Dichtungskonzepte und ihre technischen Grenzen – Kontrolle montierter Schrauben

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Holger Best

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Bärbel Schäfer

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Weitere Fachartikel aus DICHT! Ausgabe 4.2016:

Statische Dichtungen:

Dichtelemente, die für die Konstruktion bzw. die Erprobung von Maschinen erforderlich sind, müssen oft in kürzester Zeit zur Verfügung stehen. Das Konzept „Innovation in einem Tag“, bei dem Anwender und Lieferanten eng zusammenarbeiten, ist ein Ansatz.

Bei der Produktentwicklung, die besonders zeit- und kostenkritisch ist, setzt das Konzept „Innovation in einem Tag“ auf die Know-how-Bündelung von Anbieter und Anwender. Dies erlaubt es, gemeinsam die Dichtungslösung für die jeweilige Anwendung zu optimieren. Die relevanten Bauteile bzw. Komponenten können gleich mitgebracht und Prototypen der neuen Dichtungslösung sofort montiert und geprüft werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass der Entwickler seinen Gedanken – im kooperativen Austausch mit seinem „Dichtungspartner“ – oft freieren Lauf lassen kann als am eigenen CAD-Bildschirm. So entstehen neue innovative Lösungen in deutlich kürzerer Zeit und zu günstigeren Kosten. [...]

Thomas Deigner (SKF Economos Deutschland 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 es sich, die gängige Praxis der Kontrolle montierter Schrauben mit Drehmomentschlüsseln genauer zu betrachten.

Mehr zur Kontrolle montierter Schrauben

Peter Thomsen (Lannewehr + Thomsen GmbH & Co. KG)
Rohstoffe / Mischungen / Halbzeuge:

Viele Entwicklungen in der Dichtungstechnik sind heute erst mithilfe neuer oder modifizierter Werkstoffe möglich. So gibt es seit Jahren viele Diskussionen darüber, welche Werkstoffe für welche Anwendungen das höchste Potenzial haben und darüber, welche Werkstoffe andere sogar ersetzen können.

 An diesem kurzen Blick in den Markt haben sich 120 Fachleute beteiligt, davon ca. 75% Anwender. Die Ergebnisse wurden nach Anwendern und Herstellern bzw. Lieferanten getrennt ausgewertet. Denn manchmal ist gerade dieser unterschiedliche Blick auf den Markt interessant. Die letzte Frage griff genau den eingangs genannten Aspekt auf: Wer ersetzt wen? Hier ließen sich aus den Kommentaren zwei Tendenzen erkennen [...]

Mess- und Prüftechnik:

Thermische Kraftwerke sind dann effizient, wenn das Energieerzeugungssystem dicht ist. Gibt es Leckagen, sinkt der Wirkungsgrad schnell. Eine regelmäßige Dichtheitsprüfung gehört deshalb zum Standard, wobei sich die Lecksuche mittels Helium bewährt hat. 

In vielen Kraftwerken wird Strom mithilfe von Wasserdampf erzeugt. Das Prinzip ist dabei immer das gleiche: Durch Verbrennung verschiedener Brennstoffe entsteht Wärme, die zur Erhitzung von Wasser eingesetzt wird. Durch diesen Prozess bildet sich Wasserdampf, der unter hohem Druck steht. Dieser Dampf treibt wiederum Turbinen an, die an Stromgeneratoren gekoppelt sind. In den Generatoren wird der Strom produziert und in das Stromnetz eingespeist. Um den Wirkungsgrad eines Kraftwerks zu steigern, wird der Dampf durch eine Anordnung von verschiedenen Hoch- und Niederdruckturbinen geleitet. Ziel ist es, die im Dampf gebundene Energie thermodynamisch bestmöglich auszunutzen. Zusätzlich wird bei modernen Kraftwerken Dampf aus den Turbinen ausgekuppelt, um damit das Speisewasser für den Dampfkessel vorzuheizen. Diese Maßnahmen zur Steigerung des Wirkungsgrades machen das Dampfleitungssystem sehr komplex. [...]

