Wasserdichte Silikondichtungen: Konstruktion, Druckprüfung und Dichtheitsprüfung – Kunshan Fuhongying Electronic Materials Co., Ltd.

Wasserdichte Silikondichtungen finden breite Anwendung in Elektronikgehäusen, Außenbeleuchtung, Sensoren, Batteriesystemen, Schalttafeln, Haushaltsgeräten, Automobilkomponenten, medizinischen Geräten und industriellen Baugruppen.

Obwohl Silikon eine hervorragende Flexibilität, Temperaturbeständigkeit und Witterungsbeständigkeit aufweist, garantiert das Material allein noch keine Wasserdichtigkeit. Eine zuverlässige Abdichtung hängt vom Zusammenspiel zwischen Dichtungsprofil, Nutabmessungen, Kompressionsgrad, Gehäusesteifigkeit, Oberflächenbeschaffenheit, Montageverfahren und Validierungsverfahren ab.

Für industrielle Einkäufer und Beschaffungsingenieure sollten wasserdichte Dichtungskomponenten daher unter Berücksichtigung der gesamten Einsatzumgebung ausgewählt werden und nicht nur anhand der Dichtungsabmessungen oder der Materialhärte.

In diesem Leitfaden werden die wichtigsten Faktoren in Bezug auf Konstruktion, Kompression, Material, Fertigung und Dichtheitsprüfung bei maßgefertigten wasserdichten Silikondichtungen erläutert.

Was ist eine wasserdichte Silikondichtung?

Eine wasserdichte Silikondichtung ist ein Elastomer-Bauteil, das verhindert, dass Wasser oder Feuchtigkeit durch die Schnittstelle zwischen zwei zusammengefügten Teilen dringt.

Bei richtiger Kompression füllt das Silikon kleine Spalten, Bearbeitungsspuren, Formabweichungen und Oberflächenunregelmäßigkeiten aus. Dadurch entsteht ein gleichmäßiger Anpressdruck zwischen der Dichtung und den Passflächen.

Zu den gängigen wasserdichten Silikon-Dichtungskomponenten gehören:

Silikon-O-Ringe
Flache Silikondichtungen
Rechteckige Dichtungsringe
D-förmige Dichtungen
Lippendichtungen
Hohle Silikondichtungen
Radiale Wellendichtungen
Steckverbinder-Dichtungen
Kabelverschraubungen
Knopfmembranen
Umspritzte Silikondichtungen
Maßgefertigte Gehäusedichtungen

Die richtige Dichtungsausführung hängt davon ab, ob die Anwendung Regen, Spritzwasser, vorübergehendem Eintauchen, dauerhaftem Eintauchen, Hochdruckreinigung, Kondensation, Dampf oder innerem Flüssigkeitsdruck ausgesetzt ist.

„Wasserdicht“ bedeutet nicht für jede Anwendung dasselbe

Bevor man sich für eine Silikondichtung entscheidet, sollte der Käufer genau definieren, was “wasserdicht” für das Endprodukt bedeutet.

Eine Dichtung, die ausschließlich zum Schutz vor Regen ausgelegt ist, hält einem vollständigen Eintauchen möglicherweise nicht stand. Eine Dichtung, die einen kurzen Sprühtest besteht, kann nach Temperaturwechselbeanspruchung oder langfristiger Kompression dennoch undicht werden.

Zu den wichtigen Anwendungsbedingungen gehören:

Sprührichtung des Wassers
Wasserdruck
Eintauchtiefe
Eintauchdauer
Expositionshäufigkeit
Betriebstemperatur
Temperaturwechselbeanspruchung
Interner oder externer Druck
Wohnungsbaubewegung
Erwartete Lebensdauer
Reinigungsmethoden
Exposition gegenüber Chemikalien

Das erforderliche Schutzniveau sollte vor Beginn der Werkzeugfertigung festgelegt werden.

Gängige Ausführungen wasserdichter Silikondichtungen

Silikon-O-Ringe

O-Ringe haben einen runden Querschnitt und werden üblicherweise in gefräste oder geformte Nuten eingesetzt.

Sie werden häufig verwendet für:

Sensorgehäuse
Rohrverbindungsstücke
Ventilbaugruppen
Batterieabdeckungen
Elektrische Steckverbinder
Zylindrische Gehäuse
Pumpenkomponenten

Ein O-Ring kann eine zuverlässige wasserdichte Abdichtung gewährleisten, wenn die Nut den Druck reguliert und übermäßige Bewegungen verhindert.

