Multifunktionale Dichtungen

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Bärbel Schäfer

Bärbel Schäfer
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Weitere Fachartikel aus DICHTUNGSTECHNIK JAHRBUCH 2014:

Trends & Dienstleistungen:

Die Dichtungs-, Klebe- und Elastomertechnik hat für viele Branchen eine systemrelevante Bedeutung. Die Themen über alle Branchen und Lösungsansätze werden immer komplexer. ISGATEC befragte Experten zu Trends, ihren Einschätzungen und Themen, die sie beschäftigen. Dabei gibt es eine Reihe interessanter Ergebnisse – eines vorweg: Mit 430 Experten haben sich fast doppelt so viele beteiligt wie im letzten Jahr – und das obwohl sich die Anzahl der Fragen fast verdoppelt hat. [...]

Sandra Kiefer (ISGATEC GmbH), Karl-Friedrich Berger (ISGATEC GmbH), Holger Best (ISGATEC GmbH)

Wo früher in zeitintensiven Untersuchungen Bauteile zur Qualitätssicherung zerstört werden mussten, steht heute mit der Computertomographie (CT) eine effiziente und zerstörungsfreie Untersuchungsmethode zur Verfügung. Sie basiert auf der rechnergestützten Auswertung einer Vielzahl von Röntgenaufnahmen zur Erzeugung eines dreidimensionalen Bauteilmodells. Eine zusätzliche Nutzung des Computertomographen als herkömmliches Röntgengerät ist dabei weiterhin möglich. [...]

Dr.-Ing. Rainer Weiß (Freudenberg Forschungsdienste SE & Co. KG), Dr.-Ing. Sebastian Kühn (Freudenberg Forschungsdienste SE & Co. KG), Dipl.-Ing. Frank Schultz (Freudenberg Forschungsdienste SE & Co. KG), Dipl.-Ing. Eberhard Bock (Freudenberg Sealing Technologies GmbH & Co. KG)

Numerische Simulationen sind heute aus der Entwicklung neuer Produkte und Verbesserung bereits vorhandener Produkte nicht mehr wegzudenken. Im Hinblick auf eine Optimierung des allgemeinen Produktdesigns und eine bessere Unterstützung der Kunden kommen Finite-Elemente-Tools zum Einsatz, die in eigenen Forschungseinrichtungen entwickelt wurden. [...]

Andrea Bacchetto (SKF Engineering & Research Centre), Alex X. Paykin (SKF Sealing Solutions GmbH)

Die situationsbedingte Kombination des Blickes in eine Anlage mit jeweils relevanten Anlagendaten – Augmented Reality bietet im industriellen Einsatz eine Reihe neuer Perspektiven. Im Fokus stehen dabei der Schutz von Investitionen, der Umwelt und von Mitarbeitern. [...]

Jürgen Kneidinger MBA (Augmensys GmbH)

Gemessen an den Kosten einer Gesamtkonstruktion sind die Kosten der eingesetzten Dichtungen meist von untergeordneter Bedeutung. Als Standardbauteil wahrgenommen, erfahren sie in der Entwicklungsphase oft wenig Aufmerksamkeit. Im deutlichen Gegensatz hierzu stehen die Kosten, die mit dem Ausfall oder der Fehlfunktion einer Dichtung verbunden sein können. Die Simulation von Dichtungen bietet hier interessante Perspektiven. [...]

Dipl.-Ing. Rainer Rauch (Raiser Engineering GmbH & Co. KG)
Basics der Dichtungstechnik:

Dichtungen sind wichtige Bauteile aller technischen Systeme – von Autos genauso wie von Küchenmaschinen, Raumfähren, Fahrradventilen, Kern- und Windkraftwerken, Wasserhähnen, Werkzeugmaschinen oder verfahrenstechnischen Anlagen. Trotzdem werden sie in der Forschung, der Lehre und allzu oft auch in der Praxis sträflich vernachlässigt. Ob dies aus Nachlässigkeit oder fehlendem Wissen geschieht, sei dahingestellt. Fakt ist – gleichgültig ob Entwickler, Konstrukteur, Fertiger, Monteur, Betreiber, Instandhalter, Einkäufer oder Qualitätssicherer – ohne fundiertes dichtungstechnisches Grundwissen geht es nicht. Die nachfolgenden Ausführungen sind eine Fortführung des Beitrages im DICHTUNGSTECHNIK JAHRBUCH 2013 und bauen auf den Ausführungen auf. [...]

