Technologie Made in Germany

    FAQ

    Für Pumpen ist ein Stumpfschnitt mit einem Winkel von ca. 75 Grad, der sich aus dem Unterschied von Stopfbuchs-Innen und Außen-Durchmesser ergibt, empfohlen. Zur Längenermittlung rechnet man, abhängig vom Packungstyp, einen Längenzuschlag auf den Mittel-Linienumfang von 6 - 8 % für kleine Wellendurchmesser und 2 - 4 % für große Wellendurchmesser hinzu. Für Armaturen und Kolbenpumpen empfehlen wir einen 45 Grad Schrägschnitt mit einem Längenzuschlag von 2 % auf den Mittellinienumfang.

    Dies liegt daran, dass einige Packungen keine Querschnitt-Imprägnierung haben und zum Ausfransen neigen. Der 75° Stumpfschnitt ist der kürzeste Schnitt durch die Packung und minimiert das Risiko des Ausfransens.

    Als erstes sollte man den Begriff „vorgepresster Ring“ klären. Es bedeutet, dass jeder Ring individuell in einer Form auf seine Arbeitsdichte verdichtet wurde. Andere Aus-drücke wie vorgeformt, Ringzuschnitt oder ähnlich bedeuten nicht unbedingt, dass eine Verdichtung stattgefunden hat. Der Vorteil des Vorverdichtens ist, dass alle installierten Ringe die gleiche Dichte haben und wesentlich direkter auf die Brillen-kraft reagieren. Daraus resultiert, dass eine deutlich geringere Brillenkraft notwendig ist. Der Schnitt wird deutlich besser schließen und zusätzliche Zuschnittlänge um den Schrumpf zu kompensieren und den Aussendurchmesser besser abzudichten, wird leichter in einer Pressform erreicht. Im Betrieb wird sich ein Stapel aus vorgepressten Ringen geringer setzen und damit steht ein längerer Weg zum Nachziehen an den Bolzen zur Verfügung.

    Die Einsatzgrenzen sollten die schwächste Komponente in einer Packung berücksichtigen. Eine Kohlefaser kann bis 400°C/750°F in der Atmosphäre eingesetzt werden. Als Querschnitts Imprägnierung wird z.B. PTFE eingesetzt, damit sinken die Einsatzgrenzen auf 280°C/550°F. Diese neue Einsatzgrenze nicht zu beachten, resultiert in Zerstörung des PTFE und die entstehenden Spaltprodukte können die Stopfbuchskomponenten angreifen und die Gesundheit der Beschäftigten in der näheren Umgebung gefährden.

    Lifeloading wird an Brillenbolzen bei Stopfbuchsdrücken über 16 bar/200psi eingesetzt. Die Tellerfedern haben eine lineare Federkraft und kompensieren Kompressionsverlust an der Packung der durch Setzen, Abrieb oder den Einfluss von thermischer Expansion entstehen kann. Wenn Lifeloading nicht eingesetzt wird, kann der Fehler, die Brillenbolzenmuttern nicht nachzuziehen, in mechanischer Zerstörung der Packung und Ausblasen der Packung resultieren, wenn komprimierte gasförmige Produkte sich rapide ausdehnen.

    Als erstes muss bestimmt werden, ob die Anwendung eine Pumpen-, eine Armaturen oder eine Spezialpackung erfordert. Überlegungen müssen dann hinsichtlich der Temperatur getroffen werden. Die technischen Einsatzdaten einer Packung geben darüber Auskunft. Ein weiteres Kriterium ist die verfügbare Wellenoberflächenhärte, die für die meisten Pumpenpackungen in HRC angegeben ist. Weitere Einsatzdaten sind für den pH-Wert, die chemische Aggressivität eines Produktes und die maximale Wellenoberflächen-Geschwindigkeit angegeben. Ebenso ist es wichtig zu wissen, ob das Produkt Feststoffe enthält. Falls ein Trockenlauf im Betrieb eintreten kann, sollte man eine Packung mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit, siehe Wärmeleitfähigkeits-Diagramm der Auswahlkriterien, Katalog Seite 25 auswählen und ebenso sind dann Packungen die eine geringere Wellenhärte erfordern bevorzugt.

