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Fachmagazin DICHT!

DICHT! Ausgabe 4.2010

Jahresabonnement Fachmagazin DICHT! im Inland (4 Ausgaben):

Preis:
ab € 43,30
ISSN:
1863-4699

Fachartikel:

Kommentar:

Begibt man sich auf die Suche nach Dichtungslösungen, kann man schnell den Eindruck gewinnen, dass heute fast kein Weg mehr an einem Flüssigdichtsystem vorbeiführt. Das liegt vielleicht auch daran, dass die unbestreitbaren Vorteile dieser Dichtungssysteme professionell und konsequent vermarktet werden. Dabei ist es spannend zu beobachten, wie sich diese Dichtsysteme für immer weitere Einsatzbereiche empfehlen. Doch auch diese Systeme haben – wie alle anderen Dichtsysteme auch – Grenzen, die ein Anwender bei der Wahl der Dichtungslösung berücksichtigen sollte. Dies sind z.B. Anwendungen, bei denen mit hohen Drücken aggressive Medien abgedichtet werden müssen. Ebenso dürften die Flüssigsysteme schnell an ihre Grenzen kommen, wenn Dampfdichtigkeit gefordert wird. Derzeit werden nur Polyurethan, Silikon und Acryl in solchen Systemen verwendet, sodass sich auch aus den Werkstoffen Einschränkungen ergeben.  Ein anderes Beispiel sind chemische Anlagenbauer. Es ist nicht zu erwarten, dass Unternehmen, die sehr viele unterschiedliche Dichtungstypen in mannigfachen Werkstoffen benötigen, diese Systeme anwenden. Unabdingbar ist daher auch eine wirtschaftlich sinnvolle Losgröße. Man kann davon ausgehen, dass bei einem Bedarf von ca. 3.000 Dichtungen im Jahr zur Abdichtung z.B. eines Schaltgehäuses ein solches System nicht in wirtschaftlich sinnvoller Konkurrenz zu Rundschnüren steht, die derzeit häufig zum Einsatz kommen. Eine mögliche Lösung wäre die Nutzung der vielen Dienstleistungsunternehmen, die solche Lösungen in Lohnarbeit anbieten. Aber die Frage ist dann, ob die notwendige Logistik wirtschaftlich sinnvoll ist? [...]

Karl-Friedrich Berger (ISGATEC GmbH)
Werkstoffe:

Bei Neuentwicklungen von dynamischen Dichtungen auf Basis von PTFE-Compounds ist in jedem Fall ein branchenspezifisches  Produktdesign zu empfehlen, da die Rahmenbedingungen grundsätzlich verschieden sind.

Im Automobilbereich werden vor allem kostengünstige Systemlösungen mit hoher Zuverlässigkeit gefordert, die über die gesamte Lebensdauer des Fahrzeuges störungsfrei funktionieren. Während noch vor zwanzig Jahren 2.000 Betriebsstunden die typische Lebensdauer eines Autos darstellten, sind es heute schon 6.000 Stunden und mehr. Gleichzeitig steigen die spezifischen Anforderungen an die Bauteile: höhere Temperaturen entstehen immer dort, wo mehr Leistung auf kleinerem Raum geräuschisoliert untergebracht werden muss. Höhere Drücke in der Kraftstoffzuführung sind geeignet, Verbrennungsvorgänge noch optimaler ablaufen zu lassen und längere Laufleistungen bei höherer Drehzahl treiben die Lebenswegstrecken dynamisch beanspruchter Dichtungen zu ständig neuen Rekorden. [...]

>> Teil 2

Dipl.-Ing. Katja Widmann, Dr. Michael Schlipf (ElringKlinger Kunststofftechnik GmbH)

Glasscheiben und beschichtete Polycarbonatscheiben finden vielerorts einen großen und wachsenden Einsatzbereich. Ränder und Verbindungs- punkte in der jeweiligen Bauteilgruppe sind besondere Problemstellen hinsichtlich Abdichtung und Dämpfung und besonders zu behandeln. Mit einem neu entwickelten Material können die Scheiben jetzt ohne Vorbehandlung umspritzt werden.

Glasscheiben und beschichtete Polycarbonatscheiben kommen im Automobilbereich, der Luftfahrt und Sicherheitstechnik im großen Umfang zum Einsatz – mit wachsender Tendenz. Allerdings werden, z.B. im Automobilbereich, die im normalen Fahrbetrieb auftretenden Vibrationen, Stöße oder Erschütterungen zumindest teilweise auf diese Verscheibungen übertragen. Ränder und Verbindungspunkte, z.B. zur Karosserie in der jeweiligen Bauteilgruppe, sind daher besonders kritische Bereiche hinsichtlich Abdichtung und Dämpfung. Bei Verwendung von großflächigen Glasscheiben übernehmen meist Gummi-, PVC- oder Polyurethan-Dichtprofile die Funktion der Ab- dichtung bzw. Dämpfung. In jüngster Zeit werden zunehmend auch Werkstoffe aus der Familie der thermoplastischen Elastomere (TPE) eingesetzt. [...]