Professor Dr.-Ing. habil. Werner Haas (Institut für Maschinenelemente (IMA) der Universität Stuttgart)
Werkstoffe:

Aufgrund ihrer einfachen und zuverlässigen Anwendung werden Elastomere für viele Dichtungsaufgaben eingesetzt. In vielen Anwendungsbereichen, wie z.B. Verkehr, Luftfahrt und Verfahrenstechnik, können während des Einsatzes tiefe Temperaturen auftreten, bei denen die Funktionsfähigkeit der Dichtung erhalten bleiben muss. Daher ist die Untersuchung des Verhaltens von Elastomerdichtungen bei tiefen Temperaturen wichtig, um ihren Temperatureinsatzbereich nach unten abzugrenzen und dadurch einen verlässlichen Betrieb zu sichern. Ziel dieser Arbeit ist es, den sicheren Einschluss von gefährlichen Gütern unter verschiedenen Umgebungsbedingungen und über lange Zeiten zu ermöglichen bzw. die Materialauswahl entsprechend zu steuern. [...]

Dr.-Ing. Matthias Jaunich (BAM Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung), Dipl.-Ing. (FH) Ulrich Probst (BAM Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung), Sebastian Schulz (BAM Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung), Dr. rer. nat. Dietmar Wolf (BAM Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung), Dr. rer. nat. habil. Wolfgang Stark (BAM Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung)

Als Ergebnis intensiver Forschung und Entwicklung in der Dichtungstechnik steht für fertigungs- und prozesstechnische Anwendungen ein breites Spektrum unterschiedlicher Dichtungswerkstoffe zur Verfügung, deren chemische und physikalische Eigenschaften exakt definiert sind und deren Profile optimal zu den erforderlichen Einsatzzwecken passen. [...]

Dipl.-Ing. (FH) Thomas Deigner (SKF Economos Deutschland GmbH)

Oft gewünscht und oft in Frage gestellt – die Universaldichtung. Die Universaldichtung wird es wohl nicht geben. Mit seinen Reibungs- und Verschleißfestigkeitswerten ist ein neuer für Hydraulikdichtungen speziell entwickelter Hightech-PTFE Werkstoff in einem großen Temperatur-, Druck- und Geschwindigkeitsbereich – und damit für ein breites Anwendungsspektrum universell – einsetzbar. [...]

M. Sc. Claudia Effmert (REIFF Technische Produkte GmbH)

Pumpen-Verschleißteile aus Kunststoff-Verbundwerkstoffen können dazu beitragen, dass Dichtungen und Lager länger halten, sich die Pumpen Nutzungsdauer verlängert und der Energieverbrauch sinkt. [...]

Henrik Schmidt (DuPont)

TPE-Werkstoffe stehen besonders in sensiblen und hoch regulierten Märkten – wie etwa bei Lebensmittelverpackungen, in der Kosmetik, Pharmazie und Medizintechnik – hoch im Kurs, denn sie sind in der Lage, den vielfältigen Anforderungen, die es hier aufgrund einer Fülle von Gesetzesvorschriften, Regulierungen und Vorgaben einzuhalten gilt, gerecht zu werden. Hier geht es um Minimierung des Migrationspotenzials, um Biokompatibilität, um Verbraucher- und Patientenschutz, um Sterilisationsfähigkeit, um nur einige der einzuhaltenden Voraussetzungen zu nennen. Intensive Studien haben die Eignung der heute anspruchsvollen und ausgereiften TPE-Rezepturen für den Lebensmittelkontakt nach Richtlinien der EU und FDA sowie die Unbedenklichkeit im Kontakt mit dem Körper nach ISO 10993 und USP nachgewiesen. [...]

