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Fachmagazin DICHT!

Fachartikel:

Kommentar:

Es ist unübersehbar. Die Zeiten haben sich massiv verändert – täglich flattern Schreiben mit Preiserhöhungen ins Haus und die Lieferzeiten erreichen die Schmerzgrenze. Bis Anfang 2006 hatte der Einkauf beste Chancen, jede Preiserhöhung von Lieferanten abzulehnen, da die Wirtschaft stagnierte.

Seit Mitte 2006 haben sich aber die Kosten, z.B. für Rohöl, von ehemals 60 $ pro Barrel auf ca. 120 $ pro Barrel verdoppelt. Indien und China haben – dank ihrer sehr starken Marktnachfrage – die Preise für Metalle und andere Rohstoffe stark ansteigen lassen. Und ein Ende dieser Preisexplosion ist nicht erkennbar. [...]

Karl-Friedrich Berger (ISGATEC GmbH)
Werkstoffe:

Von allen modernen Kraftfahrzeugen gehen elektromagnetische Interferenzen (EMi) aus. Zwar gibt es auch andere Quellen der EMi (z.B. Hochspannungsleitungen und Mobilfunkantennen), doch sind die Quellen in einem Kraftfahrzeug, z.B. Relais, Magnetspulen, Zündanlagen u.v.a. normalerweise deutlich stärker. Wirksame Abschirmungen werden im Fahrzeugbau immer wichtiger, da die Fahrzeughersteller immer mehr Elektronik einbauen. Eine EMV-Abschirmung beruht dabei neben elektronischen Maßnahmen auf der angepassten Dichtungstechnik.

Standardprüfungen wie ISO 7637 oder SAE J1113 und J551 können typische Einschaltstöße in Fahrzeugen messen. Das Ausmaß kann einige hundert V/m erreichen, weshalb viele Fahrzeughersteller Strahlungsmesspegel von bis zu 200 V/m angeben. Dazu muss man wissen, dass die typische Störsicherheit vieler handelsüblicher elektronischer Geräte bei etwa 2 V/m liegt. Deshalb benötigen die meisten elektronischen Anlagen gewöhnlich einen erhöhten Schutz, um unter den rauen Bedingungen in Kraftfahrzeugen zu funktionieren. Die Fahrzeuginsassen und ihre Wechselwirkungen mit dem Innenraum erzeugen zudem elektrostatische Entladungen (ESD) – eine weitere Ursache elektromagnetischer Beeinflussung. Solche Entladungen können elektromagnetische Strahlung erzeugen, die bei Kopplung mit anderen Quellen oder mit Energie, die direkt in ein Gerät eingeleitet wird, Schaden verursachen kann. Elektrostatische Entladungen mit (Überschlag-)Spannungen bis 15 kV sind keine Seltenheit. Zum Schutz gegen Ausfälle aufgrund solcher Entladungen werden Abschirmungen sowohl gegen strahlende als auch leitungsgeführte Störungen benötigt. Überlegungen zum Design auf Systemebene sind ebenfalls sehr wichtig, da eine Ladung sich an einem Bauteil, z.B. einem Abdeckrahmen, entladen kann und dann in einem anderen Bauteil die Elektronik beschädigt. Digitale Pulse bestehen aus vielen Oberwellen und Komponenten. Leiterplatten strahlen Frequenzen ab und die Emissionspegel werden normalerweise in Abständen von 1, 3 oder 10 m gemessen. Somit können die Störpegel, die auf Bauteile in nur wenigen Zentimetern Entfernung wirken, noch höher sein, als die Messdaten angeben. Bei Annäherung einer EMi-Quelle wächst die elektromagnetische Feldstärke mit 1/r2 des Abstandes. [...]