O-Ringe sind besonders effektiv in kreisförmigen oder symmetrischen Baugruppen. Sie können sich jedoch verdrehen, abrollen, dehnen oder verschieben, wenn die Nut und der Einbauvorgang nicht ordnungsgemäß ausgelegt sind.

Flache Silikondichtungen

Flache Silikondichtungen werden zwischen zwei aneinanderstoßenden Flächen zusammengedrückt. Sie kommen häufig bei rechteckigen Abdeckungen, Verkleidungen, Deckeln und Gehäusen zum Einsatz.

Zu den typischen Anwendungsbereichen gehören:

Stromkästen für den Außenbereich
Industrielle Schalttafeln
Leuchtengehäuse
Geräteabdeckungen
Sichtfenster
Gerätetüren

Flachdichtungen bieten eine große Dichtfläche und lassen sich an unregelmäßige Gehäuseformen anpassen. Allerdings müssen die Befestigungspunkte und die Klemmkraft gleichmäßig verteilt sein.

Wenn die Schrauben zu weit auseinander liegen, kann sich das Gehäuse zwischen den Befestigungspunkten verbiegen und lokale Leckagewege verursachen.

Dichtungen mit rechteckigem und quadratischem Querschnitt

Rechteckige Profile bieten eine breite, stabile Auflagefläche und neigen bei der Montage weniger dazu, wegzurollen.

Diese Dichtungen eignen sich für:

Flache Rillen
Große Gehäuseabdeckungen
Kunststoffgehäuse
Statische industrielle Baugruppen
Teile, die eine kontrollierte Positionierung erfordern

Die Konstruktion sollte ausreichend Platz für die seitliche Ausdehnung des Materials während der Kompression bieten.

D-förmige Dichtungen

D-förmige Dichtungen haben eine flache Befestigungsseite und eine gewölbte Anpressfläche.

Sie werden üblicherweise für folgende Zwecke verwendet:

Zugangsklappen
Geräteschränke
Gehäuse für den Außenbereich
Fahrzeugüberdachungen
Schutzhüllen

Die flache Unterseite trägt zur Stabilisierung der Dichtung bei, während die abgerundete Oberseite für eine kontrollierte Verformung sorgt.

D-förmige Dichtungen können als geschlossene Ringe geformt oder aus extrudierten Profilen mit geklebten Verbindungsstellen hergestellt werden.

Lippendichtungen

Bei einer Lippendichtung werden eine oder mehrere dünne, flexible Lippen verwendet, um den Dichtungskontakt aufrechtzuerhalten.

Lippendichtungen sind in folgenden Fällen sinnvoll:

Die Montagekraft muss gering bleiben
Die Passfläche bewegt sich
Eine Radialdichtung ist erforderlich
Es ist eine zusätzliche Staubbarriere erforderlich
Das Gehäuse bietet nur begrenzten Platz.

Die Dichtlippe muss bei der Montage vor Faltenbildung, Einreißen oder übermäßiger Zusammendrückung geschützt werden.

Hohle Silikondichtungen

Hohle Silikonprofile lassen sich leichter zusammendrücken als massive Dichtungen. Sie kommen häufig zum Einsatz, wenn eine große Dichtung erforderlich ist, das Gehäuse jedoch keiner hohen Klemmkraft standhalten kann.

Zu den typischen Anwendungsbereichen gehören:

Türen für Großgeräte
Dünne Kunststoffabdeckungen
Glasplatten
Leichtbaugehäuse
Abdeckungen für das Batteriefach

Der Hohlraum, die Wandstärke, die Eckgeometrie und die Fugenfestigkeit müssen sorgfältig kontrolliert werden.

Umspritzte wasserdichte Dichtungen

Silikon lässt sich direkt auf Kunststoff, Metall, Kabel, Steckverbinder oder elektronische Bauteile aufspritzen.

Durch das Umspritzen lassen sich Montageschritte reduzieren und der Einbau separater Dichtungen entfällt.

Zu den gängigen Beispielen gehören:

Wasserdichte Kabelverbinder
Sensorgehäuse
Elektronische Tasten
Kabelverschraubungen
Kunststoffabdeckungen mit integrierten Dichtungen
Metalleinsätze mit Silikon-Dichtflächen

Bei der Konstruktion müssen die Haftung, die Untergrundvorbereitung, die Materialverträglichkeit, Hinterschneidungen, mechanische Verriegelungsmerkmale und die Formtemperatur berücksichtigt werden.

