Dichtungstechnik Jahrbücher

DICHTUNGSTECHNIK JAHRBUCH 2005

Karl-Friedrich Berger / Sandra Kiefer (Hrsg.),
491 Seiten, Softcover, inkl. CD-Rom, Hüthig, Heidelberg, 2004

Preis:
€ 42,00
ISBN:
3-7785-2942-0
+++ ausverkauft +++

Das DICHTUNGSTECHNIK JAHRBUCH 2005 fasst branchenrelevante Informationen rund um das Thema Dichtungstechnik zusammen. Es enthält eine Sammlung aktueller Fachbeiträge zu Technologie, Werkstoffen, neuesten technischen Entwicklungen und aktuellen Branchenthemen.

Fachartikel:

Trends & Dienstleistungen:

Am 01.05.2004 ist das neue Geräte- und Produktsicherheitsgesetz (GPSG) in Kraft getreten und hat das alte Gerätesicherheitsgesetz und Produktsicherheitsgesetz abgelöst. Ziel des GPSG ist der Schutz von Sicherheit und Gesundheit von (End-) Verbrauchern und Arbeitnehmern vor fehlerhaften technischen Produkten. Eine gute Gelegenheit, um sich mit dem Produktrückruf zu befassen, insbesondere aus Sicht der Zulieferindustrie.

Drei Monate war Franziska alt, als sie 1998 bei einem Unfall nahe München getötet wurde: Das Baby lag vorschriftsmäßig in einem Kindersitz auf dem Beifahrersitz, der Beifahrer-Airbag war ebenfalls vorschriftsmäßig stillgelegt. Dennoch löste der Luftsack bei dem Frontal-Zusammenstoß aus und erschlug Franziska. Drei Monate untersuchten Experten von VW und der Uni München, wie es zu der Fehlfunktion kam und wurden nach mehreren Crash-Tests fündig: Es war ein Fehler in der Steuer-Software des Airbag. VW veranlasste einen Rückruf für 50.000 Fahrzeuge zum Austausch des kompletten Airbag-Steuergerätes. [...]

Dr. Oliver Meyer
Werkstoffe:

Wie weit sind O-Ringe durch die ORing Normen DIN 3771 (bzw. ISO 3601) abgesichert?

Das Dichtverhalten von O-Ring Dichtungen lässt sich in drei wichtige Funktionsblöcke darstellen: Entsprechend gliedert sich auch die DIN 3771 in verschiedene Bereiche auf:

• Teil 1 „Maße nach ISO 3601“ legt neben den Nennmaßen insbesondere auch die Toleranzen fest, die für eine Auslegung der Nut unabdingbar sind. Für den allgemeinen Maschinenbau sind jedoch die Abmessungen nach der amerikanischen Ur-O-Ring-Norm AS 568 A aus Verfügbarkeitsgründen zu bevorzugen, die Toleranzen aus der DIN 3771 sind jedoch praxistauglicher als die zu engen Innendurchmessertoleranzen der AS 568 A.

• Teil 2 „Prüfung und Kennzeichnung“ regelt die Überprüfung der Maßhaltigkeit (und die Kennzeichnung Die Kennzeichnung sollte auch in einer Spezifikation geregelt sein, sofern unterschiedliche Werkstoffe für gleiche O-RingAbmessungen eingesetzt werden. Im einfachsten Fall können das nachträglich aufgebrachte Farbmarkierungen sein oder auch farbige PTFE-Beschichtungen. Auch farbige Werkstoffe (abhängig vom Polymer) sind teilweise ohne erhebliche Einbußen möglich (z. B. FKM, HNBR oder VMQ). …] [...]

Dipl.-Ing. Bernhard Richter (O-Ring Prüflabor Richter)

The global sealing system market currently consumes approximately 190 kT of EPDM polymer and has shown steady growth for many years. Under closer scrutiny it is seen that much of this growth has been in the area of vehicle body seals. For example, in North America, these seals increased in number and footage, as secondary seals became commonplace and as the truck segment strived to improve the luxury and not just the utility of its vehicles. Today, there continues to be high dynamics in the body seal area. First, we must acknowledge the constant need to reduce costs in automotive recognizing that this trend will continue. However additional challenges are appearing. Body seal components are becoming increasingly complex in an attempt to improve seal performance and are taking on added demands from styling. It is clear that automotive OEMS believe that changes in these component systems can have a significant impact on the cost, quality, comfort and luxury goals of their vehicles. [...]

