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Fachmagazin DICHT!

DICHT! Ausgabe 3.2016

Jahresabonnement Fachmagazin DICHT! im Inland (4 Ausgaben):

Preis:
ab € 43,30
ISSN:
1863-4699

Fachartikel:

Rohstoffe / Mischungen / Halbzeuge:

Viele der steigenden Anforderungen an Dichtungen – seien sie markt- oder normengetrieben – werden heute über weiterentwickelte Werkstoffe und Compounds erfüllt. Hier gibt es noch viel Potenzial, wie die nachfolgenden Beispiele zeigen. Das darf allerdings nicht den Blick auf die Grenzen der Physik und Chemie verstellen, die auch für Werkstoffe und Compounds gelten.

„Neue FFKM-Hochleistungswerkstoffe bieten ein großes Potenzial, Dichtungen an die steigenden Anforderungen anzupassen.“ – Brecht Koebrugge, Marketing Manager Transportation, Dr. Michael Schlipf, Consultant der Dyneon GmbH

„TPE-Compounds erschließen zunehmend neue Anwendungsbereiche und werden dabei sehr unterschiedlichen Anforderungen gerecht.“ – Josef Neuer, Produktmanager EMEA, KRAIBURG TPE GmbH & Co. KG

„Auch die gute alte Faserstoffdichtung kommt als Weiterentwicklung in der Welt der aktuellen TA Luft an – nicht zuletzt auf Wunsch vieler Betreiber.“ – Marco Schildknecht, Leiter Anwendungstechnik Geschäftsbereich Dichtungen, Frenzelit Werke GmbH

„Konsequent optimierte Dichtstellen führen i.d.R. zu höheren Anforderungen an die Werkstoffe – und hier sind dann intelligente Lösungen und Erfahrung gefragt.“ – Dr. Uwe Wallner, Leiter Entwicklung, ElringKlinger Kunststofftechnik GmbH

„Natürlich müssen Trends und Einflüsse im Markt beachtet werden. Es sollte aber jedem klar sein, dass sich in unserer technischen Welt die Physik selbst nicht ändert – und somit lassen sich Anforderungen auch nicht beliebig steigern.“ – Norbert Weimer, Unternehmensleitung, KLINGER GmbH

„Aggressive Medien und die Beherrschung größerer Temperaturbereiche sind zentrale Treiber für die Werkstoffund Compound-Entwicklung – mit einem immer spezielleren Zuschnitt auf Branchenanforderungen.“ – Dr. J. Peter Wakker, Technical Director, Polycomp BV

[...]

Brecht Koebrugge (Dyneon GmbH), Dr. Michael Schlipf (Consultant der Dyneon GmbH), Josef Neuer (Kraiburg TPE), Marco Schildknecht (Frenzelit Werke GmbH), Dr. Uwe Wallner (ElringKlinger Kunststofftechnik GmbH), Norbert Weimer (KLINGER GmbH), Dr. J. Peter Wakker (Polycomp BV)
Statische Dichtungen:

Der Dialog mit Anwendern ist meist der beste Impulsgeber. So auch bei der Entwicklung eines neuen Dichtungswerkstoffs auf Basis von Fasern, der den Anforderungen nach einer „anwenderfreundlichen und fehlerverzeihlichen Dichtung“ Rechnung trägt. Bei einem Innovationsworkshop schrieben die Anwender den Entwicklern Folgendes ins Lastenheft – der Dichtungswerkstoff sollte:

• Oberflächenfehler ausgleichen,
• Montagefehler verzeihen,
• eine ungleichmäßige Verteilung der Schraubenkräfte verkraften und
• Überpressungsschutz bieten (hohe maximal zulässige Flächenpressung, auch unter Temperatur).

Gelöst wurde dieser Anforderungskatalog mit der KLINGER®CompenSil, einer speziellen NBR-/Mineralfasermischung mit entsprechenden Eigenschaften. Sie bietet eine hohe Zusammendrückbarkeit und Rückfederung und hat eine sehr gute Anpassungsfähigkeit an Oberflächenfehler. Sie verzeiht Montagefehler, hat – richtig eingesetzt – eine sehr niedrige Leckagerate und ist standfest unter Temperatur. [...]

