Těsnicí výrobky z gumy a plastu – Přednáška 1: Standardní těsnění

1. Rychlý přehled

„Standardní těsnění“ ve skutečnosti v mezinárodních značkových katalozích současně sledují dvě jednoduché systémy.

Jeden systém je řadí podle tvaru a průřezu: O-kroužek, obalený O-kroužek, čtvercový kroužek, D-kroužek, X-kroužek (Quad-kroužek) a kombinované těsnicí podložky.

Druhý systém je řadí podle způsobu montáže a funkce, kterou plní: statická těsnění, těsnění čelových ploch, přírubová těsnění a těsnění spojovacích prvků.

Společnosti Trelleborg, Freudenberg, Parker a Hutchinson všechny uspořádávají své katalogy tímto způsobem. O-kroužky, X-kroužky, přírubová těsnění a kombinované podložky zařazují do jedné velké skupiny „statická těsnění“, místo aby je prodávaly odděleně.

Pokud se zaměříte na světově uznávané značky, pak pro tuto kategorii stojí za studiem tyto společnosti: Trelleborg, Freudenberg Sealing Technologies, Parker Hannifin/Prädifa a Hutchinson. Pro průmyslová zařízení je SKF dobrým referenčním standardem. V Asii je standardem, na který si stojí za to dávat pozor, společnost NOK.

Tyto společnosti neprodávají pouze jedno pryžové kroužkové těsnění. Nabízejí kompletní balíček: materiály, rozměrové normy, tvary drážek, aplikační údaje, certifikáty a prodejní kanály.

2. Jak se řadí velké mezinárodní značky

Trelleborg: Velmi komplexní sortiment statických těsnění. Otevřeně uvádějí O-kroužky, O-kroužky s obalem z FEP, Quad-Ring/X-Ring, lepená těsnění (kov + pryž), čtvercové kroužky Kantseal atd. Jejich přístup je „standardní součásti plus technicky navržené tvary statických těsnění.“

Freudenberg Sealing Technologies: Silná pozice v oblasti materiálů a kompletních produktových řad. Nabízejí O-kroužky, X-kroužky, O-kroužky s obalem, těsnění pro příruby a USIT-Ringy pro spojovací prvky. Statická těsnění tak převádí na organizované produktové skupiny.

Parker / Prädifa: Uvádějí O-kroužky, X-kroužky, D-kroužky, těsnění pro příruby, těsnění pro spojovací prvky a těsnění ORFS pro čelní plochy. Jejich silnou stránkou je velmi úzká vazba mezi statickými těsněními a hydraulickými a kapalinovými spoji.

Hutchinson: Nabízí těsnění O-kroužky, X-kroužky, lepená těsnění a přírubová těsnění PFS. Jejich řady přírubových těsnění a lepených těsnění jsou velmi přehledné – vhodné pro shodu s evropským průmyslovým pojetím statických těsnění.

SKF: V zařízeních výrobních závodů nabízí O-kroužky, podpůrné kroužky, čtvercová těsnění a statická těsnění. Spolehlivý referenční standard pro průmyslovou shodu.

NOK: O-kroužky a řešení pro těsnění jsou jejich základní činnost. Pokrývají automobily, stavební stroje, polovodiče, vodíkové systémy a další oblasti. Dobrý referenční standard pro asijskou sériovou výrobu a průmyslové dodávky.

3. Seznam produktů – po jednom

1. Řada O-kroužků

O-kroužek

Toto je základ všech standardních těsnění. Parker je dodává podle norem AS 568B, DIN ISO 3601, JIS a dalších. Freudenberg považuje O-kroužek za klasické statické těsnění a vyrábí také speciální dynamické verze. SKF a NOK postupují stejně. Při porovnávání s velkými značkami rozhodující není otázka „umíte vyrábět O-kroužek?“, nýbrž materiály, skladová dostupnost standardních rozměrů, certifikace, čistota a rychlost dodání.

O-kroužek s obalem

Jedná se o produkt vyšší hodnoty. FEP O-kroužek společnosti Trelleborg využívá jádro z křemičitanové nebo fluorokaučukové gumy s bezševnou vnější vrstvou z FEP. Zajišťuje vynikající odolnost vůči chemikáliím a nízké tření a splňuje normy ISO 3601, AS 568, BS 4518 atd. Společnost Freudenberg zařazuje O-kroužky s obalem do kategorie statických těsnění pro náročné aplikace a jasně uvádí, že verze s FEP/PFA jsou určeny především pro statické použití. Jsou vhodné pro práci se silnými chemikáliemi, proti korozi, v prostředích vyžadujících vysokou čistotu nebo při kontaktu s potravinami. Objem může být omezený, avšak značková hodnota je vyšší.