Dennis Siepmann (ACTEGA DS), Charles Weyhausen (ACTEGA DS)

Über Biokunststoffe wird schon viel gesprochen, der Einsatz im Bereich der Dichtungstechnik ist aber noch überschaubar. Dennoch haben sie ein erhebliches Potenzial, das zukünftig mehr und mehr genutzt werden muss, auch wenn dabei noch verschiedene grundsätzliche Fragen zu klären sind. [...]

B. Sc. André Bitzer

Im chemischen Anlagenbau hat sich das Hochleistungspolymer Polytetrafluorethylen (PTFE) als Werkstoff bewährt und zwar sowohl in Standard Einstellung als auch in chemisch modifizierter Form. Durch Erfahrungen mit sehr unterschiedlicher Lebensdauer, aber auch durch die Analyse von Schadensfällen, ist klar geworden, dass es nicht ausreicht, Einzelfaktoren getrennt zu betrachten, sondern dass nur durch das Zusammenwirken von Werkstoffeigenschaften, Herstellungsverfahren und den Bedingungen im Betrieb die Voraussetzungen geschaffen werden können, die zu einer langen Lebensdauer bzw. zur Vermeidung von Schadensfällen führen. Die Kenntnis des Zusammenwirkens dieser Faktoren ist wichtig, um die Möglichkeiten zur signifikanten Lebensdauerverlängerung und zur Vermeidung von Schadensfällen zu nutzen. [...]

Dr. Michael Schlipf (FPS GmbH)
Statische Dichtungen / Formteile:

Dass Milliarden von O-Ringen, die jedes Jahr verbaut werden, problemlos funktionieren und das bei kontinuierlich sinkenden Beschaffungspreisen, ist sicherlich kein Zufall. Allerdings darf auch nicht übersehen werden, dass der Schaden durch ausgefallene O-Ringe vermutlich die gesamten Beschaffungskosten bei weitem übertrifft. Das heißt, dass viele Anwender noch lange nicht den für sie kostengünstigsten Umgang mit O-Ringen gefunden haben. Dabei haben sich die Randbedingungen für die Anwender erheblich verbessert. Das Motto „besser und billiger“ kann auch zukünftig für den Einsatz von O-Ringen gelten. Konkrete Beispiele zeigen, wo und wie dies durch Normung, neue Werkstoffentwicklungen und neue Dienstleistungen umgesetzt werden kann. [...]

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

Bauteile noch einfacher, schneller, montagesicherer und kostengünstiger miteinander zu verbinden, war das Entwicklungsziel einer neuen multifunktionalen Steckverbindung. Der Vorteil dieser Elastomer-Verbundteile ist die Möglichkeit zur individuellen Auslegung an die jeweilige Verbindungsstelle und die dort auftretenden Belastungen bzw. geforderten Funktionen. [...]

Carsten Hartmann (Freudenberg Sealing Technologies GmbH & Co. KG) , Jim Hoffman (Freudenberg Sealing Technologies GmbH & Co. KG), Markus Clemens (Freudenberg Sealing Technologies GmbH & Co. KG)

Elastomere eignen sich nur unter besonderen Voraussetzungen für eine Lagerung. Diese für dynamische Dichtungen (O-Ringe, Radialwelldichtringe usw.) bekannte Tatsache setzt sich erst seit relativ kurzer Zeit auch als Erkenntnis für elastomergebundene Faserwerkstoffe durch. Diese Dichtwerkstoffe haben Anteile an Elastomeren von ca. 20 – 30%, je nach Hersteller. Einige Hersteller geben Informationen zur Lagerfähigkeit heraus. Da diese Informationen je nach Hersteller stark variieren, ist in dieser technischen Information der Stand der Normung zusammengefasst. Es ist auffällig, dass relativ wenig Informationen zur zum Teil drastischen Verkürzung der Lagerfähigkeit bei unsachgemäßer Lagerung genannt werden. [...]