Ger Vroomen, Graham Choonoo, Tommy Odenham (DSM Elastomers, BV)

Elastomers are specified in a variety of industrial, automotive and aerospace applications where large volumes of high quality seals, tubes and hoses are needed to contain or transport a variety of gases and liquids. In many instances, due to high operating temperatures and for reasons of chemical compatibility, fluoroelastomers are used. In the case of high volume applications, like seals for automotive service, the need for efficient part manufacture is imperative to achieve the required balance of part quality and production economy. Ease of processing also impacts part quality since processing difficulties like mold sticking and fouling, or problems with mould filling or extrusion, can result in surface defects in seals and tubes. In addition to easy processing, molded and extruded parts must have properties that provide long-term reliable service in use. [...]

Dr. Stephen Bowers (DuPont Dow Elastomers S.A.)

Die Entdeckung des fünften Erdteils, Amerika, ist zugleich die Entdeckung eines neuen Rohstoffes: Kautschuk. In der verwirrenden Fülle dieser Ereignisse besitzt die erste Kunde vom Rohstoff Kautschuk nur historischen Charakter. Aus dem Jahre 1519 ist diese kleine Anekdote überliefert: Zu Ehren der spanischen Eroberer gab der mexikanische Kaiser Montezuma ein Fest. Bei der Vorführung von Spielen beobachtete man mit Verwunderung Bälle, die mit tänzerischer Eleganz immer wieder vom Boden hochsprangen. Der Spanier Cortez berichtete von grauschwarzen, elastischen und klebrigen Kugeln. Sie wurden aus dem abgezapften Saft gewisser Bäume geformt. [...]

Dipl.-Betriebswirt Klaus D. Wiegers (EUG GmbH)

Acrylonitrile-butadiene elastomers (NBR, HNBR and XNBR) are widely used in seals being subjected to oil, heat and several other fluids in industrial equipment and automotive application. The continuous compressive stress relaxation method is considered most suitable for the direct sealing force retention measurement under static conditions.

It enables additional information over standard test methods like stress strain testing, ageing testing and compression set. Experimental results for NBR are showing, that, at least, the base grade, the cross linking- and the filler system influence the relaxation process. For example, we found out that peroxide cross linked vulcanisates based on NBR perform best for seals at elevated test temperatures. Compressive stress relaxation testing in motor oil under non-aerated and aerated conditions, demonstrate the superior performance of HNBR over ACM´, AEM and VMQ in seal applications. [...]

Dr. Hans Magg (Lanxess)

Im Vergleich zur Größe einer ganzen Maschine oder Anlage erscheint einem die einzelne Gummidichtung meist als kleines, triviales und oft billiges Teil. Schließlich sind sie doch alle schwarz und rund, oder?

Aber wer so denkt, der irrt gewaltig! Die Wahl der falschen Dichtung führt unweigerlich zu einem Versagen und dadurch zu Produktkontamination oder Produktverlust, Reparatur- und Wartungskosten an beschädigten Anlagen und Verlust von Produktionszeit. Bei der Wahl der richtigen Dichtung gibt es viele Gesichtspunkte zu berücksichtigen. In diesem Beitrag konzentrieren wir uns auf die physikalischen Eigenschaften von Elastomeren, auf die Bedeutung dieser Angaben auf Datenblättern, wie man sie misst und wie die Elastomerfamilien sich hinsichtlich dieser Eigenschaften darstellen.

Im Vergleich zur Größe einer ganzen Maschine oder Anlage erscheint einem die einzelne Gummidichtung meist als kleines, triviales und oft billiges Teil. [...]

Geoff Stockley (Dichtungsvertrieb Deutschland)

Der Variantenreichtum bei Rohrbündelwärmetauschern erfordert die Lagerhaltung unterschiedlichster, konfektionierter Ersatzdichtungen. Müssen sie ersetzt werden, dann in der Regel schnell, um Produktionsunterbrechungen so kurz wie möglich zu halten. Die Lagerhaltung unzähliger Varianten kommt jedoch teuer. Alternativ können Grafitdichtungen aufwendig selbst gefertigt werden, oder man greift auf temperaturempfindliche PTFE-Bänder zurück. Eine flexiblere und weitaus kostengünstigere Lösung für viele Anwendungen bietet ein universell einsetzbares Dichtungsband aus grafitummantelter Karbonfaser- oder Metallfolien-Seele. Damit lassen sich kurze Stillstandszeiten realisieren und dieses Dichtungsband kann in einem weiten Temperatur- und Druckbereich eingesetzt werden. Ein einfach anwendbares Dichtungskonzept, das nicht zum Aushärten und Kriechen neigt, leicht installierbar ist und nur geringe Lagerkosten verursacht. Alle SLADE-Dichtungsprodukte bestehen ausschließlich aus „Vermiculated Graphite“ (Blähgraphit) und Kohlefasern oder Metallfolien. [...]

