Sie sind hier: Startseite / Media / DICHT! / DICHT! Ausgabe 1.2017

Fachmagazin DICHT!

Fachartikel:

Statische Dichtungen:

Es gibt im Bereich DICHTEN KLEBEN POLYMER technische Mittel und Wege, die auf den ersten Blick die Lösung für ein Problem zu bieten scheinen. Auf den zweiten Blick und genauer betrachtet, werden dann systembedingte Grenzen deutlich – und Probleme in der Praxis sind dann eigentlich vorprogrammiert. Diesmal steht kein technischer, sondern ein Umweltschutzaspekt beim PTFE im Vordergrund.

PTFE (Polytetrafluorethylen) ist eine organische Verbindung aus der Gruppe der perfluorierten Kohlenwasserstoffe (PFC). Dichtungen aus PTFE haben sich aufgrund der besonderen Medienbeständigkeit in vielen Anlagen bewahrt. Sie werden besonders in der Lebensmittel- und pharmazeutischen Industrie eingesetzt. Neben der besonderen Beachtung der starken Fließeigenschaften bei der Anwendung erfordert die Entsorgung von PTFE einige grundsatzliche Betrachtungen. Dies gilt auch fur expandiertes PTFE (ePTFE). [...]

>> Teil 1

>> Teil 2

>> Teil 3

Peter Thomsen (Lannewehr + Thomsen GmbH & Co. KG)

Um „Universaldichtungen“ ist es angesichts steigender Anforderungen an die meisten Dichtungen in den letzten Jahren ruhiger geworden. Eine Dichtung aus 100% ePTFE bietet sich in diesem Kontext an, da sie für fast alle gängigen Flanschtypen eingesetzt werden kann. So reduzieren sich die mit der Abdichtung verbundenen Gesamtkosten, während gleichzeitig die Verfügbarkeit und Sicherheit der Produktionsanlage steigt und dabei die strengen Grenzwerte nach der Richtlinie VDI 2290 erfüllt werden.

Die meisten Industrieanlagen nutzen einen komplexen Mix von Dichtungsmaterialien und -typen für die unterschiedlichen Flanschtypen, Medien und Betriebsbedingungen. Die teils widersprüchlichen Anforderungen werden zur Herausforderung, wenn man mit nur wenigen Dichtungstypen auskommen will. Das ist jedoch erstrebenswert, da durch minimierten Lageraufwand, vereinfachten Bezug und geringerer Verwechslungsgefahr Kosten gespart werden konnen. [...]

Dipl.-Ing. Gregor Stärke (W. L. Gore & Associates GmbH)

Geflochtene Verpackungstechnologie hat eine mehr als 100 Jahre alte Geschichte und ist dabei mehrere Entwicklungstufen durchlaufen. Seit der Erfindung der Zwischenwirbelmaschine wurde die Änderung der Pumpenpackung durch neue Garne getrieben. Die Fasern und Faserkombinationen in den Packungen werden heute mit modernsten Technologien verarbeitet, um Maschinen, die unter härtesten Anwendungen zum Einsatz kommen, sicher und über lange Standzeiten hinweg abdichten zu können.

Chesterton hat basierend auf der DualPac™ -Technologie eine neue Stopfbuchspackung entwickelt. Bei diesem Fertigungsverfahren werden zwei verschiedene Arten von Garnen nebeneinander geflochten. Dies führt zu einem Produkt, das die Eigenschaften der verschiedenen Garne auf dem gleichen Stück Verpackung auf einzigartige Weise kombinieren kann. Die erste Packung zur Nutzung dieser Technologie ist der Typ 2211, der die Stärke von Aramid und die Anpassung von ePTFE kombiniert. [...]

Dynamische Dichtsysteme:

Bei dynamischen Dichtungen ist das Systemdenken entscheidend. In Kombination mit fast allen aktuellen Trends sind quer durch alle Branchen komplexe Herausforderungen zu meistern – heute und morgen. Der Überblick der Experten zeigt interessante
Aspekte.

