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Fachmagazin DICHT!

Fachartikel:

Dichtungstechnik Allgemein:

E-Mobility ist nach langem Hin und Her in den letzten Jahren Hype – ungeachtet vieler kritischer Argumente. Auf dem Perspektiv-Forum „E-Mobility – von der Vision zur Realität“ wurde deutlich, dass sich Lösungsanbieter im Bereich Dichten. Kleben. Polymer. intensiv auf diese Veränderungen einstellen – nicht nur mit Produkten und Dienstleistungen, sondern auch mit ihrer strategischen Ausrichtung.

Keiner weiß, wie unsere Mobilität in zehn Jahren aussehen wird. Fest steht aber, dass sie nicht mehr von so vielen verbrennungsmotorisch getriebenen Fahrzeugen dominiert werden wird. Klar ist auch, dass wir die Mobilität in der heutigen Form nicht mittelfristig elektrifizieren können. Dazu fehlen Ressourcen, Infrastruktur etc. und schlicht ein politischer Masterplan, der eine Orientierung vorgibt. Die Unternehmen, die auf dem Forum einen Einblick in ihre Lösungen gaben, machten allerdings eines deutlich: Auch diese Entwicklung bietet Chancen, die es zu nutzen gilt. Einen Geschäftsrückgang, der mit dem Abschied vom verbrennungsmotorischen Massenmarkt verbunden wäre, zu akzeptieren oder länger zu zaudern, wurden klare Absagen erteilt.

 

„Die E- Mobilität wird sich rasch und beständig festsetzen. Engpässe sehe ich bei den benötigten Kapazitäten in Bezug auf innovativ denkende Anlagenbauer, bei der Entwicklung effektiverer Produkte bis hin zu ihrem Recycling, bei zu langen und teilweise unerschlossenen Wertschöpfungs- und Lieferketten, inkl. der Rohstoffe – schlussendlich bei visionär denkenden Menschen, die für neuartige Perspektiven und Chancen offen sind und gewohntes Terrain unbedenklich hinter sich lassen können.“ – Rüdiger Sonntag, Inhaber und Geschäftsführer, RS Consulting

 

„E-Mobility steht in enger Verbindung mit dem autonomen Fahren und Shared Mobility. Aus diesem Mix resultieren diverse Materialanforderungen, für die wir heute schon Lösungen bieten. “ – Sebastian Heitkamp, Marketing Manager EMEA, Cabot Switzerland GmbH

 

„Niemand möchte eingeführte Fertigungsschritte ändern – aber ohne Klebprozesse und die damit einhergehende Vorbehandlung von Oberflächen werden Applikationen im Bereich der E-Mobility zukünftig immer weniger realisierbar sein.“ – Joachim Schüssler, Vertriebsleiter, Plasmatreat GmbH

 

„Mit innovativen Produkten und Lösungen bieten wir unseren Kunden mit leistungsstarken Kunststoffen und Additiven einen ganzheitlichen Ansatz zur erfolgreichen Umsetzung ihrer E-Mobility-Konzepte. – Werner Schwarz, Market Manager Performance Products, Biesterfeld Spezialchemie

 

Durch die Entwicklung neuer Technologien und Produkte unserer Hersteller sind wir zu einem Wegbereiter für innovative E-Mobility-Lösungen geworden.“  Niklas Bornhöft, Product Manager ACR, Biesterfeld Plastic

 

„Die Elektromobilität stellt neue Anforderungen an Dichtsysteme und Werkstoffe und bietet damit große Chancen, unser spezielles Know-how einbringen zu können.“ – Professor Dr.-Ing. Eberhard Bock, Vice President Technology & Innovation Advanced Product Technology, Freudenberg Sealing Technologies GmbH & Co. KG

 

„Bei den laufenden Materialentwicklungen hochgefüllter Produkte zur Wärmeableitung gilt deren Prozessierbarkeit unter den Rahmenbedingungen hoher Durchsätze einer industriellen Serienfertigung besonderes Augenmerk.“ – Dr. Klaus Angermaier, Director Global Business Development S-E-BD/MUC, Wacker Chemie AG

 

„Thermische Interfacematerialien helfen entscheidend mit, die Performance und Lebensdauer von Batterien und Leistungskomponenten zu sichern.“ – Dr. Arno Maurer, Entwicklung, Polytec PT GmbH

 

„Bei E-Mobility-Projekten gibt es zu Beginn kaum tragfähige Lastenhefte – die Anforderungen entwickeln sich. Das macht eine frühzeitige und intensivere Zusammenarbeit zwischen Anwender und Anbieter notwendig.“ – Christian Eicke, Vertriebsleiter, Drei Bond GmbH