    Diese Werte müssen in Zusammenhang mit dem abgedichteten Druck betrachtet werden. Wenn der Druck gering ist, können auch Packungen mit einer geringen Wärmeleitfähigkeit infolge des fehlenden Graphitgehalts wie z.B. Aramid-Packungen bei höheren Wellenoberflächengeschwindigkeiten laufen. Im Prinzip, je höher der C Gehalt einer Packung, um so besser ist die Eignung für hohe Wellengeschwindigkeiten. Reine PTFE Packungen sind nur für minimale Wellenumfangsgeschwindigkeiten geeignet, Kohle und Graphit Packungen vertragen die höchsten Wellenumfangsgeschwindigkeiten. 

    Die angegebenen Werte basieren auf der Eignung der Packung und ihrer Fähigkeit nicht zu extrudieren. Der Wert bezieht sich auf die Spaltweite zwischen Welle/Spindel/Kolben und der Stopfbuchsbrille. Der max. empfohlene Spalt für eine Pumpenpackung ist 5% des Packungsquerschnittes und 2% bei Armaturenpackungen. Größere Spaltweiten werden die möglichen Einsatzdaten reduzieren und umgekehrt. Höhere Temperaturen werden ebenfalls die max. Druckwerte reduzieren, dies betrifft hauptsächlich PTFE-Packungen und PTFE-imprägnierte Packungen.

    Üblicherweise sind 3/16" und 5mm Packungen identisch. Meistens ist die Flechtart beider Größen 2-diagonal und deshalb sehr formbar. Flechter aus Übersee werden eine 3/16" als 5mm verkaufen und europäische Flechter werden eine 5mm in Übersee als 3/16" verkaufen. Eine ähnliche Situation besteht für 16mm und 5/8", 19 und 3/4", 22mm und 7/8" sowie für 25mm und 1".
    Jedoch sollte jeweils eine  individuelle Abmessung für 6mm und 1/4", 10mm und 3/8" sowie für 12mm und 1/2" hergestellt werden.

    Wir liefern zu allen Pumpenpackungen Angaben zu der Mindestoberflächenhärte, ausgedrückt in HRC Hardness Rockwell. Wenn abrasive Schlämme abgedichtet werden, sollte automatisch eine Packung, die eine höhere Oberflächenhärte benötigt, gewählt werden; respektive auch die Wellenoberfläche dazu beschaffen werden. Nicht zu vernachlässigen ist dabei die chemische Aggressivität des Produktes. Einige der Wellenoberflächen-Beschichtungen können chemisch angegriffen werden, obwohl sie mechanisch geeignet sind. Mitunter kann in abrasiven Anwendungen das Gesamtergebnis besser sein, wenn nur eine weiche Oberfläche zur Verfügung steht, eine weiche Packung einzusetzen, als eine geeignete harte Packung, die HRC 50 erfordert, gegen eine zu weiche Oberfläche HRC 25 laufen zu lassen.

    Nur Packung nachzulegen, ist im Prinzip eine Marketing-Idee, die vermitteln will, dass weniger Wartungsaufwand für ein angepriesenes Produkt von Nöten ist. Gute Arbeitspraxis wird immer empfehlen, die gesamte Packung, auch unterhalb eines Laternenringes zu erneuern und die Wellenoberfläche sowie auch die Stopfbuchse vor Neuverpacken auf Ablagerungen und Verschleiß zu inspizieren.