Rudolf Hawellek (NT K+D AG, Kunststoff- und Dichtungstechnik)

Die Beschichtung von Dichtungen hat in den letzten Jahren deutlich an Bedeutung gewonnen. Insbesondere bei Automobilprofildichtungen sind Gleitlackbeschichtungen nicht mehr wegzudenken. Gleiches gilt für die Beschichtung von O-Ringen in einer Vielzahl unterschiedlichster Anwendungen.

Mit dem Einsatz von PTFE-Gleitlacken lassen sich viele Vorteile erzielen. So lässt sich die Reibung reduzieren und die durch Stick-Slip entstehenden Geräusche minimieren. Im Falle von tribologisch hoch beanspruchten Teilen, kann ein frühzeitiger Verschleiß verhindert werden. In den letzten Jahren sind bei der Entwicklung von Gleitlacken für Dichtungen deutliche Fortschritte gemacht worden. Stand der Technik sind heute hochflexible, wassermischbare Gleitlacksysteme, die ein weites Spektrum abdecken. Zur Erzielung von optimalen schmierwirksamen Eigenschaften werden Festschmierstoffe, wie z.B. Polytetrafluorethylen (PTFE), verwendet. [...]

Marion Punke (Klüber Lubrication München KG)
Statische Dichtungen / Formteile:

In allen Bereichen der Technik stellen Dichtungsprobleme immer wieder Ingenieure vor die Herausforderung die richtigen konstruktiven Maßnahmen und die korrekte Werkstoffwahl für eine zuverlässige und betriebssichere Abdichtung zu treffen. Bei der Konstruktion oder Reparatur einer Maschine oder Anlage, werden häufig Dichtungsfragen auf die leichte Schulter genommen und ohne die nötige Sorgfalt behandelt. Doch oftmals entscheidet eine relativ wenig kostende Dichtung über Funktion oder Versagen eines gesamten technischen Systems.

Bei dichtungstechnischen Fragen muss stets die gesamte Dichtverbindung, bestehend aus Dichtelement, Dichtungsflansch und Verbindungselement, betrachtet werden. Ebenso sind die Umgebungsbedingungen, die auftretenden Belastungen sowie wirtschaftliche Faktoren zu berücksichtigen. Doch schon bei der Auswahl des passenden Dichtelements steht der Ingenieur vor einer scheinbar unerschöpflichen Vielfalt unterschiedlichster Arten, Formen und Werkstoffen. Seine Auswahl entscheidet dabei nicht nur über Qualität und Lebensdauer der Dichtverbindung sondern auch über Montage- und Produktionsvorgänge sowie deren Kosten. [...]

Dipl.-Ing. W. Schmidt-Aursch Dipl.-Ing. S. Reinhardt Prof. Dr.-Ing. habil. W. Haas (Institut für Maschinenelemente, IMA Universität Stuttgart)

Mannlochdeckel-Dichtungen werden meistens aus einer geschweissten oder im besseren Fall aus einer gedrehten PTFE-Hülle gefertigt, je nach Ausführung mit oder ohne Diffusionssperre. Wird die Dichtung in Stahlflanschen eingesetzt, kommt eine Faserstoffoder Grafiteinlage zum Tragen, für den Einsatz in Emailflanschen zusätzlich ein Wellring.

Die bestehenden Dichtungslösungen genügen den Anforderungen nur teilweise. Neue Dichtungen sind anfänglich dicht, aber nach kurzer Zeit tritt unweigerlich Leckage auf. Dies zwingt den Anlageverantwortlichen zum Dichtungsaustausch, welcher wiederum Betriebsstillstände sowie Unterhalts- und Materialkosten verursacht. Wegen der Aushärtungsgefahr des Binders in der Weichstoffeinlage, werden Hüllendichtungen in vielen Chemiebetrieben nur bis max. 150°C zugelassen. [...]