Dr.-Ing. Martin Bastian, Dr.-Ing. Karsten Kretschmer, Dr. Bernhard Ulmer (Süddeutsches Kunststoff-Zentrum), Dieter Krüger, Dr. Dagmar Koppler (Allod Werkstoff GmbH & Co KG), Manuela Gehringer, Anton Schweiger (Schweiger GmbH & Co. KG)

Keramik-Schiebersysteme werden standardmäßig dort eingesetzt, wo feststoffbelastete Medien zu dosieren sind oder Elastomerdichtungen versagen. Bei keramikgerechter Auslegung der Schiebersysteme erhält man effektive und kostengünstige Prozesslösungen, die 2K/4K-Materialien schnell und präzise dosieren können.

Das Prinzip der Dosierarmaturen ist einfach: Polierte Keramikscheiben liegen aufeinander und werden so verschoben, dass Durchlassöffnungen für die jeweiligen Fördermedien freigegeben oder verschlossen werden. Je nach Auslegung der keramischen Regelscheibe kann man die Komfortzone, Änderung des Temperaturgradienten und des Volumenstromes beeinflussen. Gewöhnlicherweise werden zwei bis drei Scheibensysteme zum Regeln und Dosieren von Medien verwendet. Die polierten Scheibenoberflächen sind standardmäßig eben, sodass keine Flüssigkeiten zwischen den Scheiben entweichen können. Technologisch können heute Ebenheiten (< 0,3 µm) in  Serie bearbeitet werden, die eine Dichtheit sogar für Gase sicherstellen. Durch exakt ausgesuchte Bearbeitungsparameter werden geringe Betätigungskräfte bei gleich zeitiger Dichtheit sichergestellt. Die Keramikscheiben können linear bewegt, gegeneinander gedreht oder auch Kombinationen von beiden Bewegungen ausführen. Ein großer Vorteil der Keramikscheiben ist die Möglichkeit, diese mit hoher Präzision wirtschaftlich zu fertigen. Die Dichtscheiben werden dabei im Axialpressverfahren hergestellt, dem wirtschaftlichsten Fertigungsverfahren in der Keramikfertigung. Bei diesem Herstellungsprozess lassen sich kundenspezifische Durchlässe bzw. Kanäle individuell gestalten. [...]

Heinz Albert, Christian Keilbar (CERA SYSTEM)

Die Verwendung von Einzelstoffen und deren Verarbeitung zu Werkstoffen hat Vor- und Nachteile. auf der einen Seite erhöht sie die Flexibilität bei der Entwicklung von Werkstoffen, auf der anderen Seite müssen die Lasten der Entwicklung  – technisch wie ökonomisch – vom Verarbeiter getragen werden. Durch verbesserte Informationen, die die chemische Natur, den Aufbau und die Eigenschaften des Stoffes detaillierter beschreiben, als es heute der Fall ist, würden die Verarbeiter wesentlich entlastet. Nicht zuletzt wird durch den offeneren Umgang und die vertrauensvollere Zusammenarbeit miteinander auch die Bindung zueinander gestärkt.

Die gummiverarbeitende Industrie ist, im Gegensatz zu den Thermoplast-Verarbeitern, vorwiegend durch den Bezug von Einzelstoffen geprägt, die in einem Folgeschritt in einen Werkstoff umgewandelt werden.  Wechselwirkungen der Einzelstoffe mit dem zweiten Prozessschritt „Mischen und Erzeugung eines Werkstoffes“ und dem dritten Prozessschritt „Umformen bzw. Herstellen eines Erzeugnisses“ können vom Lieferant des Einzelstoffes nicht überschaut werden. Andererseits kann der Hersteller von Gummierzeugnissen seine Prozesse nur dann beherrschen, wenn vertiefte Stoffkenntnis vorhanden ist. Dazu werden vor allem Informationen über die eingesetzten Stoffe benötigt. Diese müssen vom Lieferanten zur Verfügung gestellt werden oder mit dem Verarbeiter erarbeitet werden. Diese Stoffkenntnisse dienen dem Abschätzen von chemischen und/oder physikalischen Wechselwirkungen. Sie erlauben, die Auswirkungen der Konstitution und der Veränderungen (Variation) des Einzelstoffes auf die Verarbeitung und die Lebensdauer des Erzeugnisses zu erkennen und – falls erforderlich – erfolgreich zu bearbeiten. [...]

