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Kreisrunde Gummiringe können ein Custombike schmücken. Sie haben aber vor allem technischen Wert
Es ging um ein einmaliges Motorrad. Es ging um einen NSU-Chopper mit Shovelhead-Zylinderkopf. Wer Exoten dieser Art fährt, muss mit Rückschlägen leben. Zum Beispiel hatte es an diesem NSU-Chopper immer wieder die Kopfdichtung durchgeblasen. Da nützte kein Plandrehen der Kopf- und Zylinderdichtfläche, keine Modifikation der Befestigungsbolzen. Jährlich war die Kopfdichtung durch. Doch dann lagen Ende der 90er Jahre in Daytona mal wieder die neuesten Konstruktionen der Aftermarket-Big-Twin-Hersteller auf den Tischen. Zuerst bei „Merch Performance“: Der V-2-Motorhersteller hatte seine Aluminium-Zylinder nicht nur am Fußflansch, sondern auch an der wesentlich stärker hitzebelasteten Dichtfläche zum Zylinderkopf mit sogenannten Viton-O-Ringen abgedichtet. Ray Keck von „Keck Engineering“ erklärte damals, dass er bei seinen Motoren eine noch hitzestabilere O-Ring-Gummimischung als Kopfdichtung verbaut. In Zeiten des Internets lassen diese Viton-O-Ringe sich auch in Deutschland auftreiben. Die Werkstatt eures Vertrauens wird euch dann nach Herstellervorgabe eine O-Ring-Nut in den Zylinder eindrehen. Das ist natürlich ein Extrawunsch, und dessen Erfüllung kostet Geld. So auch für den Shovel-Kopf des NSU-Choppers. Aber seitdem dieser O-Ring drinsteckt, hält der dicht.

Einmalig: Ein NSU-Motor mit Eigenbauzylinder und Shovelhead-Zylinderkopf. Der ließ sich nur mit einem O-Ring abdichten
Einmalig: Ein NSU-Motor mit Eigenbauzylinder und Shovelhead-Zylinderkopf. Der ließ sich nur mit einem O-Ring abdichten

Wäre sonst jemand auf die Idee gekommen, einen Zylinderkopf mit O-Ringen abzudichten? Mit diesen kreisrunden Gesellen geht am Motorrad mehr, als ihr denkt. Die O-förmigen Ringe sind eigentlich Dichtringe für den Maschinenbau. Es gibt sie in verschiedenen Dicken, Durchmessern, als Rundschnur-Meterware, um Sondergrößen vor Ort herstellen zu können, und es gibt sie in den unterschiedlichsten Farben und Werkstoffmischungen. Spezielle Zusammensetzungen garantieren die Beständigkeit der Ringe unter besonderen Anforderungen. Wie etwa die Resistenz gegen Alterung durch Ozon, Sonnenlicht, Wasser, Öle und Kraftstoffe, die Verträglichkeit mit vielen Chemikalien und ihre Widerstandskraft gegenüber Kälte, Hitze und Druck. Hättet ihr gewusst, dass O-Ringe in Sonderausführungen bis weit über 250°C temperaturbeständig sind? Die Tabellen in den Prospekten verschiedener Hersteller geben darüber Auskunft.

Der amerikanische V-2-Motorenbauer Merch hatte schon im alten Jahrtausend O-Ringe als Fuß- und Kopfdichtung eingesetzt. Auch die Ölpassagen halten dank O-Ringen dicht
Der amerikanische V-2-Motorenbauer Merch hatte schon im alten Jahrtausend O-Ringe als Fuß- und Kopfdichtung eingesetzt. Auch die Ölpassagen halten dank O-Ringen dicht