Auswahl des Silikonmaterials

Silikonwerkstoffe unterscheiden sich hinsichtlich Härte, Reißfestigkeit, Druckverformungsrest, chemischer Beständigkeit, Aushärtungssystem, Reinheit und rechtlicher Einstufung.

Allzweck-Silikon

Allzweck-Silikon eignet sich für viele Anwendungen im Außenbereich und in der Industrie, bei denen es um Wasserdichtigkeit geht.

Es weist eine gute Beständigkeit gegenüber folgenden Stoffen auf:

Wasser
Ozon
Ultraviolettstrahlung
Verwitterung
Höchst- und Tiefsttemperaturen

Es wird häufig in der Beleuchtungstechnik, in Elektrogehäusen, in Haushaltsgeräten und in allgemeinen Anlagen eingesetzt.

Flüssiges Silikonkautschuk

Flüssigsilikonkautschuk, auch LSR genannt, eignet sich für den Präzisionsspritzguss und die Großserienfertigung.

Zu den Vorteilen gehören:

Einheitliche Abmessungen
Stabile Materialmischung
Komplexe Dichtungsgeometrie
Dünne Dichtlippen
Automatisiertes Formen
Werkzeuge mit geringer Gratbildung
Kunststoff- oder Metall-Umspritzung

LSR wird häufig für Steckverbinder, Sensoren, medizinische Geräte, elektronische Bauteile und wasserdichte Präzisionsdichtungen verwendet.

Gummi mit hoher Konsistenz

Gummi mit hoher Konsistenz, auch als HCR bezeichnet, kann im Formpressverfahren, im Transferformverfahren oder durch Extrusion verarbeitet werden.

Es eignet sich für:

Große Dichtungen
Dicke Dichtungsringe
Extrudierte Türdichtungen
Projekte mit geringem bis mittlerem Umfang
Maßgefertigte Profildichtungen

Die beste Fertigungsmethode hängt von der Bauteilgröße, der Toleranz, dem Jahresvolumen und der Komplexität des Profils ab.

Fluorsilikon

Fluorsilikon bietet eine verbesserte Beständigkeit gegenüber bestimmten Kraftstoffen, Ölen und Lösungsmitteln.

Dies kann für wasserdichte Dichtungen erforderlich sein, die in folgenden Bereichen eingesetzt werden:

Kfz-Systeme
Luft- und Raumfahrttechnik
Kraftstoffbezogene Baugruppen
Ölbelastete Industriekomponenten

Allerdings ist Fluorsilikon in der Regel teurer als herkömmliches Silikon.

Lebensmittelverträgliches oder medizinisches Silikon

Bei Anwendungen im Zusammenhang mit Lebensmitteln, Trinkwasser oder Medizinprodukten sind unter Umständen kontrollierte Materialzusammensetzungen und entsprechende Nachweise erforderlich.

Der Käufer sollte Folgendes angeben:

Vorgesehene Einsatzbedingungen
Geltende Vorschriften
Sterilisationsverfahren
Farbbeschränkungen
Hygieneanforderungen
Anforderungen an die Rückverfolgbarkeit
Erforderliche Prüfberichte

Eine allgemeine Beschreibung wie “lebensmitteltauglich” oder “für medizinische Zwecke geeignet” reicht nicht aus, wenn die geltende Norm und die Anwendungsbedingungen nicht näher definiert werden.

Wie sich die Härte von Silikon auf die Wasserdichtigkeit auswirkt

Die Härte von Silikon wird üblicherweise anhand der Shore-A-Skala gemessen.

Bei typischen Anwendungen im Bereich der wasserdichten Abdichtung kommen Materialien mit einer Härte zwischen etwa 30 und 70 Shore A zum Einsatz, wobei für spezielle Konstruktionen auch weichere oder härtere Materialien gewählt werden können.

Weicheres Silikon

Weicheres Silikon passt sich leichter an unebene oder wenig steife Gegenflächen an.