Rudolf Hawellek (NT K+D AG, Kunststoff- und Dichtungstechnik)

Jeder Ingenieur kennt Probleme, die Lagerabdichtungen mit sich bringen. Unzureichend geschützte Lager drehender Wellen verursachen der Industrie jedes Jahr nicht messbare Beträge in Milliardenhöhe. Dies schließt Reparaturkosten beschädigter Lager, Reparaturkosten weiterer Bauteile, gesamte Aggregatausfälle und verlorene Produktionskapazität ein. Die Limitationen von Radialwellendichtringen und Labyrinthdichtungen sind allgemein bekannt, dennoch hat die Industrie in den letzten Jahren keine nennenswerte Entwicklung im Bereich der Lagerabdichtungen gesehen.

Neunte Ausgabe (Jan 2003) unterstützt AESSEAL’s Anschauungen – die unzureichende Dichtfähigkeit von Radialwellendichtringen. API 610 ist von vielen als die höchste Spezifikation für Kreiselpumpen in der Erdöl-, Petrochemischen- und Erdgas-industrie angesehen. [...]

Peter Wicklmayr (AESSEAL Deutschland)

Ta-Luft und VDI 2440, kaum ein anderes Thema hat sowohl bei Anlagenbetreibern und Dichtungsherstellern gleichermaßen für Diskussionsstoff gesorgt. Die Anlagenbetreiber waren und sind gezwungen ihre Dichtungskonzepte auf den Prüfstand zu stellen. Auch stand die Frage im Vordergrund nach dem Aufwand, der betrieben werden muss, um vorhandene Anlagen „Fit für TA-Luft“ zu machen. Ist er wirtschaftlich vertretbar? Oder erhöht er nur die Produktionskosten? Ist er eine Gefahr für den Standort Deutschland? Wofür das Ganze? Sind TA-Luft-Dichtungen ein Beitrag zu mehr Umweltschutz?

Für die Dichtungshersteller stellten sich die Fragen: Können unsere Produkte das Hochwertigkeitskriterium erfüllen? Welche Nachweise müssen erbracht werden? Diesen Fragen sollte nachgegangen werden. [...]

Peter Lingnau (Jungtec)

In diesem Beitrag soll über Ausführungsmöglichkeiten von im Spritzguss herstellbaren Dichtungen berichtet werden, wie sie für Gehäuse von elektronischen Steuerungen im Automobil verwendet werden. Dieses sind beispielsweise Steuerungen für Motoren (ECU), Automatikgetriebe und Airbags. Ein weiteres Anwendungsfeld für Dichtungen dieser Art sind Deckeldichtungen für Differentialgetriebe und Deckel für Fensterhebergetriebemotoren. Es sollen insbesondere die Vorteile herausgestellt werden, die sich durch eine Anbindung der Dichtungen an formstabile Träger oder direkt an Deckel/Gehäuse ergeben. Hierzu ermöglichen bestimmte Werkstoffkombinationen eine haftmittelfreie und damit kostengünstige Herstellung von Werkstoffverbunden von Elastomeren mit Kunststoffen und Metallen. [...]

Axel Rust (Gummi-Jäger)
Dynamische Dichtungen / Tribologie:

Schnelligkeit, Genauigkeit, Zuverlässigkeit und Wirtschaftlichkeit sind Anforderungen an eine moderne Werkzeugmaschine. Inwieweit diese Bedingungen erfüllt werden können, hängt von der Güte der eingesetzten Komponenten ab. Maßgebend für die Genauigkeit sind die Führungen. Damit sie über lange Zeit genau und leichtgängig bleiben, sind spezielle Maßnahmen zu treffen. Dies sind bei Gleit- und Wälzführungen zum einen eine ausreichende Schmierung, zum anderen muss der Eintrag von Fremdstoffen in die Führung vermieden werden. Dies ist die Aufgabe des eingesetzten Dichtsystems, das bei Linearführungen als Abstreifer bezeichnet wird.

90% aller Störungen an Linearführungen sind letztendlich auf das Versagen bzw. die falsche Auslegung des Abstreifers zurückzuführen, /1/:

• Schmutz und Fremdflüssigkeiten dringen in großem Maße in den Führungsbereich ein. Verschleiß, Klemmen der Führungen, Ruckgleiten, Genauigkeitsverlust, Schwingungen, mangelhafte WerkstückOberflächen und eine verminderte Lebensdauer sind die Folgen.