„Die wirtschaftlichen Rahmenbedingungen und Trends wie Industrie 4.0 führen zu immer spezialisierteren Dichtungsentwicklungen, die großes Know-how in allen Bereichen erfordern.“ – Dr. Bernhard Jenisch, Vice President, Engineering & Innovation, EagleBurgmann Germany GmbH & Co. KG

„Die zentralen Trends bei dynamischen Dichtsystemen sind seit Jahren mit Variationen die gleichen und die Lösungen liegen immer im System. Wird das ignoriert, sind Probleme vorprogrammiert.“ – Professor Dr.-Ing. Werner Haas, Leiter des Bereichs
Dichtungstechnik, Institut für Maschinenelemente (IMA), Universität Stuttgart

„Die Einhaltung der ATEX-Richtlinien für dynamische Dichtsysteme ist ein komplexes Thema, da die Dichtung nicht isoliert bewertet werden kann.“ – Frank Sonnenschein, Produktmanager dynamische Dichtungen, Garlock GmbH

„Die Anforderungen an dynamische Dichtsysteme steigen durch die unterschiedlichen Trends und Entwicklungen weiter an. Unabhängig davon, wohin die technologische Reise geht, entwickeln wir passende Lösungen.“ – Professor Dr. Eberhard Bock, Vice President Technology & Innovation, Advanced Product Technology und Dr. Boris Traber, Advanced Material Development Europe Manager, Material Technology, Freudenberg Sealing Technologies GmbH & Co. KG

„Bei der Gestaltung zentraler Megatrends spielen die Dichtungstechnik und die Lösungskompetenz der Hersteller eine immer größere Rolle. Das immer noch anwenderseitig anzutreffende C-Teil-Verständnis passt da nicht.“ – Dr.-Ing. Mandy Wilke, Technology Specialist Fluid Power Europe, Trelleborg Sealing Solutions Germany GmbH

„Wir erzielen eine zuverlässigere Pumpenabdichtung, verbessern die Anlagenleistung und senken den Energieverbrauch unter günstigen Kostenbedingungen.“ – Volkert Wanner, Geschäftsführer und Regional Manager DACH, Chesterton International GmbH

[...]

Dr. Bernhard Jenisch (EagleBurgmann Germany GmbH & Co. KG), Professor Dr.-Ing. Werner Haas (Institut für Maschinenelemente, Universität Stuttgart), Frank Sonnenschein (Garlock GmbH), Professor Dr. Eberhard Bock, Dr. Boris Traber (Freudenberg Sealing Technologies GmbH & Co. KG), Dr.-Ing. Mandy Wilke (Trelleborg Sealing Solutions Germany GmbH), Volkert Wanner (Chesterton International GmbH)

Die Auswahl des richtigen Werkstoffs für dynamische Dichtsysteme wird immer schwieriger. Leistungsfähige CNC-Fertiger sind vor diesem Hintergrund Lösungspartner für Anwender, wenn sie neben Fertigungs- auch Werkstoffkompetenz und Erfahrung einbringen können. Letztere Aspekte gewinnen dabei immer mehr an Bedeutung. Hier ist die dynamische Dichtlippe dünner, dort die statische dicker. Auf der einen Seite hat sie einen tiefen Einstich, auf der anderen Seite einen kürzeren. Dazu kommen die Experimente mit unterschiedlichen Werkstoffen: Wie verhält sich die gewünschte Dichtung im Werkstoff Nitrilkautschuk, wie in der Ausführung mit Polyurethan?

Mit Werkstoffkompetenz steigenden Anforderungen Rechnung tragen

CNC-Fertiger liefern heute Dichtungsteile aus hochqualitativen Standardwerkstoffen sowie aus verschiedenen PTFE-Compounds, PEEK, Compounds von Polyamiden und -imiden, PETP u.v.m. Dabei sind viele Werkstoffe verfügbar, die sich auch in Branchen mit speziellen Anforderungen, wie z.B. dem Lebensmittelbereich, einsetzen lassen. Die gängigsten Werkstoffe sind aktuell ein wasserstabiles rotes PU mit einer Shorehärte von 95 A und  schwarzes PU mit 70 D, NBR mit 85 Shore A, reines weißes lebensmittelkonformes PTFE und ein PTFE-Compound mit 40% Bronze. Über die jahrelange Erfahrung haben sich in enger Abstimmung mit Anwendern auch „Standardwerkstoffe“ entwickelt, z.B. ein PTFE-Compound, gefüllt mit 23% Kohle und 2% Grafit. [...]

Michael Muelner (xpress seals GmbH)
Dichtungstechnik allgemein:

Seit einigen Jahren nimmt das Rapid Prototyping an Fahrt auf. Die unterschiedlichsten Industriezweige und Branchen haben die Vorteile des Verfahrens schätzen gelernt, wobei auch die Vorteile der 3D-Verfahrenstechniken immer mehr genutzt werden. Heute ist das Rapid Prototyping aus der frühen Konstruktionsphase nicht mehr wegzudenken. Denn 3D-Produkte sind schnelle und kostengünstige Problemlöser.