Zu den möglichen Vorteilen gehören:

Geringere Montagekraft
Bessere Konformität
Verbesserte Abdichtung auf strukturierten Oberflächen
Größere Toleranz gegenüber Abweichungen bei den Wohnverhältnissen

Zu den möglichen Nachteilen zählen:

Erhöhtes Risiko einer Extrusion
Stärkere Verzerrung bei der Installation
Geringere Dimensionsstabilität
Erhöhtes Risiko einer Überkompression
Kompliziertere automatisierte Handhabung

Härteres Silikon

Härteres Silikon sorgt für eine bessere Formbeständigkeit und lässt sich bei der Montage möglicherweise leichter positionieren.

Zu den möglichen Vorteilen gehören:

Verbesserte Dimensionsstabilität
Bessere Beständigkeit gegen Extrusion
Einfachere automatisierte Installation
Eine besser kontrollierte Geometrie

Zu den möglichen Nachteilen zählen:

Höhere Klemmkraft
Verminderte Konformität
Höhere Empfindlichkeit gegenüber der Ebenheit der Gehäuse
Leckage bei unzureichender Verdichtung

Die Härte sollte nicht isoliert ausgewählt werden. Sie muss im Zusammenhang mit dem Dichtungsprofil und dem angestrebten Anpressdruck bewertet werden.

Grundlagen der Dichtungskompression

Die Kompression ist einer der wichtigsten Faktoren bei der Konstruktion wasserdichter Dichtungen.

Beim Zusammenbau des Gehäuses muss die Dichtung so weit zusammengedrückt werden, dass entlang der gesamten Dichtungsbahn ein gleichmäßiger Anpressdruck entsteht.

Unzureichende Kompression

Eine unzureichende Kompression kann folgende Folgen haben:

Lokale Lücken
Niedriger Dichtungsdruck
Wassereintritt
Staub Eindringen
Bewegung der Dichtung
Leckage nach Vibration
Ausfall während des Temperaturwechselprozesses

Übermäßige Kompression

Eine zu starke Kompression kann folgende Auswirkungen haben:

Hohe Montagekraft
Dauerhafte Verformung
Verzerrungen auf dem Wohnungsmarkt
Dichtungsstrangpressen
Beschleunigte Druckverformungsrestprüfung
Risse bei der Montage
Verkürzte Lebensdauer

Der ideale Kompressionsprozentsatz hängt ab von:

Dichtungsprofil
Materialhärte
Statische oder dynamische Anwendung
Groove-Fill
Temperatur
Druck
Oberflächenbeschaffenheit
Rigidität des Wohnungsmarktes
Montagetoleranz

In der frühen Konstruktionsphase kann ein moderates anfängliches Kompressionsziel zugrunde gelegt werden, die endgültigen Werte sollten jedoch anhand der tatsächlich geformten Teile und Gehäuse validiert werden.

Überlegungen zum Rillendesign

Die Nut bestimmt die Position, die Kompression und die Ausdehnung der Silikondichtung.

Eine ordnungsgemäß konstruierte Nut sollte:

Halten Sie die Dichtung in ihrer Position
Verdrehen oder Abrollen verhindern
Seitliche Ausdehnung zulassen
Komprimierung steuern
Schäden bei der Montage minimieren
Stetigen Dichtungsdruck aufrechterhalten
Übermäßiges Auspressen verhindern

Zu den wichtigen Nutabmessungen gehören:

Nutbreite
Rillentiefe
Eckenradius
Einfassungsfase
Oberflächenbeschaffenheit
Position der Trennfuge
Kompressionsstopp
Freiraum

Die Nut sollte nicht vollständig mit der unkomprimierten Dichtung ausgefüllt sein. Das Silikon muss Platz haben, um sich beim Zusammenbau der Teile verformen zu können.

Scharfe Ecken in Nuten sollten grundsätzlich vermieden werden, da sie die Dichtung beschädigen oder Spannungskonzentrationen verursachen können.

Ebenheit und Steifigkeit des Gehäuses

Selbst eine korrekt konstruierte Dichtung kann undicht werden, wenn sich das Gehäuse verformt oder die Passflächen nicht eben sind.

Dieses Problem tritt häufig auf bei:

Große Kunststoffabdeckungen
Dünne Metallplatten
Lange, rechteckige Gehäuse
Gehäuse mit weit auseinanderstehenden Schrauben
Bauteile, die mit uneinheitlichem Drehmoment montiert wurden

Ingenieure sollten Folgendes prüfen:

Wandstärke des Gehäuses
Rippenausführung
Befestigungsabstand
Schraubendrehmoment
Durchbiegung der Abdeckung
Oberflächenebenheit
Verformung nach dem Formen
Wärmeausdehnung

Eine stärkere Kompression löst das Problem der Gehäuseverformung nicht immer. Eine zu hohe Dichtungskraft kann die Verformung sogar noch verschlimmern.