• Schmierstoff tritt nahezu ungehindert aus, wodurch die eingesetzten Kühlschmierstoffe bzw. die Umgebung verunreinigt werden. Mangelschmierung der Gleit- bzw. Wälzpartner, unnötig hohe Betriebskosten und Entsorgungskosten von Abfallstoffen sind die Folgen.

• Kühlschmierstoff, Schmutz und Schmierstoff verbinden sich zu chemisch aggressiven Mischungen, die zu erheblicher Korrosion führen können. [...]

Dipl.-Ing. M. Janßen, Prof. Dr.-Ing. habil. W. Haas (Institut für Maschinenelemente, Universität Stuttgart)

Die Erfordernisse des Umweltschutzes und der Wirtschaftlichkeit gebieten gleichermaßen eine zuverlässige Abdichtung rotierender Wellen. Austretender Schmierstoff gefährdet die Umwelt und verursacht oft erhebliche Kosten. Eindringender Schmutz, Staub und Wasser führen durch Verschleiß und Korrosion zu schweren Schäden an Maschinenteilen und mindern deren Lebensdauer und Zuverlässigkeit teilweise drastisch. Flüssigkeitsbespritzte und drucklos dauernd oder schwallartig überflutete Wellendurchtrittsstellen werden meist mit berührenden Wellendichtungen (BFWD) abgedichtet.

Während für Flüssigkeitsrückhaltung mittels BFWD mittlerweile wissenschaftlich fundierte und in der Praxis handhabbare Lösungen und detaillierte Gestaltungsrichtlinien vorliegen, waren zur Rückhaltung von Stäuben noch keine verwertbaren Lösungen oder wissenschaftlich fundierte Untersuchungen bekannt. [...]

Dipl.-Ing. Jochen Orso, Prof. Dr.-Ing. habil. Werner Haas (Institut für Maschinenelemente, Universität Stuttgart)

Anlagenverfügbarkeit, Betriebssicherheit und Umweltschutz haben einen entscheidenden wirtschaftlichen Stellenwert bei aktuell verschärften Vorschriften und Gesetzen. Rührer, Mischer und ihre Messerköpfe, Trockner, Schnecken sowie Doppelschnecken, Filter, Kneter, Autoklaven und Pumpen sollen bei hohen mechanischen, thermischen und chemischen Beanspruchungen störungsfrei funktionieren.

Durch Stillstand und Ausfall von Maschinen und Armaturen entsteht den Industrieländern ein volkwirtschaftlicher Schaden mit jährlichen Verlusten von etwa 5% des Bruttosozialproduktes; das bedeutet für Deutschland ca. 38 Milliarden Euro pro Jahr. [...]

Dipl.-Ing. Rolf Schmitz (Interseal® Dipl.-Ing. Rolf Schmitz GmbH)

Im Zuge strikterer Umweltrichtlinien in der Europäischen Gemeinschaft, ist die IPPC (Integrated Pollution Prevention and Control)-Direktive verabschiedet worden. Bis zum Jahr 2007 sollen alle Industrieanlagen in Europa dieser Vorschrift entsprechen. Den einzelnen Mitgliedsländern steht es jedoch frei über den Bestimmungen der IPPC-Direktive hinaus engere Grenzwerte festzulegen. In Deutschland tut dies die neue Revision der TA-Luft, die seit Oktober 2002 in Kraft ist. Diese gilt aber nicht nur für die Genehmigung von Neuanlagen, sondern auch für Altanlagen, die im Zuge von anstehenden Revisionen bis Oktober 2007 die Forderungen der TA-Luft erfüllen müssen.

Für Regel- und Absperrorgane werden jetzt auch spezifische Leckagewerte genannt, die sich an die VDI Richtlinie 2440 anlehnen. Bei Spindelabdichtungen werden hier hochwertige Dichtungen aus metallischen Faltenbälgen mit nachgeschalteter Sicherheitsstoffbuchse oder gleichwertige Dichtsysteme gefordert, die während der Betriebsdauer einer Armatur eine Minimalleckage sicherstellen sollen. Die Grenzwerte sind eine Leckagerate von 10-4 mbar*l/m/s bis 250°C und 10-2 mbar*l/m/s für höhere Temperaturen.