Der Faktor „Zeit“ ist in der industriellen Entwicklung ein enormer Kostenbeschleuniger. Und die gängige Just-in-time-Fertigung fordert ihren Tribut schon in der Konstruktionsphase. Die zeit- und kostensparende Prototypenerstellung ist heute ein wichtiger Baustein in der wirtschaftlichen Serienfertigung. Die Industrie greift dabei gerne auf Dienstleister zurück, die hier unterstützen und lösungsorientiert arbeiten – und sich mit den verschiedenen Verfahren für das Rapid Protoyping auskennen. Der jeweilige Einsatz orientiert sich letztendlich an den Materialien, den Produktanforderungen und den Zielvorgaben. [...]

Timo Eibelshauser (Kremer GmbH)

Dichtungen werden aus den verschiedensten Gründen in der Praxis geschädigt. Neben dem Erkennen der Schadensursache werden dann mögliche Abhilfemaßnahmen wichtig – für die Instandhaltung, aber auch bei der Erstausrüstung von Anlagen mit Dichtungen.

Seit über 150 Jahren ist bekannt, dass Naturkautschuke durch Ozon aus der Umgebungsluft stark geschädigt werden können, ebenso sind auch einige Synthesekautschuke von diesem Phänomen betroffen. Trotz dieses Wissens sind allerdings durch Ozon geschädigte Dichtungen in der Praxis noch oft anzutreffen. Diese Schädigung tritt besonders dann auf, wenn Dichtungen unter Spannung stehen. Anfällig für Ozonrissbildung sind fast alle ungesättigten, also Dien-Kautschuke (z.B. NBR, SBR, NR, BR,…), die in der Hauptkette Doppelbindungen aufweisen. Diese Doppelbindung – erkennbar am „R“ in der Kurzbezeichnung – können durch das Ozon angegriffen werden. Eine Ausnahme ist ein vollhydrierter HNBR, der eine relativ gute Beständigkeit gegen Ozonrisse aufweist. M-, Q- und O-Kautschuke (wie z.B. FPM, VMQ, ECO) gelten dagegen als gut bis sehr gut ozonbeständig. [...]

Dipl.-Ing. (FH) Ulrich Blobner und Dipl.-Ing. Bernhard Richter (O-Ring Prüflabor Richter GmbH)

Viele, den zentralen Trends geschuldeten, Dichtungsentwicklungen führen zu Lösungen, die zunächst nur für OEM interessant scheinen. Das ist nicht ganz richtig, denn der Blick über den Tellerrand eröffnet auch Instandhaltern neue Potenziale, die gestiegenen Anforderungen an Kostenminimierung, Anlagenverfügbarkeit, Umweltschutz zu erfüllen.

Aus dem Blickwinkel der Instandhaltung betrachtet, ist die Dichtung oft noch ein klassisches C-Teil, das meistens einfach ersetzt wird. Aktuelle Trends und Entwicklungen fließen hier seltener in die Auswahl oder die Überprüfung von Alternativen ein. Allerdings ist die Dichtung für viele Anwendungen ein limitierendes Maschinenelement und ihre Leistungswerte haben großen Einfluss auf Anlagenverfügbarkeit, Sicherheit, Einhaltung von Richtlinien und damit letztendlich auf die Gesamtkosten. Hier stellt sich die Frage, warum neue Dichtungslösungen, die heute meist auf einer Kombination von Werkstoff-, Design-Know-how und Applikations-Know-how basieren und im Kontext zu aktuellen Trends entstehen, nur für die Erstausrüstung interessant sein sollen. So bietet z.B. das Condition Monitoring im Kontext mit dem Industrie 4.0-Trend auch für die Instandhaltung Perspektiven. Und es gibt noch weitere Ansätze, die bekannte dichtungsrelevante Limitierungen auch für die Instandhaltung verschieben oder aufheben. [...]

Dr.-Ing. Mandy Wilke (Trelleborg Sealing Solutions Germany GmbH)
Klebetechnik:

Klebetechnik ist eine Trend-Technologie und gibt viele Antworten auf aktuelle Fragestellungen – das ist nicht neu. So werden in der ISGATEC-Umfrage, an der sich rund 120 Fachleute beteiligt haben, auch Thesen und Einschätzungen der letzten Jahre bestätigt. Die Ergebnisse wurden nach Anwendern und Herstellern bzw. Lieferanten getrennt ausgewertet. Die DIN 2304 ist erst kurze Zeit auf dem Markt und noch nicht durchgängig angekommen. Ansonsten scheint es wichtig, dass es funktioniert und die entsprechende Prozesssicherheit gegeben ist. Allerdings sind gut 50% noch auf der Suche nach den richtigen Lösungen. Das ist auch ein Indiz für die Komplexität dieser Thematik und die vielschichtigen Anforderungen in diesen Projekten. Die richtigen Partner zu haben, ist hier besonders wichtig. [...]