Mittlerweile sind auch so bekannte V-2-Motorenhersteller wie RevTech dazu übergegangen, ihre Aluminium-Zylinder sowohl im Fußbereich als auch zur Abdichtung an der wesentlich stärker hitzebelasteten Dichtfläche zum Zylinderkopf mit O-Ringen auszustatten. Selbst Harley-Davidson setzt seit den Twin-Cam-Motoren an diesen Problemzonen auf O-Ringe und nutzt deren elastische Fähigkeiten. In solchen Fällen handelt es sich um „ruhende Abdichtungen“, also statische Dichtungen. Diese Dichtungsart findet sich auch an Einfüllstopfen, an Vergaserflanschen, unter den Köpfen von Hohlschrauben und Ölablassschrauben oder zwischen Gehäusen und Deckeln. Eine Weiterentwicklung führt von den kreisrunden O-Ringen zu Formdichtungen mit eingelegten Formteilen aus den gleichen Materialien. Damit kriegt ihr auch Motorgehäuse mit schwierigsten Konturen dicht. Von „bewegten Abdichtungen“ spricht man, wenn abzudichtende Teile Bewegungen zueinander ausführen. Das kann sowohl an Hydraulikkolben von Bremsen oder Wagenhebern wie auch an Schaltwellen der Fall sein. Die Form der Nut, in die der O-Ring eingesetzt werden soll, ist ein wichtiger Faktor für eine dauerhafte Abdichtung. Da müsst ihr euch genauso an die Empfehlungen der Hersteller halten wie bei der Auswahl des passenden O-Ring-Werkstoffs. Ein Material, das als benzinresistent bezeichnet wird, muss nicht zwangsweise bei Bremsflüssigkeiten dicht halten.

Das gibt’s auch: Eingearbeitete O-Ringe machen die Unterlegscheibe dicht
Das gibt’s auch: Eingearbeitete O-Ringe machen die Unterlegscheibe dicht

Doch wie erkennt ihr jeweils die besonderen Eigenschaften von O-Ringen bestimmter Qualität? Die sehen doch alle gleich aus, oder? Zumindest war das früher so. Sollten da einmal in einem der Vertriebshäuser oder im Lagerregal einer Firma die schwarzen Ringe verwechselt werden, so konnte ein ungeeigneter O-Ring aus dem falschen Elastomer in der eingebauten Maschine zu echten Problemen führen. Die Ringe können ja nicht nur undicht werden, sie können sich auch auflösen, ausfransen oder festbacken. Spezialisten wie Parker-Dichtringe haben aus bunten Werkstoffen Ringe entwickelt, die, farblich kodiert, ihre Eigenschaften und Leistungen zu erkennen geben. Festgelegt nach DIN 3771, fertigen inzwischen viele Hersteller solche farbigen Dichtungen. Diese bunten O-Ringe machen die Sache nicht nur für den Techniker, sondern auch für den Customizer interessant. Der Konstrukteur legt Wert auf eine schnelle Überschaubarkeit der Medienverträglichkeit, ein ambitionierter Motorradveredler erkennt darüber hinaus die Vorzüge einer farblichen Anpassung. Doch die bunten Ringe sehen nicht nur schöner aus, sie halten bei richtiger Materialauswahl auch wesentlich länger. Wir hatten zum Beispiel vor 15 Jahren grüne Ringe über selbstgedrehte Alu-Griffe und Fußrasten gestreift, die noch immer keine Alterungs­erscheinungen aufweisen. Okay, einer der Ringe war bei der Montage aufgeplatzt. Wir hatten versuchsweise kleine Ringe auf einen viel zu großen Durchmesser aufgezogen. Mit einem Hilfswerkzeug geht das fast immer gut. Deshalb bei dieser Gelegenheit unser letzter Tipp: O-Ringe sollten nicht über 6 % gedehnt werden. Dann bleiben sie eure verlässlichen Freunde, nicht nur, wenn’s um die Farbe geht, sondern auch in einem 250 Grad heißen Zylinderkopf.
 

Wie das Customizing anfing
Seit Mitte der siebziger Jahre waren an manchen US-Custom-Bikes sogenannte Lundberg-Style-Pegs angebaut. Das waren metallene Fußrasten und Kickerpedale, die damals unter anderem von der amerikanischen Edelschmiede Smith Bros & Fetrow (Sb&F) vertrieben wurden. Diese Rasten waren gerändelt, zusätzlich jedoch mit drei im Umfang eingedrehten Nuten versehen, in denen O-Ringe eingesetzt waren. Die verchromten Rasten wurden einerseits durch das Rändeln trittfest und zusätzlich durch die Gummiringe rutschfest gemacht. Für jeden Dreher war es eine Kleinigkeit, ähnlich aussehende Teile für unser Motorrad herzustellen. Fast zur gleichen Zeit, als die grazilen Pegs von Lundberg auf dem Markt waren, zeigten vereinzelt Edelbastler verchromte Fußrasten, Kickerpedale und Handgriffe aus hochglanzpoliertem Stahl. Es gab runde, viereckige und sechseckige Versionen, und manche waren mit O-Ringen versehen.