Florian Henss (Pfeiffer Vacuum GmbH)
Maschinen und Anlagen:

Die hohen Sicherheitsanforderungen in der Luftfahrttechnik gehen weit über die Ansprüche anderer Industrieprodukte hinaus. Für die Fertigung von Flugfunksystemen werden deshalb bei einem süddeutschen Hersteller zur optimalen Haftung der Schutzlackierung die sensiblen elektronischen Baugruppen mit Atmosphärendruckplasma vorbehandelt.

Laut des ICAO 2015 Air Transport Results setzten 3,5 Mrd. zivile Flugreisende im letzten Jahr ihr Vertrauen in die Qualität und Zuverlässigkeit der Flugverkehrskontrolle. Die Hauptaufgabe der Fluglotsen besteht darin, Flugzeuge am Boden und in der Luft per Funk so zu leiten, dass Kollisionen vermieden werden. Die Sicherheit der Passagiere hängt dabei in hohem Maße vom ungestörten Sprechfunkverkehr zwischen Lotsen und Piloten ab und diese Verständigung bedingt wiederum die einwandfreie Funktion der elektronischen Flugfunksysteme »1. Für die Kommunikation mit der Flugsicherung und für die weltweite Verbindung mit ihrer Fluggesellschaft benutzen die Besatzungen von Langstreckenflugzeugen Kurzwellenfunkgeräte. Weltweit gibt es kaum ein Langstreckenflugzeug, das heute ohne die Kurzwellenfunkgeräte XK/FK 516 der Rohde & Schwarz Messgerätebau GmbH startet oder landet. Das Herzstück des speziell für den zivilen Flugfunk und für Langstreckenflüge entwickelten Antennenanpassgerätes FK 516 ist eine mit mehreren Hundert Komponenten bestückte Leiterplatte (Tuning Control). Die Aufgabe dieser Baugruppe mit ihren kunststoffummantelten SMD-Bauteilen ist die spätere sichere Antennenanpassung und damit die Gewährleistung des gesamten Sprechfunkverkehrs. [...]

Inès Melamies (Internationales Pressebüro Facts4You.de), Peter Langhof (Plasmatreat GmbH), Michael A. Schneider (Plasmatreat GmbH)
Klebetechnik:

Intelligentes Verbinden beginnt mit einer Idee und reicht von der optimalen Integration in den jeweiligen Produktionsprozess bis hin zur Endkundenzufriedenheit. Dabei sind die Grenzen einzelner Verbindungstechnologien zunehmend hinderlich. Im Gegensatz dazu überwindet die DuploTEC® SBF-Technologie diese beim konstruktiven Kleben, indem sie die Vorteile von Klebebändern und Flüssigklebstoffen – eingebettet in einen ganzheitlichen Beratungsansatz – verbindet.

Der Einsatz der Klebetechnik für die Verbindung und/oder Abdichtung von Bauteilen ist seit Jahren ein Megatrend. Ein Ende ist nicht in Sicht, denn Lösungen für weitere Trends wie Leichtbau, Miniaturisierung, Digitalisierung etc. werden heute zunehmend auf Basis von Klebelösungen realisiert. Zwar stehen für unzählige Anforderungen der Telekommunikations-, Elektronik- sowie Automobilindustrie, aus dem Bereich Weiße und Braune Ware, dem Maschinenbau, der Textil- und Verpackungsindustrie sowie dem Bau etc. Klebelösungen zur Verfügung – dennoch stoßen die Projektverantwortlichen immer wieder an Grenzen. Es gibt kaum Standardlösungen, die sich beliebig von Endprodukt zu Endprodukt transferieren lassen, denn Klebeprojekte sind i.d.R. komplex und müssen ganzheitlich betrachtet werden. [...]