    Für formgepresste Ringe macht es einen großen Höhenunterschied, wenn der gleiche Packungsquerschnitt um eine kleine Welle von 30mm / 1,25“ oder um eine 100mm / 4“ Welle gelegt wird. Der kleinere Durchmesser bringt die Packung zum Ausbuchten am Innendurchmesser und erzeugt damit eine größere Höhe, der größere Wellendurchmesser wird eher eine geringere Ringhöhe erzeugen.
    Packungen mit einem großen Anteil an Einlaufschmiermittel tendieren ebenfalls dazu, nach dem Pressen in der Höhe aufzuspringen, während sich die trockene Packung setzt. Mehrfaches Biegen von Ringen kann ebenfalls die Ringe in der Höhe öffnen.

    Man unterscheidet zwischen kanten- und laufflächenverstärkten Hybridpackungen. Grundsätzlich verwendet man 2 verschiedene Werkstoffe, zum Beispiel mit einer Verstärkungscharakteristik, wie sie Aramidgarne haben und grafithaltige Garne, welche die Wärmeleitfähigkeit fördern. Die Kantenverstärkung einer Packung ist sinnvoll bei Axialbewegungen des abzudichtenden Aggregates, wie man sie in Kolbenpumpen findet. Positiver Nebeneffekt der Kantenverstärkung ist, die Spaltextrusion der Packung  zu vermeiden.

    In Einsatzfällen mit rotierenden Wellen bevorzugt man die Laufflächenverstärkung gegenüber einer kantenverstärkten Packung. Grund dafür ist die gleichmäßige Verteilung des Verstärkungsmaterials über die gesamte Laufbreite, was eine gemäßigte Belastung der Wellenoberfläche mit sich bringt. Ein gewünschter Nebeneffekt der Laufflächenverstärkung ist es, Feststoffanteile eines Produktes in ihrer Dynamik, die durch Wellenrotation entstehen kann, zu stoppen und einen Abrieb einer weicheren, z.B. wärmeleitfähigen Komponente der Hybridpackung zu verhindern.

    In Pumpen werden Vorlageringe bei feststoffbeladenen Medien gerne aus verschleißfestem Packungsmaterial als produktseitiger Grundring vorgelegt, um eine weichere wellenschonende Packung zu schonen. Sollte ein Laternenring zur Spülung des Packungsraumes mit z.B. Wasser eingesetzt werden, kann die Verwendung von verschleißfester Packung sogar vom Stopfbuchsgrund bis zum Laternenring ausgedehnt werden. Die weichere Packung wird dann ab dem Laternenring bis zur Brille (Atmosphärenseite) eingesetzt und kann in sauberem Medium laufen.

    Die Packung wird axial verspannt, um eine radiale Dichtwirkung hervorzurufen. Sollten Spalten zwischen Brille oder Stopfbuchsgrund und Spindel in einer Dimension größer als 2% der Packungsbreite vorliegen, besteht die Gefahr, dass das Packungsmaterial durch den aufgebrachten Druck in die Spalte gedrängt wird und die Dichtwirkung abfällt. Vor allem thermoplastische Materialien haben eine starke Extrusionsneigung. Aber auch eine expandierte Grafitfolienpackung birgt die Gefahr des Abscherens der ersten Lagen in die Spalte, weil die Folienstärke nur ca. 0,4 – 0,5mm beträgt.  Vorlageringe aus extrusionsstabilen Materialien verhindern die Spaltextrusion und erhalten die Dichtwirkung aufrecht. Durch die Toleranz an Armaturenbauteilen, speziell aber nach einer Revision, kann man davon ausgehen, dass die 2% maximale Spaltweite grundsätzlich überschritten werden und Vorlageringe zum Einsatz empfohlen werden.