 

„Mit dem Endloskolben-Prinzip lassen sich bei Dosierungen von Kleb- und Dichtstoffen sowie bei Wärmeleitpasten die sehr variablen Anforderungen im Bereich der E-Mobility bestens erfüllen.“ – Josef Donislreiter, Business Development E-Mobility, ViscoTec Pumpen- u. Dosiertechnik GmbH

 

„E -Mobility wird von jungen Ingenieuren gemacht, die jenseits tradierter Pfade denken und vorgehen. Das führt auch zu neuen Dosierlösungen – Effizienz ist überall was anderes“ – Olaf Letzner, Leiter Vertrieb & Projektmanagement, DoBoTech AG

 

„Im Zuge der E-Mobility entwickeln wir uns wieder ein Stück weiter vom Klebstoff-Distributor zum lösungsorientierten Systemanbieter, der mit bewährten und neuen Klebstoffen die Anforderungen von heute und morgen erfüllt.“ – Oliver Teut, Head of BU Materials, John P. Kummer GmbH

 

„Dichtheit ist wichtig für Kapazität und Lebensdauer von Traktionsbatterien und muss über den gesamten Fertigungsprozess geprüft werden.“ – Dr. Klaus Herrmann, Application Leak Detection Tools, Inficon GmbH

 

„Die Anforderungen, die die Elektromobilität an Temperaturstabilität, Alterungsbeständigkeit und Prozessfähigkeit von Dichtungswerkstoffen stellt, führen zu völlig neuen Anwendungen für Silikonelastomere im Automobil. “ – Heiko Bayerl, Marketing Manager Elastomers, Momentive Performance Materials GmbH

 

„Bei der Dichtheitsprüfung von Batterien sollte das geprüft werden, was benötigt wird. Die Prüfung mit Luft ist dabei immer eine Option.“ – Armin Kapp, Vertrieb Leckagetestgeräte, JW Froehlich Maschinen GmbH

 

[...]

Rüdiger Sonntag (RS Consulting), Sebastian Heitkamp (Cabot Switzerland GmbH), Joachim Schüssler (Plasmatreat GmbH), Werner Schwarz (Biesterfeld Spezialchemie), Niklas Bornhöft (Biesterfeld Plastic), Professor Dr.-Ing. Eberhard Bock (Freudenberg Sealing Technologies GmbH & Co. KG), Dr. Klaus Angermaier (Wacker Chemie AG), Dr. Arno Maurer (Polytec PT GmbH), Christian Eicke (Drei Bond GmbH), Josef Donislreiter (ViscoTec Pumpen- u. Dosiertechnik GmbH), Olaf Letzner (DoBoTech AG), Oliver Teut (John P. Kummer GmbH), Dr. Klaus Herrmann (Inficon GmbH), Heiko Bayerl (Momentive Performance Materials GmbH), Armin Kapp (JW Froehlich Maschinen 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 bereits bei der Erstausrüstung von Anlagen mit Dichtungen.

Bei der Autoxidation handelt es sich um eine selbstständige Aufnahme von Sauerstoff durch elastomere Dichtungen. Bereits kleine Mengen von Sauerstoff haben eine schädliche Wirkung auf Elastomere, was besonders leicht an der starken Abnahme der Zugfestigkeit und Reißdehnung erkennbar ist. Der Mechanismus der Oxidation, also der Zerstörung des Elastomernetzwerkes, wird i.d.R. durch Radikale begonnen, die sich, z.B. durch hohe Temperaturen, mechanische Belastung, trahlung und sonstige Ursachen, bilden können.

Bei der Autoxidation kann es sowohl zu einer Verhärtung durch eine engmaschigere Nach- bzw. Neuvernetzung (Zyklisierung) als auch zu einer Erweichung durch Kettenspaltung kommen.

Die Autoxidation ist eng mit den Kautschukgiften verbunden. Es handelt sich dabei um Schwermetallverbindungen, die als Katalysator für den an sich relativ langsamen  Hydroperoxidzerfall wirken. Damit kann eine komplette Depolymerisation im typischen  Temperatureinsatzbereich eines Elastomers in wenigen Monaten stattfinden. [...]

