Hoe werkt een oliekeerring en wat zijn de kenmerken van dit type afdichting?

Oliekeerringen zijn radiale afdichtingsringen voor roterende toepassingen. Hierbij kun je denken aan de afdichting van assen en spindels van tandwielkasten en motoren. Ze houden olie, vet of andere smeermiddelen aan de binnenzijde. Terwijl vuil, stof en/of water buiten wordt gehouden. De oliekeerring is één van de meeste toegepaste as-afdichtingen als het gaat om roterende bewegingen. Een keerring bestaat uit een rubberen afdichtingslip, metalen behuizing en een veer. De afdichting komt tot stand door een dun laagje olie, dat tussen de rubberen afdichtingslip en de as vast gehouden wordt. De olie tilt de afdichtingslip een klein stukje op van de as. Deze dunne laag olie functioneert als barrière en geeft de afdichting een lage wrijvingsweerstand.

Meer weten over oliekeerringen?

Oliekeerring

FABRIKANTEN EN MERKNAMEN

Simrit afdichtingen

Simrit (Freudenberg) heeft de volgende type oliekeerringen in haar programma:


Simriz
Disogrin
SIMMERRING

Trelleborg afdichtingen

Trelleborg heeft de volgende type oliekeerringen in haar programma:


TRP / TRQ / HP20 – Middel tot hoge oliedruk

HiSpin HS40

SKF koppelingen

Chicago Rawhide (SKF) heeft de volgende type oliekeerringen in haar programma:


HMS / HMSA

CRW / CRWH

CRWA / CRWHA

CRW / CRWA

CRS / CRSH

CRSA / CRSHA

Kenmerken van een oliekeerring

  • Afdichting voor rotatie toepassingen

  • Goedkope afdichting

  • Omtreksnelheden tot 5,6 meter p/s

  • Grote variatie in materiaal en maatvoering

Toepassingen van een oliekeerring

  • Voertuigen

  • Tandwielkasten

  • Elektromotoren

Waar is een keerring uit opgebouwd

Hieronder vindt je de opbouw van de meest voorkomende oliekeerring. Deze is rubber ommanteld en voorzien van veer en stoflip. De keerring is van het type AS volgens DIN 3760.

Hier vindt je de onderdelen van een keerring

Van welke materialen worden oliekeerringen gemaakt?

Door het universele karakter van de oliekeerring word deze afdichting in vele verschillende materialen gefabriceerd. Hieronder vind je de eigenschappen van de meest voorkomende materiaalsoorten met codes volgens ISO 1629. Een uitgebreide chemische bestendigheidslijst vind je hier.

NBR

Nitril-Butadieen-Rubber (NBR) ook wel nitrilrubber genoemd. Dit materiaal heeft goede loopeigenschappen en is geschikt voor algemeen gebruik. NBR is bestand tegen temperaturen van -40° tot 100° C. En is bestand tegen smeerolie, hydraulische olie en water. Dit materiaal is minder geschikt voor het gebruik bij zuren, oplosmiddelen en blootstelling aan de ozon. Bekende merknamen zijn: Krynac® en Nipol®.

ACM

Polyacrylaat (ACM) is ten opzichte van NBR beter bestand tegen hogere temperaturen (-20° tot 130° C) en wordt aanbevolen bij het gebruik van oliesoorten voorzien van “dopings” additieven (toevoegingen om de eigenschappen van de (motor)olie te verbeteren). ACM Keerringen worden voornamelijk toegepast in de automobiel industrie. Polyacrylaat is minder bestand tegen logen, water en remvloeistoffen.

FPM/FKM

Fluor-Polymeer-Rubber (FPM volgens het DIN/ISO systeem) FKM is de afkorting voor hetzelfde materiaal, maar dan volgens de Amerikaanse ASTM standaard. Dit materiaal word ingezet wanneer er sprake is van hoge temperaturen -25° tot +204° C. Ook heeft FPM goede prestaties bij veel verschillende chemicaliën en oplosmiddelen. Het materiaal is bij dynamische toepassingen minder geschikt bij hoge toerentallen en bij wisselende draairichting (pendelbewegingen) dit ivm het stick-slip effect. Bekende merknamen zijn: Viton®, DAI-EL®, Dyneon®, Tecnoflon®.