    Herkömmliche Armaturen haben oft Stopfbuchsräume mit 7 und mehr Ringen. Der heutige Wissenstand mit modernen Packungsmaterialien beschränkt die empfohlene, maximale Ringanzahl auf 4-6 je nach abzudichtendem Druck. Der restliche Raum wird durch Distanzringe, z.B. aus druckstabil-gefüllten Kohleringen, produktseitig aufgefüllt. Diese Ringe sind meist in 2 Halbschalen geteilt um die Montage zu erleichtern. Auch andere temperatur- und druckfeste Werkstoffe können Einsatz finden. Sinn dieser Maßnahme ist es, die mögliche Anpresskraft durch die Brillenbolzen gleichmäßiger zu verteilen. Eine Reduktion von 7 auf 5 Packungsringe kann bei einer in sich rauhen Packung mit geringem K-Wert = Umformfaktor Axial- in Radialspannung durchaus eine Reduktion der Brillenspannung um mehr als die Hälfte betragen. Dies senkt die Gefahr einer Extrusion von Packungsmaterial zwischen Brille und Spindel und liefert dennoch den gleichen Verpresswert am produktseitigen Packungsring.

    Hierzu muss man unterscheiden, ob die Verstärkung eine Verarbeitungshilfe ist oder aus technischer Sicht eine Verbesserung der Einsatzkriterien darstellt.
    Als Verarbeitungshilfe dient z.B. eine Viskosebeimengung in recycelten Aramidgarnen als Spinnhilfe oder ein Glas oder Baumwollträger auf den expandierten Graphitgarnen der ersten Generation. Diese Anteile  sollten minimal gehalten werden, weil sie chemisch und/oder thermisch nur zu Volumenverlust führen.
    Eine Verstärkung dient der Verbesserung der Packung in der Anwendung oder dem Handling. Expandierte Graphitgarne neuerer Generation haben entweder eine Kohlegarn oder Inconel-Seele oder Umflechtung, was die Druckstandsfestigkeit erhöht und die Demontage deutlich erleichtert.
    PTFE-Garne mit einer Verstärkungsseele haben eine größere Kompaktheit, Abriebfestigkeit und Extrusionssicherheit.

    Im Prinzip ist dies möglich und hängt von den Einsatzdaten der Anwendung ab. Pumpenpackungen haben meistens einen Anteil von ca.  15-25% an Einlaufschmiermittel, der je nach anliegender Temperatur und Kompression der Packung, mehr oder weniger zügig austritt.
    Eine mehrmalige Nachregulierung der Brillenspannung ist daher unvermeidlich. Wenn alles Öl ausgetreten ist wird sich die Pumpenpackung stabil verhalten. Ein wichtiger Nebeneffekt des Einlaufschmiermittels ist im positiven Sinn, dass sich die Pumpenpackung sehr leicht Einbauen und Verpressen lässt, und im negativen Sinn bei großen Spaltweiten zwischen Brille und Spindel leichter extrudieren wird, deshalb sind stabile Vorlageringe zu empfehlen.

    Auch dies ist möglich. Armaturenpackungen haben kein Einlaufschmiermittel, das bei zu hoher Verdichtung einer typischen ölhaltigen Pumpenpackung austritt, dadurch die Kompression abbaut und die Packung vor Verbrennen schützt.
    Weil durch das Fehlen des Einlaufschmiermittels diese Sicherungsfunktion in einer Armaturenpackung nicht vorhanden ist, sollte eine Armaturenpackung in einer dynamischen Anwendung eine sehr hohe Wärmeleitfähigkeit wie z.B. expandierte Reingraphitpackung aufweisen.

    Die meisten Packungen bestehen aus Garnen und Imprägniermitteln wie PTFE und Öl, die in unterschiedlichen Tauchverfahren aufgetragen werden. Der Auftragsanteil schwankt je nach Spannung im Garn und auch beim Flechten in der Packung. Eine Schwankungsbreite von +/-15% ist üblich. Der Flechter versucht dies durch Kontrollmechanismen an der Flechtmaschine auszugleichen. Eine Restschwankung bleibt bestehen, die sich in Abweichungen zu Katalogangaben wieder spiegelt.

    Selbst wenn ein Packungsring am Außendurchmesser keine Gebrauchsspuren aufweist und wie neu aussieht, sollte eine Packung niemals gewendet nochmals eingesetzt werden. Gründe dafür sind, dass der Schnitt nicht mehr schließen kann und die Packung geschrumpft und verfestigt ist.