Dipl.-Ing. Bernhard Richter, Dipl.-Ing. (FH) Ulrich Blobner (O-Ring Prüfolabor Richter GmbH)

„Geiz ist geil“ – diese Werbekampagne eines Elektro-Anbieters hat leider längst nicht nur Eingang in unsere Alltagssprache gefunden, sondern hat sich auch als „Lebensphilosophie“ in den Gehirnwindungen vieler Mitmenschen eingenistet. Die Ergebnisse sind fatal: Der Wert der Dinge wird auf einen Aspekt reduziert und diese Denkweise wird reflexartig auf alles angewendet. Bei Klebstoffanwendungen lassen sich die Folgen gut beobachten. Bei den meisten Klebstoffanwendungen, die ich kenne, liegt der Anteil des eingesetzten Klebstoffs bei < 1% der Herstellkosten eines Produktes und selbst bei klebstoff-intensiven Anwendungen werden 2% selten überschritten. Wenn es dann gelingt, den Klebstoffpreis um 10% zu drücken… – über was reden wir dann eigentlich? Natürlich müssen wir in unserer modernen Industriegesellschaft auf Kosten achten. Wir haben uns in den letzten Jahrzehnten im Einkauf Spezialisten „herangezüchtet“, die dies perfekt, doch meist eindimensional können. Aber der Klebstoff-Preis per Kilogramm ist kein Kriterium für ein erfolgreiches Klebprojekt. Glauben Sie mir.

John Ruskin (1819-1908, engl. Sozialreformer) griff das Thema schon vor mehr als 100 Jahren auf: „Es gibt kaum etwas auf der Welt, das nicht irgendjemand ein wenig schlechter machen kann und ein wenig billiger verkaufen könnte, und die Menschen, die sich nur am Preis orientieren, werden die gerechte Beute solcher Machenschaften. Es ist unklug, zu viel zu bezahlen, aber es ist noch schlechter, zu wenig zu bezahlen. Wenn Sie zu viel bezahlen, verlieren Sie etwas Geld, das ist alles. Wenn Sie dagegen zu wenig bezahlen, verlieren Sie manchmal alles, da der gekaufte Gegenstand die ihm zugedachte Aufgabe nicht erfüllen kann. [...]

Thomas Stein (IMTS Interims Management)
Dienstleistungen:

Mit der Klebnorm Consulting GmbH wird die Branche um eine weitere Beratungsgesellschaft bereichert. „Aus gutem Grund“, meinen die Gründer Marco Rodriguez, Joachim Rapp und Thomas Stein – denn eine ganzheitliche Vorgehensweise auf der Basis von jahrzehntelangem Know-how fehlt bisher.

Kleben wird als das Fügeverfahren des 21. Jahrhundert vermarktet. Was muss passieren, dass es das wirklich werden kann?

Thomas Stein: Ganz einfach – Kleben muss sicher und zuverlässig sein und so auch wahrgenommen werden. Und das geht nur mit einer ganzheitlichen Betrachtungsweise. Klebstoffe werden heute bei ihrer Fertigung überwacht und in ihren Eigenschaften eng spezifiziert. Das muss auch für ihre Verarbeitung gelten.

Marco Rodriguez: ...richtig, und dies ist heute oft der Schwachpunkt. Fachleute beziffern den Anteil an Verarbeitungsfehlern auf 80 bis 90 % aller Schadensfälle. Das zeigt zum einen, wie sicher Klebstoffe sind, und zum anderen, dass der Mensch weiter an sich arbeiten muss, um Kleben noch sicherer zu machen.

Joachim Rapp: ...und das geht letztendlich nur über die Qualifizierung des klebtechnischen Personals und regelmäßige Schulung, um die mit dem Kleben befassten Mitarbeiter auf dem geforderten Wissensniveau zu halten bzw. bei steigender Anforderung diese weiterzuqualifizieren. [...]

Marco Rodrigzues, Thomas Stein, Joachim Rapp (Klebnorm Consulting GmbH)
Dynamische Dichtsysteme:

Geräusche, verursacht durch Dichtungen, kommen nicht allzu häufig vor. Wenn Dichtungen in der Praxis „quietschen“, ist die Lösung dieses Problems oft mit erheblichem Aufwand verbunden.

Besser man berücksichtigt dies vorher. Geräusche entstehen durch Reibung. Die klassische Reibungstheorie und das Verhalten nach Sommerfeld (beschrieben durch die Stribeck-Kurve) gelten auch für Gleitringdichtungen.

Der Stick-Slip-Effekt im ersten abfallenden Bereich der Stribeck-Kurve zwischen Haft- und Gleitreibung ist meist technisch unerwünscht, aber nicht immer vermeidbar. Ist eine Vermeidung des Stick-Slip-Effekts durch entsprechende Schmierung nicht möglich, so kann durch eine Veränderung der schwingungstechnischen Kennwerte (Feder und/oder Masse) sowie eine schwingungsdämpfende Konstruktion oder die Wahl von Werkstoffen mit Eigendämpfung die Wirkung abgemildert werden.

