Innovatives Kurbelwellen-Dichtsystem mit integrierter Sensorik

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Bärbel Schäfer

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Holger Best

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Weitere Fachartikel aus DICHTUNGSTECHNIK JAHRBUCH 2006:

Statische Dichtsysteme / Formteile:

Die Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft – TA Luft – ist das Kernstück des anlagenbezogenen Immissionsschutzes im untergesetzlichen Regelwerk zum BundesImmissionsschutzgesetz (BImSchG). Als allgemeine Verwaltungsvorschrift nach § 48 BImSchG konkretisiert die TA Luft zentrale Begriffe des BImSchG – wie „schädliche Umwelteinwirkungen“ und „Stand der Technik“ – die bei der Genehmigung neuer und der Änderung bestehender Anlagen von der Behörde zu beachten sind.

Ziel der TA Luft ist es auch, den Planern und Betreibern von genehmigungsbedürftigen Anlagen (mit gewissen Einschränkungen auch für nicht genehmigungsbedürftige Anlagen) bundeseinheitliche Vorgaben für die immissionsschutzrechtliche Beurteilung von Industrie- und Gewerbeanlagen an die Hand zu geben, die sowohl den heutigen Erkenntnissen in Deutschland als auch den Vorgaben der Europäischen Union, insbesondere zur integrierten Beurteilung von Anlagen nach der „Besten verfügbaren Technik“ sowie zur Beurteilung der Luftqualität entsprechen.

Auf EU-Ebene sind dies die Richtlinie 96/61/EG des Rates über die integrierte Vermeidung und Verminderung der Umweltverschmutzung (IVU-Richtlinie) [4], und die Richtlinie 96/62/EG des Rates über die Beurteilung und die Kontrolle der Luftqualität (Rahmenrichtlinie Luftqualität) mit den dazu erlassenen Luftqualitätsrichtlinien (Tochterrichtlinien) zu einzelnen Luftschadstoffen. [...]

Dipl.-Ing. Siegfried Kalmbach (Umweltbundesamt)

Die TA Luft hat die Diskussion um die Dichtungsauswahl in den letzten Jahren sehr stark angeheizt. Die Leckageanforderungen sind von den Dichtungsherstellern mit entsprechenden Gutachten und Zertifikaten nachgewiesen. Diverse Regelwerke stellen seit Jahren Anforderungen an Flanschverbindungen, wie „Dichtungen dürfen nicht aus ihrem Sitz gedrückt werden“ oder „müssen ausblassicher“ sein. Die TA Luft verlangt aber auch, dass das Dichtsystem die bestimmungsgemäße Funktion unter den Betriebsbedingungen auf Dauer erwarten lässt. Der Anlagenbetreiber muss allen Anforderungen gerecht werden. Betrachtet werden Rohrleitungs- und Apparateflanschverbindungen. Mit diesem Beitrag soll erklärt werden, welche Anforderungen gelten und mit welchen Dichtungen diese erfüllt werden. [...]

Peter Thomsen (Industrievertretung Thomsen GmbH & Co)

Stahl-emaillierte Apparate nehmen aufgrund der herausragenden chemischen Beständigkeit des Werkstoffes Stahl-Email, in vielen verfahrenstechnischen Prozessen eine Schlüsselrolle ein. Damit geht auch die Anforderung höchster Verfügbarkeit von Apparat und Anlage einher. Die Verfügbarkeit der Gesamtanlage wird im Wesentlichen von der Zuverlässigkeit der eingesetzten Komponenten bestimmt. Dazu gehören auch die oft unscheinbaren Abdichtelemente, die Flanschdichtungen. Das plötzliche Versagen einer Dichtung kann katastrophale Folgen haben. Die spektakuläre Explosion der Raumfähre Challenger führte 1986 aller Welt vor Augen, welches Unheil ein scheinbar einfaches Dichtsystem anrichten kann. [...]

Dr.-Ing. Jürgen Reinemuth (Pfaudler Werke GmbH)

Seit dem Inkrafttreten der Novellierung der Ersten Allgemeinen Verwaltungsvorschrift zum Bundesimmissionsschutzgesetz (Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft – TA Luft) im Oktober 2002, sind die Pflichten der Anlagenbetreiber neu definiert worden. Ziel der Novellierung war die Anpassung der Verwaltungsvorschrift an veränderte, europäische Vorgaben sowie an neue Umwelt- und Technikstandards. Insbesondere die drastischen Verschärfungen der Grenzwerte bezüglich diffuser Emissionen, stellen Betreiber wie Lieferanten der Systemkomponenten vor neue Herausforderungen. In der VDI-Richtlinie 2440 (Emissionsminderung Mineralölraffinerien) vom November 2000 und der im Gründruck erschienenen VDI-Richtlinie 2200 (Titel: Dichte Flanschverbindungen), werden die Anforderungen an Dichtverbindungen genauer spezifiziert. So muss ein strenges Leckagekriterium von 10 -4 mbar⋅l/ (s⋅m) in einem Bauteilversuch bei einem Differenzdruck von 1 bar Helium nach Temperaturauslagerung eingehalten werden. [...]

Dipl.-Ing. Andreas Schmiedel (Frenzelit-Werke GmbH & Co. KG)

Klebelösungen für Gehäusedichtungen stehen im Wettbewerb zu alternativen Verfahren wie etwa Ultraschallschweißen oder Elastomerdichtungen.

Die Vorteile der Klebtechnik liegen insbesondere darin, dass über die Klebstoffauswahl sehr unterschiedliche Eigenschaften der Dichtung realisiert werden können. So lassen sich z.B. mit warm härtenden Epoxidharzklebstoffen hochfeste Dichtungen realisieren, die im Motorraum bis 140°C Dauertemperatur und unter Belastung von aggressiven Chemikalien eingesetzt werden können. Andererseits lassen sich mit dauerhaft flexiblen Polyurethanen spannungsausgleichende Verbindungen von unterschiedlichen Materialien herstellen. [...]

Werner Schramm (DELO Industrie Klebstoffe)

Metallische Flachdichtungen oder so genannte „Metallsickendichtungen“ mit faserverstärkter Elastomerbeschichtung, zeigen gegenüber Varianten ohne Faserverstärkung deutliche Vorteile bei der anspruchsvollen Abdichtung von kritischen Komponenten und Konstruktionen. Anwendung findet diese relativ neue Generation metallischer Flachdichtungen mit dem Markennamen MatriCS® (plus) (Matrix Coated Steel) u.a. bei Leichtbaukonstruktionen, bei pressungs- und biegeschwachen Bauteilen mit ungleichmäßiger Pressungsverteilung, bei Dichtstellen mit schmalen Stegen, bei großen Schraubenabständen, bei unebenen Dichtflächen und starken Durchbiegungen im Betriebszustand sowie bei extremen Temperaturschwankungen und hohen dynamischen Beanspruchungen. [...]

Dipl.-Phys. Thomas Brückle, Dipl.-Ing. Matthias Eppler (REINZ-Dichtungs-GmbH)

Die Dichtungsprofile von Fassadenelementen müssen zuverlässig dichten und eine Lebensdauer von mehreren Jahrzehnten aufweisen. Zusammen mit einem renommierten Schweizer Fassadenbauer entwickelte Maagtechnic ein neuartiges Profil, das noch mehr kann, als nur dichten.

Dieser Fassadenbauer genießt vor allem als Hersteller von Elementfassaden einen ausgezeichneten Ruf. Zu den technisch herausragenden Referenzen des Unternehmens gehören architektonisch auffallende Objekte mit ästhetischer Wirkung, wie z.B. der Liftturm, die Fussgängerbrücke und die Passage des Inselspitals in Bern, die Glasfassade eines Gebäudes an der Thiersteinerallee in Basel und jene des Solitärgebäudes des Wankdorfstadions in Bern. Bei all diesen Bauten verbindet die Glasfassade ein eindrückliches, architektonisches Erscheinungsbild mit höchster Funktionalität. Zusammen mit dem statischen Raster der Fassade erfüllen die einzelnen Elemente hier entscheidende Kernfunktionen. Ein Rahmensystem nimmt mit dem Dichtungsprofil die Fassadenelemente auf und verbindet sie zuverlässig mit der Gebäudestruktur. [...]

Edwin Müller (Maag Technik AG)

Was haben der F 16 Nachbrenner, die Dampf- und Schmierölleitungen an Bord von US-Navy Schiffen und ein Wärmetauscher gemeinsam? Das „Live Loading Plus“-Flanschverbindungskonzept.

Bei diesen Anwendungen treten kurzzeitig starke Temperaturschwankungen auf. Die davon herrührenden Dichtungsprobleme werden erfolgreich mit der federelastischen SELCO SEAL Metall/Weichstoff-Dichtung gelöst und bei bestimmten Anwendungen mit dem Einbau von Tellerfedern zu „Live Loading Plus“ erweitert. [...]

Rudolf Hawellek (NT K + D AG), Kurt W. Horisberger (INTESCO S.A. Selco Seal Europe)

Dort wo es um statische Dichtstellen mit aggressiven Medien geht, verrichtet der beständige Dichtring zuverlässig seine Arbeit. Dank der verschiedenen Werkstoffkombinationen können Anwendungen bei Temperaturen zwischen -196 und +260°C realisiert werden. Die PTFE-Umhüllung sorgt nicht nur für die Beständigkeit gegen Medien und Temperatur, auch bringt der umhüllte O-Ring mechanische Vorteile da er nicht verklebt und einfach gereinigt werden kann. Für den elastischen Kern stehen Materialien wie Viton® und Silikon zur Verfü- gung, und für den Mantel PTFE die modifizierten compounds FEP und PFA. Die Shorehärte bewegt sich zwischen 85 - 95 Shore A für O-Ringe mit Viton® oder Silikon-Vollkern und 75 - 80 Shore A für den Spezialtyp mit Silikon-Hohlkern. [...]