Position des Befestigungselements und Montagekraft

Bei flachen Dichtungen wirkt sich die Anordnung der Befestigungselemente direkt auf den Anpressdruck aus.

Wenn Schrauben nur an den Ecken angebracht werden, kann sich die Mitte einer Längskante anheben und einen Leckageweg bilden.

Die Versammlung sollte Folgendes vorsehen:

Gleichmäßiger Abstand der Befestigungselemente
Geregeltes Drehmoment
Ausreichende Steifigkeit der Lagerung
Die Komprimierung wird bei Bedarf unterbrochen
Gleichmäßiger Anpressdruck

Kompressionsanschläge sind starre Elemente, die den Schließweg des Gehäuses begrenzen. Sie können dazu beitragen, eine übermäßige Kompression der Dichtung zu verhindern und die Konsistenz bei der Montage zu verbessern.

Oberflächenbeschaffenheit und Versiegelung von Grenzflächen

Die Passfläche sollte glatt genug sein, um durchgehende Leckkanäle zu verhindern.

Zu den möglichen Problemen gehören:

Tiefe Bearbeitungsspuren
Einsinkstellen
Trennlinien
Auswerferstift-Spuren
Kratzer
Flash
Schweißnähte
Oberflächenverunreinigung
Verformung des Gehäuses

Die Dichtung darf keine unkontrollierte Trennfuge, keine scharfe Kante und keinen tiefen Oberflächenfehler überqueren.

Bei kritischen Anwendungen sollten in der Zeichnung die Dichtfläche und die erforderliche Oberflächenbeschaffenheit angegeben werden.

Ecken und Fugenbereiche

Ecken sind häufige Versagensstellen bei rechteckigen wasserdichten Dichtungen.

Zu den möglichen Problemen gehören:

Ausdünnung der Dichtung
Unvollständige Befüllung
Ungleichmäßige Verdichtung
Materialfaltung
Spannungskonzentration
Schwäche der Klebeverbindung

Geformte Dichtungen mit geschlossenem Ring weisen im Allgemeinen eine bessere Eckenkonsistenz auf als geschnittene und verklebte extrudierte Profile.

Wenn eine extrudierte Dichtung zu einem Ring verbunden wird, sollte der Käufer Folgendes festlegen:

Gemeinsame Stellungnahme
Gelenkfestigkeit
Maximale Fehlanpassung
Gemeinsamer Auftritt
Anforderungen an die Dichtheitsprüfung
Mindestkonsistenz im Querschnitt

Dauerverformung und Langzeitverhalten

Der Druckverformungsrest beschreibt die bleibende Verformung, die zurückbleibt, nachdem Silikon unter festgelegten Zeit- und Temperaturbedingungen zusammengedrückt wurde.

Eine Dichtung mit schlechter Druckverformungsbeständigkeit kann nach und nach an Anpressdruck verlieren.

Dies ist besonders wichtig in:

Outdoor-Ausrüstung
Heiße Gehäuse
Kfz-Systeme
Batterieeinheiten
Beleuchtungsprodukte
Langlebige Industrieanlagen
Produkte, die nur selten gewartet werden

Das Material sollte unter Bedingungen geprüft werden, die die tatsächliche Betriebstemperatur und die tatsächliche Druckbelastung widerspiegeln.

Testdaten bei Raumtemperatur allein lassen möglicherweise keine Rückschlüsse auf die langfristige Dichtungsleistung zu.

Temperaturwechselbeanspruchung

Silikon, Kunststoff, Metall und Glas dehnen sich unterschiedlich stark aus und ziehen sich unterschiedlich stark zusammen.

Bei Temperaturwechselbeanspruchung können diese Maßänderungen die Kompression der Dichtung und die Ebenheit des Gehäuses beeinflussen.

Eine Dichtung kann eine erste Dichtheitsprüfung bestehen, versagt jedoch möglicherweise nach wiederholtem Erwärmen und Abkühlen.

