Höhere Robustheit gegen korrosive Dichtungsunterwanderung

Korrosive Unterwanderung eines Dichtsystem (Bild: Robert Bosch GmbH)

31.10.2017 Höhere Robustheit gegen korrosive Dichtungsunterwanderung

Ein Beispiel aus der Automobilelektronik

von Dr.-Ing. Bernd Stiegler (Robert Bosch GmbH), Dipl.-Ing. Sascha Bader (Robert Bosch GmbH), Dipl.-Ing. Volker Schweizer (Robert Bosch GmbH)

Werden statische Dichtstellen durch feuchte und salzhaltige Umgebung belastet, kann der Fehlermechanismus der korrosiven Dichtungsunterwanderung auftreten. Dieser kann zu Undichtigkeiten führen. Neben der Verbesserung der korrosiven Grundbeständigkeit der Dichtflächen durch Auswahl eines geeigneten Werkstoffs hat der Konstrukteur die Möglichkeit, über die Gestaltung von Dichtelement und Eingangsbereich Einfluss auf die Dichtfunktion unter korrosiver Belastung zu nehmen.

Hier lässt sich mit Hilfe der Parameter Dichtpressung pD, Berührbreite B und Gestaltung des Eingangsbereichs die Zeitstandfestigkeit gegen korrosive Unterwanderung optimieren. Als Randbedingung durfte sich der für das Dichtsystem zur Verfügung stehende Bauraum nicht verändern. Unterstützend für die geeignete Auswahl eines Dichtprofils mit verbessertem Durchwanderungswiderstand RDW bietet sich die Finite-Elemente-Analyse an, da hierdurch schnell vergleichende Aussagen möglich sind. Dadurch gelang es, nur durch die Veränderung von dichtungstechnisch relevanten Designparametern, nachweislich eine signifikante Verbesserung eines statischen Dichtsystems unter korrosiver Belastung zu erzielen.

Eine ebenfalls vielversprechende, jedoch deutlich kostenintensivere Lösung ist die Veränderung der Dichtflächen mit Hilfe einer geeigneten chemischen Oberflächenpassivierung.

In Kraftfahrzeuge eingebaute Aggregate und elektronische Steuergeräte sind verschiedenen Umgebungslasten im Feld ausgesetzt (Bild 1), die im aktiven Betrieb durch funktionale Lasten überlagert werden. Eine robuste Konstruktion kennzeichnet sich dadurch aus, dass die verwendeten Designelemente den schädigungsrelevanten Belastungen gewachsen sind bzw. die Belastbarkeit dieser Elemente höher als die Belastung ist. Die Höhe der Umgebungslast ist im Wesentlichen vom betrachteten Einbauort im Fahrzeug bestimmt (Bild 2). So ist es offensichtlich, dass Erzeugnisse, die im Fahrzeuginnenraum eingebaut sind, z.B. nur einer geringen korrosiven Last ausgesetzt sind, die u.a. durch Fahrer oder Mitfahrer ins Fahrzeug eingeschleppt werden. Ganz anders dagegen ist die Situation für Erzeugnisse im Motorraum, hier besonders in Bodennähe oder auch im Bereich der Radkästen, da diese Orte insbesondere in den Wintermonaten durch mit Salz (NaCl) angereichertem Spritzwasser belastet werden. Als Folge davon können korrosive Fehlermechanismen in Gang gesetzt werden.