Ewald Klausberger (CIMAKA International GmbH Dichtungstechnik + Chemiearmaturen)

Bei der Auswahl des richtigen Rohrverbindungssystems gibt es viele mögliche Lösungen – jeder Anwendungsfall muss detailliert betrachtet werden. Neben dem Einsatzbereich sind Kriterien wie Material, Druckimpuls und Biegewechselfestigkeit, Betriebsumgebung sowie Anschaffungskosten und vor allem die Montage- und Betriebsbedingungen entscheidend. Der Schwachpunkt einer Rohrverschraubung liegt in der Montagephase: Hier entstehen die meisten Fehler und Kosten. Um eine Leckage mit hohen Folgekosten zu vermeiden, sollten deshalb immer alle Kriterien berücksichtigt werden. Dieser Überblick über die wichtigsten Verbindungsarten gibt wertvolle Entscheidungshilfen für Anwender und Einkäufer. [...]

Bruno Schinke (Eaton Fluid Connectors GmbH)
Trends & Dienstleistungen:

Die Natur in ihrer ganzen Breite verfügt über eine Fülle von Dichtungstechniken, so dass nur aus einigen Bereichen ein paar Beispiele zur Illustration anzuführen sind. Selbst der Frage muss man sich stellen, ob die Biologie als Ideengeber überhaupt ausreicht. Denn Dichtungsprozesse sind ebenfalls aus der Kristallographie und der Geologie bekannt.

Üblicherweise versuchen Bioniker die Mechanismen der Natur zu ergründen, um sie dann auf verschiedene industrielle Techniken durch kreative Prozesse zu übertragen. Gerade in den letzten Jahren verweisen zahlreiche Publikationen auf die kreative Methodik der Bionik, der Synthese aus Biologie und Technik. Fragt die Branche der Dichtungstechnik umgekehrt die Natur zielgerichtet nach Anregungen, so muss man die Dichtungsmechanismen in der Natur suchen, studieren und sie auf eine Übertragbarkeit in der Technik überprüfen. Einige Dichtungsaufgaben in der Natur sollen zum einen aufzeigen, dass Abdichtungen unter extremen Bedingungen gelungen sind, zum anderen aber auch demonstrieren, dass die Natur auch andere Wege geht als Dichtungstechniker bei ihren Problemlösungen. [...]

Professor Dr. Wolfgang Hasenpusch (Degussa AG)

Nirgendwo ist der Daseinskampf um Lebensraum und Energie so erbarmungslos wie in der Natur. Nichtoptimierte Spezies werden vertrieben, gejagt, aufgefressen oder überschattet von besser angepassten, optimierten Konkurrenten.

Es ist unmittelbar einleuchtend, dass im Gefolge dieser grausamen, Jahrmillionen andauernden Selektion nicht nur die einzelne biologische Struktur optimal an ihre natürliche Belastung angepasst ist, sondern auch die Mechanismen, mit denen dieses Design geschaffen wird.

Bei biologischen Lastträgern, aber auch technischen Bauteilen, kann eine kerbspannungsfreie Oberfläche mit weitgehend homogener Spannungsverteilung bezüglich der Versagensgefahr infolge Ermüdung, als optimales Gestaltungsprinzip angesehen werden.

Bäume und Knochen verfügen über „bauteilinterne“ Rezeptoren und können damit lokale Spannungskonzentrationen registrieren sowie sich adaptiv wachsend reparieren. Diese selbstheilenden und somit ständig sich selbst optimierende Bauteile sind im wahrsten Sinne „smart structures“, also intelligente Strukturen. Durch das Verständnis dieser Mechanismen der Selbstoptimierung wurde es möglich, über Computersimulationen auch technische Bauteile durch „Wachstum“ zu optimieren ohne den komplizierten Weg der mathematischen Optimierung zu gehen. [...]

Professor Dr. Claus Matthek (Forschungszentrum Karlsruhe GmbH)
Mess- und Prüftechnik:

Die TA Luft und VDI 2440 schreiben für den Nachweis der Hochwertigkeit einer Flanschdichtung einen einmaligen Bauteilversuch an einer Flanschverbindung vor. Der Nachweis der Hochwertigkeit ist erbracht, wenn das Leckageratenkriterium von 1,0·10 -4 mbar·l/(s·m) eingehalten wird. Die wenigen prüftechnischen Vorgaben bestehen im Wesentlichen darin, dass nach Warmlagerung der mit einer Dichtungsflächenpressung von 30 MPa vorgespannten Verbindung eine Leckageratenmessung bei 1 bar Prüfdifferenzdruck (Helium) unter Verwendung eines Massenspektrometers (nachfolgend als MSM bezeichnet) erfolgt. Alternativ dürfen andere Nachweisverfahren zum Einsatz kommen. [...]

Dirk Goebel (Bayer Industry Services GmbH & Co. OHG), Dr.-Ing. Hans Kockelmann (Universität Stuttgart Staatliche Materialprüfungsanstalt (MPA))

Die TA Luft als bindendes Regelwerk für zulässige Leckagen von umweltgefährdenden, krebserregenden, giftigen und übelriechenden Medien fordert über ihren Bezug auf die VDI 2440 für Spindelabdichtungen spezifische Leckraten von 10 -4 mbar*l/ (s*m) bei Temperaturen < 250°C und 10 -2 mbar*l/(s*m) bei Temperaturen >250°C. Für Flanschabdichtungen gilt eine zulässige spezifische Leckrate von 10 -4 mbar*l/(s*m). Abweichende Forderungen, die zumeist höhere Anforderungen an das Dichtungssystem stellen, sind firmenspezifisch möglich.

Der Nachweis dieser Leckraten erfolgt konventionell in einem Laborversuch unter Verwendung eines inerten Prüfgases, bei dem bestmöglich die zu erwartenden Betriebsbedingungen simuliert werden. Dazu gehören Aufheiz- und Abkühlungsphasen, Spindelbetätigungen und die Belastung der Prüflinge mit Drücken, die den Betriebszustand simulieren sollen. Bei Einhaltung der vorgeschriebenen Leckagewerte gilt das Material als geeignet im Sinne der TA Luft. [...]

Wilfried Ernst (KSD Köthener Spezialdichtungen GmbH)

Rasterelektronenmikroskopische Untersuchungen stellen ein überaus wichtiges Instrument bei Schadensanalysen an Elastomerbauteilen dar. Charakteristische mikroskopische Schadensbilder geben oftmals entscheidende Hinweise auf die Schadensursache und ermöglichen die weiteren Untersuchungen zielgerecht durchzuführen, so dass überflüssige Untersuchungen vermieden werden. Aufgrund der hohen Tiefenschärfe und der hohen Vergrößerungsmöglichkeit, eignen sich rasterelektronenmikroskopische Untersuchungen besonders zur Darstellung und Beurteilung von Bruchflächen. Neben der Auswertung mikroskopischer Aufnahmen, findet im Rasterelektronenmikroskop die energiedispersive Röntgenspektroskopie (EDX-Analyse) bei Schadensanalysen sehr häufig Anwendung.

Da im Rasterelektronenmikroskop nur begrenzte Bereiche untersucht werden können und die Methode sehr aufwendig hinsichtlich Präparation und Equipment ist, sollten rasterelektronenmikroskopische Untersuchungen niemals zu Beginn einer Schadensanalyse durchgeführt werden. [...]

Dr.-Ing. Kurt Marchetti (Freudenberg Forschungsdienste KG)

In vielen technischen Bereichen sind Dichtungen funktionslimitierende Elemente, die zur optimalen Erfüllung der Barrierefunktion an ihre Einsatzbedingungen angepasst sein müssen, wobei Elastomerwerkstoffe mit ihren spezifischen Eigenschaften hier neben den Prinzipien der passiven und der aktiven Dichtung eine überragende Rolle spielen . In statischen Anwendungen wird die Dichtfunktion vor allem vom Anpressdruck der Dichtung, z.B. gegenüber einem Gehäuse, der auch über lange Zeiträume und unter verschiedensten Expositionsbedingungen erhalten bleiben muss, bestimmt. Die Elastizität der Elastomerwerkstoffe sorgt auch bei stark wechselnden Betriebsbedingungen für eine hohe Anpassungsfähigkeit einer Dichtung in ihrer Geometrie wie es z.B. speziell für Radialwellendichtringe typisch ist. Hohe Umfangsgeschwindigkeiten führen hier zu teilweise hohen Temperaturbelastungen an der Dichtlippe. Die besonderen Expositionsbedingungen von Dichtungen, z.B. gegenüber Schmierstoffen moderner Motoren, Hydrauliksysteme und Getriebe, führen zu einer gewissen Unsicherheit in der Funktion und Lebensdauer, wie die in der Praxis wiederholt auftretenden Schadensfälle mit teilweise weitreichenden technischen und wirtschaftlichen Konsequenzen unterstreichen. Insgesamt besteht aus wirtschaftlichen, technischen und teilweise aus juristischen Gründen sowie unter dem Aspekt der Qualitäts- und Produktoptimierung eine hohe Motivation zur Aufklärung von Schadensfällen an Dichtungen. [...]

Dr. Ulrich Giese (Deutsches Institut für Kautschuktechnologie e. V.)

