„Nicht groß schlägt klein, sondern schnell langsam.“ - Die Umsetzung der DIN 2304 als Chance begreifen

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Holger Best

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Bärbel Schäfer

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Weitere Fachartikel aus DICHT! Ausgabe 2.2018:

Dichtungstechnik Allgemein:

Die Anforderungen der Lebensmittel- und Pharmaindustrie steigen ständig. Bei den hier eingesetzten Produktions- und Verpackungsmaschinen sind es – wie so oft – die kleinen Dinge, die erheblich zu reibungslosen Produktionsabläufen beitragen. Moderne Dichtungslösungen gehören dazu – allerdings gibt es sie selten von der Stange.

Die Lebensmittelindustrie ist der drittgrößte Industriezweig in Deutschland und einer enormen Dynamik unterworfen. Die Fertigung ist meist komplex, hochautomatisiert und stellt hohe Anforderungen an die Sauberkeit. Moderne Dichtunglösungen haben hier einen erheblichen Anteil an reibungslosen und hygienischen Fertigungsabläufen. Sei es in Getränke-Abfüllmaschinen, in der Konservenherstellung, in Zentrifugen, Separatoren, Wärmetauschern, in Molkerei-Anlagen, in der Fleisch- und Wurstwarenproduktion, in Maschinen für das Bäckerhandwerk oder Verpackungsmaschinen für trockenes Schüttgut etc. – überall werden zuverlässige Dichtungslösungen benötigt.

Bei dieser Vielfalt an Maschinen ist es klar, dass für die Dichtungssysteme der Seal Concept GmbH – je nach Einsatzbereich – unterschiedlichste Werkstoffe eingesetzt werden. Ein zentrales Kriterium ist, dass sie über die jeweils erforderlichen Zulassungen und Lebensmittelkonformität verfügen. Selbstverständlich ist der Einsatz unbedenklicher Werkstoffe hier Standard. [...]

Roman Schumann (Seal Concept GmbH)

Die ISC, International Sealing Conference in Stuttgart, gibt alle zwei Jahre einen vertieften Einblick in die Entwicklungen der Dichtungstechnik. Über die diesjährigen Schwerpunkte und aktuelle Trends unterhielt sich DICHT! mit Dr.-Ing. Frank Bauer vom Institut für Maschinenelemente der Universität Stuttgart, der dieses Jahr erstmals die fachliche Leitung übernommen hat.

Die Einreichungen zur ISC und die Anfragen an das IMA sind immer ein Spiegel aktueller Trends. Wo liegen aktuell die Prioritäten?
 Dr. Bauer: Zunächst ist festzustellen, dass die Anfragen an das IMA wieder vielfältiger werden. Während wir in den letzten drei bis fünf Jahren hauptsächlich Untersuchungen im Bereich der Elastomer-Radialwellendichtungen durchgeführt haben, sind jetzt zusätzlich Anfragen aus dem Bereich Hydraulikdichtungen, Werkstoff-Charakterisierungen, Tribometer-Untersuchungen hinzugekommen und auch kleine Gleitringdichtungen werden anscheinend wieder gebraucht. Die Beratungen finden in allen Industriezweigen statt. Seien es Abdichtungen für Roboter, Flugzeuge, Bagger, Schiffe oder verstärkt alle Dichtungen im Automobilbereich. Das betrifft auch die statischen Dichtstellen.

Die Anfragen spiegeln auch aktuelle Trends, wie die Abdichtung von Maschinen und Komponenten mit höheren Drehzahlen und Temperaturen, schneller wechselnde Drehbewegungen und zunehmend die Öl-Elastomer-Verträglichkeit. Dies sind dann natürlich auch u.a. Themen der Einreichungen zur ISC.

Gleitringdichtungen waren ja länger kein Thema mit hoher Priorität. Wie erklären Sie sich den Wandel?
 Dr. Bauer: Gleitringdichtungen – zumindest die Industrieversionen – galten als weitgehend ausgereift. Die Funktion ist bekannt und es gibt kaum Probleme. Nun werden sie aber, z.B. für Wasserkühlungen in der E-Mobility, bei extremeren Bedingungen als bisher benötigt. Die Forschungen auf diesem Gebiet waren eingestellt und jetzt fehlt auch bei den Herstellern das notwendige Wissen, um auf die Schnelle angepasste und funktionierende Dichtsysteme auf extrem kleinen Bauraum günstig zur Verfügung stellen zu können. Dies ist damit auch ein gutes Beispiel einer verfehlten Forschungspolitik, unter der wir immer wieder leiden. [...]