Reinhold Domanski (Lohmann GmbH & Co. KG)

Die manuelle Ultraschallprüfung von Falzklebeverbindungen in der Automobilindustrie bietet gegenüber den herkömmlichen Werkstattverfahren wie der Hammer-und-Meißel-Prüfung viele Vorteile. Durch die Automatisierbarkeit dieser Methode lässt sich neben der manuellen auch die automatische Prüfung zur Optimierung des Klebeprozesses einsetzen und neue Systeme machen diese Technik immer interessanter.

Aufgrund der geänderten Bedingungen bei Material und Fügetechnik muss sich auch die Qualitätssicherung den geänderten Produktionsbedingungen anpassen. Neue Prüftechniken dienen nicht nur dazu, die aktuelle Qualität einer Fügeverbindung festzustellen, sondern auch immer mehr dazu, den Prozess als Ganzes durch entsprechende Messgrößen positiv zu beeinflussen. Der Ultraschall-Prüftechnik kommt hierbei besondere Aufmerksamkeit zu. [...]

Paul Buschke, Dr. York Oberdörfer (GE Sensing & Inspection Technologie GmbH)

Um 2K-Kleber aus Doppelkartuschen aufzutragen, gibt es verschiedene Möglichkeiten. Die einfachste ist das Auspressen der Kartuschen mit einer Handpistole.

Dazu benötigt man meist viel Kraft, insbesondere wenn es sich um einen hochviskosen Kleber handelt. Eine gleichmäßige Raupe aufzutragen, ist fast unmöglich, denn durch das gleichzeitige Drücken auf den Auspresskolben ist ein Zittern fast unausweichlich. Für die Automation stehen pneumatische Systeme zur Verfügung. Der generelle Nachteil eines druckluftgesteuerten Systems ist die Abhängigkeit bei Viskositätsänderungen des Materials durch unterschiedliche Chargen oder durch unterschiedliche Umgebungstemperaturen in den Produktionshallen im Sommer und Winter bei gleichem Dosierdruck. Um diese Nachteile zu vermeiden, wurde die Pneumatik bei den V-2K-DUO-Ventilen durch einen Elektroantrieb mit Spindelmotor ersetzt. [...]

axiss GmbH
Flüssigdichtsysteme / Verguss:

Diese Dichtungen haben sich in den letzten Jahre in vielen Anwendungen bewährt und Anwendern – quer durch alle Branchen – neue Perspektiven eröffnet. Angesichts der vielen gelösten Themen fällt die Bilanz heute positiv aus – auch wenn Flüssigdichtungen immer noch nicht im möglichen Maße eingesetzt werden.

„Dosiertechnik und Werkstoff aus einer Hand haben in den vergangenen Jahren so manches Schnittstellenproblem gelöst.“ Christian Eicke, Leiter Vertrieb Chemie, Drei Bond GmbH

 „Vielen neuen Anforderungen an Dichtungen konnte in den letzten zehn Jahren auch mit Flüssigdichtungen Rechnung getragen werden – was auch der immer breitere Einsatz deutlich macht.“ Peter Fischer, Marketingleiter, Sonderhoff Holding GmbH

 „Effiziente Flüssigdichtungs- und Vergussprojekte basieren wesentlich auf langjähriger Erfahrung und dem umfangreichen Wissen über Dicht- und Vergussmedien und Medienverhalten bei der Umsetzung von Dosierprozessen – das haben die Erfahrungen der letzten Jahre gezeigt.“ Christian Heidinger, Leiter Geschäftsfeld Klebstoff & Chemie, ViscoTec Pumpen- u. Dosiertechnik GmbH

 „Für den Auftrag von Flüssigdichtungen ist eine zuverlässige und effiziente Prozesstechnologie unabdingbar. Ein modulares Baukastensystem, das eine schnelle und flexible Anpassung an die jeweiligen Anforderungen erlaubt, bietet hier zahlreiche Vorteile.“ Marco Murgia, Leiter Vertrieb, Scheugenpflug AG