O-Ringe sind Dichtelemente, die in einem weiten Druck- und Temperaturbereich auch bei sehr hohen Dichtheitsanforderungen eingesetzt werden können. Sie sind montagefreundlich, preiswert und gut verfügbar. Die Nutauslegung, die Werkstoffauswahl und die Spezifikation funktionsrelevanter Eigenschaften erfordern allerdings einen gewissen Mindestaufwand, damit die O-Ring-Dichtung dann nicht zum Ärgernis für den Anwender wird. Erfahrungsgemäß ist häufig aber erst dann eine ausreichende Sensibilität des Anwenders für einen angemessenen Auslegungs- und Beschaffungsaufwand für die O-Ringe vorhanden. Das heißt zum „klug werden“ in Bezug auf O-Ringe ist leider oft erst der entstandene Schaden die Voraussetzung.

Der Beitrag will auf diese Thematik vorbeugend aufmerksam machen und beschreibt daher einige typische Schadensbilder von O-Ringen mit den hierfür verantwortlichen Schadensmechanismen. Dabei werden die gefundenen Schadensbilder gegeneinander abgegrenzt, und es werden Abhilfsmaßnahmen bzw. Schritte zur Vermeidung dieser Schadensbilder aufgezeigt. [...]

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

Im Kraftwerks- und Anlagenbau werden an die Zuverlässigkeit von Dichtungen höchste Ansprüche gestellt. Dabei sind die entsprechenden Materialien großen, statischen Drücken ausgesetzt bei Temperaturen, die zwischen -30°C bis +300°C schwanken können. Dies hat chemische und physikalische Alterungsprozesse in den Dichtungen zur Folge, so dass durch Versprödung Leckagen auftreten, die mit einem hohen Risiko für den Betrieb der gesamten Anlage und dieser selbst verbunden sein können. Daraus resultiert ein großes technologisches Interesse an Dichtungen mit integrierter Sicherheitsfunktion. Die vorliegende (frisch patentierte) Erfindung beschreibt ein Dichtungssystem, bei dem mittels einfach durchführbarer, dielektrischer Messungen der Zustand der Dichtung, seine korrekte Montage und vor allem eine eventuell auftretende Leckage online überwacht werden können. [...]

Professor Dr. Friedrich Kremer (Universität Leipzig)

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 WasserstoffMethode 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 und der ISO 15848 zertifiziert. [...]

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

Die Wettbewerbssituation erfordert mehr und mehr eine objektive und vollständige Sicherung der Qualitätsmerkmale von Produktionsgütern. Diese Entwicklung ist branchen- übergreifend und wird durch neue und verbesserte Methoden zur Fehlerdetektion ständig erweitert. Ohne den massiven Einsatz von Sichtprüfsystemen wäre die beeindruckende Steigerung von Produktivität und Qualität nicht denkbar.

Die Bereitschaft der Industrie, in Bildverarbeitungssysteme zu investieren, wird durch die aktuellen Marktzahlen belegt. Trotz der augenblicklich wirtschaftlich schwierigen Situation, verzeichnete die Bildverarbeitungsbranche in den letzten Jahren zweistellige Wachstumsraten. Der Umsatz wuchs 2003 in Deutschland um 15%. 2004 erreichte man ein Plus von 14 %. Für 2005 rechnet der Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau e.V. (VDMA) mit einer weiteren Steigerung von 7%. Damit könnte die Branche erstmals einen Umsatz über einer Mrd. Euro erzielen. In dieser Zahl ist allerdings auch der zunehmende Anteil von nichtindustriellen Anwendungen enthalten. [...]

Dr. Norbert Bauer (Geschäftsstelle Fraunhofer-Vision)

Die Überwachung von Gefahrenstofflagern und verfahrenstechnischen Anlagen, haben heute immer mehr räumlich verteilte Sensorsysteme wie elektronische Nasen übernommen. Dabei wird das Überschreiten bestimmter Grenzwerte an jeder einzelnen Messstelle überwacht und entsprechend Alarm ausgelöst. Diesen Systemen fehlt jedoch die Fähigkeit, den genauen Ort der Quelle und deren Emissionsstärke zu ermitteln. Eine Verbesserung solcher Überwachungssysteme ist die Verknüpfung aller Sensoren zu Sensornetzwerken mit einer zentralen Verarbeitung aller Messdaten. Erst die zentrale Auswertung erlaubt die Lokalisierung des Quellorts (Leckage-Ortung).

Am Institut für Angewandte Informatik wurde ein neues Verfahren zur Quellenlokalisierung und Quellstärkenbestimmung entwickelt. Es benutzt ein mathematisches Modell, das die Ausbreitung im Überwachungsgebiet vereinfacht beschreibt. Das Verfahren beruht auf einem neuartigen zweistufigen, geometrischen Ansatz. Im ersten Schritt wird dabei zunächst für jeden Sensor die Menge aller Punkte bestimmt, auf der sich die Quelle befinden kann. Im zweiten Schritt wird die Schnittmenge gebildet und damit der Quellort gefunden. Das neue Verfahren ist im Unterschied zu bisherigen Verfahren deutlich effizienter und somit für den Echtzeit-Einsatz geeignet. Für die Realisierung des neuen Verfahrens wurde ein Software-Werkzeug entwickelt, das die Vernetzung verschiedener Sensoren, die zentrale Datenverarbeitung und -archivierung sowie eine dezentrale Visualisierung gestattet. [...]

Dr. Jörg Matthes, Dr. Hubert Keller (Forschungszentrum Karlsruhe GmbH)

In Chemie-/Kraftwerksanlagen sind Flanschverbindungen stets in großer Anzahl vorhanden, wobei die Undichtigkeit von nur einer Verbindung die Wirtschaftlichkeit, Betriebssicherheit sowie das Emissionsverhalten einer ganzen Anlage entscheidend beeinflussen kann.

Wie in der einschlägigen Fachliteratur ausführlich beschrieben, wird die Dichtheit konventioneller Flanschverbindungen im Wesentlichen vom Verformungswiderstand der Bauteile, von der Temperaturdifferenz zwischen Flansch und Schraube, vom axialen und radialen Temperaturgradienten der Flansche, vom Gewindesetzen und der Dichtungsstauchung infolge der Relaxation sowie vordergründig von der bei der Montage aufzubringenden Schraubenvorspannung beeinflusst. Während des Verspannens erfahren die Schrauben eine elastische Dehnung, die im Krafthauptschluss angeordnete Dichtung erfährt außer einer elastischen Stauchung eine plastische Verformung. [...]

Alfred Schlemenat (ConsysAS International GmbH)

Radialwellendichtringe aus Elastomer (RWDR) werden häufig zur Abdichtung rotierender Wellen an Gehäusedurchtrittsstellen eingesetzt. Sie stellen deshalb ein wichtiges Bauteil in der Fahrzeugindustrie, der Anlagen- und Prozesstechnik, im Allgemeinen- und im Sondermaschinenbau dar. Eine andere Bauform sind PTFE-Manschettendichtungen mit Spiralrille. Sie werden hauptsächlich als Kurbelwellenabdichtungen eingesetzt. Sie sind hochtemperaturfest und chemisch gegenüber nahezu allen Fluiden beständig.

Im Gegensatz zu RWDR bilden PTFE-Manschetten nicht selbstständig einen Rückfördermechanismus aus. In die Dichtlippe muss makroskopisch eine Rückförderstruktur eingeschnitten oder eingeprägt werden. Diese ist meist als spiralförmige Rille ausgebildet. Die verbleibenden, berührenden Bereiche der Lippe werden Damm genannt. In Abbildung 1 sind die verschiedenen Dichtringarten gegenübergestellt. In Abbildung 2 ist die Wirkweise der Spiralrille illustriert. [...]

Dipl.-Ing. Frank Bauer, Professor Dr.-Ing. habil. Werner Haas (Universität Stuttgart Institut für Maschinenelemente)

Beim dynamischen Abdichtmechanismus einer Kolbenstangendichtung handelt es sich um einen komplexen Vorgang, der von vielen Parametern beeinflusst wird. Wird ein kleiner Zeitabschnitt des Abdichtvorganges betrachtet, lässt sich dieser durch die entstehende Reibung und die entstehenden Spaltströmungen abstrahieren. Einfluss auf den Abdichtvorgang hat neben direkten Eingangsgrößen, wie der Bewegungsart, dem Systemdruck und dem auf der Stange vorhandenen Schmierfilm, auch die Struktur des tribologischen Systems. Diese lässt sich durch die Eigenschaften von Dichtung, Fluid, Gegenlauffläche und Umgebungsmedium beschreiben. [...]

Dipl.-Ing. Martin Goerres, Prof. Dr. Dr.-Ing. Hubertus Murrenhoff (IFAS RWTH Aachen)
Werkstoffe:

„Graphit ist nicht gleich Graphit“ ist ein alter Slogan aus unserem Hause. Gemeint ist: Große Unterschiede in der Herstellung von Graphitdichtungen, angefangen bei der Auswahl des Naturgraphits bis hin zur fertigen Dichtung, haben bedeutenden Einfluss auf die für den Betreiber wichtigen Eigenschaften einer Dichtung.

Ein viel beachtetes Kriterium ist die Reinheit bzw. der Aschegehalt der für die Graphitdichtung verwendeten Graphitfolie. Mindestens genauso wichtig ist jedoch die Zusammensetzung der Asche. Manche in der Asche enthaltenen Elemente wirken sich besonders negativ auf die Dichtungseigenschaften aus, andere wiederum positiv. Auch Kriterien wie beispielsweise die Korngrößenverteilung des gemahlenen gewaschenen Naturgraphits haben entscheidenden Einfluss auf die qualitativen Möglichkeiten bei der Fertigung der Graphitfolie, wobei es eigentlich überflüssig ist zu erwähnen, dass qualitativ hochwertigerer Naturgraphit auch entsprechend teurer ist. [...]