Dr.-Ing. Frank Bauer (IMA, Universität Stuttgart)

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 bereits bei der Erstausrüstung von Anlagen mit Dichtungen.

Elastomere sind permeabel, d.h. dass Gase in den Gummiwerkstoff eindringen und auch wieder herausdiffundieren können. Je höher ein Gas unter Druck steht, umso leichter kann es in ein Elastomer eindringen. Wird dieser Druck im Dichtsystem schlagartig abgebaut, kann das eingedrungene Gas nicht schnell genug entweichen. Es erzeugt dann im Dichtungskern Risse, welche sich nach außen fortpflanzen. In anderen Fällen bilden sich Blasen an der Oberfläche der Dichtung.

Die Ausprägung des Schadensbildes „Explosive Dekompression“ ist neben der rezepturbezogenen Resistenz des Werkstoffes primär abhängig von der Höhe des Druckabfalls und dem Verhältnis der Drücke vor und nach der Entspannung. Praktisch heißt das, dass man dieses Schadensbild am häufigsten an O-Ringen nach Notabschaltungen findet, wenn unkontrolliert auf Umgebungsdruck entspannt wurde. [...]

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

Die Ergebnisse dieser Umfrage zeigen ein paar Tendenzen, aber keine großen Veränderungen. Flüssigdichtungen gewinnen an Bedeutung, die Regelwerke und Normen sind wachsende Hürden, die fachgerechte Montage von statischen Dichtungen, komplexere Aufgabenstellungen verlangen komplexere Lösungen und die intelligente Dichtung steht – hinsichtlich der Akzeptanz – noch am Anfang. Dies verdeutlichen die Antworten der rd. 150 Teilnehmer der aktuellen ISGATEC-Umfrage »1 bis 10*. Die Einschätzungen sind wieder nach Anwendern und Herstellern bzw. Lieferanten getrennt ausgewertet. Bei den meisten Fragen war eine Mehrfachauswahl möglich. [...]

 

 

ISGATEC GmbH
Dynamische Dichtsysteme:

Der Kompressorenbau stellt hohe Anforderungen an dynamische Abdichtelemente wie Kolbenstangendichtungen, Kolben- und Führungsringe, Zwischendichtungen sowie Ölabstreifdichtungen. Bei der Entwicklung neuer Dichtungskonzepte steht hier neben einer Steigerung der Anlagenzuverlässigkeit die Erhöhung der Dichtheit im Vordergrund. Der Kompressorenbau ist eine dichtungstechnische Herausforderung. Anspruchsvolle Medien wie Sauerstoff, Wasserstoff sowie sämtliche Prozessgase oder Druckbereiche im Trockenlauf bis 100 bar, im geschmierten Betrieb sogar > 400 bar, sind nur einige der Rahmenbedingungen.

Bei der Herstellung von Abdichtungen für Kolbenstangen werden üblicherweise Dichtringe mit Stößen verwendet. Diese Stöße ermöglichen das Nachstellen bei Verschleiß und damit einen ununterbrochenen Betrieb der Kompressoren über sehr lange Zeiträume. Durch paarweise Anordnung dieser Dichtringe lassen sich die Stöße überdecken und bereits im Standarddesign geringe Leckagewerte erzielen. [...]

Dr. Georg Flade (STASSKOL GmbH)

Die Herstellung von Feststoffen und Trocknungsprozesse stellen in diesen Industriebereichen erhöhte Anforderungen an Dichtungssysteme und sorgen bei fehlenden Schutzkonzepten für erhöhten Verschleiß. Deshalb wurde über Jahrzehnte an diesem Problem gearbeitet – mit dem Ergebnis einer Dichtungslösung, die auch den hohen Anforderungen der Pharmaindustrie Rechnung trägt.

Die Medien, z.B. Feststoffe, die im Misch- und Trocknungsprozess verarbeitet werden, stehen typischerweise im direkten Kontakt mit den Dichtelementen. Ihre Aufgabe ist es, Medien, die aufgrund ihrer molekularen Struktur geeignet sind, in eine Dichtstelle einzudringen, aran zu hindern. Denn eingedrungene Medien beschädigen die Dichtelemente nachhaltig und führen zu deutlich reduzierten Laufzeiten und damit zu unnötig hohen Produktionskosten bzw. schlimmstenfalls teuren Produktionsausfällen.