Dr. Hans-Joachim Graf (Woco GmbH & Co. KG)
Statische Dichtungen:

Die Anforderungen an Dichtstoffe, die mit Lebensmitteln in Berührung kommen, sind hoch – Tendenz steigend. Für die weit verbreiteten Deckelabdichtungen wurden vor diesem Hintergrund neue Dichtstoffe entwickelt, die hinsichtlich ihrer Eigenschaften schon auf die Anforderungen von morgen vorgreifen.

In kaum einer anderen Branche hat die Qualität der Produkte bzw. ihrer Produktion einen solchen Einfluss auf jedermann wie  in der Lebensmittelindustrie. Denn nahezu jeder kommt mit den Produkten in Berührung – und zwar täglich. Niemand möchte sich beim Verzehr eines Lebensmittels Sorgen über sein körperliches Wohlbefinden machen müssen. Deshalb wird in der Lebensmittelbranche die Forderung nach Reinheit und Sauberkeit groß geschrieben, und zwar in allen Bereichen – ob in der Erzeugung, Weiterverarbeitung, in der Abfüllung oder der Verpackung. Das betrifft auch die Auswahl lebensmittelechter Dichtwerkstoffe, die mit dem Lebensmittel direkt in Berührung kommen. Diese finden sich nicht nur in Flanschen, Pumpen, Dosierkolben, Armaturen, Behältern etc. von Produktionsanlagen, sondern auch in Verpackungsmaterialien, wobei Verpackung als „alle alltäglichen Gegenstände, die mit Lebensmitteln in Berührung kommen“, definiert ist – ob als „Getränkeflasche, Weinfass oder Wasserschlauch eines Getränkeautomaten“. [...]

ACTEGA GmbH (!Wir: Kommunikation und Unternehmensberatung GmbH)
Dynamische Dichtungen:

Die störungsfreie Förderung von Polymerdispersionen (Latex) ist im Hinblick auf den Einsatz von Gleitringdichtungen in Pumpen und Reaktoren eine große technische Herausforderung. Denn Polymerdispersionen sind thermodynamisch nicht stabil und koagulieren, d.h., dass sich einzelne Polymerpartikel zu kompakten Gebilden zusammenlagern, die in kurzer Zeit zum Prozessstillstand führen. Ein neues Dichtungskonzept  – im direkten Dialog mit dem Anwender erarbeitet – bietet eine wirtschaftliche und technisch nachhaltige Lösung.

Latex ist eine Dispersion von winzigen Polymerpartikeln in Wasser – eine milchige Flüssigkeit, die zu etwa 50 Gewichtsprozent aus Wasser besteht. Der Durchmesser der Latexteilchen liegt im Bereich von Zehntausendstel-Millimetern. Ihr Kern aus Polymeren ist von einer polaren Hülle umgeben, die mit dem Wasser in Wechselwirkung tritt und so die Dispersion stabilisiert. Die synthetischen Polymerdispersionen werden durch Polymerisation von Monomeren in einer wässrigen Phase in einem Reaktor gewonnen.

Gleitringdichtungen werden zur Abdichtung von Pumpen in allen Prozessstufen bei der Dispersionsherstellung eingesetzt – in der Einsatzstoffversorgung, Polymerisation, Dispersionsaufarbeitung und dem Fertigprodukttanklager. Je nach Prozessstufe werden die Pumpen diskontinuierlich oder kontinuierlich betrieben. [...]

Ellen Klier (EagleBurgmann Germany GmbH & Co. KG)
Flüssigdichtungen:

Mit einer neuen Mold-in-Place-Dichtungstechnologie wurde ein Verfahren entwickelt, das speziell auf die Bedürfnisse der Automobilindustrie zugeschnitten ist. Das Verfahren zum anspritzen von flüssigen Hochleistungsdichtungen, die unter Licht aushärten, ermöglicht die Integration von Dichtungen direkt auf dem Bauteil.

Maschinell dosierte Flüssigdichtungen spielen im modernen Fahrzeugbau eine wichtige Rolle. Ihren Erfolg verdanken sie wirtschaftlichen und technischen Vorzügen sowie innovativen Materialien. Direkt aufgetragen beweisen sie u.a. im Antriebsstrang von Fahrzeugen ihre hohe Leistungsfähigkeit. Bislang wurden die mechanischen Baugruppen hier vielfach nach dem bewährten Formed-in-Place-Verfahren (FIP) abgedichtet. Dabei wird die Dichtungsmasse im flüssigen Zustand direkt auf die Bauteilfläche aufgetragen und beide Teile im Anschluss zusammengefügt. Mit der neuen Loctite Mold-in-Place-Dichtungstechnologie (MIP) hat Henkel jetzt ein neues Applikationsverfahren entwickelt, das noch besser auf den Bedarf der Automobilindustrie zugeschnitten ist und dessen Vorzüge sich vor allem in erheblichen Kosteneinsparungen und erhöhter Produktionsflexibilität ausdrücken. Die neue Dichtungstechnologie kombiniert den Einsatz eines hochentwickelten Spezialdichtstoffs mit einem bislang einzigartigen Verarbeitungsprozess, der die Integration von Dichtungen direkt auf dem Bauteil ermöglicht. [...]