Blain Bateman (Laird Technologies GmbH)

Elastomere sind mit ihrem Eigenschaftsprofil ein idealer Werkstoff für Dichtungen. Leider ist aber in diesem Eigenschaften-Portfolio auch eine hohe Reibung enthalten, die bei Montage und Funktion zu Problemen führen kann. Dazu zählen Störungen im Montageprozess und/oder Ausfälle, die durch Teile entstehen, die während des Montageprozesses beschädigt wurden. Der Einsatz von Schmierstoffen auf Dichtungen kann dies verhindern – eine interessante, da kostengünstige Lösung sind allerdings auch reibungsreduzierende Beschichtungen.
Um reibungsbedingte Störungen von Dichtungen zu vermeiden, werden häufig Schmierstoffe auf die Dichtelemente, Umbauteile oder Montageanlagen aufgetragen. Dadurch wird zwar die Reibung erheblich reduziert, es ergeben sich jedoch andere Nachteile. Die Dichtelemente verkleben und führen zu weiteren Störungen der Montageeinrichtung. Auch können Anlagen, Bauteile, Mitarbeiter und Umgebung durch die Schmiermittel verschmutzt werden. Alternativ werden Schmierstoffe deshalb in die Elastomermischung integriert. Dadurch wird aber das Eigenschaftenprofil u.U. nachteilig beeinflusst und die Kosten für die Spezialmischungen sind relativ hoch. [...]

Rolf Schönberger (OVE Plasmatec GmbH)
Statische Dichtungen:

Gestanzte Dichtungen aus Grafit-Expandat-Folien sind schon lange am Markt eingeführt. Sie weisen hinsichtlich ihrer Temperaturbeständigkeit und chemischen Beständigkeit interessante Eigenschaften auf. Trotzdem sind ihre Anwendungen aufgrund ihrer Zerbrechlichkeit und der begrenzten Rückfederung, die öfters für Anwendungen bei höheren Temperaturen nicht ausreicht, begrenzt geblieben. Eine neue reine Grafit-Expandat-Dichtung zeigt hier interessante Perspektiven.

Die Reinheit des Grafits und die Qualität des Expandats sind als Ausgangsmaterial ein entscheidendes Qualitätskriterium für diese Dichtungen. Eine hohe Reinheit ist erforderlich, um Korrosion zu vermeiden. Die zugelassenen Grenzwerte liegen für Chlor bei 30 ppm und für Schwefel bei 100 ppm; der Aschegehalt muss unter 2% liegen. Bei der Weiterentwicklung dieser Dichtung war es das Ziel, dass die Dichtungen gute mechanische Eigenschaften haben, druck- und temperaturbeständig sind und sich leicht stanzen lassen. Darüber hinaus sollten sowohl die chemische Beständigkeit als auch die Korrosionsbeständigkeit genau so gut sein wie bei einer hochreinen Expandat-Platte, die speziell gegen Korrosion behandelt wurde. Um diese Ziele zu erreichen, wurde das Prinzip einer mit mehreren Schichten dünner Metallfolien verstärkten Dichtung auf Basis eines hochreinen und gegen Korrosion geschützten Expandat, gewählt.

Dabei wurden eigens für diese Folien sehr feine und stabile Spikes entwickelt. Ergänzend entwickelte man ein sehr dünnes Spießblech mit 50 μm Dicke – was bedeutet, dass die fertiggestellte Folie elastisch und geschmeidig ist und leicht gestanzt werden kann. Bei den Spikes wurden Durchmesser und Gewinde weiterentwickelt, um die mechanische Widerstandsfähigkeit, Dichtheit und Haftung des Grafits auf dem Metall zu optimieren. Auch wurde hier – im Gegensatz zu teilweise auf dem Markt befindlichen Produkten – kein Klebstoff eingesetzt. [...]

Cyril X. Latty, Thierry Ledauphin (LATTY international S.A.)
Dynamische Dichtungen:

Hitze und Trockenheit im Sommer, regen im Frühjahr und Herbst. Landmaschinen sind nicht nur jedem Wetter ausgesetzt, sie kämpfen auch gegen Staub und schwere Böden, Steine, Unebenheiten und aggressive Pflanzensäfte. ob Bodenbearbeitung, Aussaat oder Ernte – die Einsatzbedingungen von landwirtschaftlichen Geräten sind rau. Sie setzen den Maschinen heftig zu und stellen höchste Anforderungen an die Lagerdichtungen.