Rainer Zeuß (SGL Technologies GmbH)

Im Mittelpunkt des Kundeninteresses beim Kauf eines Elastomerbauteils steht, wie lange das Produkt einsatzfähig bleibt, über welchen Zeitraum seine volle Funktionsfähigkeit gewährleistet werden kann. Schließlich sind es häufig Bauteile, die die sichere Funktionsweise eines komplexen mechanischen Systems sicherstellen, indem sie Flüssigkeits- von Gasräumen oder unterschiedliche Fluide voneinander trennen (dichten), indem sie schädliche Schwingneigung unterdrücken oder störende Schwingungen beseitigen (dämmen, dämpfen, tilgen) – technisch anspruchsvolle Aufgaben, die über den gesamten Nutzungszeitraum zuverlässig und unauffällig wahrgenommen werden sollen.

Die Frage nach der Lebensdauer seines Produktes zählt unter allen technischen Spezifikationen für den Bauteilhersteller immer noch zu der am schwierigsten zu beantwortenden; im allgemeinen versucht er, mit aufwändigen, kostspieligen, weil einsatznahen Langzeitversuchen sich der Antwort zu nähern. [...]

Professor Dr. Steffen Bohrmann (Fachhochschule Mannheim – Hochschule f. Technik u. Gestaltung)

Dichtungen sind meist unscheinbare Gummiteile in flacher, runder, eckiger oder ziemlich komplexer Gestalt. Solange sie dichthalten, fallen sie kaum auf, wenn sie aber nicht funktionieren, machen sie sich deutlich bemerkbar: Sei es durch Pfützen auf dem Boden, sei es durch Versagen eines Aggregates oder einer Anlage.

Die beiden Hochleistungskautschuke Therban® (HNBR) und Levapren® (EVM) können Abhilfe schaffen. Ersteres ist eine optimierte Form des bekannten Perbunan® (NBR) mit deutlichen Vorteilen bei Ozon- und Witterungsbeständigkeit sowie einer nochmals verbesserten Beständigkeit gegenüber additivierten Ölen, Fetten und Dieselkraftstoffen, und einer Heißluftalterungsbeständigkeit von mindestens 150°C, und all dies auch unter dynamischer Belastung und abrasiven Bedingungen. Zweiteres (EVM) ist wie HNBR wegen seiner vollgesättigten Polymerkette ozon- und witterungsbeständig sowie moderat ölbeständig und bis 175°C einsetzbar. [...]

Dr. Martin Mezger (Lanxess Deutschland GmbH)

Für Dichtungen im Lebensmittelsektor steigen die Anforderungen stetig. Insbesondere die Lebensmitteleignung der Werkstoffe gewinnt zunehmend an Bedeutung. Es stehen in unterschiedlichen Härten Werkstoffe auf Basis von

  • Ethylen-Propylen-Kautschuk (EPDM)
  • Fluorkautschuk (FPM)
  • Hydrierter Nitrilkautschuk (HNBR)
  • Silikonkautschuk (VMQ)

zur Verfügung mit FDA- und KTW-Prüfzeugnis. Eine der Hauptanwendungen liegt im Bereich der Abdichtung von Klappenventilen mittels Absperrklappendichtungen. [...]

Michael Hübner-Hecker (Hecker Werke GmbH & Co.KG)

Ein häufiges Problem ist die äußerst unzureichende Spezifikation des Werkstoffes für das angefragte Produkt. Das fängt bei Standardelastomeren mit Bezeichnungen wie „Gummi“, „Gummi schwarz“ etc. an und findet seine Fortsetzung bei höchsten Anforderungen mit Bezeichnungen wie „Viton®“ oder „FKM 75“ ohne weitere Spezifikationen. Um dem Kunden eine zufrieden stellende Lösung anzubieten, ist meist ein ausführliches Nachfragen der Einsatzbedingungen notwendig. Dazu bedarf es aber eines tief greifenden Hintergrundwissens über die Eigenschaften, Fertigungsmöglichkeiten und Verfügbarkeit der Elastomere. So sollte dem Kunden verständlich gemacht werden können, dass die Bezeichnung „Viton“ nicht automatisch eine Garantie für jede Beständigkeit ist, dass die Abkürzung „FKM“ nicht weniger wert ist als „Viton“ oder dass es Einsatzbedingungen geben kann, wofür FKM völlig ungeeignet ist und man z.B. mit EPDM eine bessere Lösung zur Verfügung hat. Die nachfolgenden Ausführungen sollen einige Aspekte aufzeigen, die bei Fluorelastomeren von Bedeutung sein können. [...]

Dr. Ulrich Zrunek (Zrunek Gummiwaren Gesellschaft mbH)

Hochleistungswerkstoff ermöglicht Dichtungsinnovationen für alle Branchen. Witterungsbeständigkeit, thermische Stabilität und niedriger Reibungskoeffizient sind nur einige der vorteilhaften Eigenschaften des Hochleistungskunststoffes PTFE. Der Beitrag beschreibt verschiedenste Einsatzfälle, die vom Maschinenbau über Lackiertechnik und Kompressorenbau bis hin zur Medizintechnik und der Automobilindustrie die Vielfältigkeit dieses innovativen Werkstoffes verdeutlichen.

PTFE (Polytetrafluorethylen) ist ein unverzweigt lineares Polymer aus einer Kohlenstoffkette, allseitig mit Fluoratomen ummantelt. Aufgrund der stabilen Verbindung von Fluorund Kohlenstoffatomen und der nahezu vollständigen Abschirmung der Kohlenstoffkette, besitzt PTFE eine fast universelle Chemikalienbeständigkeit. Nur fluorhaltige Kohlenwasserstoff-Verbindungen und geschmolzene Alkalimetalle führen zu einem reversiblen Anquellen von PTFE bzw. zu einer beschränkten chemischen Reaktion der Oberfläche. [...]

Dipl. Wirt-Ing. (FH) Martin Schuster (ElringKlinger Kunststofftechnik GmbH)

Beim Fördern von verflüssigten Gasen und Flüssigkeiten werden extrem hohe Anforderungen an die Gleitlager und Gleitringdichtungen in den Pumpen gestellt, die im direkten Kontakt mit dem zu fördernden Medium sind, besonders dann, wenn das Medium korrosiv ist und abrasive Bestandteile enthält. Verschleiß und Korrosion sind wesentliche Wirtschaftsfaktoren. Sie bestimmen Standzeit von Maschinen und Anlagen, verursachen Betriebsstillstandszeiten und Reparaturkosten. Technischer Fortschritt ist daher ohne Neu- und Weiterentwicklung von Werkstoffen nicht mehr denkbar – eine sich in der Entwicklung befindende Variante sind: Metall-Keramik-Verbundwerkstoffe.

Das Einsatzspektrum für Leichtmetall-Komponenten (auch in der Dichtungstechnologie) erweitert sich stetig. Allerdings stößt der Leichtbau dort an seine Grenzen, wo er hohen tribologischen, mechanischen oder thermischen Belastungen standhalten muss. Durch gezieltes Werkstoffdesign für die jeweilige Applikation ergeben sich neue Anwendungsfelder, speziell in schmierstofffreien Einsatzgebieten wie z.B. in der Pharma- und Kosmetikindustrie oder in der Lebensmitteltechnik. [...]

Dr. Ilka Lenke (CeramTec AG)

Silicone gelten als hochtechnische Synthesekautschuke. Jedoch würde eine Einteilung von Elastomeren in Naturkautschuk, Synthesekautschuk und Silicon dem außergewöhnlichen Charakter dieser „anorganischen Kautschuke“ am besten Rechnung tragen. In der Tat unterscheiden sich Silicone signifikant von anderen Elastomeren durch ihr Si-O-Grundgerüst, also einen Kohlenstoff-freien „backbone“. Dadurch sind Siliconpolymere (Polysiloxane) in vielerlei Hinsicht beständiger und belastbarer als ihre organischen Kollegen:

  • Weniger Oxidationsanfälligkeit, daher erhöhte Heißluftbeständigkeit;
  • Chemisch reaktionsträge(inert), daher erhöhte Beständigkeit gegen Chemikalien (Säuren, Laugen etc.); gasdurchlässig;
  • Hydrophob, daher wasser-, kalk- und schmutzabweisend. [...]
Dr. Jürgen Weidinger (WACKER SILICONES)

Dyneon™ TFM™ PTFE hat sich in der Chemisch-Pharmazeutischen Prozesstechnik bereits als Dichtungs- und Auskleidungswerkstoff etabliert. Dabei überzeugt der Hochleistungswerkstoff durch ein gegenüber klassischem PTFE verbessertes Eigenschaftsprofil. Jetzt präsentiert das Unternehmen innovative Multi-Komponenten-Compounds, die bislang gegensätzliche Eigenschaften verbinden und mit neuartigen Profilen eine Vielzahl weiterer Anwendungen erschließen. Bronze-Kohlefaser-Compounds auf dieser PTFE-Basis eignen sich besonders für den Maschinenbau und verbinden bislang einander ausschließende Eigenschaften wie hohe Deformationsbeständigkeit mit einem geringen Reibungskoeffizienten.