Peter Thomsen (Lannewehr + Thomsen GmbH & Co. KG)

Zur stetigen Verbesserung der Qualität, Senkung der diffusen Emissionen und der damit einhergehenden Optimierung der Dichtverbindung wird ein hoher Aufwand betrieben. Seitens der Dichtungshersteller werden in z.T. wochenlanger Arbeit Dichtungskennwerte ermittelt, die für Berechnungen nach neuesten Normen erforderlich sind. Seitens der  Betreiber wird immer mehr Aufwand in die Qualifizierung des Montagepersonals investiert, um die Fehlerquellen durch den „Faktor Mensch“ zu minimieren. Die vorliegende  Untersuchung liefert einen detaillierten Einblick auf die Auswirkungen von nicht ordnungsgemäß gereinigten Dichtflächen auf die Performance im Flansch. Soviel sei vorweggenommen: Ohne sorgfältige Entfernung alter Dichtungsreste spiegeln die im Labor ermittelten Dichtungskennwerte nicht mehr die Realität wider – es stellen sich z.T. deutlich höhere Leckageraten ein. [...]

Dipl.-Ing. Marco Schildknecht (Frenzelit Werke GmbH)

In Deutschland werden in Transport- und Lagerbehältern (TLB) Wärmeentwickelnde radioaktive Abfälle gegenwärtig über einen Zeitraum von bis zu 40 Jahren zwischengelagert. Aufgrund der Situation der noch nicht abgeschlossenen Endlagersuche werden hier möglicherweise Verlängerungen in Betracht zu ziehen sein. Im Deckeldichtsystem der TLB werden i.d.R. Metalldichtungen vom Typ Helicoflex® eines französischen Herstellers verwendet, die aus einem innen liegenden Spiralfederkern und zwei Ummantelungen bestehen. Die Ermittlung der Fließ- und Relaxationseigenschaften der Dichtungskomponenten über den vorgesehenen langen Betriebszeitraum sind vor dem Hintergrund des Erhalts eines geforderten hohen Dichtniveaus ein wichtiger Untersuchungsgegenstand. Die Eignung dieses Dichtungstyps ist seit etlichen Jahren u.a. durch vorlaufende Langzeituntersuchungen im statischen Zustand sowie durch Prüfungen an Modell- und Originalbehältern unter Simulation von Unfallbedingungen erprobt und nachgewiesen worden. Bei den hier beschriebenen Untersuchungen handelt es sich um die Erlangung zusätzlicher Erkenntnisse hinsichtlich der Sicherheitsreserven von Dichtungen in Bezug auf den Verlust ihrer Dichtwirkung bei axialer Bewegung des Deckelsystems bzw. Aufweitung der Nutgeometrie [1, 2]. [...]

Dipl.-Ing. Ulrich Probst (BAM Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung), Sebastian Schulz (BAM Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung), Dr.-Ing. Matthias Jaunich (BAM Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung), Dr.-Ing. Dietmar Wolff (BAM Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung), Dr.-Ing. Holger Völzke (BAM Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung)

Eine neue aseptische Unterlegscheibe setzt neue Reinheits-Standards in der Dichtungstechnik der Lebensmittel-, Getränke-, chemischen sowie pharmazeutischen Industrie. Für diese spezielle Unterlegscheibe wurde die totraumfreie Schraubstelle realisiert. [...]

Jürgen Stein (NovoNox Inox Components), Dr. Till Riehm (Freudenberg Process Seals GmbH & Co. KG)

Mit dem Begriff Dichtung bringt man meist einfache runde, ovale oder rahmenartige Fertigteile aus Faserstoffen oder Elastomeren in handlichen Abmessungen in Verbindung. In dieser Form sind sie geläufig und jeder hat sie schon einmal gesehen. Interessant wird es, wenn die Anforderung an eine Dichtung von den geläufigen abweichen. Diese Abweichungen können sich z.B. auf besondere Anforderungen an das Material, aber auch auf die Form und Größe der Dichtung beziehen. Speziell filigrane Dichtungen faszinieren in Form, Fertigung und Anwendung. [...]