Dipl.-Ing. Wolfgang Abt (Klinger GmbH)

Es gibt im Bereich Dichten. Kleben. Polymer. technische Lösungen, 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. So lohnt sich es z.B. metallummantelte Dichtungen mit Auflagen nach DIN EN 1514-7 und 12560-7 genauer zu betrachten. 

Mehr zu metallummantelten Dichtungen

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

Kompressionsdichtungen kommen neben der Automobilindustrie auch in vielen anderen Branchen zum Einsatz. Dabei hat sich der Einsatz von Silikonschaumdichtungen – gerade in hochautomatisierten Fertigungen – als Alternative zu vorgeformten Dichtungen und Schaumstoffklebebändern bewährt. Die globale verarbeitende Industrie war in den letzten Jahren zahlreichen Herausforderungen ausgesetzt und musste sich den steigenden Anforderungen und Megatrends anpassen, um konkurrenzfähig zu bleiben. Hersteller mussten kundenorientierter und flexibler vorgehen, um mit den Ansprüchen der Verbraucher Schritt zu halten, denn diese sind immer besser über die Produkte auf dem Markt informiert und erwarten ständig neue, verbesserte Produkte. Mit der zunehmenden Digitalisierung mussten auch die Fabrikationshallen angepasst und mit modernsten Systemen und Anlagen ausgerüstet werden. Hierbei kommt immer häufiger Robotertechnik zum Einsatz, als Ergänzung zur manuellen Fließbandarbeit. Um wettbewerbsfähig zu bleiben, kommen die Unternehmen nicht umhin, bei all diesen Trends mitzuziehen und bei Produktion, Logistik und Vertrieb auf höchste Effizienz zu achten. [...]

Michael Hartmann (Dow Corning Corporation)

Seit Jahrzehnten ist geschäumtes EPDM dank seines guten Rückstellverhaltens ein beliebtes Dichtungsmaterial im Automobilbereich. Als solches wird es dort z.B. gerne in Scheinwerfern oder Lampen eingesetzt. Die Entwicklungen neuer Lampentechnik am Automobil schreiten schnell voran – der Wandel vom üblichen Halogen-Scheinwerfer über Xenon-Strahler bis hin zur aktuellen LED-Technik ist für alle auf den Straßen deutlich zu erkennen. Doch neue Anforderungen an die Leuchtmittel bedeuten auch neue Herausforderungen für die entsprechenden Dichtungen. LED-Scheinwerfer sind derzeit State of the Art, gelten sie doch als besonders energiesparend, langlebig und ausfallsicher. Umso wichtiger ist es, dass die LED-Elektronik zuverlässig funktioniert und keinerlei Wechselwirkung zwischen Schaltkreis und Dichtungsmaterial entsteht. Hier besteht Handlungsbedarf, die Dichtungstechnik im LEDBereich zu überdenken. Denn diese Technik beruht auf dem Einsatz von Platinen, deren Lot häufig Silber enthält. Hier kann es zur chemischen Reaktion zwischen dem Schwefel aus der Dichtung und dem Silber aus dem Lot kommen, denn alle mit Silber aufgebauten Lote tendieren zum Reagieren mit Schwefel. Damit kann es zu Kontaktschwierigkeiten und schlimmstenfalls zum Ausfall des Leuchtmittels kommen. Bei den bisherigen konventionellen schwefelvulkanisierten Dichtungssystemen für normale Bilux-Birnen und ungelöteten Fassungen war dies unkritisch. Im LED-Bereich ist die Empfindlichkeit jedoch ungleich höher und der zuverlässige Einsatz schwefelvernetzter Materialien fraglich. [...]

Axel Wynands (W. KÖPP GmbH & Co. KG)

Die Basis eines jeden Dosierprozesses sind das Medium und die Anwendung. Nach erfolgreicher Auswahl des Mediums gilt es, dieses mit höchster Präzision und hoher Wiederholgenauigkeit prozesssicher zu dosieren, aufzutragen oder abzufüllen. Dabei müssen diverse Faktoren bei der Auswahl der Dosiertechnik betrachtet werden. Dies gilt besonders beim Handling von abrasiven Medien. Dosiersysteme können in zwei unterschiedliche Funktionseinheiten gruppiert werden: Dosierventile und Dosierpumpen. Dosierventile können Druck-Zeit-Zuführungen, volumetrische oder gravimetrische Zuführungen haben, wohingegen die Dosierpumpen in rotierende und oszillierende Systeme unterschieden werden. In einer oszillierenden Pumpe wird das Medium durch Vergrößern oder Verkleinern der Kammervolumen befördert. Typische Beispiele hierfür sind Kolbenoder Membranpumpen. Dosierkomponenten bei rotierenden Systemen verdrängen ein immer gleichbleibendes Volumen. Das von ViscoTec in allen Dosieranwendungen verwendete Endloskolben-Prinzip der Exzenterschneckenpumpe fördert das Medium in einem in sich geschlossenen Kammervolumen »1, 2. [...]