Die im März 2016 in Kraft getretene DIN 2304, die auch in englischer Sprache erhältlich ist, legt den verbindlichen Stand der Technik für die fachgerechte Umsetzung klebtechnischer Prozesse fest. Soweit die Theorie, doch was bedeutet das in der Praxis?

Das Kleben ist – ebenso wie das Schweißen – nach DIN EN ISO 9001 ein „spezieller Prozess“, dessen Ergebnis nicht in vollem Umfang zerstörungsfrei geprüft werden kann. Deshalb müssen Klebprozesse reproduzierbar sein und das Kleben muss im Qualitätsmanagement-System technologiegerecht verankert werden »1. Die neue DIN 2304 beschreibt die fachgerechte Umsetzung klebtechnischer Prozesse und gilt für alle Klebungen, deren Hauptfunktion in der Übertragung mechanischer Lasten besteht. Sie ist gültig in allen Industriezweigen, für die keine eigene Normung für klebtechnische Anwendungen vorliegt. Da es im Bereich der flüssig applizierten und am Bauteil aushärtenden Dichtungen keine vergleichbare Norm gibt, wird empfohlen, die DIN 2304 auch auf Dichtungen – oder Klebungen, deren Hauptfunktion die Dichtung und nicht die Kraftübertragung ist – anzuwenden. Dichtungsfehler etwa im Bereich elektronischer Bauteile können z.B. zum Ausfall kompletter Geräte führen und damit indirekt Risiken für Leib und Leben oder finanzielle Risiken erzeugen. [...]

Paul, Andrea Dipl.-Ing. (FH) , (Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM)
Maschinen und Anlagen:

Die Marktanforderungen an Dosiersysteme unterliegen einem steten Wandel – jedoch zeigen sich aktuell eindeutige Tendenzen. Gefordert werden schnelle und kurze Lieferzeiten, kurze Reaktionszeiten bei Teileänderung sowie schnelle und kurze Entwicklungszeiten – neben den aktuellen Trends zur Miniaturisierung und dem „Dauerbrenner“ niedrige Investitions- und Betriebskosten. Ein Modulkonzept liefert Lösungsansätze.

Die Ansprüche an eine schnelle High-Volume-Bearbeitungszeit sowie einen schnellen Durchlauf der Teile werden heute getoppt durch die Anforderungen einer sehr hohen Genauigkeit in möglichst kurzer Zeit. Eine Dosieranlage soll somit all diesen Anforderungen gerecht werden. Gefordert werden flexible Anlagen mit möglichst kurzer Rüstzeit und einer kurzen Programmierzeit bei Neuprodukten und Produktänderungen. Hierzu zählen auch Änderungen der Geometrie und der Menge der Bauteile sowie die Materialien.

Um solche Anforderungen zu erfüllen, setzt die Kübler GmbH Dosiertechnik auf modulare Anlagenkonzepte. Nur so kann man auf individuelle Kundenspezifikationen eingehen und es lassen sich verschiedene Maschinenkonzepte mit ganz unterschiedlichen Prioritäten, z.B.:
• hohe Präzision,
• kurze Zykluszeiten,
• geringe Investitions- und Unterhaltskosten
aus einem Baukasten realisieren. [...]

Hans Kübler (Kübler GmbH Dosiertechnik)
Mess- und Prüftechnik:

Alles begann damit, dass Dichtungen für die eigenen Hydraulik-Zylinder effizient und praxisnah geprüft werden sollten. Aus diesem Qualitätssicherungsansatz hat sich über die Jahre hinweg sowohl ein Dienstleistungsangebot als auch die Entwicklung und Produktion von Prüfständen für Dichtungsuntersuchungen in Forschung und Industrie entwickelt. Im Fokus stehen dabei die Reibkraft der Dichtungen, die Dichtheit an Stangen und Wellen sowie der Verschleiß – und damit zentrale Dichtungsthemen.