Durch den Zusammenschluss des Fluorpolymerbereiches von 3M mit den Hoechst Aktivitäten auf diesem Gebiet, entstand mit Dyneon, inzwischen hundertprozentige Tochtergesellschaft der 3M Company, vor neun Jahren einer der führenden Anbieter dieser Werkstoffe. Mit diesem PTFE, einem chemisch modifizierten PTFE, hat das Unternehmen einen in seinen mechanischen Eigenschaften nochmals verbesserten Werkstoff entwickelt. Das PTFE der 2. Generation hat sich im Dichtungsbereich vor allem durch deutlich geringeren Kaltfluss, also Deformation unter Last sowie verbessertes Rückstellverhalten bereits als Hochleistungsmaterial etabliert. Auch als Auskleidung kommt der Werkstoff wegen der Kombination von hoher Temperatur- und Chemikalienbeständigkeit sowie guter Permeationsdichte immer häufiger zum Einsatz. [...]

Dipl.-Ing. Erik Peters (Dyneon GmbH & Co. KG)

Dichtungen, die auch aggressiven Medien trotzen – das haben sich Automobilhersteller schon seit längerem gewünscht. Mit einem neuartigen Typ von Fluorflüssigsiliconkautschuk ist es WACKER SILICONES gelungen, ein zuverlässiges Material für hoch beanspruchte Bereiche unter der Motorhaube zu entwickeln. Dies ist aber nicht der einzige Vorteil der neuen Produktreihe ELASTOSIL® FLR, die jetzt auf den Markt kommt.

Eine ganz alltägliche Situation: Bereits seit vier Stunden befindet sich Herr X auf der Autobahn von München in Richtung Berlin und freut sich über den zügigen Verkehrsfluss. „In zwei Stunden bin ich ohne Stress am Ziel“, denkt er sich insgeheim. Was Herr X nicht weiß: Die stressfreie Zone ist lediglich auf den Fahrgastbereich beschränkt. Unter der Haube wird dagegen buchstäblich „Schwerstarbeit“ geleistet. Temperaturen bis zu 180°C stellen in Verbindung mit aggressiven Medien für alle möglichen Dichtungen, die wiederum für die Leistung und Sicherheit eines Automobils unerlässlich sind, eine große Herausforderung dar. [...]

Dr. Berndt Stadelmann (Wacker-Chemie GmbH)

Die Entwicklung von Mehrkomponenten-Spritzgusstechnologie bietet nicht nur den Konstrukteuren völlig neue und revolutionäre Möglichkeiten sondern spiegelt auch die Kompetenz und Leistungsstärke der R.E.T. wieder. Die Hart-Weich-Verbindungen bzw. 2-K-Verbundteile gewinnen immer mehr an Bedeutung – vor allem im Automobilbau – und durch herkömmliche Techniken kann man die Anforderungen an die Festigkeit und die Flexibilität nicht mehr erfüllen. [...]

Rafael Korn (R.E.T. REIFF Elastomertechnik GmbH)

Als Dichtmittel für Hochtemperatur-Anwendungen empfiehlt sich eine neue Hochtemperatur-Keramik von Aremco. Sie bietet sich als vielseitiger Problemlöser für Dichtungsprobleme in der Hütten-, Gießerei- oder Schmelzindustrie an und lässt sich einfach verarbeiten. Zum Dichten von Fugen und gleichzeitigen Sichern von Verbindungen hingegen ist ein anaerobische Multifunktionsfluid die geeignete Lösung. Beide Einkomponenten-Systeme werden im folgenden Beitrag vorgestellt.

Ein High-Tech-Problemlöser für Dichtungsprobleme in der Hochtemperaturtechnik ist das Einkomponenten-System Pyro-Putty Typ 1500. Dieses Produkt eignet sich für alle Anwendungsbereiche, in denen heiße Eisen angepackt werden. So ist seine Verwendung sowohl in der Hütten-, Gießerei- und Schmelzindustrie denkbar als auch beim Versiegeln von Boilern oder Öfen. [...]

Julius Seefisch (Kager Industrieprodukte GmbH)

Nach Montage einer Rohr-Formstück-Verbindung entstehen zwischen dem elastomeren Dichtring und der Rohraußen- bzw. Formstückinnenseite Anpresskräfte, welche die Dichtheit der Verbindung ausmachen. Durch zeitabhängige Relaxationsprozesse im Elastomer – d.h. einer Reduktion der Kraft bei gleich bleibender Verformung – kommt es zu einer Reduktion der Anpresskraft sowie nach einer gewissen Zeit zum Verlust der Funktionalität. Das transportierte Medium tritt aus.

Zur Gewährleistung und Evaluierung der Funktionsfähigkeit von Rohrleitungssystemen aus polymeren Werkstoffen in der drucklosen, erdverlegten Wasserentsorgung über eine Mindesteinsatzdauer von 50 bzw. 100 Jahren, bedarf es entsprechender polymer-physikalischer und -mechanischer Ansätze, welche der ausgeprägten Eigenschaftsabhängigkeit polymerer Werkstoffe von Zeit, Temperatur und der Belastung Rechnung tragen. Diese Ansätze finden sich unter anderem in der prEN 14741 sowie der EN ISO 9080 wieder. [...]

Dipl.-Ing. Udo Pappler (ofi Institut für Klebetechnik Österr. Forschungsinstitut für Chemie und Technik)

In Anlagen der Energieversorgung ist mit extremen Temperaturschwankungen zu rechnen. Beispielsweise gilt für die Armaturen der Petrochemie nahezu ausnahmslos die Forderung nach einer „fire safe“ Ausführung nach API 607 IV Edition.

Die Forderung trägt den Bedenken Sorge, dass auf einer Ölbohrinsel, oder in einer Raffinerie, ein Feuer ausbrechen könnte. Undicht werdende Armaturen, die brennende Flüssigkeiten aus der Rohrleitung entweichen lassen würden, würden zumindest die Löscharbeiten behindern oder könnten im Extremfall zu einer Katastrophe führen. [...]

Dr.-Ing. Gregor Gaida (Dr.-Ing. Gaida Planungsbüro)

Große Wasserversorgungssysteme finden sich in der ganzen Welt, wobei Dichtungen eine wichtige Rolle spielen indem sie sicherstellen, dass das Wasser sauber ist und ohne Bedenken konsumiert werden kann.

Fast alle Dichtungsmaterialien für den Trinkwasserbereich werden zurzeit in Platten gefertigt, was eine aufwendige Verarbeitung in mehreren Arbeitsschritten verursacht. Daher stellte sich Ahlstrom der Herausforderung, eine leistungsfähige Lösung für die Produktion von trinkwassergeeigneten Dichtungen zu entwickeln und dem Markt zur Verfügung zu stellen. Tempseal 300, das als Rollenware geliefert wird und somit wirtschaftlich und kostenoptimiert verarbeitet werden kann, gewährleistet den Dichtungsherstellern hierdurch erhebliche Zeit- und Produktivitätsvorteile. Anstatt einzelne Kalanderplatten manuell in die Maschine einführen zu müssen, können nun die Rollen eingehängt und somit der Prozess weiter automatisiert und die Produktionskosten gesenkt werden. [...]

Manuela Klöckner (Ahlstrom Altenkirchen GmbH)

Dieser Artikel behandelt das Abdichten gegen aggressive Chemikalien und die korrekte Auswahl von Elastomeren für erfolgreiche Dichtungslösungen. Dazu werden die FDA-konformen Produkte Kalrez® 6230 und Kalrez® 6221 sowie die universelleren Produkte Kalrez® SpectrumTM 6375 & Kalrez® SpectrumTM 7075 erläutert. Beispiele spezifischer Dichtungsanwendungen, wie sie z.B. in den DIN-Normen 11851 und 11864 beschrieben sind, verdeutlichen die vielfachen Einsatzmöglichkeiten hochwertiger FFKM-Dichtungswerkstoffe. Abschließend wird mit Hilfe eines einfachen Rechenmodels demonstriert, wie sich mit Investitionen in hochwertige Dichtungswerkstoffe Kosten sparen lassen. [...]

Dr. Norbert Bothe, Nancy Baeten (DuPont de Nemours)

Flanschverbindungen in der Chemie-, Pharma-, Kosmetik-, Lebensmittel- und Getränkeindustrie müssen hohen technischen Anforderungen genügen. Insbesondere die zwischen den Flanschen angeordneten Dichtungen unterliegen bei verfahrenstechnischen Prozessen oftmals erheblichen Stress Situationen, die vor allem durch aggressive Medien sowie wechselnde Mediumsdrücke und Temperaturen hervorgerufen werden. Das kann zu Beeinträchtigungen des Verfahrensprozesses und zu Undichtigkeiten im System führen.

Um den harten Praxisbeanspruchungen besser zu widerstehen und eine zuverlässige Dichtfunktion zu erreichen, offeriert LINNEMANN speziell ummantelte Dichtungen mit vielen positiven Eigenschaften. Die Dichtungen besitzen einen Elastomerkern, der aus Viton® (FKM) besteht. Dieser elastische Viton®-Kern ist mit einem transparenten Mantel aus virginalem PTFE nahtlos umhüllt. Das Besondere der PTFE ummantelten Dichtungen ist also dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung aus reinem PTFE hergestellt und rundum vollständig geschlossen ist. Die nahtlose Umhüllung besteht demnach nicht, wie sonst üblich, lediglich aus FEP oder PFA, sondern aus hochwertigem PTFE. [...]