Ungünstige Schmierverhältnisse, insbesondere unter Mischreibungszustand und damit im zweiten abfallenden Bereich der Stribeck-Kurve bei nennenswerten Geschwindigkeiten, führen zu Drag-Stick-Slip und können bekannterweise selbsterregte periodische, aperiodische oder stochastische Bauteilschwingungen erzeugen, die auf freie Bauteiloberflächen übertragen werden können und dort zu Schallemissionen führen können. Negative Auswirkungen können bei Führungen, Lagern oder anderen reibenden Maschinenelementen, wie z.B. Bewegungsspindeln, beobachtet werden und führen neben der unerwünschten Geräuschentwicklung zu Schwingungsschäden an den Bauteilen infolge von Dauerbrüchen oder Riffelbildung von Linearführungen an den reibenden Oberflächen oder zur Polygonisation von Rädern im Rad-Schiene-Kontakt. Störgeräusche wie das Quietschen der Tafelkreide, ratternde Scheibenwischer oder Bremsenquietschen sind reichlich untersucht und darüber hinaus sind auch weitere Beispiele dieses Phänomens allgemein bekannt. [...]

Professor Dr.-Ing. Peter Waidner (Hochschule für angewandte Wissenschaften München)

Das Veredeln von Dichtungen ist heute Standard, aber angesichts der vielen Optionen auch nicht trivial. Eine neutrale Prüfung der Möglichkeiten macht da Sinn.

Die Anforderungen an Dichtungen und Formteile steigen seit Jahren stetig an. Nicht allein die Dichtfunktion muss gegeben sein, sondern zusätzliche technische Eigenschaften stehen verstärkt im Fokus. Der technische Zusatznutzen ist wichtiger denn je. Das Angebot an Lösungsmöglichkeiten ist groß und entsprechend unübersichtlich.

Die Ausnahme wird zur Regel
Dichtungen müssen leicht zu installieren sein. Montagekräfte müssen gering, die Zuführung bei automatischer Montage störungsfrei und das Beschädigungsrisiko beim Einbau auf ein Minimum reduziert sein. Ähnliche Dichtungen sollen durch Markierungen o.ä. unterscheidbar werden oder nach der automatischen Montage muss das Vorhandensein der Dichtung über Kameras überprüft werden können. Die Lebensdauer der Dichtung soll höchstmöglich und der Abrieb bei dynamischem Einsatz geringstmöglich sein.

Auch die technische Sauberkeit gewinnt immer mehr an Bedeutung. Wo früher Dichtungen direkt aus der Produktion eingesetzt werden konnten, müssen heute Grenzwerte zu Menge und Beschaffenheit von Restschmutz auf den Bauteilen eingehalten werden. Restschmutzpartikel werden in Anzahl und Größe bestimmt, filmische Verunreinigungen definiert und limitiert. Spezielle Tests und Prüfungen auf Sauberkeit der Bauteile müssen durchgeführt und erfüllt werden. [...]

Simone Frick (seals'nfinishing)
Flüssigdichtsysteme / Verguss:

In der Energieversorgung kommt der Leistungselektronik in vielen Bereichen eine zentrale Bedeutung zu. Miniaturisierung und immer stärkere Leistungselektroniken sind dabei die zentralen Treiber für leistungsfähigere Vergussmassen im Highend-Segment. Die Klebstoffindustrie hat darauf mit zahlreichen Neuentwicklungen reagiert, die zunehmend im Markt Verbreitung finden.

Wenn thermische, mechanische und chemische Einflüsse steigen, kommen fast ausschließlich Epoxidharze zum Einsatz. Aber Vorsicht: Epoxidharz ist nicht gleich Epoxidharz. Deshalb werden fur allerhöchste Zuverlässigkeitsanforderungen Epoxidharze mit ganz speziellen Härten genutzt, die fur eine besonders enge Vernetzung der Klebstoffmoleküle sorgen. Dadurch erhalten die Vergussmassen eine so hohe Temperatur- und Chemikalienbeständigkeit, dass sie auf Dauer in heißem Getriebeöl oder anderen aggressiven Medien eingesetzt werden können.

Vergussmassen für bis zu 250 °C 
Die Temperaturanforderungen an Elektronikkomponenten sind zuletzt in vielen Bereichen gestiegen. Das ist etwa bei Automobilsensoren oder beim Ölbohrequipment der Fall und ganz besonders in der Leistungselektronik. Schließlich fließen hier in immer kleineren Baugruppen immer starkere Ströme, mit dem Ergebnis, dass die Stauwärme zunimmt. [...]

Dr. Karl Bitzer (DELO Industrie Klebstoffe)

E-Mobility, Digitalisierung, Miniaturisierung etc. – die aktuellen Trends sind auch die Treiber für Flüssigdichtungen und Verguss. Dem wird mit den unterschiedlichsten Ansätzen und Lösungen Rechnung getragen, wobei Know-how immer eine zentrale Rolle spielt.