Čtvercový kroužek

Mezinárodní značky jej obvykle označují jako čtvercový kroužek nebo kroužek se čtvercovým průřezem. Klasickým příkladem je Kantseal od společnosti Trelleborg: má čtvercový průřez a používá se především pro statické těsnění na přírubách podle normy SAE a uzávěrových víkách. Společnost SKF také řadí čtvercové kroužky mezi statická těsnění. Jejich hodnota vyplývá z lepšího přizpůsobení konstrukcím přírub a vík ve srovnání s jednoduchým kulatým O-kroužkem.

D-kruh

Definice firmy Parker je jasná: jde o ekonomickou náhradu tradičních radiálních těsnění, která lze použít v aplikacích statických, reciprokujících nebo oscilujících. Ploché dno pomáhá zabránit porušení způsobenému spirálovým zkroucením. Společnost Freudenberg nabízí také D-kroužky jako speciální tvar O-kroužku. Nejedná se o položku s vysokým objemem prodeje, avšak přináší skutečnou hodnotu tam, kde je rozhodující stabilita montáže.

X-kroužek / Quad-kroužek

Nejběžnější modernizace běžného O-kroužku. Quad-kroužek / X-kroužek společnosti Trelleborg má čtyři tesnící okraje, funguje obousměrně a lze jej použít jak v statických, tak v dynamických aplikacích. Zajišťuje lepší těsnění a nižší tření než standardní O-kroužek. X-kroužek XR společnosti Freudenberg je vhodný pro těsnění přírub, koncových krytů, potrubních spojek a reciprokujících či rotujících úloh. X-kroužky jsou vynikající možností přechodu od standardních součástí k vysoce kvalitním značkovým vylepšeným součástem.

Gumová těsnění / plochá těsnění

V mezinárodních katalozích se tyto položky neprodávají jako „standardní položky hvězdné úrovně“. Patří do kategorie těsnění / přírubových těsnění / rovných přírubových těsnění. Freudenberg považuje těsnění za součást těsnicího systému. Trelleborg nabízí standardní přírubová těsnění pro procesní průmysl. James Walker se zaměřuje na materiály pro těsnění rovných přírub. Jinými slovy jde o spíše „konkrétní kreslení“ nebo „konkrétní zakázku“ určené díly. Síla značky vyplývá ze znalostí materiálů a aplikací, nikoli pouze z tvaru.

2. Těsnění pro drážky a spoje

Statická těsnění

Toto není jeden jediný tvar. Je to název pro všechna těsnění bez relativního pohybu. Trelleborg a SKF používají kategorii „statická těsnění“. Freudenberg tuto kategorii dále rozděluje na O-kroužky, X-kroužky, přírubová těsnění a USIT-kroužky. Velké značky ukazují, že konkurovat v oblasti statických těsnění znamená nabízet kompletní sortiment tvarů + návrh drážek + přizpůsobení konkrétní aplikaci, nikoli pouze jeden gumový kroužek.

Čelní těsnění

Mezinárodní značky obvykle nepoužívají jedno pevné název produktu. Rozdělují je podle typu připojení. Parkerův název Seal–Lok ORFS je typický obchodní název pro těsnění čelních ploch – zaměřuje se na beznetěkost spojů za vysokého tlaku, vibrací a tlakových pulsů. Pro jednoduché uzavírací kryty nebo čelní drážky značky tyto produkty zařazují do kategorií statických těsnění nebo přírubových těsnění místo vytváření nové rozsáhlé kategorie.

Přírubová těsnění

Jde o podkategorii s velkým potenciálem pro značku. Parker uvádí přírubová těsnění a těsnění pro upevňovací prvky. Freudenberg nabízí přírubová těsnění a krycí těsnění. Hutchinson má přírubová těsnění řady PFS a uvádí, že mohou nahradit vinuté těsnění a gumová těsnění. Statický těsnicí systém společnosti Trelleborg rovněž zahrnuje přírubová těsnění podle normy SAE. Součásti pro příruby jsou více zaměřené na inženýrské aspekty, protože úzce souvisí s normami pro příruby, silou utažení šroubů a tolerancemi při montáži.