    Der Setzvorgang von vorgepressten Ringen ist reduziert weil ihre Dichte näher an der Betriebsdichte liegt. Das resultiert in weniger Aufwand um die Packung nachzuziehen und in einem sicheren Einfahrprozess.

    Der grundsätzliche Nutzen liegt in der Möglichkeit im Betrieb nachzupacken.

    Einige Fakten: Die Rüstzeit um Ringzuschnitte herzustellen ist deutlich geringer als für vorgepresste Ringe. Diese Rüstkosten muss man in Relation zur Anzahl gefertigter Ringe sehen. Die tatsächliche Fertigungszeit vorgepresster Ringe und die damit verbundenen Kosten muss man im Zusammenhang mit dem Gewicht und Materialeinsatz des Ringes sehen.

    Zusammenfassend:
    Eine kleine Stückzahl von Packungsringen einer günstigen Packungsqualität wird vielleicht besser als Ringzuschnitt bestellt. Bei größeren Ringabmessungen einer hochwertigen Packung, mit einem wesentlichen Gewicht und Materialeinsatz, ist der Kostenanteil für vorgepresste Ringe vernachlässigbar.
    Wir sind der Überzeugung, dass werksseitig hergestellte Packungsringe üblicherweise technisch hochwertiger und auch kostengünstiger sind als selbstzugeschnittene Ringe von der Spule. Unsere Ringabteilung beschäftigt erfahrene und ausgebildete Mitarbeiter, und verfügt über spezielle Vorrichtungen und Maschinen zur Herstellung aller Arten von Packungsringen.

    Die Idee dieser Konstruktion ist, dass eine Stopfbuchspackung mit einem integrierten Elastomerkern radiale Wellenbewegungen mitmacht ohne zerstört zu werden. Tatsächlich ist das Geflecht meist weicher als die Elastomer mit einer Shorehärte von ca. 70. Damit wird das Packungsmaterial bei Wellenausschlag über den härteren Kern deformiert und letzten Endes keine Besserung der Situation verglichen mit konventioneller Packung damit erreicht. Eine Ausnahme machen Schlauchkernpackungen des Typs A19 SKV, S6 SKV und P5 SKE. Der Schlauchkern lässt sich wesentlich leichter deformieren als ein Vollkern. Bevorzugt ist diese Technik bei geringen Wellendrehzahlen oder statisch bei Tankdeckeln einzusetzen.

    Die Anzahl installierter Ringe sollte nicht mehr als 7 betragen, eine normale Relation zwischen Wellendurchmesser und Stopfbuchsquerschnitt vorrausgesetzt. Der Grund dafür ist, dass die Übertragung von Brillenspannung zum produktseitigen Packungsring deutlich geringer wird, je tiefer die Stopfbuchse ist. Dies wird verursacht durch Reibung an den Stopfbuchsoberflächen und interner Reibung in der Packung, ausgedrückt in dem K-Wert.
    Geeignete Distanzbuchsen sollten produktseitig installiert werden und für das Prozessmedium sowie die Temperatur geeignet sein. Wenn die radiale Wellenbewegung kontrolliert werden soll, kann ein spezieller Lagercompound aus Kunststoff oder Bronze verwendet werden. Spaltweiten zwischen Welle und Buchse sollten nicht mehr als 5% der Packungsbreite bei Pumpen und Rührwerken und 2% bei Armaturen betragen.

    Technische Informationen neigen tendenziell dazu höhere Grenzwerte anzugeben als ein Produkt tatsächlich bewerkstelligen kann. Fußnoten würden sagen: "... nur für einen kurzen Zeitraum" oder "... nicht alle Werte sollten in der gleichen Zeit ihr Maximum erreichen". Prinzipiell erzeugt eine Pumpenpackung Reibungswärme, die zur Bemessung der Temperaturgrenze herangezogen wird.
    Diese liegt im normalen Betrieb 30° bis 50°C bzw. 65° bis 90°F.
    Wenn die Kompression auf eine Packung z.B. durch Schrumpfung der Packung, durch Leckage oder Änderung der Einstellungen geändert wird, entsteht eine Überkomprimierung, was widerum eine viel höhere Reibung und somit auch höhere Temperatur erzeugt von mehr als 400°C / 750°F. Um auf der sicheren Seite zu sein: nur Graphit-Packung können diese Temperaturen aushalten.