Stephan Eifler (Theodor Winkel GmbH)
Dynamische Dichtsysteme / Tribologie:

Der Radial-Wellendichtring (RWDR) ist ein in der Praxis häufig eingesetztes Bauteil und findet überall dort Anwendung, wo das Austreten von Schmierstoff an Durchtrittsstellen von Wellen und Achsen verhindert werden soll. Die Anwendungsgebiete sind sehr vielfältig und reichen vom Kraftfahrzeugbau, wo sie vor allem zur Abdichtung von Motoren, Getrieben und Lagern verwendet werden, über Haushaltsgeräte bis hin zur Raumfahrt. Die Gegenlauffläche ist dabei ein zentraler Bestandteil des gesamten Dichtsystems. Diese beeinflusst neben der Dichtgüte vor allem auch die Reibung. Aufgrund des sehr engen Dichtspaltes und der komplexen Wechselwirkungen kann die Reibung in der Praxis aber nur vage abgeschätzt werden. Somit sind auch nur begrenzte Aussagen über den Schmierungszustand möglich. [...]

Dipl.-Ing. Steffen Jung (Robert Bosch GmbH), Professor Dr.-Ing. habil. Werner Haas (Institut für Maschinenelemente (IMA) der Universität Stuttgart)

Energieeffizienz und Nachhaltigkeit sind heute wichtige Randbedingungen in der Technik. Dadurch gelangen dem konstruktiven Leichtbau und dem Einsatz von innovativen Multi-Materialsystemen bei der Produktentwicklung große Bedeutung zu. Für eine serientaugliche Umsetzung von Verbund-Leichtbauweisen bedarf es teilweise noch der Entwicklung, so z.B. bei Dichtsystemen in Verbundbauweise. Eine erfolgreiche Realisierung des Konzepts erscheint jedoch aussichtsreich und verspricht hohe Innovationspotenziale, wie am Beispiel einer Hydraulikpumpe erkennbar ist. [...]

Professor Dr.-Ing. Achim Frick (Hochschule Aalen – Technik und Wirtschaft, Kunststofftechnik), Dipl.-Ing. (FH) Michael Borm (Hochschule Aalen – Technik und Wirtschaft, Kunststofftechnik), B. Eng Jan Kolodziej (Hochschule Aalen – Technik und Wirtschaft, Kunststofftechnik)

Multiphasenpumpen für die Erdölförderung sind echte Multitalente. Zuverlässig pumpen sie Gemische von Rohöl, Formationswasser und Erdgas – und das in unterschiedlichster Konzentration und Zusammensetzung. Zu den sensiblen Bauteilen der Pumpen gehören die Gleitringdichtungen. Sie sind i.d.R. mit aufwändigen Spül- und Schmiersystemen ausgerüstet, damit sie trotz Multiphasengemisch störsicher funktionieren. Probleme wie Überhitzung durch Trockenlauf oder Erosion der Gleitflächen durch abrasive Stoffe lassen sich so beherrschen. Dass es auch einfacher geht, zeigen diamantbeschichtete Gleitringdichtungen für Booster-Pumpen, die unter Extrembedingungen im Panacocha Ölfeld im Amazonasgebiet von Ecuador zum Einsatz kommen. [...]

Andreas Goldschmidt (EagleBurgmann Germany GmbH & Co. KG), Tobias Gürtler (EagleBurgmann Germany GmbH & Co. KG)

Die Funktionsfähigkeit von Dichtflächen wird im entscheidenden Maße von der Geometrie eines Bauteiles und von der Interaktion der Oberfläche mit einem Gegenstück oder einem Dichtmedium bestimmt. Ein tribologisches System, z.B. einer Radialwellendichtung >>1, wird von den geometrischen Eigenschaften des Bauteiles, von der Lage der Bauteile zueinander, dem Maß der Bauteile und der Gestalt beeinflusst. Das Zusammenspiel der verschiedenen Komponenten und Medien ist Voraussetzung für die Erfüllung der Dichtfunktion. Der Schwerpunkt der Untersuchungen ist seit vielen Jahren die Bewertung geometrischer Eigenschaften zur Funktionsbeschreibung. Die Ausführungen beschränken sich deshalb ausschließlich auf die Bewertung der geometrischen Eigenschaften von Bauteilen zur Bewertung der Dichtfunktion an Zylindern. [...]