Erhöhte Anforderungen der Pharmaindustrie
 Bei pharmazeutischen Prozessen besteht zudem die Herausforderung einer GMP- (Good Manufacturing Practice) gerechten Konstruktion der Dichtungslösung, die den besonderen Reinheitsanforderungen dieser Branche Rechnung trägt. Konstruktiv wird hier vorausgesetzt, dass keine unnötigen Toträume entstehen, in denen sich das Medium absetzen kann und die in Folge gar nicht oder nur schwer gereinigt werden können .[...]

Clas Schmitz (Pfaudler interseal GmbH)
Flüssigdichtsysteme / Verguss:

Reibungslos funktionierende Batterien werden in modernen Fahrzeugen eine zentrale Rolle spielen. Bei ihrer Montage und Abdichtung verschiedene Fügetechniken in einem Montagekonzept zu kombinieren – dafür spricht einiges.

Die Automobilproduktion verändert sich gerade radikal. Ein Beispiel ist der weltweite Trend zur Elektromobilität. Der teilweise oder ausschließlich elektrische Antrieb von Fahrzeugen verändert die Konstruktionen schneller als jede andere Innovation der vergangenen Jahrzehnte. In den Antriebssträngen kommen zahlreiche unterschiedliche Batterietypen zum Einsatz, die alle bestimmte Aufgaben erfüllen müssen. Vor allem sind sie in puncto Langlebigkeit, Leistung und Sicherheit immer weiter zu verbessern. Denn die Batterie wird bei Elektroautos zu einem strukturellen Bestandteil, der bestimmte Funktionen übernehmen und bei einem Unfall Sicherheit bieten muss. Hier sind insbesondere intelligente Fügetechnologien gefordert, die einen produktiven Montageprozess mit einem leistungsfähigen Endprodukt ermöglichen.

Wie dies aussehen kann, zeigte Atlas Copco IAS bei der Eröffnung des neuen Innovationszentrums in Bretten und machte dabei auch deutlich, warum der Konzern hier verschiedene Fügetechnologien zusammenfasst »1. Das Konzept umfasst dabei u. a.:

• die Verklebung der einzelnen Batteriezellen zu Zellstapeln,

• die Fertigung der Zellmodule unter Einsatz des Stanznietens,

• das Auftragen einer Wärmeleitpaste mit einer speziellen Dosiertechnik,

• die Modulmontage mit einem Vierfach-Schraubsystem,

• die Abdichtung der Gehäuseabdeckung,

• die Montage des Deckels mit Fließlochschrauben. [...]

Olaf Leonhardt (Atlas Copco IAS)
Klebetechnik:

Diese Technologie erfolgreich einzusetzen erfordert eine intensive Beschäftigung mit den vielen Facetten des Themas, Know-how und planvolles Vorgehen. Kommt ein Anwender nicht weiter, bieten viele Unternehmen Unterstützung – auch über das eigentliche Produktangebot hinaus.

„Die Vielzahl der heute verfügbaren Klebstoffsysteme erfordert umfangreiches Wissen, um projektbezogen das richtige System zu wählen.“ – Dr. Florian Kopp, Entwicklung und Produktsicherheit, RUDERER KLEBETECHNIK GMBH

„Fail Safe-Aussagen werden bei der Komplexität und dem breiten Einsatzspektrum der Klebetechnik immer wichtiger. Allerdings bedarf es hier der richtigen Methodik.“ – Dr. techn. Martin Brandtner-Hafner, Inhaber, FRACTURE ANALYTICS

„Trotz aller technischen Möglichkeiten geht es bei der Klebetechnik auch immer um Wirtschaftlichkeit. Dabei zeigen genügend Beispiele, dass erst die richtige Kombination aus Material und Dosiertechnik, in Kombination mit Know-how, die möglichen Potenziale erschließen.“ – Peter Fischer, Leiter Marketing, Sonderhoff Holding GmbH

„Fachwissen im Team zu haben und zu vermitteln, ist ein Aspekt, der in der Klebetechnik nicht vernachlässigt werden darf.“ – Holger Lütfring, Produktmanager, WEICON GmbH & Co. KG

„Ohne die richtige Vorbehandlung der Oberflächen können viele Verklebungen nicht die  geforderte Performance erreichen – unabhängig vom Einsatzbereich.“ – Dipl.-Ing. Christian Buske, Geschäftsführer, Plasmatreat GmbH