Kombinované podložky

"Kombinovaná podložka" je běžný čínský název. Mezinárodní značky používají různé názvy, např. složené těsnicí podložky, těsnění pro spojovací prvky, USIT-kroužky nebo lepené podložky. Společnost Parker je označuje jako těsnění pro spojovací prvky / složená těsnicí podložka složená z kovového nosiče a vulkanizované elastomerové hrany. Freudenberg používá název USIT-kroužky – těsnění pro spojovací prvky. James Walker jednoduše používá termín lepené podložky. Při tvorbě katalogů uveďte jak čínský běžný název, tak mezinárodní název.

Lepené těsnění (kov + pryž – kombinované těsnění)

Toto je nejzralší a mezinárodně nejuznávanější označení pro kombinované podložky. Společnost Trelleborg uvádí „Lepené těsnění…"

4. Strom produktů + přiřazení mezinárodních značek + materiál / aplikace / úroveň obtížnosti

Úroveň obtížnosti zde znamená „náročnost vývoje a sériové výroby“. Posuzuje se typ materiálu, velikost a přesnost dodržení tolerancí, formy, povrchové úpravy, zda se jedná o kovovo-pryžový kompozit, do jaké míry závisí na přizpůsobení přírubě / závitům / drážkám a kolik testování v reálných podmínkách aplikace je nutné.

Mezinárodní značkové katalogy neuvádějí všechny položky v rovině. Řídí se dvěma kritérii současně: jedním podle tvaru/struktury a druhým podle způsobu připojení/montáže. Proto je nejvhodnější považovat termín „statické těsnění“ za aplikační označení, nikoli za samostatnou úroveň produktu.

Strom produktů

Standardní těsnění

A. Standardní těsnění s průřezem

• O-kroužek

• Obalovaný O-kroužek

• Čtvercový kroužek

• D-kroužek

• X-kroužek / Quad-kroužek

• Gumové těsnění / ploché těsnění

B. Statická těsnění pro připojení / drážku

• Statické těsnění (štítek aplikace)

• Těsnění tváří

• Přírubové těsnění

• Kombinovaná podložka (kompozitní / těsnicí podložka pro spojovací prvky)

• Lepené těsnění (kombinované těsnění z kovu a pryže)

Přehled katalogu

(1) O-kroužek

Značkové reference: Trelleborg / Freudenberg / NOK.

Hlavní materiály: NBR, HNBR, EPDM, FKM, FFKM; také speciální verze na bázi PTFE.

Typické oblasti použití: těsnění oleje, vody, vzduchu a plynu v uzavíracích orgánech, čerpadlech, hydraulických a pneumatických systémech, automobilech, domácích spotřebičích a obecném průmyslovém zařízení.

Obtížnost: Nízká.

(2) O-kroužek s obalem

Referenční značky: Trelleborg FEP O-kroužek / Freudenberg O-kroužky s obalem.

Hlavní materiály: vnější vrstva z FEP/PFA + jádro z FKM nebo VMQ.

Typické použití: silné chemikálie, vakuum, statické těsnění přírub, vysoká čistota a statické aplikace ve styku s potravinami. Mezinárodní značky zdůrazňují, že se jedná především o statické použití.

Obtížnost: Vysoká.

(3) Čtvercový kroužek

Referenční značky: Trelleborg Kantseal / SKF Čtvercové kroužky / Freudenberg Čtvercové kroužky.

Hlavní materiály: převážně NBR, FKM.

Typické použití: příruby podle normy SAE, uzávěrové kryty, krycí desky pro statické těsnění. Zaměření na udržení tvaru a snadnou montáž.

Obtížnost: Střední.

(4) D-kroužek

Orientační značky: Parker D-kroužky / Freudenberg D-kroužky.

Hlavní materiály: stejná skupina jako u O-kroužků – NBR, FKM, HNBR, EPDM atd.

Typické použití: radiální těsnění pro statické, pohyblivé nebo kmitavé úlohy. Mezinárodní značky jej považují za konstrukční vylepšení O-kroužku.

Obtížnost: Střední.

(5) X-kroužek / Quad-kroužek

Orientační značky: Trelleborg Quad-kroužek / Freudenberg X-kroužky / Hutchinson JF4.

Hlavní materiály: obvykle NBR, FKM; lze rozšířit i na jiné elastomery.

