidung zugunsten eine Gleitringdichtung berücksichtigt werden muss. Darunter: Welche GLRD-Konstruktion ist für die eingesetzte Pumpe, für den Kompressor oder den Reaktor die richtige? Und die etwas unbefriedigende Wahrheit ist: Es kommt drauf an. Um zu verstehen, warum die Bauweise der Gleitringdichtung Auswirkung auf deren Einsatzzweck hat, ist es wichtig, die Konstruktion im Detail zu betrachten.

Funktionsprinzip einer Gleitringdichtung mit dynamischer Konstruktion

In der dynamischen Bauweise sind Federnelemente im dynamischen und somit rotierenden Teil des GLRD-Systems angeordnet. Sowohl die Gleitringdichtung als auch die Pumpenteile haben gewisse Toleranzen – darunter etwa der Stellring, die Feder, die Welle oder die Flachdichtung, um nur wenige Beispiele hervorzuheben. Das hat zur Konsequenz, dass die stationäre Fläche der Gleitringdichtung nie im rechten Winkel zur Wellenachse verharrt. Das bedeutet: Die Federnelemente, die sich bei der dynamischen Ausführung mit der Welle mitdrehen, müssen sich pro Umdrehung zwei Mal der rotierenden Gleitfläche anpassen. Es kommt somit zu einer axialen Bewegung in der Dichtung, um die Gleitflächen aneinander halten zu können.

Eine einfache Rechnung verdeutlicht das Problem der dynamischen GLRD-Konstruktion: Bei einer Pumpe, die mit 3.000 UPM und im 24-Stunden-Betrieb arbeitet, treten 8,6 Millionen axiale Taumelbewegungen an der Gleitringdichtung auf – pro Tag!

Die Bewegungsanforderungen rufen erhebliche Vibrationserscheinungen an der GLRD hervor. Ein Umstand, der für sich bereits zu einer Verringerung der Lebensdauer einer Gleitringdichtung führt. Hinzu kommt die Riefelung der Wellenschutzhülse, eine schnelle Hysterese der Feder und eine häufige Öffnung der Flächenpaarung.

Funktionsprinzip einer Gleitringdichtung mit stationärer Konstruktion

In der stationären Konstruktion sind die Federnelemente im stationären Teil des GLRD-Systems angeordnet, die Toleranzen an den Pumpen- und Dichtungsteilen bleiben aber wie bei der dynamischen Konstruktion vorhanden. Der große Unterschied besteht darin, dass die stationär angeordneten Federnelemente nur einmalig, nicht laufend an die Ungenauigkeiten axial ausgerichtet werden. Danach stehen die Federn praktisch still und verursachen somit auch keine zusätzlichen Vibrationen.

Auch bei der stationären Bauweise der Gleitringdichtung bleibt die Möglichkeit bestehen, dass bei Verbiegung der Welle die GLRD „taumelt“. Diese geringfügige Bewegung wird jedoch in der Regel durch den Elastomer (O-Ring) ausgeglichen.

Stationäre Bauweise ist deutlich zuverlässiger  

Die Lebensdauer einer stationären Gleitringdichtung ist damit deutlich größer als ihres dynamischen Pendants. Fachlich steht also außer Zweifel, dass stationäre GLRD-Konstruktionen zuverlässiger arbeiten. Stationäre Gleitringdichtungen sind seit Jahrzehnten im Einsatz und untermauern bei vielen Einsatzzwecken ihre großen Vorteile. Darunter bei der Verwendung in Kraftfahrzeugen, bei Waschmaschinen, in der Luftfahrt, bei Schiffen, U-Booten oder Rührwerken, Hochgeschwindigkeitspumpen und anderen.

Die Entscheidung zugunsten einer Gleitringdichtung mit stationärer Bauweise ist dann eindeutig, wenn

• die Betriebssicherheit höchste Priorität genießt.
• die Lebensdauer der GLRD ein zentraler Faktor ist.
• die GLRD sehr stark belastet wird.
• es zu einer hohen Nutzungsfrequenz und langer Einsatzdauer kommt.

Auch wenn die stationäre Konstruktion der dynamischen zweifelsohne überlegen ist: Es gibt für letztere nach wie vor sinnvolle Einsatzzwecke. Etwa dann, wenn die Anforderungen an die Pumpe und die Nutzungsfrequenz gering sind.

GLRD-Entscheidung individuell betrachten

Die Entscheidung, welche Gleitringdichtung in der jeweiligen Pumpe, im jeweiligen Kompressor oder Reaktor, zum Einsatz kommt, hängt von vielen unterschiedlichen Faktoren ab. Das heißt: Um die jeweils beste Lösung zu identifizieren, muss jeder Einsatzzweck individuell betrachtet werden. Nur so kann sichergestellt werden, dass die Gleitringdichtung nachhaltig effizient und zuverlässig arbeitet – und die Betriebssicherheit gewährleistet ist.

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