Damit die Landmaschinen zuverlässig und wirtschaftlich arbeiten, spielen die Lagerungen und insbesondere deren Dichtungen eine entscheidende Rolle. Die Aufgabe der Dichtungen ist es, einerseits das hochwertige Lagerfett im Lagerinneren zu halten, andererseits ausreichend Schutz vor Feuchtigkeit und Schmutz zu bieten. Hierfür wurde ein breites Angebot an Lagerungen und Dichtungen entwickelt, die je nach Einsatzbedingung auf den individuellen Anwendungsfall zugeschnitten werden und unter den anspruchsvollen Bedingungen der Landwirtschaft eine lange und zuverlässige Gebrauchsdauer der Maschinen ermöglichen. Zuverlässigkeit spielt in der Landtechnik eine zentrale Rolle, da die Maschinen saisonal stark beansprucht werden und zu bestimmten Zeiten voll funktionstüchtig sein müssen – ein Mähdrescher, der in der Erntezeit auch nur für Stunden aufgrund einer defekten Dichtung ausfällt, bringt u.U. erhebliche finanzielle Ausfälle für den Landwirt mit sich. [...]

Markus Spohn (Schaeffler KG)

Bei Langhub- und Sonderhydraulikzylindern verursacht unvermeidliches Schleppöl unter ungünstigen Einsatzbedingungen einen Druckanstieg im Zwischenraum von Primär- und Sekundärdichtung des Stangendichtsystems. Die patentierten Stangendichtungen Omegat OMS-MR PR und Omegat OMS-S PR waren der erste Schritt zu einer Problemlösung, da die integrierte Druckentlastungsfunktion automatisch den gefährlichen Druckanstieg verhindert. Der neu entwickelte Schleppöl- und Volumenkompensator unterstützt die Druckentlastungsfunktion der Omegat Primärdichtungen und verbessert damit die Betriebssicherheit hochbeanspruchter Hydrauliksysteme.

Beim Ausfahren der Stange aus dem Zylinder muss das Dichtsystem das Hydraulikmedium halten und einen Großteil des mitgeschleppten Öls abstreifen. Um den Druckaufbau im Zylinder und die Abstreiffunktion zu ermöglichen, besteht ein Dichtsystem üblicherweise aus Primärdichtung für den Druckaufbau, Sekundärdichtung für die Schleppölrückförderung, Führungsbändern gegen metallisches Anlaufen und Doppelabstreifer an der Stirnseite des Zylinders zum Schutz vor Schmutz und zum Restölabstreifen. Systembedingt schleppt die ausfahrende Stange Öl unter der Primärdichtung aus. Dies ist unverzichtbar, um die Schmierung der Dichtkanten zu realisieren.

Ein optimiertes Dichtsystem ist dabei so aufgebaut, dass beim Einfahren der Stange der mitgeschleppte Ölfilm unter den Dichtungen hindurch in das Hydrauliksystem zurückgefördert wird. Primär- und Sekundärdichtung sind so ausgelegt, dass sie neben einer guten Dichtwirkung auch ein hohes Rückfördervermögen besitzen. Die bewährte Primärdichtung Merkel Omegat OMS-S-PR 1 muss als Hauptarbeitsdichtung hoch belastbar sein. Sie ist deshalb aus einem speziellen PTFE-Compound gefertigt. Dieser Dichtungswerkstoff zeichnet sich durch sehr hohe Verschleißfestigkeit, niedrige Reibung sowie hervorragende Formstabilität und damit Extrusionsfestigkeit aus. [...]

Bernd Baas und Frank Steep (Simrit)
Dichtungstechnik Allgemein:

Die Anforderungen an die Dichtungs- und Klebetechnik wachsen beständig – das geht auch am technischen Handel nicht spurlos vorbei. DICHT! befragte technische Händler nach den zentralen aktuellen Marktanforderungen und mit welcher strategischen Ausrichtung sie sich auf diese Anforderungen einstellen. Dabei wird deutlich, dass der Wandel vom technischen Händler zum technischen Dienstleister mit einer großen Funktionsausweitung und viel Know-how verbunden ist. Know-how, das die Anwender wiederum erfolgreich für ihre Produkte einsetzen können.