Bei der Bewertung der Temperaturwechselbeständigkeit sollte Folgendes berücksichtigt werden:

Tiefsttemperatur
Höchsttemperatur
Erwärmungsgeschwindigkeit
Abkühlgeschwindigkeit
Anzahl der Zyklen
Verweilzeit
Montagezustand
Innendruck
Feuchtigkeitseinwirkung

Dichtheitsprüfungen nach Temperaturwechselbeanspruchung sind oft aussagekräftiger als die Prüfung ausschließlich neu montierter Teile.

Prüfverfahren zur Dichtheitsprüfung von wasserdichten Dichtungen

Es gibt keine Dichtheitsprüfung, die für jede Anwendung gleichermaßen geeignet ist. Das Prüfverfahren sollte dem tatsächlichen Risiko und den Produktspezifikationen entsprechen.

Visuelle Prüfung des Wassersprühverhaltens

Die Baugruppe wird Wasserspritzern aus bestimmten Richtungen ausgesetzt.

Diese Methode eignet sich für:

Regenfeste Gehäuse
Outdoor-Produkte
Allgemeiner Spritzschutz
Frühzeitige Bewertung von Prototypen

Nach der Prüfung wird das Gehäuse geöffnet und auf Wassereintritt überprüft.

Das Verfahren sollte Folgendes sicherstellen:

Sprühdruck
Düsenabstand
Sprühwinkel
Dauer
Produktorientierung
Wassertemperatur

Tauchprüfung

Das zusammengebaute Produkt wird für eine bestimmte Tiefe und Zeit in Wasser getaucht.

Eintauchprüfungen eignen sich für:

Wasserdichte Sensoren
Batteriegehäuse
Tauchgeräte
Tragbare Elektronikgeräte
Abgedichtete Steckverbinder

Die Testspezifikation sollte Folgendes festlegen:

Wassertiefe
Expositionsdauer
Produktorientierung
Wassertemperatur
Zustand des Innendrucks
Abnahmekriterien

Prüfung des Luftdruckabfalls

Die abgedichtete Baugruppe wird mit Luft unter Druck gesetzt. Anschließend misst das System den Druckabfall im Zeitverlauf.

Zu den Vorteilen gehören:

Saubere Prüfungen
Schnelle Produktionsprüfung
Quantitative Ergebnisse
Einfache Automatisierung
Das Produkt muss nicht getrocknet werden

Die Ergebnisse der Druckabfallmessung können jedoch durch folgende Faktoren beeinflusst werden:

Innenvolumen
Temperaturänderung
Flexible Erweiterung des Wohnungsbestands
Leckage an der Befestigung
Stabilisierungszeit

Die Prüfgrenzwerte müssen anhand von Proben ermittelt werden, von denen bekannt ist, dass sie einwandfrei sind bzw. undicht sind.

Prüfung des Vakuumabfalls

Bei der Vakuumabfallprüfung wird Luft aus einer Prüfkammer oder einem Bauteil abgesaugt und die Druckänderungen gemessen.

Es kann kleine Undichtigkeiten erkennen und eignet sich möglicherweise für empfindliche Bauteile.

Die Konstruktion der Vorrichtung und die Stabilität des Prüfvolumens sind für die Wiederholbarkeit von Bedeutung.

Blasen-Dichtheitsprüfung

Das Bauteil wird unter Druck gesetzt und in Wasser getaucht. Entweichende Luft bildet sichtbare Blasen.

Diese Methode eignet sich zur Lokalisierung von Leckstellen während der Entwicklung.

Das Verfahren ist einfach, eignet sich jedoch möglicherweise weniger für automatisierte Produktionstests oder sehr kleine Leckagen.

Prüfung mit Spurengas

Zur hochsensiblen Lecksuche kann ein Spurengas wie Helium verwendet werden.

Diese Methode wird in der Regel für Anwendungen eingesetzt, bei denen sehr niedrige zulässige Leckraten erforderlich sind.

Es kann verwendet werden in:

Medizinische Systeme
Hochzuverlässige Elektronik
Luft- und Raumfahrtkomponenten
Vakuumsysteme
Spezialisierte Industrieausrüstung

Die Prüfung mit Spurengasen erfordert spezielle Ausrüstung und kontrollierte Verfahren.

Farbstoff-Eindringprüfung

Mit gefärbtem Wasser oder fluoreszierender Flüssigkeit lässt sich der Weg des eindringenden Wassers besser erkennen.