„Know-how auf allen Ebenen ist wichtig: Je genauer die Erfordernisse seitens der Anwender definiert werden, desto besser sind die resultierenden Dicht- und Vergussmaterialien respektive Produktionsanlagen.“ – Alexander Huttenlocher, Leiter Vertrieb & Marketing, RAMPF Production Systems GmbH & Co. KG

„Die Fluide bestimmen die Performance einer Flüssigdichtung. Alle Varianten heute prozesssicher zu dosieren, ist Standard.“ – Daniel Pössnicker, Geschäftsfeldleiter Kleben & Chemie, ViscoTec Pumpen- u. Dosiertechnik GmbH

„Technische Variabilität, Anwender-Know-how, Kundenorientierung und mögliche Alternativen – das Gesamtpaket bestimmt den Erfolg.“ – Markus Peitz, Key-Account-Manager Flüssigdichtungen FIP(F)G, W. KÖPP GmbH & Co. KG

„Die neue Schaumdichtung ist eine Alternative zu konventionellen  Polyurethanschaumdichtungen.“ – Peter Fischer, Leiter Marketing, Sonderhoff Holding GmbH

„Aufgrund der Materialvielfalt kommt der engen Zusammenarbeit zwischen Anbieter und Anwender eine zentrale Bedeutung zu.“ – Dr. Michael Graf, Sales Manager Future Technologies, Three Bond GmbH

„Die Märkte entwickeln sich schnell – das machen u.a. Automotive-Displays mit ihren Anforderungen an das Optical Bonding deutlich. Wegen der hohen Stückzahlen kommt es hier auf schnelle, präzise Prozesse ohne Leerlaufzeiten an.“ – Marco Murgia, Leiter Vertrieb, Scheugenpflug AG

„Effiziente 1K-Schaumdichtungen erfordern Know-how und Abstimmung bei der Vorbereitung der Serienproduktion. Die läuft dann – die richtige Technik vorausgesetzt – problemlos.“ – Dr. Frank Kukla, geschäftsführender Gesellschafter, CeraCon GmbH

„Die weitere erfolgreiche Elektrifizierung unserer Mobilität erfordert viele Dichtungsdetaillösungen, die wir aktuell mit den Anwendern erarbeiten.“ – Olaf Letzner, Leiter Vertrieb & Projektmanagement, DoBoTech AG

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Alexander Huttenlocher (RAMPF Production Systems GmbH & Co. KG), Daniel Pössnicker (ViscoTec Pumpen- u. Dosiertechnik GmbH), Markus Peitz (W. KÖPP GmbH & Co. KG), Peter Fischer (Sonderhoff Holding GmbH), Dr. Michael Graf (Three Bond GmbH), Marco Murgia (Scheugenpflug AG), Dr. Frank Kukla (CeraCon GmbH), Olaf Letzner (DoBoTech AG)

Flüssigdichtungen sind im Kommen, funktionierende Flüssigdichtungen erfordern viel Know-how. Mit erfahrenen Partnern lässt sich diese Technik heute schnell und wirtschaftlich nutzen, um z. B. Wettbewerbsvorteile für die eigenen Produkte zu schaffen.

FIP(F)G ist in der Dichtungsbranche seit mehr als zwanzig Jahren die „Formel“, die für perfekt mit einem Bauteil verbundene, hochelastische, dimensionsgenaue und kostengünstige Flüssigdichtungen aus Polyurethan (FIPFG) oder Silikon (FIPG) steht. Formed-In-Place-(Foam-)Gasket – so der volle Name der Abkürzung – beschreibt bereits treffend, was beim Prozess des Auftrags passiert: Ein 1K- oder 2K-Dichtungssystem wird in noch flüssiger, nicht ausreagierter Form mithilfe eines Roboters direkt auf das Bauteil aufgetragen. Die absolute Konturgenauigkeit bei kompliziertesten Geometrien macht die Flüssigdichtung in vielen Bereichen zur Ideallösung. Hinzu kommt die Variationsbreite der angewendeten Materialien hinsichtlich ihrer Eigenschaften wie Dichte, Härte, Viskosität, Druckverformungsrest oder etwa chemische Resistenz und Hitze- oder Kältebeständigkeit.

Als einer der ersten Anbieter von Flüssigdichtungen appliziert die WILHELM KÖPP ZELLKAUTSCHUK GmbH & Co. KG mit einem roßen Maschinenpark an zwei Standorten in Deutschland geschäumte Dichtungen ebenso wie 1K-Kleb-, Dicht- oder auch Vergusslösungen (Bild 1, 2). Damit haben Anwender die Möglichkeit, modernste Technologie und Erfahrung für ihre Produkte zu nutzen, ohne in eigene Anlagentechnik investieren und entsprechendes Know-how aufbauen zu müssen. [...]