Franz Kamhuber (ViscoTec Pumpen- und Dosiertechnik GmbH)
Klebetechnik:

Klebebänder halten viele für ein Allerweltsprodukt. Das ist ein Missverständnis, denn gerade in Elektromobilen bieten Hightech-Varianten Anworten auf aktuelle Fragestellungen. Deutschland macht mobil: Mit rd. 1 Mrd. € will die Bundesregierung zukünftig die Elektromobilität fördern. Auch andere Länder setzen in puncto Verkehr verstärkt auf EMobilität. Experten prognostizieren, dass im Jahr 2030 rund 459 Mrd. € mit dem weltweiten Verkauf von Elektrofahrzeugen umgesetzt werden. Die Vorteile im Vergleich zu „Verbrennern“ sind vielfältig: Lädt man die Batterien mit Strom aus erneuerbaren Energien, fahren E-Mobile praktisch ohne Schadstoffausstoß und zudem sehr leise. Darüber hinaus erreichen sie einen Wirkungsgrad von über 90% – im Gegensatz zu den rd. 35% bei Verbrennungsmotoren. Das heißt: 90% der eingesetzten elektrischen Leistung können von der ersten Umdrehung an in mechanische Kraft und damit in Antrieb umgewandelt werden. [...]

Gunnar von der Geest (tesa SE)

Das Kleben ist heute in vielen Bereichen des Automobilbaus etabliert. Durch den im Leichtbau stetig zunehmenden Materialmix ergeben sich aber in allen Bereichen der Fertigung neue Herausforderungen sowohl an die Klebstoff- und  Verbindungseigenschaften als auch die Auslegung und Dimensionierung von Klebverbindungen. In den letzten Jahren wird die automobile Fahrzeugproduktion immer stärker vom Leichtbau geprägt. Gründe hierfür sind zum einen Nachhaltigkeitsaspekte, zum anderen aber auch zunehmende Vorgaben, die etwa durch Regulierungsbehörden gemacht werden. In diesem Zusammenhang werden vor allem Faserverbundwerkstoffe, Aluminium und Magnesium häufig genannt, aber auch höher- und höchstfeste Stähle sind zentraler Bestandteil des Leichtbaus. Neben den Materialien kommt den Fügeverfahren im Leichtbau eine zentrale Rolle zu, da ein stetig zunehmender Materialmix und damit verbundene, teilweise sehr unterschiedliche Werkstoffeigenschaften neue
Betrachtungsweisen des Fügens erfordern. [...]

Dr.-Ing. Benjamin Kraemer (SIKA Automotive GmbH)

Die Anforderungen an technische Bauteile in Industrieanwendungen werden höher und bringen neue Herausforderungen für Verarbeiter und Hersteller mit sich. Hierbei stehen auf der einen Seite Ansprüche an eine verbesserte Funktionalität oder Resistenz der Komponenten, auf der anderen Seite steht allerdings das Ziel, sowohl Kosten als auch Gewicht und Teileanzahl zu reduzieren. Es gilt, den Spagat zwischen den vielseitigen Anforderungen zu schaffen und gleichzeitig einen stabilen Produktionsprozess zu entwickeln. Ein neues Direct-Bonding-Konzept bietet hier interessante Perspektiven. Besteht ein Bauteil aus einem einzigen Werkstoff, gibt es viele Lösungen. Sind aber mehrere Werkstoffe miteinander zu verbinden, steht schnell eine zentrale Frage im Raum: Wie gelingt es, in der Großserienproduktion Mehrkomponenten-Bauteile in höchster Präzision und Qualität kostengünstig herzustellen? Dieser Fragestellung widmet sich Helvoet Rubber & Plastic Technologies seit Jahren. [...]