Mit den Sundance-Griffen fing es an. Heute gibt es solche Griffe in vielen Varianten
Mit den Sundance-Griffen fing es an. Heute gibt es solche Griffe in vielen Varianten

Es dauerte nicht lange, dann waren die Sundance-Rasten auf den Markt. Das waren verhältnismäßig preiswerte, hochglanzverchromte Anbauteile, die gewissermaßen über Nacht das Bikervolk zu Customizern machte. Sundance läutete bei uns den Siegeszug der „Bolt On“-Parts ein: Kein Chopper durfte ohne sein. Sundance-Fußrasten konnten an Harleys auch als Kickerpedale eingebaut werden. Und schließlich gab es auch passende Schalthebel und Handgriffe von Sundance. Selbst die Billet-Griffe und -Rasten des ausgehenden Jahrtausends konnten die Sundance-Teile, die als bezahlbare Alternative ja noch heute in fast jedem Katalog zu finden sind, nicht vom Markt fegen. Sie sind schön günstig, hochglänzend verchromt und werden mit vielen schwarzen O-Ringen bestückt geliefert. Dummerweise haben die serienmäßigen Sundance-Gummiringe keine lange Lebensdauer. Manchmal bröckeln an den uralten Klassikern schon beim Auspacken die O-Ringe auseinander. Eine untaugliche Materialmischung und lange Lagerung und eventuell auch eine falsche Verpackung, deren Ausdünstungen die Ringe angreifen, könnten Gründe hierfür sein.

Aber manchmal ist auch einfach die schlampige Verarbeitung der Sundance-Teile der Grund für ein vorzeitiges Verabschieden der Ringe. Die gegossenen Griffe und Rasten zeigen nämlich oft in den für den Sitz der Ringe vorgesehenen Nuten messerscharfe Gussgratreste. Das sind Sollschnittstellen für O-Ringe. Diese Grate lassen sich, ohne den restlichen Chrom anzugreifen, mit einer runden Schlüsselfeile vom Baumarkt wegfeilen. Danach sind für neu aufgezogene O-Ringe mit ausreichender Shore-Härte und der richtigen Material­mischung die nötigen Bedingungen geschaffen. Die in unseren Beispielen gezeigten, grün kodierten Ringe sind ozon- und witterungsbeständig, beständig gegen Mineralöle, Kraftstoffe und synthetische Hydraulikflüssigkeiten. Und das ist gerade in diesem Falle wichtig für ein langes O-Ring-Leben.

Grate können einen belasteten O-Ring einfach abscheren. Die Grate müsst ihr nachträglich glätten
Grate können einen belasteten O-Ring einfach abscheren. Die Grate müsst ihr nachträglich glätten
 

Präzisionsteil O-Ring
Kautschuk ist der Ausgangswerkstoff für Gummi. Er wird als Naturkautschuk auf Plantagen oder als synthetischer Kautschuk in chemischen Fabriken gewonnen. Was wir pauschal als „Gummi“ bezeichnen, das sind für den Fachmann Elastomer-Werkstoffe. Sie bestehen lediglich zur Hälfte aus Kautschuk, die restlichen Bestandteile sind Vulkanisationsmittel, Beschleuniger, Alterungsschutzmittel und Füllstoffe, wie zum Beispiel Ruß oder Kreide für einfärbbare Typen. Die Zusatzmittel ermöglichen gezielte Modifikationen der Basis-Elastomere. Sie beeinflussen beispielsweise die Temperaturbeständigkeit, Härte, Zugfestigkeit, die Reißdehnung und die Abriebbeständigkeit.

Generell werden die Materialien in fünf Hauptgruppen unterteilt. Dazu gesellen sich noch mehr als zehn weitere Elastomer-Arten, ihrerseits wiederum mit spezifischen Eigenschaften ausgestattet. Tieferen Einblick geben die Tabellen und Handbücher der Hersteller. Darin findet ihr auch Hinweise zum Einbau in bestimmte Materialien. Zum Reinigen von O-Ringen darf zum Beispiel keinesfalls Benzin, Benzol, Terpentin oder Ähnliches verwendet werden. Die Benutzung von Drahtbürsten oder Schmirgelleinen verbietet sich sowieso. Ein sauberer Lappen und handwarmes Wasser genügen. Konstruktive Erläuterungen zu Ringnut- und Oberflächengestaltung, Tipps bezüglich Reibung und Verschleiß, Querschnittsverengung des Rings durch Dehnung, oder gar zur Schadensursachenermittlung findet ihr zum Beispiel im Handbuch „Präzisions-O-Ringe“ der Parker GmbH.

