O-ring Groef - Statisch - Vacuum

Wat maakt vacuümafdichting anders?

Bij overdrukken werkt de druk mee: hij perst de O-ring harder tegen de afdichtingsvlakken. Bij vacuüm ontbreekt die hulp volledig. De ring moet uitsluitend op basis van zijn eigen elastische voorspanning afdichten, en die voorspanning wordt bepaald door de gleufgeometrie en de oppervlakteafwerking. Tegelijk is bij vacuümtoepassingen niet alleen de dichtheid van de contact zone relevant, maar ook het diffusietraject door het elastomeer zelf. Gasmoleculen kunnen, zeker bij lager molecuulgewicht, door het rubber diffunderen zonder dat er sprake is van een klassiek lekpad. Om dit te beperken wordt de gleuf zo gedimensioneerd dat de ring de gleuf bij benadering voor 100% opvult. Hoe kleiner het vrije volume in de gleuf, hoe langer het diffusiepad door het materiaal, en hoe lager de totale leksnelheid van het systeem.

De gleufparameters voor vacuümafdichting

De gleuf voor vacuümafdichting is oppervlakkig vergelijkbaar met de standaard rechthoekige gleuf, maar er zijn drie kritische verschillen. De tolerantie op t is negatief in plaats van positief: de gleuf moet iets ondieper zijn dan de nominale maat. De tolerantie op b is symmetrisch en strakt. En de radii r1 en r2 zijn kleiner dan bij de standaardgleuf. Samen zorgen deze keuzes voor een hogere voorspanning en een vollere gleuf bij montage.

t: gleufdiepte (tolerantie -0,05 mm)

Dit is het meest opvallende verschil met de standaardgleuf. De tolerantie op t is negatief: de gleuf moet de nominale maat halen, maar mag maximaal 0,05 mm ondieper zijn. Nooit dieper. Een ondiepere gleuf geeft een hogere radiale persing bij montage en zorgt dat de ring de gleuf dichter vult. Dat is precies de bedoeling bij vacuüm: meer rubber in de gleuf, minder vrij volume, minder diffusiepad.

b: gleufbreedte (tolerantie ±0,05 mm)

De gleufbreedte heeft een symmetrische tolerantie van ±0,05 mm. Dat is de strakste breedte-tolerantie van alle gleuftypen in dit document. De reden is dezelfde als bij t: de breedte mag niet te ruim zijn, want overtollig volume in de gleuf vergroot het diffusietraject. Een te smalle gleuf laat de ring onvoldoende deformeren en beschadigt het rubber bij montage.

r1 en r2: smallere radii

De bodemradius r1 is bij vacuümgleuven kleiner dan bij de standaardgleuf: 0,2 mm voor d2 tot 3,00 mm, en 0,4 tot 0,6 mm voor grotere maten. r2 is eveneens 0,1 tot 0,2 mm. De kleinere radii dragen bij aan een voller gleufprofiel. Ze verhogen ook de contactdruk in de hoeken, wat gunstig is voor de afdichtingsprestatie bij vacuüm.

Speciale eisen bij vacuümtoepassingen

Naast de gleufgeometrie zijn er drie aanvullende maatregelen die de leksnelheid bij vacuüm verder verlagen. Deze maatregelen zijn niet verplicht, maar worden aanbevolen bij hogere vacuümeisen, zoals bij procesdrukniveaus lager dan 10-3 mbar of in analytische en medische instrumentatie.

Dubbele O-ringen achter elkaar. Twee O-ringen in serie verlengen het diffusiepad aanzienlijk. De ruimte tussen de twee ringen kan ook worden verbonden met een vacuümpomp of worden gevuld met vacuümvet, wat de leksnelheid verder verlaagt.

Vacuümvet. Het aanbrengen van een dunne laag vacuümvet op de ring en het afdichtingsvlak vermindert de diffusie door het oppervlaktecontact en verbetert de montageomstandigheden. Gebruik alleen vet dat compatibel is met het rubber en met het vacuümproces.

Betere oppervlaktekwaliteit. Bij vacuüm gelden strengere ruwheidswaarden: afdichtingsvlak Ra max. 0,8 µm (Rz max. 1,6 µm). Dit is strakker dan de standaard statische waarden van Ra max. 1,6 µm.

Materiaal: FKM als voorkeur

In tal van vacuümafdichtingen hebben O-ringen van fluorrubber (FKM, ook wel Viton) hun deugdelijkheid bewezen. FKM heeft een lage gasdoorlaatbaarheid vergeleken met NBR of EPDM, wat de diffusielekkage beperkt. Daarnaast is FKM bestand tegen de meeste reinigingschemicaliën die in vacuümsystemen worden gebruikt. NBR is toepasbaar voor eenvoudige vacuümsystemen zonder agressieve media. EPDM kan worden gebruikt bij waterdamp en bepaalde oplosmiddelen, maar heeft een hogere gasdoorlaatbaarheid dan FKM.

Raadpleeg de chemische weerstandsgids voor uw specifieke medium en vacuümniveau.