Dies ist bei der Fehleranalyse hilfreich, kann jedoch zu einer Verunreinigung der Baugruppe führen.

Erstellung einer Spezifikation für die Dichtheitsprüfung

Eine sinnvolle Anforderung an eine Dichtheitsprüfung sollte mehr umfassen als nur “keine Undichtigkeiten”.”

Es sollte Folgendes enthalten:

Prüfverfahren
Prüfdruck
Wassertiefe
Testdauer
Produktorientierung
Stabilisierungszeit
Zulässiger Druckverlust
Zulässige Leckagerate
Prüfverfahren
Probenmenge
Testhäufigkeit
Klimatisierung
Kriterien für „Bestanden“ und „Nicht bestanden“

Das Prüfverfahren sollte vor Beginn der Serienfertigung festgelegt werden.

Prototypenvalidierung

Die Wasserdichtigkeit sollte unter Verwendung der für die Serienfertigung vorgesehenen Materialien und Geometrien überprüft werden.

Eine praktische Validierungssequenz kann Folgendes umfassen:

Maßprüfung der Dichtung und der Nut
Montage-Kraftmessung
Erste Dichtheitsprüfung
Temperaturwechselbeanspruchung
Schwingungsprüfung
Prüfung auf mechanische Stöße
Exposition gegenüber Chemikalien
Altersbeurteilung
Wiederholte Dichtheitsprüfung
Abschließende Sichtprüfung

Bei der Prüfung von Prototypen sollten auch Toleranzgrenzwerte berücksichtigt werden.

Ein Entwurf, der ausschließlich auf Nennmaßen basiert, kann in der Serienfertigung versagen.

Anforderungen an die Fertigungsqualität

Zu den möglichen Herstellungsfehlern bei wasserdichten Silikondichtungen zählen:

Übermäßiger Blitz
Kurzformteil
Luftblasen
Tränen
Verunreinigung
Oberflächenbeulen
Fehlausrichtung der Trennfuge
Falsche Härte
Schlecht verklebte Fugen
Maßabweichung
Verzerrte Profile
Beschädigte Dichtlippen

Zu den Prüfvorschriften können gehören:

Maßprüfung
Härteprüfung nach Shore A
Sichtprüfung
Materialprüfung
Prüfung der Druckverformungsrest
Prüfung der Gelenkfestigkeit
Dichtheitsprüfung
Rückverfolgbarkeit von Chargen
Farbüberprüfung
Verpackungskontrolle

Die Dichtfläche sollte vor Staub, Verformung, scharfen Werkzeugen und ungeeigneten Verpackungsmaterialien geschützt werden.

Angaben, die in einer Ausschreibung für wasserdichte Dichtungen enthalten sein sollten

Um ein genaues Angebot und eine technische Prüfung zu erhalten, geben Sie bitte Folgendes an:

Zweidimensionale Zeichnung
Dreidimensionales Modell
Dichtungsprofil
Kritische Abmessungen
Nutabmessungen
Gehäusematerial
Silikonhärte
Erforderliche Werkstoffgüte
Betriebstemperatur
Bedingungen der Wassereinwirkung
Interner oder externer Druck
Angestrebtes Schutzniveau
Exposition gegenüber Chemikalien
Montageverfahren
Anzugsmoment
Jährliche Bestellmenge
Probenmenge
Gesetzliche Anforderungen
Verfahren zur Dichtheitsprüfung
Prüf- und Verpackungsvorschriften

Fotos oder Zeichnungen der Endmontage können dem Zulieferer helfen, potenzielle Dichtungsrisiken bereits vor der Werkzeugherstellung zu erkennen.

So wählen Sie einen Lieferanten für wasserdichte Silikondichtungen aus

Ein geeigneter Lieferant sollte in der Lage sein, mehr als nur Teilformung anzubieten.

Zu den wichtigsten Funktionen gehören:

Überprüfung des Dichtungsprofils
Materialauswahl
Kompressionsanalyse
Groove-Rezension
Werkzeugentwicklung
Prototypenformung
LSR-Spritzguss
Formpressen
Silikon-Extrusion
Umspritzen
Maßprüfung
Dichtheitsprüfung
Rückverfolgbarkeit von Materialien
Fehleranalyse

Bevor Sie die Werkzeuge freigeben, bitten Sie den Lieferanten, den Dichtungsweg, das Kompressionsverhältnis, die Nutfüllung, die Lage der Trennfuge, die Eckenausgestaltung und den Montageprozess zu überprüfen.