Dipl.-Ing. Ralf Vogel (Burgmann Packings Limited), Dr.-Ing. Thomas Klenk (Freudenberg Dichtungs- und Schwingungstechnik KG)

Bauteile und Werkzeuge sind höchsten Belastungen ausgesetzt. Im Rahmen der Allianz Diamantbeschichtete Keramik „DiaCer“ arbeiten vier Fraunhofer-Institute an der Entwicklung, Anpassung und Erprobung diamantbeschichteter Keramiken als hightech Werkstoffverbund für höchste industrielle Beanspruchungen. Ziel der Arbeiten ist es, durch die Verbindung der Werkstoffe Diamant und Keramik eine Basis zu schaffen, die die unerreichten Eigenschaften von Diamantschichten und die Vorteile keramischer Grundkörper zu einem neuen Werkstoffverbund mit extremer Beständigkeit verbindet. Der Beitrag stellt die bisher vorliegenden Ergebnisse für diamantbeschichtete Gleitringdichtungen als Beispiel für diamantbeschichtete Komponenten und Bauteile vor. Daneben zielen die Arbeiten der Fraunhofer-Allianz Diamantbeschichtete Keramik auch auf Zerspan- und Formwerkzeuge. [...]

M. Höfer, B. Blug, T. Hollstein, L. Schäfer (Fraunhofer Allianz Diamantbeschichtete Keramik DiaCer)
Flüssigdichtungen:

Neben den traditionellen, auf verschiedene Weise hergestellten, vorgefertigten Dichtungen, wird in zunehmendem Maße die FIPG bzw. FIPFG-Dichtungstechnik angewendet.

• FIPG: Formed In Place Gasket

• FIPFG: Formed In Place Foam Gasket

Hierbei handelt es sich um Dichtungen, die an Ort und Stelle des Dichtungssitzes hergestellt werden. Dabei werden flüssige bzw. pastöse Produkte mit speziellen Dosiermaschinen auf den Dichtungssitz aufgebracht („in situ“). Danach erfolgt durch chemische Reaktion eine Verfestigung bzw. auch gleichzeitiges Aufschäumen. [...]

Dipl.-Ing. Janine Barleben (Sonderhoff GmbH)

Der Einsatz der geschäumten PUR-Dichtung erfreut sich einer weltweit steigenden Beliebtheit.

Neben der Erklärung der Technologie, der Maschinentechnik und der Rohstoffe besteht für Maschinen- und Rohstoffhersteller heute eine wesentliche Aufgabe darin, bereits in der jeweiligen Entwicklungsphase die konstruktiven Voraussetzungen für den Einsatz des für die PUR-Dichtung charakteristischen Profils zu schaffen.

Dichtungen stellen häufig einen wesentlichen Bestandteil kompletter Funktionsbaugruppen dar. Automatisierte Spritzgießfertigungen lassen sich sehr gut mit leistungsfähigen, automatisierten und integrierbaren Fertigungszellen für den Dichtungsschaumauftrag kombinieren. Hier bietet sich eine Chance, die Fertigungstiefe auch am Standort Deutschland zu erhöhen. Mehrkomponentige Systeme haben diesen Trend in jüngster Vergangenheit unterstrichen. [...]

Roland Apenburg (Cannon Deutschland GmbH)

Lightweight design and the constant increase of capacity lead to highly stressed components with deformations at critical areas like joints, sealing flanges, bolting elements and the attached housing areas. The need for better environmental awareness with zero leak requirements for flanged joints increases the difficulties for the designer.

To ensure the zero leak requirements are met, it is essential that the joint be designed in accordance with gasketspecific guidelines. It is the intention of this guideline to give general design considerations that are gaskettype independent and specific guidelines for liquid gaskets such as Formed-In-Place Gaskets with anaerobic cure and room temperature vulcanizing silicones.

The design guidelines are based on results obtained by dynamic fatigue tests, the analysis of existing gasketed joints, experience and the results of analytical and numerical calculations within Loctite /2/ to /28/ and independent institutes /1/. The general design considerations described in chapter three summarize the gained knowledge of three projects at the University of Stuttgart sponsored by the Forschungvereinigung Antriebstechnik, in which Loctite is an active partner. [...]