    Wir raten davon ab. Sind die Federn zu stark eingestellt, kann die Packung überhitzen, sind die Federn zu schwach, kann die Packung abheben.
    Eine ordnungsgemäße Einlaufphase der Packungsdichtung ist dann nicht möglich und sie arbeitet permanent unter Stress.

    Das Lifeloading System wird beim Einsatz an Ventilen dazu beitragen, die Leckage über eine bestimmte Zeitperiode (z.B. einen Monat) im Vergleich zu einem Ventil ohne dieses System zu vermindern. Es verhindert bei konstanter Last aber nicht die aktuelle Leckage, die in ppm oder cm³/min ausgedrückt wird.
    Ein typischer Wert für neue Ventile ist max. 0,3 cm³/min bei 6 bar Gasleckage oder 1,5 vom Nominaldruck des Ventils. Dieser ist in der EN 12266 festgelegt. Diese Leckage muss mit oder ohne Lifeloading System erhalten werden.

    Die Packungen 288SKE und 730SKV sind die Arten, die wir in einigen Größen auf Lager vorhalten.
    Wenn die bestellte Menge in Bezug auf Mindestproduktionsmenge stimmig ist, können wir jederzeit eine Sonderproduktion aus fast allen Packungsarten mit allen Elastomeren fertigen. Die Packungen mit festen Elastomer-Kernen beginnen bei 10 mm - 12 mm Packungsmaß und die Varianten mit Schlauchkern starten bei 15 mm.
    Grundsätzlich bevorzugen wir Schlauchkern-Packungen, da diese die einzigen sind, die dynamisch auf eine Veränderung der Welle reagieren.

    Wir geben grundsätzlich keine Empfehlung zur Höhe des Drehmoments, sondern möchten den Anlagenmechaniker eher dazu ermutigen ein gutes Gefühl für das Schneiden und die Installation selbst zu entwickeln. Um ein gutes Ergebnis zu erzielen, empfehlen wir die Anwendung vorgepresster Packungsringe.
    Diverse Praxistests zum Drehmoment zeigten, dass das Drehmoment sehr abhängig ist von der Anlage selbst, vom Sitz der Ringe und vom Produktdruck. Berechnungen, die Sie auf dem Markt finden können, besitzen zu viele Variablen und erweisen sich bis zu 11x unterschiedlich zu den tatsächlich gemessenen Werten. Das Hauptziel bei der Installation ist zu vermeiden, dass die Ringe von der Unterseite abheben.

    Der trapezoide Winkel der TP-Packungen wird über das Volumen erzeugt. Das bedeutet, dass im Verhältnis mehr Material im Bereich OD und weniger Material im Bereich ID eingesetzt wird.
    Dadurch kann der vorteilhafte Effekt der Trapez Packung erzielt werden.
    Zur weiteren Optimierung empfehlen wir den Einsatz vorgepresster Ringe.

    Wenn wir von Ringzuschnitten sprechen, dann wird die Packung entsprechend der bestellten Größe um eine Musterwelle gelegt, damit die richtige Länge des Zuschnittes zu ermittelt werden kann. Bei vorgepressten Ringen wird der zuvor ermittelte Ringzuschnitt in eine Pressform eingeführt, die die gleichen Abmessungen hat wie die vom Kunden zu bestückende Stopfbuchse. Die Packung wird mittels einer hydraulischen Presse verdichtet. Der nun entstandene Packungsring lässt sich schneller installieren und sorgt insgesamt für kürzere Stillstandzeiten an der Maschine.