Funktionsprinzip

Dichtungen sind, unabhängig von ihrem Prinzip, normalerweise vorgespannt, sodass deren Kontaktfläche an die Dicht-Fläche angepresst wird, auch bevor es zu einer Druckabfall über die Dichtung gekommen ist. In herkömmlichen Dichtungen aus polymeren Werkstoffen, erhält man die Vorspannung normalerweise durch Komprimierung des Querschnitts. Um Setzungs-Eigenschaften des Materials gegenzuwirken muss der Querschnitt wesentlich grösser als für Kolbenringe aus Metall sein. Trotzdem verlieren Dichtungen aus polymeren Werkstoffen mit der Zeit ihre Vorspannung und ihre Dichte, was häufig eine entscheidende Schwäche bei den Dichtungstypen ist. Geteilte Kolbenringe aus Metall bekommen ihre Vorspannung setzungsfrei via Biegebeanspruchungen auf ihrem hohen und schmalen Querprofil. Als Folge von normalerweise vorkommenden kleinen Formfehlern im Zylinderrohr, liegen die Kolbenringe nicht dicht am Zylinderrohr an, sondern die Dichtung liegt nur auf einer hohen Anzahl von Kontakt-Punkten. Bevor der Druckabfall über die Dichtung entsteht, fehlt bei diesem Funktionsprinzip eine Kraft die die Dichtung herunterbiegen kann und somit Kontakt zwischen Dichtung und Kolbenlauf ermöglicht, aber auch zwischen den Kontakt-Punkten wo zur Dichtung Kontakt vorhanden ist. Mit dem Metseal-Kolbenring erzeugt man Kontakt zwischen Dichtung und Kolbenlauf durch hohe Druckbelastungen mit Gegendruck, der die dünne und leicht zu biegende Dichtung entweder wellenverformt oder ausbuchtet so dass er, einen guten und gleichmäßigen Oberflächenkontakt und einen gleichmäßigen Kontakt hat. Die relativ hohe Druckspannung mit Gegendruck wird dadurch erzeugt, dass der Durchmesser des Dichtungsrings, vor der Montage, immer ein wenig grösser ist als der höchst erlaubte Durchmesser des Kolbenlaufs. Für jede Toleranz des Zylinderrohrs, H8, H10, etc. und dessen maximalem Durchmesser, gibt es eine passende Dichtung. Man entscheidet sich dann für die Herstellung von einem Dichtungs-Durchmesser der so groß ist, dass ein gewisser minimaler Durchmesser unterschied und dadurch auch Vorspannung erhalten wird. Dieser minimale Durchmesser unterschied und die Vorspannung wird in der Regel so gestaltet, dass er gleich Groß bei sämtlichen verschiedenen Toleranzen des Zylinderrohrs ist. Selbstverständlich erhält man einen maximalen Kontaktdruck der mit Toleranzweite und Durchmesser unterschied steigt. Zum Beispiel eine Dichtung die für H 8 angepasst wurde, erhält dann einen maximalen Kontaktdruck der nur 40% des entsprechenden Drucks der für H10-Toleranz entspricht. Die Vorspannung entsteht wenn die Kolbendichtung und der Kolben im Zylinderrohr montiert werden. Da hauptsächlich nur der Kolbenring aus Metall für die Vorspannung verantwortlich ist, ist der Metseal-Kolbenring „setzungsfrei“. Beim O-Ring kann eine Setzung toleriert werden, ohne dass die Dichtheit zwischen Kolbenring und Dichtungsbahn im Kolben gefährdet werden. Die Höhe des Kontaktdrucks aus der Vorspannung liegt normalerweise bei ca. 25-50 Bar, sowohl für Metseal als auch bei der Neumontage von Dichtungen aus polymeren Werkstoffen.