Renate Kreuzer, Thomas Schmatz (Loctite GEC)

Im Wesentlichen gibt es zwei Kategorien von Dichtungen: Dichtungen der ersten Kategorie müssen gegen Flüssigkeiten abdichten, also flüssigkeits- und druckdicht sein. Es können auch größere Druckdifferenzen vorherrschen. Diese Dichtungen werden aus Kompaktmaterial hergestellt. Dichtungen der zweiten Kategorie schützen gegen Gase, Staub, Spritzwasser und Feuchtigkeit. Zwischen beiden Seiten der Dichtung liegt keine oder eine nicht nennenswerte Druckdifferenz vor. In der Regel werden diese Dichtungen aus Schaummaterial hergestellt. Diese beiden grob klassifizierten Dichtungskategorien unterscheiden sich sowohl hinsichtlich der Konstruktion der Dicht- und Fügeflä- chen als auch in ihrem Aufbau.

Üblicherweise werden Dichtungen als separate Produkte hergestellt und anschließend auf die abzudichtende Fläche aufgelegt oder verankernd montiert. Beim Einsatz moderner Dosieranlagen werden Dichtungen – oder vielmehr das zunächst flüssige oder pastöse Dichtmaterial – mithilfe eines präzisen Dreiachskoordinaten oder Knickarmroboters direkt auf das Bauteil aufgetragen. Deshalb spricht man auch von einer In-situ-Technik. [...]

Franz-Josef Giesen (RAMPF Giessharze GmbH & Co. KG), , Hartmut Storz (RAMPF Dosiertechnik GmbH & Co. KG)
Be- und Verarbeitung:

In der Einzel- und Kleinserienfertigung von Elastomerdichtungen hat die spanende Bearbeitung heute aus Zeit- und Wirtschaftlichkeitsgründen einen festen Platz. Angesichts der hohen Nachgiebigkeit vieler Elastomere und der oft filigranen Dichtungsgeometrien, lässt sich deren Maßhaltigkeit und Oberflächengüte nur bei werkstoffgerechter Gestaltung der Zerspanoperationen erreichen. Im Sinne einer zielgerichteten Prozessauslegung werden Modelle und Testmethoden beschrieben, um geeignete Werkzeuggeometrien und Schnittparameter auswählen sowie Verformungen bei der Zerspanung nachgiebiger Elastomerbauteile im Voraus abschätzen und kompensieren zu können. [...]

Prof. Dr.-Ing. W. Hintze, Dipl.-Ing. D. Joswig, Dipl.-Ing. F. Gotsch (Technischen Universität Hamburg-Harburg, Arbeitsbereich Fertigungstechnik I)

This is a joint presentation from two companies in Italy which for long time collaborated to achieve the “Runnerless Injection Moulding of Rubber Technical Parts”.

My name is Sergio Pierno, export marketing manager of OR.P. Stampi, a company which designs and produces moulds and mould systems for rubber technical parts.

My colleague is Maurizio Coscia, one of the directors of Rutil, manufacturer of presses and turn-key-systems for moulded and extruded rubber technical parts. He will write first about the technicalities and I will follow up with conclusions and, briefly, about ourselves. Rutil is a company that is always trying harder and harder to improve its technology and its machine quality. We give maximum attention to our R/ D-Department just because we feel, that by finding better ways of making rubber parts, we can make our customer very happy and therefore be a successful company. [...]

Maurizio Coscia (Rutil), Sergio Pierno (OR.P. Stampi)
Mess- und Prüftechnik:

Der Mensch hat bei manuellen Qualitätskontrollen entscheidenden Einfluss auf das zu erwartende Prüfergebnis. Insbesondere bei kleinen Prüflingsabmessungen und großen Quantitäten ist die manuelle Kontrolle eine äußerst monotone Arbeit für den Ausführenden. Schon nach kürzester Zeit lässt die Aufmerksamkeit stark nach. Die Folge ist, dass manuelle Kontrollen in der Regel unvollständig und ineffektiv sind. Das Nachlassen der Konzentration führt bereits nach ein bis zwei Stunden zum Einschleichen von Fehlern bzw. gar nicht kontrollierten Prüflingen. Zudem liefern manuelle Kontrollen lediglich ein subjektives Prüfergebnis – ein konstantes Qualitätsniveau kann nicht garantiert werden. Wird ein definiertes Fehlermuster von mehreren Prüfern manuell kontrolliert, so erhält man, entsprechend der Anzahl der Prüfer, unterschiedliche Prüfergebnisse.

Manuelle Kontrollen sind äußerst zeitaufwändig und Personalkosten intensiv. Im Falle der höchsten Qualitätsanforderungen führt eine doppelte Prü- fung durch zwei Kontrolleure zu einer Verdoppelung der Prüfkosten. Im Allgemeinen ist das größte Risiko, bezogen auf das Prüfergebnis der manuellen Kontrolle, der Mensch selbst – der „Human-Factor. [...]