Friedrich Linnemann (Linnemann GmbH Technische Produkte und Verfahren)

In vielen Fällen, in denen heute O-Ringe bzw. Elastomerdichtungen in großer Stückzahl montiert werden, sollte aus Kostengründen die Montage solcher Teile automatisiert erfolgen, z.B. in der KFZ-Komponentenzulieferung, der Haushaltswarenindustrie, der Befestigungstechnik, der Elektrotechnik und der Installationstechnik. Hindernisse auf dem Weg zu einem zuverlässigen, automatisierten Prozess sind starke Adhäsionskräfte an der Oberfläche mit entsprechend hohen Fügekräften. Lange Montagezeiten aufgrund des schlechten Gleitens des Dichtelementes auf der Dichtfläche sowie daraus resultierende Belastungen für das Dichtelement selbst, während der Montage bis hin zur Zerstörung bzw. deren fehlerhafter Einbau, sind hier die Folge.

Um die automatisierte Montage fehlerfrei realisieren zu können, wird häufig eine Befettung oder Beölung der Dichtungen vorgenommen. [...]

Dipl. Wirt.-Ing. Thomas Adelhelm (Adelhelm LubriCoat GmbH)

Zahlreiche Dichtungsanwendungen dulden keine Kompromisse. Werkstoffe, die allen komplexen Anforderungen gerecht werden, sind jedoch kaum zu finden. Mit Hilfe eines neuen Beschichtungsverfahrens können Dichtungen hinsichtlich ihrer Funktion veredelt werden. Dabei definieren die Dichtungsexperten von Reiff Technische Produkte zunächst den optimalen Werkstoff für eine Dichtung. Anschließend kleiden sie die Dichtung in aufwändigen Beschichtungsprozessen in ein hauchdünnes Kleid aus Hightech-Materialien.

Die Beschichtung von Dichtungen führt in mehreren Bereichen zu funktionalen Vorteilen: Eine MF-Beschichtung reduziert zum Beispiel die Reibung bei trockener Dichtungsoberfläche und erleichtert somit die Montage. Gleichzeitig beugt die Beschichtung Beschädigungen beim Einbau vor. Dichtungen, die automatisch montiert werden, lassen sich dank der zusätzlichen Funktionsschicht problemlos vereinzeln – eine wichtige Voraussetzung für die störungsfreie, automatisierte Montage. [...]

Richard Döllinger (Reiff GmbH)

Elastomer-Formteile, im besonderen O-Ringe, werden heute in immer vielfältigeren Anwendungsbereichen eingesetzt. Daraus resultieren sehr oft auch höhere Anforderungen an die Bauteile und deren Oberfläche. An erster Stelle steht hier die Montageerleichterung, d.h. die Reduzierung der Montagekräfte. Bei automatischer Zuführung und Montage müssen ORinge problemlos vereinzelt werden können. In dynamischen Einsatzfällen stehen dagegen die Reduzierung der Reibkräfte, das Unterdrücken des Stick-Slip-Effektes und die Verschleißminimierung im Vordergrund.

Dichtelemente in der Lackiertechnik müssen absolut frei von lackbenetzungsstörenden Substanzen (Labsfrei) sein und dürfen diese auch nachträglich nicht freisetzen. Dieses wird durch ein spezielles den Elastomer durchdringendes Plasma-Reinigungsverfahren erzielt. Dieses Verfahren erschließt auch weitere Einsatzbereiche in der Medizintechnik. [...]

Eckhard Lück (Ulman Dichtungstechnik GmbH)

Dichtungen sind in der Technik schon seit vielen Jahrzehnten in vielerlei Anwendungen vertreten. Aus der Sicht des Oberflächenveredlers sind besonders die dynamischen Dichtungen interessant. Sowohl Wellendichtungen als auch Stangen- bzw. Kolbendichtungen, stellen besondere Anforderungen an die Oberfläche der Gegenlauffläche. Zunächst muss die Oberflächenrauhigkeit in bestimmten Toleranzen liegen, wobei sowohl zu glatte als auch zu raue Oberflächen die Funktionsweise der Dichtung beeinträchtigen. Des Weiteren darf insbesondere die Gegenlauffläche eines Radialwellendichtringes (RWDR) keine gewindeartige Mikrostruktur besitzen. Dieser sogenannte „Wellendrall“ erzeugt eine Pumpwirkung, die entweder die Flüssigkeit nach außen pumpt oder sie verhindert, dass genug Flüssigkeit von innen die Dichtlippe erreicht, was zu Mangelschmierung und erhöhtem Verschleiß führt. Um drallfreie Oberflächen innerhalb enger Toleranzen zu erzeugen, können Gegenlaufflächen von RWDR sowie anderen Dichtungen mit ECOROLL-Werkzeugen sowohl im Einstich als auch im Vorschub glattgewalzt werden. [...]

Dr.-Ing. Karsten Röttger, Dipl.-Ing. Gerhard Wilcke (Ecoroll AG Werkzeugtechnik)
Flüssigdichtungen:

Werkstoffe können nach verschiedensten Kriterien klassifiziert werden. Hier soll u.a. unterschieden werden:

  • nach chemischem Aufbau und Reaktion
  • nach Struktur
  • nach Aggregatzustand 
  • nach Komponentenanzahl
Dipl.-Kfm. Martin Hirsch (Deutsche Kunststoffberatung Krzepinski + Partner GmbH)

In der Fertigungstechnik sind Prozesszeiten ein wesentlicher Grund für die Entscheidung für oder gegen eine Technologie. Deshalb finden besonders Parameter wie Aushärtezeiten bei FIP-Dichtringen Beachtung. Auch Fragen der Kontaminierung (z.B. durch Silikon) sind relevant. Deshalb bietet DYMAX mit dem hoch-komprimierbaren FIP-Dichtring GA-108 eine optimierte Lösung an. Die Aushärtung der FIP-Gasket Materials erfolgt in Sekunden durch Bestrahlung mit UV-Licht. Da die Materialien silikon-frei sind besteht darüber hinaus keine Gefahr von Kontaminierungen.

Aufgrund der sekundenschnellen Aushärtung durch UV-Licht, können die Bauteile sofort weiterverarbeitet und fertig montiert werden. Die Naht des Dichtringes ist bei schwarzen Teilen nicht sichtbar. Die Haftung zu Nylon® sowie einer Vielzahl von Metallen ist ausgesprochen gut. Das Material ist daher besonders für die Gerätefertigung und für Anwendungen in der Automotive-Industrie geeignet. [...]

Holger Faulstich (DYMAX Europe GmbH)

Der Einsatz von 1-Komponenten oder 2-Komponenten-Polyurethan (1- K- oder 2-K-PU) nur eine Frage der Philosophie? Seit Jahren diskutieren Experten über Vor- und Nachteile der beiden Systeme. Und nach wie vor gilt es, diese abzuwägen. Denn: Viele verschiedene Faktoren entscheiden letztlich über die Wahl der Materialien. Diese Komplexität lässt den Anwender oftmals hilflos gegenüber Materialien und Technologie erscheinen. Der nachfolgende Beitrag will deshalb Licht ins Dunkel bringen. Am Beispiel der FIPG-Technologie (form-in-place gaskets), die sich mit an Ort und Stelle flüssig aufgetragenen Dichtungen befasst, sollen die Unterschiede zwischen ein- und zweikomponentigen Dichtstoffen deutlich werden. [...]

Franz-Josef Giesen (Rampf Gießharze GmbH & Co. KG)

Silicon-Elastomer-Artikel finden auf Grund ihrer hervorragenden Eigenschaften in dem breiten Temperaturspektrum von -50°C bis +300°C und ihrer guten Beständigkeit gegenüber agressiven Medien – je nach Compound-Einstellung – immer neue Anwendungsfelder. BIW bietet als Silicon-Verarbeiter neben den klassischen Formteilen und Extrudaten innovative Produkte an, die aus der Kombination verschiedener Werkstoffe bestehen und in Kombination unterschiedlicher Fertigungsverfahren hergestellt werden. Im Flüssig-Silicon-Spritzguss (Injection-Moulding) werden nach einem neuen Verfahren Filterelemente für die Medizintechnik produziert, bei denen die elastischen Dichtlippen aus LSR (Liquid Silicon Rubber) direkt durch das Polyester-Filtergewebe gespritzt werden und somit einen festen Verbund eingehen. Dieser im Kundenauftrag entwickelte Artikel erfüllt nicht nur höchste Anforderungen an die Präzision, sondern erfüllt auch die Anforderungen der USP Class VI. [...]

Ralf Stoffels (BIW Isolierstoffe GmbH)

Das Dosiersystem Dispensmove ist ein preiswertes und vollautomatisches 3D-Achsensystem zum Auftragen von flüssigen Medien. Es finden sich viele Anwendungen in der Industrie und Elektronik. Silikone, Klebstoffe, Flussmittel, Cyano-Acrylate, Lotstoppmasken, Gold-, Silber-, Lotpasten, Epoxidharze, SMT-Kleber, Vergussmassen, Lösungsmittel, Fette, Öle und weitere Flüssigkeiten lassen sich mit dem entsprechenden Ventil auf dem Dosiersystem als Punkte, Linien, Bögen und Kombinationen automatisch auftragen.

Einfache Erstellung von Prototypen und schnelle Programmierung von einem sich wiederholenden Prozess, wird über eine einfach zu bedienende, menügeführte Software realisiert. Die anwenderspezifischen Konturen werden selbst programmiert und bestehende Programme können einfach geändert werden. Darüber hinaus beinhaltet die Software alle entscheidenden Parameter, die für eine Dosierung von Flüssigkeiten notwendig sind. [...]

Dipl.-Ing. (FH) Markus Stölzle (axiss Achsen- u. Dosiersysteme GmbH)
Be- und Verarbeitung:

Die im Vertrieb von GLT befindliche Serie an Tischrobotern der Firma Janome, wurde um einen neuen Scara mit Servomotoren-Antrieb erweitert.