Fazit

Eine zuverlässige Wasserdichtigkeit wird durch das gesamte Dichtungssystem gewährleistet, nicht allein durch das Silikonmaterial.

Das Dichtungsprofil, die Härte, die Nutgeometrie, die Kompression, die Gehäusesteifigkeit, der Abstand zwischen den Befestigungselementen, die Oberflächenqualität, die Temperatureinwirkung und der Montageprozess müssen aufeinander abgestimmt sein.

Beschaffungsingenieure in der Industrie sollten die tatsächlichen Wasserbelastungsbedingungen und die erforderliche Dichtheitsprüfmethode festlegen, bevor sie Angebote einholen.

Eine gut konstruierte Silikondichtung sollte nach Temperaturwechselbeanspruchung, mechanischer Belastung, Alterung und Toleranzschwankungen geprüft werden – nicht nur unmittelbar nach der Montage.

Eine frühzeitige technische Überprüfung und klare Validierungsanforderungen können Ausfälle durch Wassereintritt reduzieren, die Entwicklungszeit verkürzen und die langfristige Produktzuverlässigkeit verbessern.

Häufig gestellte Fragen

Welche Silikonhärte eignet sich für wasserdichte Dichtungen?

Bei vielen Anwendungen im Bereich der wasserdichten Abdichtung kommt Silikon mit einer Härte zwischen 30 und 70 Shore A zum Einsatz. Weichere Materialien passen sich leichter an, während härtere Materialien eine höhere Formstabilität bieten. Die endgültige Härte sollte unter Berücksichtigung der tatsächlichen Nut und des Gehäuses überprüft werden.

Um wie viel sollte eine Silikondichtung zusammengedrückt werden?

Der erforderliche Anpressdruck hängt vom Profil, der Härte, der Nut, dem Gehäuse, der Temperatur und dem Druck ab. Ein zu geringer Anpressdruck kann zu Undichtigkeiten führen, während ein zu hoher Anpressdruck die Dichtung beschädigen oder das Gehäuse verformen kann.

Können Silikondichtungen im Außenbereich verwendet werden?

Ja. Silikon weist im Allgemeinen eine gute Beständigkeit gegenüber UV-Strahlung, Ozon, Temperaturschwankungen und Witterungseinflüssen auf. Die genaue Zusammensetzung sollte dennoch entsprechend der Einsatzumgebung ausgewählt werden.

Warum ist ein wasserdichtes Gehäuse im Bereich der Schrauben undicht?

Möglicherweise verformt sich das Gehäuse zwischen den Befestigungselementen, oder die Dichtung ist ungleichmäßig zusammengedrückt. Der Abstand der Befestigungselemente, das Anzugsmoment, die Steifigkeit des Gehäuses und die Geometrie der Dichtung sollten überprüft werden.

Reicht ein Eintauchversuch aus, um die Wasserdichtigkeit einer Dichtung zu überprüfen?

Nicht immer. Das Produkt muss unter Umständen auch Temperaturwechselprüfungen, Vibrationstests, Alterungstests, Druckprüfungen und wiederholte Dichtheitsprüfungen durchlaufen, um seine langfristige Zuverlässigkeit zu bestätigen.

Was ist der beste Dichtheitstest für die Serienfertigung?

Die Luftdruckabfallprüfung wird häufig eingesetzt, da sie sauber, schnell, quantitativ und für die Automatisierung geeignet ist. Die richtige Methode hängt vom Produktvolumen, der zulässigen Leckrate und der inneren Geometrie ab.

Sind geformte Dichtungen besser als geklebte, extrudierte Dichtungen?

Formgepresste Dichtungen mit geschlossenem Ring weisen in der Regel eine bessere Gleichmäßigkeit an Ecken und Fugen auf. Extrudierte und geklebte Dichtungen sind bei großen Abmessungen zwar möglicherweise kostengünstiger, jedoch muss die Fuge sorgfältig kontrolliert und geprüft werden.

Kann Silikon direkt auf Kunststoff aufgespritzt werden?

Ja. LSR kann auf kompatible Kunststoffe umspritzt oder mechanisch mit dem Substrat verbunden werden. Die Haftfestigkeit hängt von der Kunststoffsorte, der Silikonformulierung, der Oberflächenvorbereitung und der Bauteilkonstruktion ab.