 „Flüssigdichtungen sind selten Standard und erfolgreiche, anwendungsspezifische Lösungen setzen eine vertrauensvolle und nachhaltige Zusammenarbeit voraus – daran hat sich über all die Jahre hinweg nichts geändert.“ Ralf Partenheimer, Sales Manager, Three Bond GmbH

 „Insgesamt hat die konsequente Weiterentwicklung von Materialien und Applikationstechnologie in zahlreichen Industrien den Aufbau ultraschneller Prozessketten ermöglicht – z.B. durch Flüssigdichtungen mit einer Aushärtungszeit von < 3 min.“ Albert Schmid, Key Technology Manager Dichtungsschaum, RAMPF Polymer Solutions GmbH & Co. KG

 „Durch die Weiterentwicklungen der letzten Jahre arbeiten die Produktionsanlagen heute sehr effizient und wirtschaftlich.“ Markus Peitz, Key-Account- Manager FIP(F)G, W. Köpp GmbH & Co. KG

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Christian Eicke (Drei Bond GmbH), Peter Fischer (Sonderhoff Holding GmbH), Christian Heidinger (ViscoTec Pumpen- u. Dosiertechnik GmbH), Marco Murgia (Scheugenpflug AG), Ralf Partenheimer (Three Bond GmbH), Albert Schmid (RAMPF Polymer Solutions GmbH & Co. KG), Markus Peitz (W. Köpp GmbH & Co. KG)

Einerseits ist die FIP(F)G- (Formed-In-Place-(Foam)-Gasket) Dichtungstechnologie zum automatischen Auftragen von Flüssigdichtungen direkt auf Bauteile – mit oder ohne Nut – seit Jahren Standard. Andererseits könnte sie noch sehr viel mehr eingesetzt werden. Ein Grund für die anwenderseitige Zurückhaltung ist der Technologiewechsel. Und nicht nur hier kann die Lohnfertigung Brücken bauen.

FIP(F)G ist insbesondere für Industrien mit einem hohen Automatisierungsgrad geeignet, die auf größtmögliche Effizienz und Wirtschaftlichkeit ausgerichtet sind. Dichtungs-, Klebe- und Vergussapplikationen »1/2 können mit der FIP(F)G-Technologie in hoher Stückzahl und in reproduzierbarer Produktqualität, d.h. mit der in diesen Industrien geforderten Nullfehler-Toleranz, prozesssicher hergestellt werden. Im Gegensatz zu herkömmlichen, vorgefertigten Einlegedichtungen werden die für FIPFGSchaumdichtungen eingesetzten Materialien fast zu 100% ausgenutzt und es fallen keine Stanz- oder Verschnittverluste an. Dadurch bleiben die Kosten für die Materialbeschaffung niedrig. [...]

Florian Kampf (Sonderhoff Holding GmbH)
Dynamische Dichtsysteme:

Unsere Energieversorgung ist ohne Windkraft kaum noch denkbar. Allerdings stellen diese Anlagen, die immer größer werden und rauen Einsatzbedingungen ausgesetzt sind, hohe Anforderungen an die Dichtungstechnik. Erst die Synthese aller Kompetenzen – unter Einbeziehung der Anwender – liefert die richtigen Lösungen für die Praxis.

Windkraftanlagen – vor allem offshore – sind extremen Belastungen ausgesetzt. Temperaturschwankungen, starker Wind und Niederschläge stellen hohe Anforderungen an sämtliche Bauteile. Gleichzeitig soll die Forderung nach einer möglichst langen Lebensdauer ohne Serviceunterbrechungen erfüllt werden. Eine große Herausforderung, insbesondere für die Dichtungen des Hauptlagers der Rotorwelle, die – allein aufgrund ihrer Größe und des schwierigen Zugangs in luftiger Höhe – nur schwer austauschbar sind. Für den langlebigen und sicheren Einsatz unter diesen Bedingungen wurden deshalb Dichtungskonzepte »1 für fett- oder ölgeschmierte Hauptlager entwickelt. [...]