Dipl.-Ing. Wolfgang Mayer (Henkel AG & Co. KGaA)
Klebetechnik:

Klebstoffe und Kleblösungen dringen heute in immer neue Anwendungsfelder vor und übernehmen dabei die unterschiedlichsten Funktionen – bis hin zur Abdichtung. Dabei sind die recht unterschiedlichen Marktanforderungen aus den verschiedenen Branchen ein zentraler Treiber. Die Entwicklung ist noch längst nicht zu Ende, viele Lösungen stehen aber schon zur Verfügung.

„Die Problematik der universellen Abdichtung bzw. Resistenz gegenüber Witterung und Industriemedien ist eine der zentralen Herausforderungen der aktuellen Klebstoffforschung.“ –  Wilhelm Kopp, Vertriebsleiter, GLUETEC Industrieklebstoffe GmbH & Co. KG

„Die jeweiligen Einsatzschwerpunkte der Klebstofflösungen geben sehr unterschiedliche Entwicklungsparameter vor.“ –  Dr. Jürgen Klingen, Hauptabteilungsleiter Forschung und Entwicklung der 3M Deutschland GmbH

„Nicht für alle Kundenanforderungen gibt es derzeit eine Klebstofflösung. um diese zu finden und den Klebstoffauftrag effektiv in die Produktionsprozesse zu integrieren, ist ein enger Dialog mit den Kunden notwendig.“ – Rainer Dörfler, Produktmanager, DELO Industrie Klebstoffe

„Angesichts des Kostendruckes in der Industrie geht der Trend ganz klar zu immer schnelleren Lösungen, die die Produktivität und Wirtschaftlichkeit von Produktionsabläufen erhöhen. Elastische Kleb-/Dichtstoffe werden in der Elektronikindustrie vermehrt Gehäuse ersetzen und in der Solarindustrie die Effizienz von Modulen durch bessere Dichtigkeit steigern.“ – Robert Ignatzek, Technologie Manager Dichtstoffe, Henkel AG & Co. KGaA

„Immer mehr mechanische Verbindungen werden durch multifunktionale Klebeband-Lösungen ersetzt und die Bauteile des Anwenders direkt beim Klebebandhersteller selbstklebend ausgerüstet.“ –  Peter Gämmerler, Geschäftsführer, Biolink GmbH [...]

Wilhelm Kopp (GLUETEC Industrieklebstoffe GmbH & Co. KG), Dr. Jürgen Klingen (3M Deutschland GmbH), Rainer Dörfler (DELO Industrie Klebstoffe), Robert Ignatzek (Henkel AG & Co. KGaA), Peter Gämmerler (Biolink GmbH)
Be- und Verarbeitung:

Die Mehrkomponententechnik setzt seit vielen Jahren immer wieder neue Impulse in der Verarbeitung von Kunststoffen. höherwertige Teile, Funktionsintegration und Stückkostensenkung sind die Schlagworte, die die Technik immer wieder neu beflügeln. Wertschöpfung ist das zentrale Thema dieser Technik.

An den Hochpreisstandorten Europas mit hohen Qualitätsansprüchen bietet die Mehrkomponententechnik (MK) zahlreiche Antworten in punkto Kundenorientierung und für die Herausforderungen der Zukunft. Im Fokus stehen dazu drei Ansatzpunkte für die Verantwortlichen in der Produktion: Praxisgerechte Werkzeugtechnik, hochwertige und flexible Maschinentechnik und sinnvolle Verfahrens- und Materialkombinationen. Der europäische Werkzeugbau macht große Fortschritte bei seinen Angeboten für die MK-Praxis. Werkzeugpioniere und -experten der Mehrkomponententechnik vernetzen zunehmend Wissen von Verfahrensoptionen, Materialkombinationen und Methoden der Werkzeugkonstruktion. Ziel ist es praxisgerechte Formen anzubieten, die hinsichtlich Verfügbarkeit, Stückkosten und funktionaler Wertigkeit, klassischen 1K-Werkzeugen überlegen sind. Für den Verarbeiter ein wichtiger Impuls zur Wertschöpfung und Wettbewerbsabgrenzung. [...]

Dipl.-Ing. (FH) Jörg Wittgrebe (Billion Kunststofftechnik GmbH)
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