Die Rolle des Stützrings in der Ventildichtungsstruktur und wichtige Verarbeitungshinweise

Stützringe wie diese gehören innerhalb der gesamten Dichtungsstruktur zu den „versteckten“ Schlüsselelementen. Viele Anwender schenken ihnen wenig Beachtung, doch tatsächlich hat eine fehlerhafte Konstruktion oder Verarbeitung einen großen Einfluss auf die Kompressionskraftverteilung der Ventilsitzdichtung und des PTFE-Rings, insbesondere bei hohen Drücken oder starken Temperaturschwankungen.

Wir hatten bereits ein Projekt für einen nordafrikanischen Kunden betreut. Der Ventilsitz bestand aus einer bidirektionalen Metall- und einer flexiblen Dichtung. Der PTFE-Ring funktionierte bei der Erstinstallation einwandfrei, doch nach einigen Monaten traten eine Verschlechterung der Dichtungsleistung und sogar Verformungen der Dichtung durch Extrusion auf. Eine Überprüfung im Werk ergab, dass die Ursache in einer Abweichung der Dicke des Stützrings und einer zu tiefen inneren Fase lag, was zu einer ungleichmäßigen Kraftverteilung führte.

Für diese Situation geben wir folgende Empfehlungen: Erstens darf die Bearbeitung des Stützrings nicht einfach „nach der Zeichnung eines Kreises“ erfolgen; entscheidend sind die Einhaltung der Toleranzen und die Fasenrichtung. Zweitens sollte entsprechend der Kompressionsrate des Dichtungsmaterials ein Kompressionsspielraum eingeplant werden. Insbesondere bei der Metallhülle der Rohrleitung, die sich häufig ausdehnt und zusammenzieht, kann es bei einem lockeren Stützring leicht zu Druckabweichungen von der weichen Dichtung kommen.

Im Bearbeitungsschritt empfiehlt es sich, den Stützring aus fertigen Buchsen oder Vollkern-Schmiedeteilen grob abzudrehen. Außenkreis, Innenbohrung und Stufe sollten in einer Aufspannung bearbeitet werden, um Rundlauf und Konzentrizität zu gewährleisten. Beim Drehen solcher Teile wird die Oberflächenrauheit üblicherweise auf Ra 1,6 und die Rauheit der Dichtfläche auf Ra 0,8 begrenzt. Die Fasenrichtung richtet sich nach der Einbaurichtung, um Beschädigungen der Dichtringkante zu vermeiden.

Obwohl der Stützring preislich nicht hoch ist, hat er einen großen Einfluss auf die Stabilität der gesamten Ventildichtung. Wir empfehlen dem Kunden, bereits in der Zeichnungsphase die Montagefolge, den Kompressionshub und die Bezugsposition zu klären und gegebenenfalls eine Skizze des Ventilsitzes oder Ventilkörpers bereitzustellen, damit wir die Gesamtwirkung der Konstruktion beurteilen können. Gerne unterstützen wir Sie auch bei der Simulation der Warmpassung, um das Risiko einer Dichtungsverschiebung unter hohem Druck oder hoher Temperatur frühzeitig zu erkennen.