„Steigende Anforderungen an die Dosiertechnik führen zu einem einem breiten Lösungsportfolio und damit zur intensiven Beratung und und zu Tests bei der Suche nach der idealen Lösung.“ – Christian Heidinger, Senior Manager Business Unit Adhesives & Chemicals, ViscoTec Pumpen- u. Dosiertechnik GmbH

„Der Wissenstransfer im Rahmen des vorhandenen Regelwerkes ist eine zentrale Herausforderung, damit Klebeprojekte heute und in Zukunft erfolgreich verlaufen.“ – Joachim Rapp, Geschäftsführer, Buruk Sen, Projektmanagerin Innotech Marketing und Konfektion Rot GmbH

„Die Automobil- und Elektronikindustrie sind im Umbruch. Das eröffnet auch unterschiedlichsten Klebelösungen wie Klebebändern oder –filmen erhebliche Potenziale.“ – Dr. Norman Goldberg, Vorstand Direct Industries, tesa SE

„Die beste Technik bringt wenig ohne Mitarbeiter, die das Optimum aus ihr herausholen. Und das erfordert neue Ansätze im projektbezogenen Wissensmanagement.“– Rainer Haslauer, Akademie, Scheugenpflug AG

„Ganzheitliche Systemlösungen sind heute oft der Schlüssel zur geforderten Klebe-Performance – ein Beispiel ist unser Optical-Bonding-Konzept.“ – Alexander Huttenlocher, Leiter Vertrieb & Marketing, RAMPF Production Systems GmbH & Co. KG

„Beratung vereinfacht den Klebstoffeinsatz beim Kunden, mit dem auf Basis eines intensiven Wissensaustauschs eine nachhaltige und erfolgreiche Partnerschaft entsteht.“ – Gudrun Weigel, Leiterin Engineering, DELO Industrie Klebstoffe GmbH & Co. KgaA

„Die wachsende Komplexität der Aufgabenstellung erfordert die richtige Kombination aus Technik und Wissenstransfer, damit Anlagen und Komponenten weltweit problemlos funktioneren.“ – Olaf Letzner, Leiter Vertrieb & Projektmanagement, DoBoTech AG [...]

Dr. Florian Kopp (RUDERER KLEBETECHNIK GMBH), Dr. techn. Martin Brandtner-Hafner (FRACTURE ANALYTICS), Peter Fischer (Sonderhoff Holding GmbH), Holger Lütfring (WEICON GmbH & Co. KG), Dipl.-Ing. Christian Buske (Plasmatreat GmbH), Christian Heidinger (ViscoTec Pumpen- u. Dosiertechnik GmbH), Joachim Rapp und Buruk Sen (Innotech Marketing und Konfektion Rot GmbH), Dr. Norman Goldberg (tesa SE), Rainer Haslauer (Scheugenpflug AG), Alexander Huttenlocher (RAMPF Production Systems GmbH & Co. KG), Gudrun Weigel (DELO Industrie Klebstoffe GmbH & Co. KGaA), Olaf Letzner (DoBoTech AG)

Erfolgreiche Klebeprojekte und die DIN 2304 lassen sich nur noch schwer trennen. Im Gespräch mit dem auf Klebetechnik spezialisierten Berater Thomas Stein, Inhaber der IMTS, wurde deutlich,  warum das so ist.

Kleben ist die Fügetechnologie des 21. Jahrhunderts – das ist häufig zu lesen. Trotzdem bleiben immer noch Projekte hinter den Erwartungen zurück – woran liegt das?
 Stein: Dafür gibt es mehr als einen Grund. Resümieren wir einmal kurz persönliche Erfahrungen, die der eine oder andere mit der Verbindungstechnik „Kleben“ im privaten Bereich gemacht hat: Manche haben schon mal einen abgebrochenen Henkel an die geliebte Bürotasse geklebt und sich gewundert, dass dieser nach einigen Spülvorgängen im Geschirrspüler abgefallen ist, obwohl man doch einen „Alleskleber“ benutzt hat. Hier muss ich gleich mit einem Missverständnis aufräumen: Einen Alleskleber – also einen Klebstoff, mit dem man alle Substrate kleben kann, gibt es nicht. Auch das erneute Ankleben einer sich lösenden Schuhsohle ist ein schönes Beispiel. Dies geschieht meist, ohne die Klebeflächen zu reinigen und ohne den geforderten Anpressdruck, den ein Kontaktklebstoff nun einmal braucht. Das Ergebnis ist bekannt. Das sind nur zwei Beispiele, die aber die wichtigsten Problemstellungen aufgreifen: Die Auswahl eines ungeeigneten Klebstoffs („Alleskleber“), die Unkenntnis der späteren Belastungen mechanischer (volle Tasse vs. kleine Klebfläche), aber auch chemischer Art (Reinigungsmittel im Geschirrspüler) und nicht zuletzt thermischer Art (Trockentemperatur im Geschirrspüler). Weitere Probleme sind ein unzulänglicher Klebprozess – Klebflächen müssen einfach sauber sein – und ein unzulängliches Handling bis zur Reaktion bzw. Durchhärtung. Überträgt man das gedanklich auf das industrielle und gewerbliche Kleben, ist klar, warum fast jeder über Klebverbindungen berichten kann, die versagt haben. [...]