Andreas Gohr (Basler Sealing Inspection)

Thermal power plants contain a huge amount of bolted joints, and moreover nuclear power plants, which contain of the order of 50.000 bolted joints, and so many gaskets. Many of these bolted joints and gaskets have to endure severe thermo-mechanical conditions, i.e. temperatures up to 300°C and fluid pressures up to 170 bar, but also sometimes strong thermal transients or shocks, which can dramatically increase the risk of leak.

Leakages can have dramatic consequences in any nuclear power plant. First of all, a leaking joint may increase radiological contamination of the reactor building, or even pollute the outside environment and alter the power plant safety. In practice, before those events occur because of a leak, the power plant is shut down, which often causes a huge financial loss. Therefore in the nuclear domain, even a minor leak must be avoided because of the huge cost it can represent. Since late 70's, the R&D department of EDF has it's own research team to investigate experimentally and numerically on its specific leakage problems, and to develop efficient products with a close collaboration with the manufacturers. [...]

Dr. Yannick Delaunay (EDF R&D)

Die Aufgabe, Dichtsysteme auf die Einhaltung von zulässigen Leckageraten zu überprüfen, stellt sich im gesamten Produktlebenszyklus. Beim Hersteller geht es zunächst um die Bereiche Forschung und Entwicklung, Musterbau sowie Qualitätssicherung in der Fertigung. Beim Betreiber bestehen Anforderungen in den Bereichen Wartung, Revision und Reparatur.

Zur Dichtheitsprüfung und Lecksuche an Dichtsystemen können verschiedene Methoden eingesetzt werden. Die Auswahl geeigneter Methoden erfolgt auf Basis der jeweiligen Anforderungen. Häufig sind die in der Praxis geforderten zulässigen Leckageraten nur mit Prüfgasverfahren nachweisbar bzw. messbar. Dazu wurde bisher häufig Helium als Prüfgas eingesetzt. Als einfachere und kostengünstigere Alternative wird die Wasserstoff-Methode vorgestellt, die ein preiswertes und unbrennbares Standardgemisch aus 5% Wasserstoff und 95% Stickstoff (Formiergas) sowie geeignete Lecksuchgeräte verwendet. Messungen, die der TÜV Süddeutschland durchgeführt hat, haben die Eignung der Wasserstoff-Methode bestätigt und die Vergleichbarkeit mit Messungen gezeigt, die auf Basis von Helium durchgeführt werden. Gleichzeitig wurde der Einsatz der Wasserstoff-Methode für Messungen auf Grundlage der TA-Luft zertifiziert. [...]

Dipl.-Ing. Matthias Block (Sensistor Technologies GmbH)

Der Werkstoff Polytetrafluorethylen (PTFE) kommt heutzutage, aufgrund seiner speziellen Eigenschaften, in vielen Bereichen der Technik zur Anwendung. Besonders hervorzuheben sind seine hohe Temperaturbeständigkeit und die nahezu universelle chemische Beständigkeit. Der Grund dafür liegt in der hohen Bindungsenergie zwischen Fluor- und Kohlenstoffatomen. Die Fluoratome, die größer sind als Wasserstoffatome, z.B. beim Polyethylen, umgeben die Kohlenstoffatome wie eine schützende Hülle.

PTFE besitzt auch negative Eigenschaften. So neigt reines PTFE sehr stark zu Kaltfluss (Kriechen) und ist bei hohen Belastungen nicht sehr verschleißbeständig. Aus diesem Grunde werden dem PTFE Füllstoffe zugesetzt. Beim Einsatz von PTFE als Dichtungswerkstoff sind dies beispielsweise Kohle, Bronze, Glasfasern, Molybdänsulfid etc. Man spricht dann von „PTFE-Compounds“. Je nach Einsatzfall der Dichtung werden unterschiedliche PTFE-Compounds mit variablem Füllstoffanteil eingesetzt. Eine gute Abstimmung auf die Betriebsbedingungen und die Beschaffenheit der Gegenlauffläche trägt wesentlich zur Langlebigkeit des Dichtsystems bei. [...]

Dipl.-Ing. Dirk Weber Prof. Dr.-Ing. habil. Werner Haas (Institut für Maschinenelemente, Universität Stuttgart)
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