Die neuen Tischroboter bieten eine vielfältige, universelle Einsatzmöglichkeit und stehen in 6 Arbeitsbereichen zur Verfügung, von Modell JS- 250-GP mit einem Radius von 250 mm bis Modell JS-750-GP mit einem Radius von 750 mm.

Die Ausführungen JS-250-GP bis JS- 550-GP sind standardmäßig mit einem Z-Achsenhub von 150 mm, die Ausführungen JS-650-GP und JS- 750-GP mit einem Z-Achsenhub von 200 mm und alle sind mit einer vierten R-Achse mit +/- 360° ausgerüstet. [...]

Roland Keck (GLT Gesellschaft für Löttechnik mbH)

Dichtungen sind in den meisten Baugruppen ein elementarer Bestandteil, der die Funktion und die Sicherheit der gesamten Einheit gewährleistet. Die Einzelteile wurden bisher meistens ohne Dichtung geliefert und der Kunde musste zur Komplettierung bei vielen Bauteilen Dichtungen einlegen, aufstecken, aufkleben... mechanisch fügen je nach Anwendung. Dabei mussten die geometrischen, physikalischen und chemischen Möglichkeiten und Beständigkeiten der Dichtungen mit den Erfordernissen des Bauteils in Übereinstimmung gebracht werden. Es kamen Stanzdichtungen, Rundschnurdichtungen, O-Ringe, Flachdichtungen,... aus verschiedensten Grundmaterialien zum Einsatz. [...]

Frank Schuhmann (Polyprocess GmbH)

Der wichtigste wachstumsregulierende Faktor in der Natur ist das Licht. Was sich dahinter verbirgt hat für so manche technologische Revolution gesorgt. Das Wachsenlassen mit Licht nehmen sich die generativen Technologien zum Vorbild.

Licht eignet sich neben dem Polymerisieren organischer Substanzen auch für das strukturierte Wachstum von anorganischen Strukturen. Damit liefert Licht ein ideales und kostengünstiges Werkzeug für die Produktion.

Bei der Produktion von MEMS brauchen wir die Fähigkeit, organisch und anorganische Substanzen sowie mit Ihren unterschiedlichen Eigenschaften, auf kleinstem Raum zusammenzufügen. Mechanische, elektrische, optische, chemische und biologische Funktionen lassen sich mit Licht aus einem flüssigen oder gasförmigen Aggregatzustand nanometer genau ihrer Funktion entsprechend zusammenfügen. [...]

Dipl.-Ing. Reiner Götzen, Andrea Reinhardt (MicroTec Gesellschaft für Mikrotechnologie mbH)

Die horizontalen MAPLAN-Gummispritzgießmaschinen bestechen durch die kompakte ergonomische Bauweise. Der Schaltschrank wurde seitlich in die Maschine integriert. Die Holme sind quadratisch angeordnet und bieten sowohl von vorne als auch von oben optimale Zugänglichkeit für Formeinbau und Formreinigung.

Als Spritzeinheit kommt die MAPLAN FIFO-Gummispritzeinheit zum Einsatz, welche nach dem bewährten First-In/First-Out-Prinzip arbeitet. Das zuerst plastifizierte Material wird auch zuerst eingespritzt. Ein konstantes L/D-Verhältnis garantiert die homogene Mischungsaufbereitung. Die Verweilzeit in der Einspritzkammer kann exakt den Anforderungen des Compounds angepasst werden. Die extrem kurz ausgelegte Düse verursacht nahezu keine Druckminderung, der gesamte spezifische Einspritzdruck steht also auch noch in der Form zur Verfügung. Außerdem wird die Düse permanent gekühlt. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass diese Düse nicht abgehoben werden muss und auch keine Leckagen in diesen Trennebenen ermöglicht werden. Die verfahrenstechnisch optimale Auslegung dieser Gummispritzeinheit garantiert exakte Dosiergenauigkeit und perfekte Reproduzierbarkeit. [...]

Ing. Günter Zwinz (MAPLAN Maschinen u. techn. Anlagen Planungs- u. Fertigungs- GmbH)
Dynamische Dichtungen / Tribologie:

Ringkolbenpumpen der Firma Blackmer benötigen aufgrund ihrer innovativen Konstruktion keine Gleitringdichtungen und sind auch ohne Magnetkupplungen hermetisch. Sie erweisen sich deshalb als die Lösung zur Förderung von abrasiven Medien, wie z.B. Additive für die PVC-Produktion.

Für den Transfer der Additivschmelze von den Reaktoren zu den Pastillier-Anlagen verwendete bisher die Baerlocher GmbH herkömmliche Verdrängerpumpen mit Gleitringdichtungen bzw. Stopfbuchspackungen.

Die sehr abrasiven und viskosen Baeropan-Schmelzen TX und SMS (2-10 Pa s) werden bei einer Temperatur von 135°C und einem Druck von 2-9 bar im 3-Schichtbetrieb gefördert. Diese Prozessbedingungen machten den dynamischen Dichtungen der Pumpen schwer zu schaffen. Die Folge waren häufige Ausfälle und notwendige Dichtungswechsel mit den bekannten negativen Auswirkungen, wie Produktionsstopps und hohe Instandhaltungskosten. [...]

Dipl.-Ing. Rudolf Voland (Blackmer S.A.S.)

Keramische Dichtscheiben sind in Sanitär- und Küchenarmaturen sowie in Wasserhähnen seit vielen Jahren die erste Wahl, wenn es um Langlebigkeit und Bedienungskomfort geht. CERA SYSTEM ist Lieferant von keramischen Dichtscheiben für Europas führende Sanitärarmaturenhersteller.

Da das Unternehmen ebenfalls keramisch ausgekleidete Industriearmaturen liefert, lag es nahe, auch keramisch dichtende Schieber für industrielle Dosier- und Regelaufgaben zu entwickeln. Somit können zwei Kernkompetenzen gebündelt werden: die Erfahrungen in der millionenfachen Herstellung keramischer Dichtscheiben zusammen mit dem Know-how keramisch dichtender Industriearmaturen. [...]

Dipl.-Ing. Stefan Nitzsche, Dipl.-Ing. Heinz Albert (Cera System Verschleißschutz GmbH)

Betriebssicher und kostensparend rühren und mischen mit patentierten, genormten und standardisierten Wellenlippendichtungen. Mehr dazu…

Anlagenverfügbarkeit, Betriebssicherheit und Umweltschutz nehmen aktuell in der Industrie in den neu strukturierten Produktionsabläufen einen hohen Stellenwert ein. Die Anforderungen hinsichtlich optimaler Auslastung von Maschinen und Anlagen-Aggregaten, werden immer höher angesetzt. Störungen von Rührern und Mischern während eines Produktionsprozesses, verursachen sehr schnell hohe Verlustzahlen. Es ist oft sogar unvermeidlich, dass ganze Anlagen deshalb heruntergefahren werden müssen. Durch Stillstand und Ausfall von Maschinen und Armaturen entstehen den Industrieländern enorme volkswirtschaftliche Schäden mit jährlichen Milliardenverlusten des Bruttosozialproduktes. Die Dichtungstechnik ist ein wichtiger Baustein. Deshalb ist die Optimierung dieser Technik unerlässlich für störungsfreie und wartungsarme Produktionsabläufe, insbesondere auch wegen weiterhin immer stärker reduziertem Fachpersonal. [...]

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

In Anlagen der (petro-) chemischen, der energieerzeugenden Industrie und anderen Bereichen der Technik, werden zahlreiche Ventile, Schieber und sonstige Armaturen zur Trennung von verschiedenen Systembereichen bzw. zur Regelung der Durchflussmenge eingesetzt. Die ordnungsgemäße Funktion dieser Komponenten spielt eine entscheidende Rolle für die Betriebssicherheit, Verfügbarkeit und Wirtschaftlichkeit solcher Anlagen.

Für die Abdichtung beweglicher Spindeln in der Deckel- bzw. Gehäusedurchführung werden sogenannte „Stopfbuchsen“ mit Stopfbuchspackungen verwendet. Von den wichtigsten Dichtverbindungen in der Anlagentechnik entfällt ein Anteil von rund 60% auf Flanschverbindungen und 40% auf Stopfbuchsabdichtungen; andererseits stammen etwa 70% der gesamten Emissionen aus Spindelabdichtungen von Armaturen. Ein erhöhtes Umweltbewusstsein verlangt die Begrenzung dieser Emissionen.

Die ordnungsgemäße Funktion einer Armatur stellt einerseits die Dichtheit nach außen, d.h. die Einhaltung einer zulässigen Leckagerate (z.B. nach TA Luft [2] und VDI 2440) der Stopfbuchspackung sicher. Andererseits ist auch die innere Dichtheit, d.h. die Beweglichkeit der Ventilspindel und damit die Regel- und Schließfunktion gewährleistet. Aus dieser Sicht heraus gibt es zwei konträre Randbedingungen für die Stopfbuchsabdichtung, einerseits die Forderung nach einer möglichst hohen radialen Flächenpressung für eine geringe Leckagerate; andererseits sind die Reibkräfte zwischen Spindel und Packung, und damit auch die radiale Flächenpressung, für die geforderte Beweglichkeit der Spindel auf das notwendige Minimum zu beschränken – dies auch zur Minderung des Verschleißes der Spindel bzw. der Packung. [...]