Thomas Stein (IMTS)
Maschinen und Anlagen:

High-Tech-Innovationen und die Miniaturisierung elektronischer Bauteile benötigen neuste Mikrodosiertechnologien. Dass diese am besten berührungslos arbeiten – dafür sprechen verschiedene Aspekte.

Die Elektronikindustrie wird nicht umsonst immer wieder als Branche der Zukunft und Leitbranche der Digitalisierung betitelt. So stammt derzeit jede dritte Innovation in der Industrie aus der Elektrobranche. Fortschreitende technische Entwicklungen in der Halbleiterindustrie, z.B. mit immer komplexeren und schneller werdenden Prozessen, treiben die Innovationen in der elektronischen Baugruppenfertigung kontinuierlich an. Von PC und Flachbildschirmen in den 80er Jahren, über Laptops und MP3-Playern in den 90ern bis zu heutigen Smartphones und LEDs  erleben wir jede Dekade neue Innovationssprünge.

Im gleichen Maße wie die Miniaturisierung elektronischer Bauteile gerade in den letzten Jahren – getrieben von Unternehmen wie Apple und Samsung – immer größere Ausmaße angenommen hat, steigt auf der anderen Seite das zu produzierende Volumen im mobilen Endgeräte- und elektronischen Gadget-Markt stark an »1.

Damit einher geht die Notwendigkeit, Smartphones und andere Mikroanwendungen mit immer komplexeren Funktionen in immer kleiner werdende Gehäuse zu integrieren und gegen Umwelteinflüsse zu schützen. Im Zuge dieser fortschreitenden Miniaturisierung rücken Mikrodosiersysteme für die berührungslose Dosierung in fast allen Produktionsbereichen vermehrt in den Vordergrund. [...]

Birgitt Harrow (Vermes Microdispensing GmbH)

Dosieren scheint einfach zu sein – auf den ersten Blick. Klebstoffe, Silikone, Dichtstoffe – der automatisierte Auftrag verschiedenster viskoser Materialien ist seit Jahrzehnten kein Problem. Nur werden die zu dosierenden Materialien immer „schwieriger“ und hier bietet nur die optimale Abstimmung verschiedener Einflussfaktoren einen einwandfreien Dosierprozess mit wiederholgenauen Ergebnissen.

Der automatisierte Auftrag diverser viskoser Materialien soll einerseits eine möglichst große Flexibilität für die Auswahl des geeigneten Dosiermaterials bieten und andererseits durch höchste Prozesssicherheit eine unkomplizierte Verarbeitung ermöglichen. Bleibt die Frage: Wie muss nun das Dosierequipment beschaffen sein, das hochviskose, abrasive und schersensitive Medien prozesssicher verarbeiten kann und zugleich Änderungen des Fließverhaltens dieser Medien toleriert? Die Exzenterschnecken-Technologie kombiniert die Fähigkeiten, das Medium sowohl mit niedrigem Verschleiß als auch mit geringer Reibung zu fördern und erreicht dadurch eine hohe Lebensdauer und sehr hohe Energieeffizienz.

Know-how und Technik kombinieren
 Dispenser, die mit Exzenterschneckenpumpen arbeiten (Bild 1), sorgen mit kontinuierlicher Non-Stop-Dosierung für die gewünschten Austragsmengen. Durch die volumetrische Förderung wird eine hohe Wiederholbarkeit erreicht. Die Rotation der Exzenterschnecke ist sowohl vorwärts als auch rückwärts möglich und bietet somit einen programmierbaren Rückzug für einen definierten Fadenabriss ohne Nachtropfen. Diese hohe Präzision mit einer Dosiergenauigkeit von ≥ 99% wird ebenfalls durch das definierte Fördervolumen in den einzelnen Dispenserkammern erreicht, die somit abrasive, schersensitive oder hochgefüllte Materialien unbeeinträchtigt transportieren. [...]