Dr.-Ing. Marco Gerlach (Technische Universität Chemnitz, Fakultät für Maschinenbau, Professur für Fertigungsmesstechnik), Dr.-Ing. Sophie Gröger (Technische Universität Chemnitz, Fakultät für Maschinenbau, Professur für Fertigungsmesstechnik), Dipl.-Ing. Saskia Schiefer (Technische Universität Chemnitz, Fakultät für Maschinenbau, Professur für Fertigungsmesstechnik)

Günstiges Reibungsverhalten sowie eine hohe Verschleißfestigkeit sind Eigenschaften, die bei der Leistungssteigerung und Entwicklung neuer Produkte in vielen Bereichen des Maschinen- und Fahrzeugbaus eine zunehmend wichtige Rolle spielen. Aus gutem Grund – schließlich beeinflussen diese Faktoren maßgeblich die Standzeiten von Maschinen und Anlagen und besitzen somit eine signifikante wirtschaftliche Bedeutung. Die tribologische Optimierung von Systemen erfordert eine Berücksichtigung von vielfältigen Einflüssen und setzt deshalb fundierte Kenntnisse der Materie voraus. Entsprechend eindrucksvoll sind die Verbesserungen, die sich mit geeigneten Schmierstoffen und Dichtungen erzielen lassen. [...]

Dipl.-Wirtsch.Ing. Klaus Findling (Findling Wälzlager GmbH)

Polymere Materialien erobern kontinuierlich neue Anwendungsgebiete. Durch geeignete Modifizierung und Veredelung lassen sich deren Eigenschaften stark variieren. Das Resultat einer funktionellen Additivierung der Grundwerkstoffe erweitert immer häufiger zuvor existierende Einsatzgrenzen. Dies gilt auch für den Einsatz von Thermoplasten in Dichtungs- und Lagerkomponenten. Für eine erfolgreiche Entwicklung ist neben materialspezifischem Know-how und methodischem Vorgehen auch die Verifizierung durch geeignete Messtechnik notwendig. Für polymere Gleitlager sind das vor allem anwendungsspezifische tribologische Prüfungen. [...]

Dipl.-Ing. (FH) Michael Schmitt (SKZ - Das Kunststoff-Zentrum), Dr. Benjamin Baudrit (SKZ - Das Kunststoff-Zentrum), Dipl.-Phys. Thomas Hochrein (SKZ - Das Kunststoff-Zentrum), Dipl.-Ing. Christoph Kugler (SKZ - Das Kunststoff-Zentrum)

In der Rührtechnik ist die Abdichtung einer drehenden Rührwelle im Durchgang durch eine Behälterwand die prinzipielle Dichtungsaufgabe. Abhängig von den Einsatzbedingungen – Druck, Temperatur, Drehzahl usw. – kommen unterschiedliche Dichtprinzipien zum Einsatz. Die Gleitringdichtungstechnik bietet gegenüber anderen Dichtprinzipien viele Vorteile – insbesondere dann, wenn gefährliche oder explosive Stoffe gerührt werden, ist der Einsatz einer Gleitringdichtung nahezu zwingend. [...]

Dipl.-Ing. (Univ.) Hannes Schneider (EKATO SYSTEMS GmbH)

Bei berührungslosen Dichtungen kommen immer mehr solche mit elektrorheologischen und magnetischen Flüssigkeiten zum Einsatz. Neue Untersuchungen zeigen, dass magnetorheologische Flüssigkeiten in diesem Bereich und bei bestimmten Einsatzbedingungen eine interessante Alternative zu ferromagnetischen Flüssigkeiten sind. Darüber hinaus sind sie deutlich billiger. [...]