„Wir setzen auf Anwendungsberatung, Qualität der Werkstoffe und schnelle sowie flexible Fertigung.” – Günter Rhodius, Geschäftsleitung technische Produktbereiche der Sahlberg GmbH & Co. KG

„Die Wertschöpfung für den Kunden liegt in der individuellen Lösungsfindung und der systematischen Begleitung durch alle Produktphasen.“ – Jürgen Millich, Abteilungsleiter Dicht- & Klebetechnik REIFF technische Produkte GmbH

„Im technischen Handel macht Know-how den Unterschied – dabei erfordert die Deckung des technischen Bedarfs Spezialisten.“ – Thomas Knauf, Leiter der Eriks GmbH, Division Dichtungstechnik

„Wir betrachten es als unsere Kernaufgabe, die globalen Herausforderungen unserer Kunden frühzeitig zu erkennen, um dann gemeinsam optimale Dichtungslösungen zu entwickeln.“ – Levent Kosumdok, Chief Marketing Officer, Angst+Pfister Group

Günter Rhodius (Sahlberg GmbH & Co. KG), Jürgen Millich (REIFF Technische Produkte GmbH), Thomas Knauf (Eriks GmbH), Levent Kosumdok (Angst+Pfister Group),

Ständig steigende Ansprüche an Dichtungssysteme in nahezu allen Industriebereichen stellen die Zulieferindustrie vor die Aufgabe, für zukünftige Aufträge Abdichtungslösungen zu suchen, die immer höhere Anforderungen erfüllen müssen. Dabei geht der Trend schon länger eindeutig weg von Universallösungen hin zu einer steigenden Anzahl von spezialisierten Dichtungslösungen, die auf immer mehr Verfahren beruhen.

Bei der Vielzahl von Verfahren und Anwendungen ist die Auswahl des geeigneten Dichtungssystems kein leichtes Unterfangen und erfordert einiges Expertenwissen. Einen ersten Überblick und Entscheidungshilfen bietet die nachfolgende Übersicht über die gängigen Dichtungssysteme, ihre Funktion sowie ihre Stärken und Schwächen im Vergleich.

Die offenzelligen Systeme werden i.d.R. nur dort eingesetzt, wo eine geringe Staubdichtigkeit, eventuell Spritzwasserdichtigkeit, gefordert wird. Mit ihnen ist es möglich, bei geringen Verbaukräften große Toleranzen auszugleichen. Hierzu gehören beispielsweise Schnittschaumbänder als Staubabdichtung. In 1 wird deutlich sichtbar, dass sich ein offenzelliger Schaum in sich komprimieren lässt und dabei keine übermäßige Ausdehnung des Materials erfolgt. [...]

Dr. Sigismund von Ceumern, Catarina Loewenthal (Sonderhoff GmbH)
Klebetechnik:

Die Klebetechnik ist auf dem Vormarsch und setzt sich in verschiedenen Anwendungsbereichen immer mehr durch – auch unter dem Aspekt der Abdichtung. Doch Vorsicht – die klassischen Fügetechniken werden auch weiterhin Bestand haben. Es kommt auf die jeweilige Anwendung an. Experten zeigen, wo sich die Klebetechnik bereits durchgesetzt hat.

„Der Siegeszug der Klebetechnologie ist nicht mehr aufzuhalten, auch wenn die „klassischen“ Fügetechnologien weiterhin Bestand haben werden“ – Dr. Manfred Pröbster, Technischer Direktor, Henkel AG & Co. KGaA

„Vieles spricht für die Klebetechnik – immer mehr Bauteile lassen sich nicht mehr mit alternativen Verfahren fügen und es gibt zunehmend Werkstoffe, die nicht geschweißt werden können.  Daneben ergänzen sich verschiedene Fügetechniken wie Kleben und Schrauben gut.“ – Christian Walther, Vertriebsleiter Deutschland, DELO Industrie Klebstoffe

„Geklebte Verbindungen übernehmen vielfach auch direkt Dichtfunktionen.“ – Andrea Paul, DVSEWF-European Adhesive Engineer, Fraunhofer-institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung (iFAM) [...]