Christian Heidinger (ViscoTec Pumpen- u. Dosiertechnik GmbH)
Rohstoffe / Mischungen / Halbzeuge:

Seitdem das Umweltbundesamt (UBA) 2011 die Leitlinie zur hygienischen Beurteilung von Elastomeren im Kontakt mit Trinkwasser (kurz Elastomerleitlinie) beschlossen hat, gibt es eine klare, aber bisher noch nicht gemeisterte Herausforderung: Wie produziert man ein Elastomer, das nach der UBA-Elastomerleitlinie für Trinkwasser zugelassen wird?

Die Elastomerleitlinie enthält eine Positivliste mit zugelassenen Ausgangsstoffen, die man zukünftig nur noch für eine Mischung verwenden darf. Um der Industrie einen reibungslosen Übergang zu ermöglichen, gibt es einen 2. Teil der Positivliste mit noch nicht vollständig bewerteten Substanzen, die man aber unbedingt für die Herstellung eines Elastomers benötigt. Ziel des UBA ist, bis Ende 2021 eine erforderliche Anzahl an Rohstoffen toxikologisch zu bewerten,  um die Positivliste ausreichend zu ergänzen.

Noch keinen Schritt weiter
Seit der Veröffentlichung der Elastomerleitlinie wurde aber bisher noch kein einziger Ausgangsstoff aus dem 2. Teil der Positivliste in den Teil 1 überführt. Nach heutigem Stand kann man noch keine Elastomere aus den Substanzen der Positivliste Teil 1 herstellen. Ursprünglich war eine Übergangsfrist von fünf Jahren – also bis Ende 2016 – vorgesehen, nach der dann nur noch Substanzen aus der Positivliste 1 verwendet werden dürfen. Diese Übergangsfrist wurde aber bereits bis Ende 2021 verlängert. Über die Gründe für diese Entwicklung kann man nur spekulieren – allerdings scheint derzeit das Interesse bzw. die Bereitschaft der Industrie, für die Bewertung eines Rohstoffes Entwicklungs- und Prüfungsaufwände im hohen sechsstelligen Bereich zu investieren, nicht besonders groß. [...]

René de Beer (F.W. Breidenbach GmbH & Co. KG)

Mit den wachsenden Anforderungen in der Chemie, Lebensmittelverarbeitung und Pharmaindustrie können für Dichtungslösungen immer weniger Standardelastomere eingesetzt werden. Das ist allerdings kein allzu großes Problem, da sich Anbieter auf diesen Lösungsbedarf eingestellt haben.

Steigende Anforderungen sind ein Thema, das heute quer durch alle Branchen gilt. Für Lösungssuchende in den Prozessindustrien kommt erschwerend hinzu, dass der  Mengenbedarf an Material für Dichtungen beileibe nicht mit dem anderer Branchen, z.B. der Automobilindustrie, vergleichbar ist. Dies führt zwangsläufig zu einem eingeschränkten Angebot an Lösungsanbietern und somit geeigneten Lieferanten, die nur schwer zu finden sind. Dazu kommt, dass einerseits der Aufwand für die optimale Lösung der gleiche ist wie der für Großprojekte, andererseits die Kosten nicht explodieren dürfen. Die Tec Joint AG hat sich auf diesen schmalen Grat spezialisiert und analysiert bei jedem Projekt die Einsatzbedingungen sorgfältig und erarbeitet dann in enger Zusammenarbeit mit den Kunden passgenaue Lösungen »1. Eine Lösung auf Basis der Rohstoffgruppe EPDM (Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk) verdeutlicht die Vorgehensweise.

Wenn Standard keine Lösung ist
EPDM ist nicht gleich EPDM und Dichtungen und Folien aus diesem Werkstoff können sich je nach Einsatzbedingungen sehr unterschiedlich verhalten. So haben handelsübliche EPDM einen Ethylengehalt zwischen 45 und 75 Gew.%, wobei die Polymere mit einem Ethylengehalt von 45 bis 55% die beste Kälteflexibilität und gute kautschuktechnologische Eigenschaften haben. Bei Kautschuktypen mit höherem Ethylengehalt nimmt der Druckverformungsrest in Kälte zu. Ein höherer Dien-Gehalt bewirkt eine höhere Vernetzungsgeschwindigkeit, Vernetzungsdichte und Festigkeit sowie eine geringere bleibende Verformung. Die Alterungs-, Witterungs-, und Ozonbeständigkeit nimmt dagegen mit steigendem Diengehalt ab. [...]