EPDM

Ethyleen-Propyleen-Dieen-Monomeer (EPDM) keerringen zijn in tegenstelling tot NBR zeer UV bestendig en bestand tegen stoom, heet water, chemicaliën en silicone oliën. EPDM-materialen zijn niet bestand tegen producten op basis van minerale olie zoals smeeroliën en motorbrandstoffen. Het temperatuurbereik ligt tussen -45°C tot +130°C.

VMQ

Vinyl-Methyl-Polysiloxalaan (VMQ) Siliconenrubber heeft een uitstekende verouderingsbestendigheid en is bestand tegen UV-stralen, weersinvlœden, dierlijke en plantaardige oliën en vetten. Ook heeft siliconen een zeer ruim gebruikstemperatuurbereik en blijft in de koude omstandigheden flexibel. VMQ is toepasbaar in de voedingsmiddelenindustrie. Het is niet bestand tegen motorbrandstoffen, siliconenolien en waterdamp met temperaturen boven 120° C.

PTFE

PTFE (polytetrafluorethyleen) of teflon is in tegenstelling tot de bovengenoemde materialen geen elastomeer. Het materiaal heeft een grote chemische bestendigheid en een zeer lage wrijvingscoëfficiënt. Oppervlakteruwheid van de as heeft een grote invloed op de dichting en levensduur van een PTFE keerring. Het temperatuurbereik ligt tussen de -80º en + 250º C.

In welke uitvoeringen zijn keerringen verkrijgbaar?

Keerringen zijn in verschillende uitvoeringen verkrijgbaar. De oliekeerringen hebben een lichte overmaat ten opzichte van de boring. Hierdoor ontstaat een perspassing en er zal hierlangs geen lekkage optreden.

Rubber ommanteld: De passing van de boring komt minder nauwkeurig. Ook hebben kleine oneffenheden of beschadigingen geen invloed op de afdichting. De keerring zal niet gauw vastroesten in de boring.

uitvoering Oliekeerring

Tot welke werkdruk is een Oliekeerring geschikt?

Standaard oliekeerringen zijn over het algemeen bedoeld voor drukloze toepassingen. Dat houdt in dat er geen verschil in druk mag zijn tussen de af te dichten ruimtes. Een hogere druk zorgt ervoor dat de lip van de dichting krachtiger op de as wordt geduwd. Dit betekend meer wrijving met een sterke slijtage als gevolg. Toch kunnen de meeste standaard oliekeerringen wel een klein drukverschil aan.

Afhankelijk van het toerental en afwerking van de as is een drukverschil tot maximaal 0,5 bar mogelijk. Hierbij geldt: hoe hoger het toerental hoe lager het drukverschil mag zijn:

Toerental tot 1000 t.p.m. (maximale omtreksnelheid 2,8 m/s) : max. verschildruk 0,5 bar.
Toerental tot 2000 t.p.m. (maximale omtreksnelheid 3,2 m/s) : max. verschildruk 0,35 bar.
Toerental tot 3000 t.p.m. (maximale omtreksnelheid 5,6 m/s) : max. verschildruk 0,2 bar

Bovenstaande gegevens zijn op basis van een standaard NBR oliekeerring. Bij hogere drukken is het verstandig om te kiezen voor andere uitvoeringen of materialen.