Typické použití: statické – příruby, pouzdra, uzávěry konců; dynamické – hydraulika, pneumatika, pohyblivé, rotační a kmitavé aplikace. Značky zdůrazňují nižší tření, lepší těsnění a menší zkroucení ve srovnání s běžnými O-kroužky.

Obtížnost: Střední až vysoká.

(6) Gumové těsnění / ploché těsnění

Značkové závody: Freudenberg – těsnění / ploché těsnění.

Hlavní materiály: gumy, vlákniny, grafit, PTFE a průmyslové třídy jako EPDM, FKM/fluoropren.

Typické použití: statické těsnění mezi dvěma rovnými povrchy – příruby, uzavírací klapky, armatury, tělesa čerpadel; také chemický, potravinářský, nápojový a farmaceutický průmysl.

Obtížnost: nízká–střední (jednoduchá plochá těsnění = nízká; průmyslově specifická = střední).

(7) Statické těsnění

Značkové závody: Trelleborg Static Seals / Freudenberg Static Seals.

Hlavní materiály / konstrukce: zahrnuje O-kroužky, čtvercové kroužky, X-kroužky, plochá těsnění, lepená těsnění atd.

Typické použití: všechna axiální nebo radiální těsnění bez pohybu. Značky považují „statické těsnění“ za kategorii a poté uvádějí skutečné tvary uvnitř této kategorie.

Obtížnost: není hodnocena samostatně – jedná se ve skutečnosti o aplikační označení.

(8) Těsnění čelní plochy

Orientační značky: Parker Seal–Lok ORFS / Freudenberg statická axiální těsnění.

Hlavní materiály: obvykle stejné jako u rodiny O-kroužků; verze ORFS je sestava přípojky + těsnění ve formě O-kroužku.

Typické použití: vysokotlaké, vibracemi a pulzující čelní spojení, např. hydraulické potrubní náhradní díly, čelní plochy bloků ventilů, konektory. Mezinárodně se tyto spoje často označují podle celkového řešení připojení, nikoli podle jediného kroužku.

Obtížnost: Střední až vysoká.

(9) Přírubové těsnění

Orientační značky: Freudenberg FLAN89 / Hutchinson PFS přírubová těsnění.

Hlavní materiály / konstrukce: jedním typem je přírubové těsnění z TPU; druhým typem je nerezová podložka + vulkanizovaná elastomerní hrana.

Typické použití: hydraulické příruby podle normy SAE J518, potrubní příruby, šroubované přírubové spoje. Značky považují toto řešení za technicky složitější než běžný O-kroužek.

Obtížnost: Vysoká.

(10) Kombinovaná podložka (kompozitní / těsnicí podložka pro spojovací prvky)

Orientační značky: Parker Fastener Seals / Freudenberg Fastener Seals / Hutchinson Banjo Sealing Washers.

Hlavní materiály / konstrukce: obvykle kovový nosič + vulkanizovaná gumová těsnicí hranice. Standard Freudenbergu je NBR + uhlíková ocel s pozinkováním, ale lze rozšířit na FKM, EPDM, silicone atd.

Typické použití: šrouby, matice, závitové tyče, potrubní spojky, spojky typu banjo pro zabránění úniků.

Obtížnost: Střední až vysoká.

(11) Lepené těsnění (kombinované těsnění z kovu a gumy)

Značkové reference: Trelleborg Bonded Seal / Hutchinson Bonded Seal / Freudenberg US Bonded Seals.

Hlavní materiály / konstrukce: kovový kroužek / vložka + vulkanizované gumové tělo. Kov může být uhlíková ocel, nerezová ocel, mosaz, hliník apod. Guma je obvykle NBR, HNBR, FKM nebo EPDM.

Typické použití: závitové spoje, přírubové spoje, vysokotlaké hydraulické / pneumatické systémy, palivo, systémy vytápění, větrání a klimatizace (HVAC), přečerpávání kapalin. Jedná se o jedno z nejstandardizovanějších statických kovovo-gumových těsnění v mezinárodních katalozích.

Obtížnost: Vysoká.

Vrstvení řady výrobků v jedné větě

Základní části vysokého objemu: O-kroužky, obyčejné gumové těsnění / ploché těsnění.

Části s vyšším ziskem: čtvercové kroužky, D-kroužky, X-kroužky, kombinované podložky.

Součásti vyšší hodnoty: uzavřená O-kroužky, těsnění přírub, lepená těsnění.