Richard Gisler (Tec Joint AG)

Die Integration verschiedener Funktionen in Bauteile oder Baugruppen ist eine der wichtigsten Maßnahmen für hohe Zuverlässigkeit in der Anwendung sowie Wirtschaftlichkeit in der Problemlösung. Denn mit jeder integrierten Funktion vermindert sich die Anzahl der erforderlichen Bauteile. Dadurch verringert sich das Risiko der Fehlfunktion, der Komplexizität der Fertigungsverfahren und das Risiko des Ausfalls im Einsatz. Signifikant erhöht sich hingegen die Wirtschaftlichkeit der Gesamtlösung. Am Beispiel funktionsintegrierter Dichtungen aus expandiertem PTFE (ePTFE) lässt sich dies gut zeigen.

PTFE bietet zusätzlich zu den bekannten Vorteilen wie der universellen Beständigkeit gegenüber fast allen Medien, der breiten Dauergebrauchstemperatur von -250 °C bis +250 °C, den exzellenten Antihaft-Eigenschaften und der Fähigkeit, nicht zu altern oder spröde zu werden, weitere außergewöhnliche Eigenschaften, die sich aus dem extrem hohen Molekulargewicht dieses Hochleistungspolymers ableiten. Hierzu zählt die Fähigkeit der Fibrillenbildung unter Zugbelastung: Sie entstehen durch lineare Anordnung der PTFE-Molekülketten und zeichnen sich durch einen nahezu idealen Ordnungszustand aus. Dieser wird z.B. über das DSC-Messverfahren (Differential Scanning Calorimetrie) quantifizierbar. Während im teilkristallinen Aufbau des gesinterten PTFE die amorphen Bereiche schon durch vergleichsweise geringen Energieeintrag bei 142 °C schmelzen, tritt dies beim Kristallinanteil erst bei 327 °C auf. Die Kristallinanteile des ungesinterten PTFE schmelzen sogar erst bei 342 °C – ein Indiz für die besonders geordnete und defektarme Kristallitstruktur des direkt aus der Polymerisation ausgefällten hochkristallinen Polymers. Nochmals 30 °C mehr, also ca. 372 °C, sind erforderlich, um die in Fibrillen organisierten Makromoleküle in Bewegung zu versetzen, also aufzuschmelzen. Diese insgesamt vier verschiedenen „Aggregatszustände“ des expandierten PTFE, vereint in einem einzigen Polymersubstrat, ermöglichen neuartige Eigenschaftsprofile, neue Verarbeitungsprozesse und Anwendungen mit Eigenschaftsprofilen, die bisher in dieser Art nicht möglich waren. [...]

Dr. Michael Schlipf (FPS GmbH), Dipl.-Ing. (FH) Detlef Reichl (FluorTex GmbH)

Die Hygiene ist in unserem Gesundheitssystem ein permanentes Thema. Ohne moderne und dichte Verschlüsse, Membranen und Leitungen aus TPE und ihre prozesssichere Produktion wären die Probleme wahrscheinlich noch größer.

Medizinische Teile »1 unterliegen den strengsten Qualitätstests – von der Entwicklungsphase bis zur Produktion in hohen Stückzahlen. So ist auch für Konnektoren, Ventil- oder  Verschlussmembranen, Infusionsleitungen, Ports, Stopfen oder Überleitungssysteme – kurz, für alle Arten von pharmazeutischen Verschlüssen, eine Vielzahl von Ansprüchen zu erfüllen. Das hierfür eingesetzte Material muss – neben anderen wichtigen Eigenschaften – die Fähigkeit des vollständigen Wiederverschlusses aufweisen und alle gängigen Arten von Sterilisationsverfahren ohne signifikante Veränderungen des Eigenschaftsprofils bestehen. Darüber hinaus muss die Partikelkontamination vermieden werden, d.h. es darf kein Material aus dem Kunststoff des Stopfens an der Kanüle haften bleiben.