Markus Peitz (W. KÖPP GmbH & Co. KG)
Klebetechnik:

Größere Windkraftanlagen sind effektiver. Um Rotorblätter für solche Anlagen in der optimalen Qualität herzustellen, sind verschiedene Aspekte zu beachten. Moderne Dosieranlagentechnik – für die unterschiedlichsten Teilaufgaben optimiert – ist ein Ansatz.

Die Konstruktion und der Bau von Windkraftanlagen wird mehr denn je von verschiedenen Extremen dominiert. Zum einen müssen die Anlagen jeder Witterung standhalten. An der Spitze eines Rotorblatts können Windgeschwindigkeiten von bis zu 400 km/h auftreten. Hagel-, Vogelschlag oder sogar Regentropfen können zudem große Schäden an den Vorderkanten verursachen. Zum anderen werden auch größenmäßig immer neue Superlative erreicht. Derzeit werden Rotorblätter mit einer Länge von ca. 107 m gebaut. Dadurch wird der Rotordurchmesser auf mehr als 200 m anwachsen. Bei einer stetig steigenden Blattgröße müssen die Flügelvorderkanten aufgrund der hohen Umfangsgeschwindigkeiten besonders geschützt werden. Nur so können die höchsten Anforderungen an die Lebensdauer der Rotorblätter von mehr als 20 Jahren erreicht und der hohe Wartungsaufwand reduziert werden, um die Windkraftanlagen zur Stromproduktion in Betrieb zu halten.

Standardisierung erhöht die Qualität
An die Konstruktion der Anlagen stellt diese Entwicklung besondere Herausforderungen. Denn die Herstellung der Bauteile ist noch immer Handarbeit. Zwar gibt es verschiedene Tendenzen zur Automatisierung der Prozesse, aber diese haben sich noch nicht durchgesetzt. Umso wichtiger ist es, dass die Branche verstärkt an einer Standardisierung der Prozesse arbeitet. Nur so kann die Fertigung effizient gestaltet und eine gleichbleibend hohe Qualität der Bauteile sichergestellt werden. Hier steht vor allem die Senkung der Formbelegungszeiten der investitionsintensiven Blattformen im Vordergrund, weshalb Infusionsprozesse und die nach der Aushärtung folgende Blattverklebung effizienter gestaltet werden müssen. [...]

Jens Bölke (DOPAG Dosier- und Mischtechnik)

Was macht man selber, was lässt man machen? Bei Klebprojekten lohnt sich die genaue Prüfung dieser Frage – zumal inzwischen umfangreiche Dienstleistungen zur Verfügung stehen.

Kleben ist eine Verbindungstechnik, die noch große Potenziale bereithält. Durch die Vorteile gegenüber konventionellen Fügeverfahren ist das Kleben in der Fertigung quer durch alle Branchen weiter auf dem Vormarsch. Materialeinsparung, der Wegfall von Fertigungsschritten, die Möglichkeit zur Gestaltung spannungsarmer Verbindungen oder auch das Realisieren optisch anspruchsvoller Verbindungen sind nur einige der Vorteile, die der Einsatz von Klebtechnologie bietet.

Die Erfahrungen mit dieser komplexen Technologie sind in den Unternehmen unterschiedlich stark ausgeprägt. Zu oft fehlen damit die Voraussetzungen für die erfolgreiche Planung und Umsetzung von Projekten in der Praxis. Ist die Entscheidung für das Kleben gefallen, müssen im Unternehmen viele Fragen geklärt werden. Eine zentrale Frage ist dabei, ob und wie das Verfahren überhaupt in die vorhandenen Strukturen und Prozesse integriert werden kann. [...]

Daniela Kerth (Edgar Schall GmbH)
Mess- und Prüftechnik:

Bei immer kleineren und komplexeren Dichtungen kommt die Mikrohärteprüfung auf Basis der DIN ISO 48 (IRHD-M) immer öfter an ihre Grenzen. Ein neuer Ansatz zeigt einen Weg aus diesem Dilemma.