Fur die Qualität eines Hydraulik-Zylinders und anderer fluidtechnischer Produkte ist die Dichtung in Kombination mit der Kolbenstangenoberfläche entscheidend. Verschiedene, äußerst unterschiedliche Parameter stoßen hier aufeinander. Dichtigkeit und Minimierung der Reibung sind eigentlich gegenläufige Parameter. Deshalb hieß es früher „dicht oder leichtgängig“ in der Hydraulik. Dichtigkeit ist allerdings bei Qualitätsprodukten heute eine Selbstverständlichkeit. Doch Reibung, Verschleiß, Positionier-und Wiederholgenauigkeit, maximale und minimale Geschwindigkeit, Stick-Slip-Verhalten, minimaler und maximaler Druck, Eignung fur bestimmte Fluide, darunter z.B. auch Skydrol® oder wasserbasierte Fluide, sowie Grenzwerte für Verunreinigungen des Fluids sind weitere wichtige Parameter. Hinzu kommen die unterschiedlichen Dichtungssysteme: Klassische Dichtungen mit Dichtungs- und Abstreifringen und berührungslose Dichtungen mit hydrostatisch gelagerter Kolbenstangenführung oder mit der Ringspaltdichtung. [...]

Klaus Wagner, Matthias Breisch (Herbert Hänchen GmbH & Co. KG)

Um die Funktion einer Dichtung sicherzustellen, werden diese und die jeweiligen Dichtungswerkstoffe verschiedenen Mess- und Prüfverfahren unterzogen. Doch was leisten die einzelnen Verfahren, wo sind die Grenzen? Diese Serie gibt Konstrukteuren, Einkäufern und Qualitätsmanagern einen Überblick über die üblichen Verfahren und Praxistipps zur Einordnung der Ergebnisse. Dieser und der nächste Beitrag in DICHT! 2.2017 geben eine Übersicht über die Heißluftalterung.

Die Bezeichnung „Alterung“ beschreibt bei Elastomeren eine Vielzahl von Prozessen, die zu einem chemischen und physikalischen Um- und Abbau ausvulkanisierter Probekörper oder Fertigteile führen. Es wurden etliche Alterungs-Prüfmethoden entwickelt, die versuchen, in einer Art „Zeitraffer“ diese Schädigungsmechanismen aus dem Alltagseinsatz von Dichtungswerkstoffen labortechnisch abzubilden. Die Schädigungsprozesse im Alterungsprozess sind irreversibel und führen nach einer bestimmten Zeit- und Temperaturbelastung zu einer Unbrauchbarkeit des Werkstoffes. Die wissenschaftliche Erfassung und Bewertung dieser Alterungsvorgänge soll u.a. dazu dienen, dass bei der Anwendung von Werkstoffen ermittelte Zeit- und Temperaturgrenzen nicht überschritten werden. Alterung kann durch verschiedene Prozesse ausgelöst werden [...]

>> Teil 1

>> Teil 2

>> Teil 3

>> Teil 4

>> Teil 5a

>> Teil 5b

>> Teil 6

>> Teil 7

>> Teil 8

Dipl.-Ing. (FH) Ulrich Blobner und Dipl.-Ing. Bernhard Richter (O-Ring Prüflabor Richter GmbH)
Dienstleistungen:

Die Beschichtung von Dichtungen und Dichtsystemen aus Elastomeren und anderen Materialien sorgt für die bessere Funktionalität dieser Komponenten. Meist durch Lohnveredlung aufgebracht, erfordert dies aber viel Know-how und einen
ganzheitlichen Ansatz. Die REACH-Verordnung macht gerade in diesem Bereich deutlich, worauf es ankommt. Mit Voodoo hat das nichts zu tun. Die zweiteilige Serie beleuchtete in Teil 1 in DICHT! 4.2016 die Auswirkungen. Der folgende Teil die aktuelle Entwicklung bei der Beschichtung – nicht nur – von Elastomeren.

Neben der Reinigung und Behandlung von Elastomerbauteilen kommt den unterschiedlichen Beschichtungen eine sehr hohe Bedeutung zu, wenn es um die Veredelung von Elastomeren geht. Beschichtungen haben sich dabei schon seit Jahren bewährt und viele Dichtsysteme würden ihre Aufgabe ohne leistungsfähige Beschichtungen gar nicht erfüllen. Dass das Thema „saubere Beschichtung“ in der Praxis – im Gegensatz zu klassischen Beschichtungen – noch mit „Voodoo“ in Verbindung gebracht oder so behandelt wird, liegt oft an fehlendem Wissen. [...]

>> Teil 1

Matthias Georg (OVE Plasmatec GmbH)
© ISGATEC GmbH 2017
» Datenschutz
» Impressum

Cookie Hinweis: Unsere Website nutzt Cookies um bestimmte Bereiche/Funktionen bestmöglich für Sie darstellen zu können.
Wenn Sie diese Webseite weiterhin besuchen, stimmen Sie der Nutzung von Cookies zu.      » mehr erfahren