1. Welche Art von Zuschnitt empfehlen Sie für Packungen?

Für Pumpen ist ein Stumpfschnitt mit einem Winkel von ca. 75 Grad, der sich aus dem Unterschied von Stopfbuchsinnen und Außen-Durchmesser ergibt, empfohlen. Man gibt einen Längenzuschlag auf den Mittellinienumfang von 9% für kleine Wel-lendurchmesser und 4% für große Wellendurchmesser.

Für Armaturen und Kolbenpumpen empfehlen wir einen 45 Grad Schrägschnitt mit einem Längenzuschlag von 2% auf den Mittellinien umfang.

2. Warum werden einige Ventil Packungsringe mit Stumpfschnitt gefertigt?

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.

3. Was ist der Vorteil von vorgepressten Ringen?

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.

4. Wie wichtig ist es, Temperaturlimits aus den jeweiligen technischen Parametern einer Packung zu beachten?

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.

5. Was ist der Vorteil von LifeLoading?

Lifeloading wird an Brillenbolzen bei Stopfbuchsdrücken über 16 bar/200psi einge-setzt. Die Tellerfedern haben eine lineare Federkraft und kompensieren Kompressi-onsverlust an der Packung der durch Setzen, Abrieb oder den Einfluss von thermi-scher 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.

6. Wie kann ich die richtige Packung für meine Anwendung auswählen?

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 Packung mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit, siehe Wärmeleitfähigkeit Diagramm der Auswahlkriterien, Katalog Seite 25 auswählen und ebenso sind dann Packungen die eine geringere Wellenhärte erfordern bevorzugt.

7. Wie beeinflusst die max. Wellenumfangsgeschwindigkeit ausgedrückt in m/s oder fpm die Packungsleistungsfähigkeit?

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 Wellenober-flächengeschwindigkeiten 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.

8. Wie wichtig ist der max. Druckwert, der in den technischen Daten angegeben ist?

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.

9. Besteht ein Unterschied zwischen einer 5mm und einer 3/16" Packung?

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.

10. Wie wichtig sind die Güte des Wellen- oder Schonhülsenmaterials und das Oberflächenfinish?

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.

11. Sollte die alte Packung bei der Neuverpackung entfernt werden, oder nur neue Ringe nachgelegt werden?

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.

12. Warum werden Ringe öfters in einer anderen Höhe als nominal bestellt geliefert?

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.

13. Welchen Sinn machen Kombinationspackungen aus 2 verschiedenen Werkstoffen?

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.

14. Welchen Vorteil haben laufflächenverstärkte Kombinationspackungen?

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.

15. Welchen Sinn machen Vorlageringe in Pumpen?

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.

16. Warum verwendet man Vorlageringe in Armaturen?

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.

17. Was bringt eine Reduktion der Stopfbuchstiefe in Armaturen?

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.

18. Wie wirken Garne mit integrierter Verstärkung?

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.