Dipl.-Ing. Rolf Hahn, Dr.-Ing. Hans Kockelmann, Dipl.-Ing. Werner Ottens (Universität Stuttgart Staatliche Materialprüfungsanstalt (MPA))

Im Rahmen des Forschungsvorhabens wurden Prüfeinrichtungen zur Untersuchung des Langzeitverhaltens von Stopfbuchspackungen unter realen Betriebsbedingungen konzipiert und realisiert. Diese Vorrichtungen weisen alle erforderlichen Merkmale für die Simulation des realen Einsatzes unter hoher Temperatur und realen Medien (Wasser und Dampf) auf:

• kontrollierte Vorspannung

• Änderung der Steifigkeit der spannenden Teile

• Erfassung der Schraubenkraft • kontinuierliche Bewegung der Spindel

• Erfassung von Hubweg und Spindelkraft

• Heizung

• Konditionierung des Mediums (Wasserchemie, Temperatur, Druck).

Mit diesen Prüfeinrichtungen wurde der Einfluss aller wesentlichen Einflussgrößen auf das Langzeitverhalten (Änderung der Vorspannung, der Spindelkraft und des Abdichtverhaltens) unterschiedlicher Packungen, auf der Basis von flexiblem Graphit und geflochtenem PTFE sowie spezieller Sonderpackungen, untersucht. [...]

Dr.-Ing. Hans Kockelmann (Universität Stuttgart Staatliche Materialprüfungsanstalt (MPA))

Der Querschnitt der Trapez-Pack® Stopfbuchspackung der Firma ProPack, ist anders als bei herkömmlichen Packungen nicht quadratisch, sondern trapezoid ausgelegt.

Davon ausgehend, dass sich eine quadratische Packung bei der Montage, die eine Biegung um die Welle erfordert, im Querschnitt trapezoid verformt, geht man hier den umgekehrten Weg. Der Querschnitt des Trapezes verformt sich im eingebauten Zustand zum Quadrat. [...]

Peter Wicklmayr (Aesseal Deutschland AG)

EFC- und EF1C- Dichtungen sind außenliegende Gleitringdichtungen, konstruiert für kritische Anwendungen an rotierenden Einheiten, bei korrosiven metallangreifenden Medien.

Bei diesen Dichtungen werden gegenüber den Standarddichtungen nur die hochwertigsten Materialen, hinsichtlich chemischer Beständigkeit verwendet. [...]

Cristina Colombo (Fluiten Deutschland GmbH)

„Die optimale Abdichtung zwischen Verschluss und Stange, ist für Hänchen der Schlüssel zur Qualität“, so fasst es der geschäftsführende Gesellschafter von Hänchen Hydraulik, Hartmut Hänchen zusammen. „Unser Technologievorsprung in diesem Bereich ist die Grundlage dafür, dass wir beispielsweise seit 35 Jahren am Betriebsfestigkeits-Test aller Airbus-Modelle, einschließlich des aktuellen A380, beteiligt sind.“

Schon in der Grundausführung ist die Kolbenstangenführung eines Hydraulik-Zylinders mit einem speziellen Kunststoff beschichtet. Ein zusätzlicher druckloser Lecköl-Anschluss mit abschließender Lecköl-Dichtung, ermöglicht trotz dieser reibungsarmen Dichtungspaarungen eine praktisch leckagefreie Konstruktion mit minimaler Stick-Slip-Neigung. In den letzten Jahren dehnte das Unternehmen ein Konstruktionsmerkmal auf alle Katalog-Zylinder aus: Bei den meisten Katalog-Zylindern wird eine Kunststoff-Führung aufgespritzt und nachbearbeitet. Damit ist auch eine gewisse Aufnahme-Fähigkeit für Seitenkräfte gegeben. [...]

Jörg Beyer (Herbert Hänchen GmbH & Co. KG)

Die Anwendungsbereiche, die sich daraus ergebenden Anforderungen an das Hydrauliksystem und die eingesetzten Dichtungen, sind entsprechend sehr breit gefächert. Sie reichen von so genannten „Standardanwendungen“ mit „mittleren“ Anforderungen an Druck, Temperatur und Medienverträglichkeit, bis hin zu Anwendungen mit extremen Randbedingungen. Selbstverständlich ist die Dichtheit – nicht nur dem Namen nach – das zunächst wichtigste Funktionsmerkmal der eingesetzten Dichtungen. Nicht minder wichtig sind geringer Verschleiß und hohe Lebensdauer. Je nach Anwendung spielt auch die Reibung besonders im Anfahrmoment eines Zylinders eine wichtige Rolle. Die Definition und Kommunikation der Begriffe Dichtheit und Leckage spielt eine entscheidende Rolle, zumal die Sensibilität nicht zuletzt durch neue gesetzliche Anforderungen im Umweltbereich gestiegen ist. Dichtheit, auch bei tieferen Temperaturen, ist ein immer wichtiger werdendes Thema. Für die Dichtsysteme bedeutet dies, dass sie immer leistungsfähiger werden müssen. Als Dichtsystem bezeichnet man die ganzheitliche Betrachtung von einer oder mehreren hintereinander angeordneten Dichtungen, unter Berücksichtigung von Abstreifer und Führung. Das zu erreichende Ziel ist, einen translatorisch betriebenen Zylinder nach außen abzudichten, keine Verschmutzung nach innen zuzulassen und Querkräfte aufzunehmen. In der Hydraulik haben sich verschiedenste Dichtsysteme aus unterschiedlichen Werkstoffen herauskristallisiert und im jeweiligen Anwendungsbereich vielfach bewährt. In der Mobilhydraulik werden Dichtungen und Dichtsysteme aus Polyurethan (TPU), aufgrund der sehr guten Materialeigenschaften, wie hoher Verschleißwiderstand und sehr gute Extrusionsfestigkeit eingesetzt. [...]

Otmar Braun, Dr. Edgar Freitag, Dr. Jürgen Hieber, Richard Schenk (Merkel Freudenberg Fluidtechnic GmbH)

Membranen finden heute in weiten Teilen des täglichen Lebens Anwendung. Sei es in der Industrie zur Aufbereitung von Prozessströmen, in der Umwelttechnik zur Senkung von Emissionen oder auch in der Gesundheit zur Erhaltung lebenswichtiger Funktionen. Der Beitrag bietet einerseits eine Übersicht über die gängigen Materialien und die daraus gefertigten Membranen, andererseits eine Übersicht über die Modularten, die für den technischen Einsatz verwendet werden. Dabei werden ausgewählte Beispiele von Anwendungsgebieten der Membrantechnik, wie die Wasseraufbereitung, die Gastrennung und der Einsatz in der Brennstoffzelle, dargestellt. Die Einflussgrößen in der Membrantechnik werden vorgestellt. [...]

Dr. Nico Scharnagl (GKSS-Forschungszentrum Geesthacht GmbH)

Während früher zur Abdichtung von Kurbelwellen in Kfz-Motoren einzelne Radialwellendichtringe verwendet wurden, erfolgte in den letzten Jahren ein Wandel hin zu sogenannten „Dichtsystemen“ (IOS® – Integrated Oil Seal, geschütztes Warenzeichen der KACO für eine Kombination aus Wellendichtring und Flansch bzw. IOSS® – Integrated Oil Seal with Sensor, Dichtsystem mit integriertem Sensor und Geberrad). Bei diesen Dichtsystemen bilden ein Flansch und der Radialwellendichtring eine Einheit. Für den Kunden entfällt damit das Einpressen des Wellendichtringes in das Trägerteil, das komplette Dichtsystem kann ohne zusätzlichen Aufwand direkt an den Motorblock angeschraubt werden. Das bisher für den Flansch verwendete Aluminium kann durch einen hochtemperaturbeständigen Kunststoff oder Blech als Trägerteil ersetzt werden, womit eine Gewichtseinsparung ermöglicht wird.

Außerdem vollzieht sich derzeit ein deutlicher Trend weg von der Elastomer-Dichtlippe hin zu einer thermisch und chemisch beständigeren Dichtlippe aus PTFE-Werkstoffen. Hierbei muss die PTFE-Scheibe dauerhaft mit dem Gehäuse bzw. dem Trägerteil verbunden werden. Diese Anbindung war bisher nur durch ein Anätzen der PTFE-Oberfläche, mit Hilfe eines sehr umweltbelastenden, chemischen Prozesses, möglich. Erstmals ist es gelungen, ein umweltfreundliches Alternativ-Verfahren zu entwickeln, mit dem sich die PTFE-Scheibe dauerhaft sicher anbinden lässt. [...]

Herbert Gust (KACO GmbH & Co. KG Dichtungswerke)

Thermoplastische Dichtungswerkstoffe, wie Polytetrafluorethylen (PTFE), zeigen in einachsigen, isothermen Werkstoffuntersuchungen typische Charakteristika viskoplastischen Materialverhaltens.

Im vorliegenden Beitrag werden die im Experiment beobachteten Phänomene der Geschwindigkeitsabhängigkeit, der Relaxation, der bleibenden Verformung und der Zug-DruckAsymmetrie, mit dem endochronen, viskoplastischen KBS-Materialmodell beschrieben. Diese Materialmodellierung wird anhand eines rheologischen Modells motiviert. Im Unterschied zu früheren im Bereich der Dichtungstechnik verwendeten Ansätzen, ist dieses Modell geeignet, Zug- und Druckversuche mit anschließender Spannungsrelaxation unter Berücksichtigung der ZugDruck-Asymmetrie mit einer geringen Anzahl von Werkstoff-parametern wiederzugeben. [...]

Dr. Dipl.-Ing. Thomas Kletschkowski (Helmut-Schmidt-Universität Universität d. Bundeswehr Hamburg)
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