Dr. Manfred Pröbster (Henkel AG & Co. KGaA), Christian Walther (DELO Industrie Klebstoffe), Andrea Paul (Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung)
Mess- und Prüftechnik:

Höchste Produktqualität ist der wesentliche Faktor für hohe Kundenzufriedenheit und Kundenbindung. Vor diesem Hintergrund helfen auf Bildverarbeitung basierende Inspektionslösungen Herstellern von Gummi-, Elastomer- und Plastikprodukten, ihre Produktion zu optimieren und einen gleichbleibenden Qualitätslevel zu gewährleisten. Leistungsstarke und innovative Unternehmen haben längst erkannt, dass automatische Inspektion vor allem dann hilft den Ertrag zu maximieren, wenn die Prüfergebnisse reproduzierbar sind und sich der Pseudo-Ausschuss minimiert.

Die hohen Standards in Industrien, wie z.B. der Medizintechnik und der Automobilindustrie erfordern von den Zulieferern eine immer höhere Zuverlässigkeit in der Qualität ihrer Dichtungen. Um diese sicherzustellen, hat sich die automatische maschinelle Prüfung in den letzten Jahren gegenüber der manuellen Kontrolle immer mehr durchgesetzt.

Bei der maschinellen Kontrolle ist das Größenspektrum der prüfbaren Teile zwar kleiner als für die manuelle Prüfung – jedoch bieten automatische Prüfsysteme im geeigneten Teilespektrum eine Reihe von Vorteilen. Das Hauptargument der maschinellen Prüfung ist das objektive und jederzeit bei Gegenkontrollen reproduzierbare Prüfergebnis. So ist es möglich, Statistiken und Historien oder die Errechnung von kritischen Prozessfaktoren auf Abruf automatisch zu erstellen. Bei manuellen Qualitätskontrollen können Ergebnisse – aufgrund unterschiedlicher Prüfer, Messungenauigkeiten oder einfach durch den subjektiven Faktor beim Prüfen – unterschiedlich ausfallen. [...]

Sandra Pohlan (Basler Vision Technologies AG)

Prüfstände sind derzeit in der Industrie das Mittel der Wahl, wenn es um die Gesamtbeurteilung von Produkten geht. Das gilt auch für die Überprüfung von Dichtungen im Hochdruckbereich. Steigende Anforderungen an die Dichtungsprüfung z.B. im Automotivebereich erfordern dabei auch immer mehr Kreativität, Flexibilität und Sicherheit in der Entwicklung, Prüfung und Kontrolle von Prüfständen – ein Beispiel aus der Praxis.

Heute sind viele Fahrzeuge mit Kraftstoffeinspritzanlagen ausgestattet. Diese Systeme sorgen für mehr Leistung bei niedrigerem Kraftstoffverbrauch. Durch diesen geringeren Kraftstoffverbrauch und durch bessere Verbrennung werden weniger schädliche Stoffe ausgestoßen. Aufgrund der globalen Erwärmung, hohen Kraftstoffpreisen und strikten Umweltmaßstäben werden immer strengere Richtlinien an die maximal zulässige Menge schädlichen Ausstoßes bei Verbrennungsmotoren gesetzt. Damit steigen die Anforderungen an Motoren, die auch unter extremen Bedingungen problemlos funktionieren müssen. Zu diesen Bedingungen zählen ein hoher Einspritzdruck, aber auch die hohe Einspritzfrequenz. Die Automobilhersteller experimentieren auch viel mit alternativen Kraftstoffgemischen, sodass der Prüfstand auch für diese Situationen gewappnet sein muss. [...]

Ing. Sander Besseling, Dr. rer. nat. Zoltán Nagy (GDO B.V.)
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