Parker Hannifin GmbH
Postfach 1641
74306 Bietigheim-Bissingen
Tel 07142 - 351-0
www.parker.com
 

Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (NBR):
Handelsnamen: Perbunan, Buna N, Hycar, Butacryl, Nitrilkautschuk, Acrylkautschuk
Einsatztemperatur: -30 bis +100°C
Härte: 40-90 Shore A
Zugfestigkeit: 7-25 N/mm²
Druckverformungsrest*: 15-50 % (22h/100°C)
Ozon/Witterungsbeständigkeit: mäßig, schnelle Alterung
Abriebfestigkeit: gut
Elastizität: gut
Besonderheiten: Beständig gegen Hydrauliköle, Öl-Wasser-Emulsionen, Mineralöl und -produkte, tierische und pflanzliche Öle, Benzin, Wasser bis 70°C, Luft bis 90°C, Butan, Methan, Propan, Äthan

Fluor-Kautschuk (FPM):
Handelsnamen: Viton, Fluorel, Tecnoflon, DAI EI
Einsatztemperatur: -20 bis +200°C, Spezialausführungen bis knapp 300°C
Härte: 65-90 Shore A
Zugfestigkeit: 7-17 N/mm²
Druckverformungsrest*: 15-50 % (70h/200°C)
Ozon/Witterungsbeständigkeit: sehr gut
Abriebfestigkeit: mäßig
Elastizität: mäßig
Besonderheiten: Hochtemperaturbeständig (nicht bei überhitztem Wasserdampf), gute Chemikalien- und organische Lösungsmittelbeständigkeit, schlecht entflammbar, selbstverlöschend, beständig gegen Mineralöle, Kraftstoffe und synthetische Hydraulikflüssigkeiten. Unbeständig bei polaren Lösungsmitteln (Aceton, Dioxan etc.) und Bremsflüssigkeiten auf Glykolbasis

Ethylen-Prophylen-(Dien)-Kautschuk (EPM/EPDM)
Handelsnamen: Keltan, Nordel, Vistalon, APTK
Einsatztemperatur: -30 bis +140°C, Spezialausführungen -50 oder +180°C
Härte: 25-90 Shore A
Zugfestigkeit: 7-20 N/mm²
Druckverformungsrest*:
Schwefelvernetzt (EPDM): mind. 30 %
Peroxidvernetzt (EPM): mind. 10 %
Ozon/Witterungsbeständigkeit: sehr gut
Abriebfestigkeit: mäßig
Elastizität: mäßig bis gut
Besonderheiten: Schlecht zu kleben, heißwasser- und dampfbeständig, schwach säure- und laugebeständig, gute Eigenschaften in Hydraulik- und Bremssystemen, nicht beständig gegen Mineralöle, -fette und Kraftstoffe

Siliconkautschuk (Polymethylvinylsiloxan) (MVQ)
Handelsnamen: Silkon, Silopren, Silastic, SE, Blensil
Einsatztemperatur: -60 bis +210°C, Spezialausführungen bis 230°C
Härte: 20-80 Shore A
Zugfestigkeit: 4-10 N/mm²
Druckverformungsrest*: 20-50 % (70h/200°C)
Ozon/Witterungsbeständigkeit: sehr gut
Abriebfestigkeit: mäßig
Elastizität: gut
Besonderheiten: Sehr gut einfärbbar, hochtemperaturbeständig (aber Wasserdampf nur bis +120°C, Wasser bis +100°C), auch ohne Füllstoffe einsetzbar, Material auch für Implantate geeignet, Lebensmittelecht, beständig gegen Motoren- und Getriebeöle, gegen verschiedene Brems- und Hydraulikflüssigkeiten und Salzwasser

Chloroprenkautschuk (CR)
Handelsnamen: Neoprene, Butaclor, Denka, Baypren, Perbunan C
Einsatztemperatur: -30 bis +100°C
Härte: 30-90 Shore A
Zugfestigkeit: 7- 20 N/mm²
Druckverformungsrest*: 20-60 % (22h/100°C)
Ozon/Witterungsbeständigkeit: sehr gut
Abriebfestigkeit: gut
Elastizität: gut
Besonderheiten: Ausgewogene Eigenschaften ohne Höchstwerte

*Druckverformungsrest (auch Compression Set genannt) bezeichnet die bleibende Formänderung des O-Ringes nach einer Belastung unter bestimmten Bedingungen

Zuerst veröffentlicht in BIKERS NEWS 06/2015

 
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