Michael Littig (Freudenberg Sealing Technologies GmbH & Co. KG)
Dienstleistungen:

Die Beschichtung von Dichtungen und Dichtsystemen aus Elastomeren und anderen Materialien sorgt für die bessere Funktionalität dieser Komponenten. »1/2. 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 beleuchtet in Teil 1 die Auswirkungen und in Teil 2 in DICHT! 1.2017 die aktuelle Entwicklung bei der Beschichtung – nicht nur – von Elastomeren.

Gummiwerkstoffe zeichnen sich durch ihre Vielfältigkeit hinsichtlich Zusammensetzung und Einsatzmöglichkeiten in den unterschiedlichsten Branchen und Anwendungen aus. Darüber hinaus müssen sie heute hohen Anforderungen in Bezug auf Medien- und Temperaturbeständigkeit sowie branchenspezifischen Spezifikationen und Umweltanforderungen gerecht werden. [...]

Matthias Georg (O.VE. Plasmatec GmbH)
Dämmung:

Eine optimale Abdichtung von Komponenten wie Pumpen, Kompressoren, Armaturen und Flanschen ist entscheidend für die Zuverlässigkeit von Anlagen in der Öl- und Gasindustrie. Eine hohe Bedeutung für die Sicherheit und Verfügbarkeit der Anlagen besitzt jedoch auch die Isolierung der Rohrleitungen mit geeigneten Dämmsystemen, die das Korrosionsrisiko minimieren. 

„Rust never sleeps“ (Rost schläft nie) – rund 40% der Weltstahlproduktion dienen dazu, durch Korrosion zerstörte Teile zu ersetzen. Nach Schätzungen der World Corrosion Organization kosten Korrosionsschäden die Weltwirtschaft jährlich 2,2 Mrd. US-Dollar – das sind rund 3% des globalen Bruttoinlandsprodukts. Rund 45% der Kosten – also ca. 1 Mrd. US-Dollar – entstehen jährlich in der Öl-, Gas- und petrochemischen Industrie. Nach einer Studie der US-amerikanischen ExxonMobil Chemical Company sind 40 bis 60% der Wartungskosten an Rohrleitungen auf Korrosion unter der Dämmung zurückzuführen. Dabei sind die indirekten Kosten durch Stillstandszeiten der Anlagen noch nicht berücksichtigt. Experten aus der Mineralölindustrie gehen davon aus, dass „Corrosion Under Insulation (CUI)“ die Hauptursache von ungeplanten Anlagenabstellungen ist und für mehr Stillstände verantwortlich ist als alle anderen Ursachen zusammen. Schlimmstenfalls können durch Korrosion hervorgerufene Leckagen sogar Brände oder Explosionen verursachen und Menschenleben gefährden. [...]

Dr. Mark Swift (Armacell)
Dichtungstechnik allgemein:

Als die DICHT! vor zehn Jahren gegründet wurde, lag der Fokus auf kontinuierlicher Informationsvermittlung. „Heute übernimmt das Magazin immer mehr Integrationsfunktionen im Rahmen des ISGATEC-Wissensmanagements“ – so die geschäftsführenden Gesellschafter Sandra Kiefer und Karl-Friedrich Berger im Gespräch.

„Die Funktion von Printmedien mag sich verändern, ihre Bedeutung im Rahmen eines effizienten Wissensmanagements verrringert sich aber nicht.“ Sandra Kiefer, ISGATEC GmbH

„Der Dialog mit unseren Nutzern ist die Basis für relevante Inhalte, die in der Praxis weiterhelfen.“ Karl-Friedrich Berger, ISGATEC GmbH

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Sandra Kiefer, Karl-Friedrich Berger (ISGATEC GmbH)

In den zehn Jahren, seit es die DICHT! jetzt gibt, hat sich im Bereich DICHTEN KLEBEN POLYMER einiges getan – ein Überblick aus den einzelnen Teilbereichen.