Werking van een oliekeerring

Oliekeerringen voor hoge druk toepassingen

Standaard oliekeerringen kunnen (onder ideale omstandigheden) een drukverschil van maximaal 0,5 bar opvangen. Er zijn situaties waarin de oliedruk kan oplopen tot een veelvoud hiervan. Voor deze gevallen zijn er allerlei varianten op de markt. De keerringen zijn in verschillende druk gradaties verkrijgbaar. De meest eenvoudige heeft een vergelijkbare bouwvorm als de standaard oliekeerring. Echter, de binnen diameter van de stalen versterkingsring (de basis) van de afdichting is kleiner. Er zit minder flexibel materiaal (rubber compound) tussen de as en het pantser. Hierdoor blijft de afdichtingslip beter in vorm, ook bij hogere oliedrukken. Er is wel een hogere wrijvingsweerstand. Hoe hoger de oliedruk des te harder duwt de afdichtlip tegen de as. De maximale druk ligt in ideale omstandigheden rond de 30 bar. Voor hogere oliedrukken zijn er andere type afdichtingen geschikt.

keerring voor hoge druk

Wat is het stick-slip effect?

Het stick-slip effect ontstaat doordat het rubber dat door gebrek aan smering kleeft aan een oppervlak. Wanneer er een overgang plaatsvind van stilstand naar beweging is er in eerste plaats een hoge weerstand. Materiaal van de keerring is van invloed op de mate van het stick-slip effect. Het stick-slip effect kan het rubber beschadigen en lekkage veroorzaken.

stick slip effect

bron: learnchannel-tv.com

Loopvlak van een oliekeerring en de oppervlakte ruwheid van de as.

De oppervlakte van de as heeft een grote invloed op de mate van dichten. Vooral als de omtreksnelheid hoog is en het af te dichten medium onder druk staat. Een te gladde as voorkomt de opbouw van een smeerfilm tussen as en dichtingslip. Minder smering betekent slijtage en warmteontwikkeling en kans op groefvorming. Een ruwe as zorgt voor lekkage van olie en een verhoogde slijtage van de keerring. De ruwheid van het asoppervlak wordt bepaald door de gemiddelde profieldiepte Ra van de bewerkingsgroeven. Voor normale bedrijfsomstandigheden dient de as ter plaatse van de oliekeerring een  een oppervlakteruwheid van Ra = 0,4 – 0,8 μm te hebben. Oliekeerringen van PTFE draaien bij voorkeur op as met een gepolijst oppervlak tot Ra 0,2 μm. Dit heeft te maken met de stijfheid van PTFE.

oppervlakte ruwheid van het loopvlak

Wat zijn toleranties van de as en het huis?

De as die afgedicht wordt middels een oliekeerring wordt standaard afgedraaid met een tolerantie h11 de boring in H8.

Smering van een oliekeerring

Een keerring mag beslist niet “drooglopen”. Door een beperkte smering kan de temperatuur in het loopvlak dusdanig oplopen, dat er kans is op groefvorming in de as en/of verbranden van de afdichtingslip. Bij de afdichting van olie of vet is er smering aanwezig. Indien oliekeerringen in niet- smerende media (o.a. water) worden toegepast, moeten extra voorzieningen worden getroffen. In zo’n geval kan men bijvoorbeeld twee oliekeerringen in tandem monteren en de tussenruimte met vet of olie opvullen. Hierbij moeten de oliekeerringen zo ten opzichte van elkaar zijn gemonteerd, dat bij het vullen met vet geen drukopbouw kan plaatsvinden. Ook zou een oliekeerring met stoflip of een DUO uitvoering met een smeerfilm kunnen worden toegepast. Fabrikanten geven aan dat vetten zoals Silubrin Grease 1 van het merk Klüber een geschikte smering geeft. Dit vet kan ook gebruikt worden bij de montage.

Hoe monteer ik een oliekeerring op de juiste wijze?

Naast een goede oppervlakteruwheid en een juiste tolerantie heeft de juiste wijze van montage van een oliekeerring een grote invloed op de levensduur en op de hoogwaardigheid van de afdichting. Allereerst is het van belang dat de boring en de as goed schoon zijn. Een vuiltje tussen afdichtingslip en as kan later lekkage veroorzaken. Omdat de binnendiameter van de oliekeerring bij montage moet worden opgerekt, is het noodzakelijk dat de as een oploopkant bezit. De hoek waaronder de oploopconus moet worden afgeschuind is tussen de 30° en 50°. Om het het monteren te vergemakkelijken dienen zowel de as als de afdichtingslip van de oliekeerring ingevet te worden. Hierdoor ben je tevens verzekert van een goede inloopsmering.