Markus Schwarz, Hans van der Meer (Helvoet Rubbert & Plastic Technologies GmbH)
Maschinen und Anlagen:

Die Bildung von Blasen in der Grenzschicht ist in der Folienverklebung ein bekanntes und gefürchtetes Phänomen: Bei einem süddeutschen Automobilzulieferer versagte im Klimatest plötzlich die bis dahin gut haftende Verklebung der Touchfolie mit dem neuen Polycarbonat- 3D-Bedienfeld. Mit dem Einsatz von Atmosphärendruckplasma konnte der Hersteller die Serienproduktion sicherstellen. Dass sich auch eine vermutlich gute Klebverbindung unerwartet wieder lösen kann, zeigt sich manchmal erst dann, wenn ein Stresstest, wie z.B. eine Klimaprüfung, ansteht. Diese Erfahrung musste auch der zu Joyson Electronics gehörende deutsche Autozulieferer Preh in der Entwicklungsphase eines neuen Bediensystems für den Ford Lincoln MKZ machen. Das Center-Stack ist das Herzstück der Mittelkonsole und ein Funktionspackage auf engstem Raum »1. In der unteren Hälfte verfügt es über Slider mit kapazitiver Touch-Funktion zur Einstellung von Lautstärke und Gebläse sowie über berührungssensitive Flächen mit entsprechenden Icons für weitere Funktionen. [...]

Inès A. Melamies (Facts4You), Peter Langhof (Plasmatreat GmbH), Martin Geis (Preh GmbH)
Mess- und Prüftechnik:

Unerkannte Lecks in Kraftstoffbehältern verschmutzen die Umgebung und können auch eine Gefahr, z.B. bei in Parkhäusern abgestellten Fahrzeugen, darstellen. Der Fahrzeugbau erwartet heute eine wirtschaftliche und objektive Qualitätsprüfung der Behälter. Hierfür wurde eine automatisierte Leckageprüfanlage entwickelt, die mit spezifisch für diese Anwendung konzipierten Ultraschallwandlern arbeitet. Früher prüfte man Kraftstoffbehälter manuell. Sie wurden an allen Einfüll- und Entnahmeöffnungen verschlossen, mit Luft bei geringem Überdruck gefüllt und vollständig in Wasser getaucht. Trainiertes Personal beobachtete, ob vom Behälter Luftblasen aufstiegen, die wiederum ein Indiz für ein Leck waren. Diese Prüfung ist allerdings in einer heutigen Serienfertigung zeitaufwändig, unwirtschaftlich und subjektiv. Immer wieder ergeben sich Fehler in der Beurteilung der Kraftstoffbehälter durch den Prüfer. Denn bereits nach kurzer Zeit kann das menschliche Auge die Luftblasen nicht mehr sicher erkennen. Die Horst  Hoopmann GmbH hat zur Lösung dieses Problems eine objektive und automatisierte Leckageprüfanlage »1 entwickelt. [...]

Anne-Luise Gellner (SONOTEC Ultraschallsensorik Halle GmbH)

Alle Trends und Entwicklungen im Dichtungs- und Polymerbereich schlagen letztendlich auch auf ihre Messung und Prüfung durch. „Das macht es spannend, aber nicht einfacher“ meint Bernhard Richter, Inhaber des O-Ring-Prüflabor Richter, mit Blick auf die Anforderungen an sein Prüflabor anlässlich des 20-jährigen Bestehens. Welche Trends haben derzeit großen Einfluss auf das Messen und Prüfen von Dichtungen? Richter: Da wären zunächst der wachsende Preisdruck und die zunehmende Globalisierung der Dichtungsbeschaffung. Beides wirkt eng zusammen. Wir sehen dies an der Zunahme der Fertigteilprüfungen durch eine preisorientierte Dichtungsproduktion – die seit Jahren immer mehr ins Ausland verlagert wird. Dadurch gewinnen verschiedene Faktoren an Bedeutung. So z.B. die Vulkanisationsbedingungen – die Vulkanisationszeit ist ein stark preisbestimmender Faktor und so ist es eigentlich nicht verwunderlich, dass die Tendenz – auch untervernetzte Dichtungen zu erhalten – zugenommen hat. Bei den globalen Zulieferketten und Produktionsstandorten bzw. deren häufiger Verlagerung muss auch immer öfter die Werkstoffkonstanz überprüft werden.[...]

Bernhard Richter (O-Ring Prüflabor Richter)
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