„Never change a running system – für ausgereizte dynamische Dichtsysteme gilt dies mehr denn je.“ Professor Dr.-Ing. habil. Werner Haas, Institut für Maschinenelemente, Universität Stuttgart

 „Beim Einsatz regelkonformer Dichtungen haben wir die nächsten Jahre noch viel Luft nach oben.“ Peter Thomsen, Geschäftsführer, Lannewehr + Thomsen GmbH & Co. KG

„In nächster Zukunft sollte jeder Fachmann wissen, dass man mit Plasma völlig neue Oberflächen generieren kann und die Technik als Industriestandard geeignet ist.“ Dipl.-Ing. Christian Buske, CEO und President, Plasmatreat Group

„Die Innovations- und Erfolgsgeschichte der Silikonelastomere in den letzten zehn Jahren gibt es bei keinem anderen Elastomer-Werkstoff.“ Holger Albrecht, Vice President Elastomers, Momentive Performance Materials GmbH

„Die schwierigen Herausforderungen bei PTFE in den letzten zehn Jahren konnten erfolgreich gemeistert werden. Auf Basis eines soliden Fundaments können die Unternehmen deshalb einer weiteren kontinuierlichen Wachstumsphase entgegensehen.“ Dr. Michael Schlipf, Geschäftsführer, FPS GmbH

„Die Anforderungen an Effizienz und Wirtschaftlichkeit gegenüber Produkten sowie deren Berarbeitung haben in den Märkten eine dominante Rolle angenommen. Durch eine kontinuierliche Forschungs- und Entwicklungsarbeit konnten TPE-Produkte auf den Markt gebracht werden, die immer mehr Funktionen erfüllen und wachsenden Anforderungen gerecht werden.“ Josef Neuer, Produktmanager EMEA, Kraiburg TPE GmbH & Co. KG

„Bei Gummi-Form- und Verbundteilen galt die letzte Dekade „Stillstand ist Rückschritt“ und das gilt wohl auch für die Zukunft.“ Jochen Kugler, Geschäftsleitung, HOFFMANN GmbH

„Vor dem Hintergrund der Qualitätssicherung im Bereich der Klebtechnik, ist die Umsetzung ktueller Normen in der Praxis eine zentrale Herausforderung.“ Andrea Paul, DVS/EWF-European Adhesive Engineer - EAE- Klebtechnische Fertigung - Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM

„Instandhaltung hat sich in den letzten Jahren grundlegend geändert und der Technische Händler mit Smart-Services wird der kompetente Wegbegleiter zu „MRO 4.0.“ Ralf Hellwig, Geschäftsführer, BRAMMER GmbH

„Insgesamt sind die Einstiegspreise in die Welt der analytischen Prüfungen eher geringer geworden, was zu einer stärkeren Verbreitung geführt hat.“ Bernhard Richter, Laborleiter/Managing Director, O-Ring Prüflabor Richter GmbH

„Die wirtschaftliche Fertigung von qualitativ hochwertigen Dichtungen erfordert einen ganzheitlichen Ansatz und wachsende Kompetenzen in den unterschiedlichsten Bereichen. Viele Neuerungen haben großes Potenzial, erfordern aber auch beschleunigte Ideenflüsse.“ Alexander Esser, Kaufmännischer Leiter, Karl Späh GmbH & Co. KG

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Professor Dr.-Ing. habil. Werner Haas (Institut für Maschinenelemente, Universität Stuttgart), Peter Thomsen (Lannewehr + Thomsen GmbH & Co. KG), Dipl.-Ing. Christian Buske (Plasmatreat Group), Holger Albrecht (Momentive Performance Materials GmbH), Dr. Michael Schlipf (FPS GmbH), Josef Neuer (Kraiburg TPE GmbH & Co. KG), Jochen Kugler (Hoffmann GmbH), Andrea Paul (Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM), Ralf Hellwig (BRAMMER GmbH), Bernhard Richter (O-Ring Prüflabor Richter GmbH), Alexander Esser (Karl Späh GmbH & Co. KG)
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