Die technischen Anforderungen an moderne Produkte und Geräte werden immer größer. Das Umweltbewusstsein der Verbraucher sowie neue Gesetze fordern, dass Haushaltsgeräte, Fahrzeuge, Produktionsanlagen etc. leistungsstärker und energieeffizienter werden, aus Rezyklaten bestehen und im Lifecycle wartungsarm oder -frei sind. Dies gilt auch für eine der Kernkomponenten dieser modernen Geräte und Anlagen: die Dichtungen. Diese sorgen für reibungslose Funktion und tragen in mehrfacher Hinsicht zum Umweltschutz bei. Sei es, dass Stoffe und Medien den ihnen zugewiesenen Funktionsraum nicht unbeabsichtigt verlassen oder dass moderne Lösungen inzwischen zur CO2-Reduktion von Aggregaten und Anlagen beitragen.

Besonders gravierende Veränderungen gehen mit der Weiterentwicklung der Antriebskonzepte in der Automobilindustrie einher. Dichtungen werden hier immer neuen statischen und dynamischen Belastungen sowie Medien ausgesetzt. Dies hat z.B. in der Praxis dazu geführt, dass die Materialkenngrößen der Elastomere längst nicht nur an einem Normprobekörper bestimmt werden. Die Anwender fordern in ihren Zeichnungen die Prüfung der Kennwerte auch an funktionsrelevanten Stellen, wie z.B. der Dichtlippe einer Kugellagerdichtung oder dem O-Ring selbst. Hier kommen weitere Trends zum Tragen: die Miniaturisierung und zunehmend komplexere Dichtungsgeometrien. Schnell kommt man bei kleinen und filigranen Teilen an Grenzen und hinsichtlich der Vorgaben der Normprüfung. Eine weitere Herausforderung sind unebene und zerklüftete Teilegeometrien. Möchte man die Härte im Fuß eines Zahn- oder Keilrippenriemens bestimmen, so ist die Ringgeometrie bei kleinen und filigranen Profilen oft ein unüberwindbares Hindernis. [...]

Dipl.-Ing. Josef Ludwig (Ludwig Nano Präzision GmbH)
Rohstoffe / Mischungen / Halbzeuge:

Die Umfrageergebnisse spiegeln die zentralen Trends im Bereich Dichten. Kleben. Polymer. und es wird erneut deutlich, dass die Lösung komplexer Themen ganzheitliches Wissen erfordert. Diffuse Wahrnehmung von Problemen (Normen) und Pragmatismus in Teilaspekten (Recycling) werden auf lange Sicht nicht zu zufriedenstellen den Lösungen führen. An dieser Umfrage beteiligten sich 126 Personen. Die Einschätzungen sind wieder nach Anwendern und Herstellern bzw. Lieferanten getrennt ausgewertet. [...]

 

Statische Dichtungen / Formteile / Profile:

Unsere Energieversorgung ist ein vielschichtiges Thema. Ihre Effizienz hängt von verschiedenen Faktoren, aber immer von den richtigen Dichtungen ab – sei es bei der Rohstoffgewinnung oder beim Einsatz in modernen Energieanlagen.

Silizium ist ein wichtiger Rohstoff, u.a. für die Solartechnik. Seine Gewinnung und Aufbereitung ist komplex und basiert u.a. auf dem effizienten Betrieb von Schmelzöfen. Diese Anlagen müssen viel leisten, wenn es um das Schmelzen von Silizium geht. Typische Ausgangsrohstoffe sind Quarzit oder Quarzsand. Diese geben das gebundene Silizium (als SiO2 vorhanden) nicht gerne frei. Man muss das Silizium mit „brachialer“ Gewalt, d.h. Temperaturen > 2.000 °C, aus der chemischen Verbindung herausreißen. Das entstehende Rohsilizium oder auch metallurgische Silizium ist ein Ausgangsstoff für hochreines Silizium für die Solarindustrie und Mikroelektronik. Den entstehenden staubförmigen Anteil (z.B. Microsilica) nutzt man zudem zur Verbesserung von Betonsorten und stabilisiert damit u.a. Bohrlöcher bei der Erdöl- und Gasgewinnung.

Dieses Produktionsverfahren ist sehr energieintensiv und es entstehen erhebliche Mengen an Abwärme. Um diese sinnvoll zu nutzen, werden Dampferzeuger eingesetzt und der entstehende Dampf wird über Turbinen zur Stromerzeugung eingesetzt. Bei der Anlage in diesem Beispiel werden ca. 180 GWh/a erzeugt, was einem Energieverbrauch-Äquivalent von 12.000 Haushalten entspricht. Somit wird ein erheblicher Beitrag zur Energierückgewinnung geleistet. [...]

Norbert Weimer (Klinger GmbH)

Wenn Dichtungen versagen, ist der Ärger vorprogrammiert. Gründe dafür gibt es viele. Da sie aber meist zugekauft werden, kann man sich mit der richtigen Eingangskontrolle viel Ärger sparen.