Auch das Anforderungsprofil an das Dichtungsmaterial für Spritzenkolben »2 oder an die Dichtelemente von Katheterkupplungen ist äußerst umfangreich: Funktionalität, Sterilität und Migrationsarmut sind nur einige Stichworte. Ein entscheidendes Kriterium bei Spritzenkolben ist einerseits, eine konstante Dichtigkeit des Kolbens zu erhalten, andererseits, durch die Elastizität der Dichtung ein leichtes Gleiten des Spritzenzylinders für exaktes Dosieren ohne Slip-Stick-Effekt zu gewährleisten. Das Material muss den Anforderungen der EN ISO 7886 Norm zur Feststellung der Gleiteigenschaften, Dichtigkeit und Mechanik entsprechen. Der weiche Teil einer Katheterkupplung muss auf der einen Seite spezifizierten Zugkräften standhalten können, darf andererseits weder gequetscht noch sonst wie beschädigt werden. Darüber hinaus ist Sterilität gefordert. Wird dafür Gamma-Bestrahlung eingesetzt, darf dies nicht zu Undichtigkeiten, Funktionsstörungen oder Alterungserscheinungen führen. [...]

Florian Schindler (ACTEGA DS)
Statische Dichtungen / Formteile / Profile:

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. Thema dieser Ausgabe sind C-Ring-Dichtungen aus Metall, bei denen man im Markt immer wieder auf Missverständnisse trifft. [...]

Mehr zu C-Ring-Dichtungen

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

Jahrzehnte bekannt und im Einsatz bewährt, erlauben neue Entwicklungen bei Faserstoffdichtungen den Sprung in neue Zeiten – Industrie 4.0 inklusive. Die Gasket-Code-Technology ermöglicht dabei eine lückenlose Identifikation selbst kleinster gestanzter Dichtungen. Darüber hinaus ermöglichen neue Eigenschaftskombinationen gesteigerte Anpassungsfähigkeit bei gleichzeitig robuster mechanischer Festigkeit auch unter Temperatur.

Dichtheit, Praxistauglichkeit, langlebige Zuverlässigkeit und gesteigerte Leistungsreserven sind wichtige Parameter für die Anlagenverfügbarkeit. Für moderne Dichtungslösungen gelten dabei  ichtungskennwerte nach DIN EN 13555 [1] und perfekte Auslegungen gemäß VDI 2290 [2]. Die Erfahrung in der Praxis hat über Jahre unmissverständlich gezeigt, dass nicht nur die messbaren Produkteigenschaften eines Dichtungswerkstoffs über die Hochwertigkeit eines Dichtsystems entscheiden, sondern vor allem auch eine ordnungsgemäße Montage. Aus diesem Grund wird das Personal für die Herstellung von Flanschverbindungen mehr und mehr, z.B. gemäß DIN EN 1591-4 [4], geschult. Dennoch setzt sich jeder etablierte Hersteller von Flachdichtungen zum Ziel, die  Produktperformance stets zu verbessern und den steigenden Anforderungen gerecht zu werden. [...]

Dipl.-Ing. Marco Schildknecht (Frenzelit GmbH)

Dichtungen müssen heute immer mehr leisten. Bei der Entwicklung dieser neuen Dichtung standen die Verringerung flüchtiger Emissionen, die Reduzierung der Flanschkorrosion, die Einhaltung von Brandschutzmaßnahmen sowie eine einfache Montage im Pflichtenheft.

Emissionen, ausgelöst durch flüchtige organische Verbindungen (VOC), die über Pumpen, Ventile, Kompressoren, Rohrflanschverbindungen, verschraubte und rotierende Geräte in die Atmosphäre abgegeben werden, rücken bei viele Unternehmen immer mehr in den Blickpunkt des Interesses. Der Grund liegt auf der Hand: Diese Emissionen belasten nicht nur die Umwelt, sondern belasten auch die Gesundheit und Sicherheit der Mitarbeiter. Nicht zu vergessen ist auch ihr negativer Einfluss auf die Gesamtbetriebskosten. Für chemische und petrochemische Unternehmen sowie Raffinerien ist es deshalb wichtig, vorbeugende Maßnahmen zur Verringerung flüchtiger Emissionen durch den Einsatz der besten verfügbaren Techniken (Richtlinie IED 2010/75/EU) [1] zu treffen.

So führte der eingangs erwähnte Anforderungkatalog zur Entwicklung einer Dichtung, die folgende Eigenschaften haben sollte:

• chemisch beständig im pH-Bereich von 0 bis 14,

• Erfüllung der Brandschutz-Anforderungen nach internationalen Standards (ISO 10497),

• niedrige diffuse Emissionen nach höchsten Standards (TA Luft – VDI 2440) [2],

• hohe Dichtheit bei niedrigen Vorspannkräften der Schrauben,

• hohe Anpassungsfähigkeit an unregelmäßige Flanschflächen,

• Flanschschutz gegen Korrosion. [...]

Sandy Van den Broeck (DONIT TESNIT, d.o.o.)
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