Monteren van een oliekeerring

Afdichtingen voor roterende toepassingen. Wat zijn de mogelijkheden?

Naast de oliekeerring zijn er een groot aantal verschillende type afdichtingen, specifiek geschikt voor roterende toepassingen. Hieronder vind je een lijst met de meest voorkomende uitvoeringen.

Cassette seal
V-ring
Roto seal
PS seal
Labyrint afdichting
Mechanical seal
Combi-seal
Scot seal
Gamma ring

afdichting draaiende as

bron: ahp seals

Wat zijn de oplossingen voor een ingelopen as

Een as reparatie bus. Ook wel Speedi sleeve (merknaam van SKF) genoemd, is een reparatie set waarmee een ingelopen loopvlak onder een afdichting gerepareerd kan worden. Vaak ontstaat er in de loop van de tijd op de plaats ter hoogte van dichtingslip een groef. Als je dan een nieuwe keerring plaats zal deze ook niet goed afdichten. In plaats van de dure en tijdrovende opties, de as vervangen of te repareren d.m.v. verbussen of oplassen en slijpen kan een as reparatiebus een snelle en goedkopere oplossing zijn. Deze monteer je op de plaats waar de groef is ontstaand. Het busje is zo dun dat je gewoon een keerring met de zelfde maat kan gebruiken.
SpeediSleeves zijn van RVS en zijn inzet geslepen. In de meeste gevallen geeft een reparatie bus een betere afdichting dan de oorspronkelijke as. Dit heeft te maken met de juiste ruwheid van de sleeve en de manier waarop deze geslepen is. Zo is er bijvoorbeeld bij slijp proces geen spoed door de slijpsteen achtergelaten. Zo’n slijpspoed kan er voor zorgen dat de olie onder de afdichting naar buiten wordt afgevoerd. Voor omstandigheden waar abrasieve stoffen worden gebruikt zijn er ook as reparatie bussen welke een extreem harde laag hebben.

ingelopen as door een oliekeerring
speedi-sleeve reparatiebus ingelopen as

Problemen met oliekeerringen herkennen en oplossen

ProbleemOorzaakAdvies
Oliekeerring draait met as mee of beweegt in axiale richting langs de asBuitendiameter oliekeerring kleiner dan inwendige diameter van de boring.Kies oliekeerring in de juiste afmeting en vervang.
Gemonteerde oliekeerring zit scheef en is vervormdDiameter van de boring (huis) is te klein of onjuist gereedschap gebruikt tijdens montage.Controleer de diameter en gebruik het juiste gereedschap voor montage
Beschadiging aan de omtrek van de oliekeerringAfwerking van de boring is niet juist of onjuiste montage.Controleer de ruwheid van de boring en aanwezigheid van een oplooprand.
Afdichtingslip vroegtijdig versletenOnvoldoende smering.Zorg voor voldoende en juiste smering. Controleer de ruwheid van de as.
Lip gedeeltelijk versletenOliekeering niet centrisch ten opzichte van de as in de boring.Centreer de afdichting ten opzichte van de as. Gebruik het juiste montagegereedschap.
Afdichtingslip verhard, versleten en vertoont scheurtjesTe hoge temperatuur, Te hoge snelheid van de as, Te hoge druk, Onvoldoende smering.Kies het juiste rubbercompound en type oliekeerring en zorg voor voldoende smering.
Afdichtingslip gezwollenOnjuist rubbercompound.Kies het juiste materiaal.
Afdichtingslip gekrastRuwheid van de as is niet juist.Controleer de ruwheid van de as.
Lip omgeklaptOnjuiste montage.Smeer de afdichtingslip en de as vóór montage

Vragen of sugesties?