In den meisten Fällen sind Dichtungen Artikel, die wenige Cent kosten und kaum Beachtung erfahren, deren Versagen aber ganze Maschinen oder Fahrzeuge zum Stillstand bringen kann. Auch bei kleineren Dichtungsschäden nimmt die Toleranz der Endkunden immer mehr ab. Hinzu kommt, dass in der Beschaffung der Einsparungsdruck immer mehr zunimmt, leider oft auf Kosten der Qualität. Außerdem gibt es durch internationalen Einkauf und häufigere Wechsel der Dichtungshersteller immer seltener langjährige Kunden- Lieferantenbeziehungen, in denen gegenseitiges Vertrauen und dauerhafte Geschäftsbeziehungen ein Garant für konstante Qualität waren. Und schließlich werden Dichtungen meist in Betrieben verbaut, deren Kernkompetenz im Bereich Metalle liegt. Elastomere verhalten sich aber grundlegend anders als Metalle und erfordern eine andere Herangehensweise im Bereich der Qualitätssicherung. Aus diesen Gründen sind Dichtungsanwender gut beraten, sich intensiv mit Sinn und Zweck und schließlich der effektiven Umsetzung und Ausgestaltung einer Wareneingangsprüfung für Elastomerbauteile zu befassen.

Werkstoff- vs. Fertigteilprüfung
Vor der Beschaffung einer neuen Dichtung steht die Werkstoffauswahl. Normalerweise gibt der Konstrukteur durch hausinterne Spezifikationen oder internationale Normen (z.B. ISO 3601-5 für O-Ringe) das benötigte Eigenschaftsprofilvor. Nun wird der Einkauf aktiv und sucht Dichtungshersteller, die diese Forderungen erfüllen können. Dichtungshersteller weisen die Eignung durch interne Werkstoffprüfberichte nach, deren Ergebnisse an Prüfplatten ermittelt wurden, welche unter idealen Voraussetzungen hergestellt wurden. [...]

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

Es gibt im Bereich Dichten. Kleben. Polymer. technische Mittel und Wege, die auf den ersten Blick anscheinend die Lösung für ein Problem bieten. Auf den zweiten Blick und genauer betrachtet werden systembedingte Grenzen deutlich – und Probleme in der Praxis sind dann eigentlich vorprogrammiert. Thema dieser Ausgabe ist ganz allgemein der Stand der Technik, bei dem es zu viele Missverständnisse gibt.

Die Anwendung des Stand der Technik ersetzt, seit vielen Jahren, die Forderung nach Umsetzung von, meist nicht aktuellen, anerkannten Regeln der Technik. Zum Schutz von Mensch und Umwelt werden fortschrittliche Entwicklungen betrachtet und den Wirtschaftsakteuren zur Anwendung vorgeschrieben. In den Richtlinien, Gesetzen, Verordnungen und technischen Regeln wird die Anwendung des Standes der Technik verlangt, für Verbraucher gilt sogar der Stand von Wissenschaft und Technik. Eine Übersichtstabelle findet man in [1].

Was ist eigentlich der Stand der Technik?

 Dieser ist ganz klar im Handbuch der Rechtsförmlichkeit definiert; Zitat: „Ist der Entwicklungsstand fortschrittlicher Verfahren, Einrichtungen oder Betriebsweisen, der die praktische Eignung einer Maßnahme zur Erreichung des vorgegebenen Schutzzieles als gesichert erscheinen lässt. Bei der Bestimmung des Standes der Technik sind insbesondere vergleichbare Verfahren, Einrichtungen oder Betriebsweisen heranzuziehen, die mit Erfolg im Betrieb erprobt worden sind. Stand der Technik kennzeichnet den Zustand des jeweiligen technischen Entwicklungsstandes.“

Eine weitere Definition findet sich in EN 45020:2006, Normung und damit zusammenhängende Tätigkeiten - Allgemeine Begriffe Ziffer 1.4, Zitat: „Stand der Technik: entwickeltes Stadium der technischen Möglichkeiten zu einem bestimmten Zeitpunkt, soweit Produkte, Prozesse und Dienstleistungen betroffen sind, basierend auf entsprechenden gesicherten Erkenntnissen von Wissenschaft, Technik und Erfahrung.“

Wir haben im Umgang mit kritischen Medien und beim Betrieb von Anlagen den Stand der Technik einzuhalten, für Flanschverbindungen im Sinne der Industrieemissionen-Richtlinie [2] gilt sogar die beste verfügbare Technik [1]. Damit wir uns keiner Illusion hingeben, im Sinne der Betriebssicherheitsverordnung (BetrSichV) gilt jedes Medium als kritisch, wenn es unter Druck steht, siehe TRBS 2141-3 [3]. [...]

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