Dr.-Ing Wlodzimierz Ochonski (AGH Wissenschaftlich-Technische Universität Krakok), Professor Dr.-Ing. habil Józef Salwinski (AGH Wissenschaftlich-Technische Universität Krakok), Dipl.-Ing. Marcin Szczech (AGH Wissenschaftlich-Technische Universität Krakok)

Der weltweite MRO-Markt der Stahlwerksbetreiber fordert Radialwellendichtringe in variablen Abmessungen und Lieferzeiten von 48 Stunden und weniger. Die vom Markt erwartete Standzeit der Dichtungen liegt zwischen drei und zwölf Monaten bei gleichzeitig hoher Funktionalität und Ausfallsicherheit. Der Wunsch nach einer wirtschaftlichen Lösung rundet das Anforderungspaket ab. Der Schlüssel zum Idealprodukt, das diesen Anforderungen genügt, liegt neben einem geeigneten Design der funktionsrelevanten Bereiche eines Radialwellendichtrings vor allem in der Werkstoffwahl und dem Herstellprozess selbst. Durch eine systematische und konsequente Entwicklungsarbeit ist eine neue Baureihe konzipiert worden, die insbesondere durch den Einsatz einer optimierten Fügetechnologie dem Wunsch nach schneller Verfügbarkeit Rechnung trägt. [...]

Dr. Kristian Müller-Niehuus (Freudenberg Sealing Technologies GmbH & Co. KG), Bernd Baas (Freudenberg Sealing Technologies GmbH & Co. KG)

Moderne Dichtsysteme aus PTFE erfüllen mittlerweile nicht nur ihre eigentliche Kernaufgabe sondern deren Auslegung beruht auf den vorherrschenden Wechselwirkungen der Gegenlaufpartner und den entsprechenden Anwendungsparametern. Das beste Dichtungsdesign findet letztendlich nur Erfolg, wenn ausschlaggebende Anwendungsdetails berücksichtigt wurden. Mitentscheidend ist, wie sich die einzelnen Systemkomponenten in ein komplettes Modul integrieren lassen. Nicht nur die leichte, schnelle und einfache Handhabung des Dichtsystems bei der Montage, sondern vor allem deren Anbindung an umliegende Konstruktionselemente, können von großer Bedeutung sein. [...]

Dipl.-Ing. (FH) Katja Widmann (ElringKlinger Kunststofftechnik GmbH)

Das Ziel einer Abdichtung ist der Schutz des Maschineninneren vor äußeren Einflüssen (Fremdkörper, Feuchte) sowie die Verhinderung der Arbeitsflüssigkeitsleckage aus der Maschine in die Umgebung. Als Abdichtung von drehbaren Wellen werden gewöhnlich die Elastomerlippendichtungen eingesetzt, die zur Gruppe der Berührungsdichtungen gehören. Das Kennzeichen dieser Dichtungsringe sind die Reibungsverluste, die bei relativer Bewegung der Lippe und der Welle vorkommen. Die Folge der Reibung ist die Wärmebelastung des Elastomers, die zur Alterung, zur Beschädigung des Dichtungsrings und zur Leckage führen. Die zur Überwindung der Reibung verbrauchte Leistung ist die Verlustleistung der Maschine, wodurch die Maschinenverlustleistung reduziert wird. Die Analyse dieses Problems führt zu folgender These: die Deckschichttextur der Dichtungslippe beeinflusst den Reibungswiderstand in der Abdichtung deutlich. Die These stützt sich auf die Tatsache, dass die Reibung von Elastomeren mit der Stahlfläche von der Adhäsionskomponente und der Deformationskomponente abhängt. Die beiden vorgenannten Komponenten werden reduziert, wenn die Deckschicht des Elastomers einer porösen Struktur ähnelt. Nachfolgend wird der Zusammenhang zwischen der Deckschichttextur der Dichtungslippe, die die Oberfläche der drehbaren Welle abdichtet, und dem Reibungswiderstand behandelt. Und dass es möglich ist, eine Abdichtung mit einem reduzierten Reibungswiderstand zu konstruieren. [...]

Professor Marek Gawlinski (Institut für Luftfahrttechnologie, Prozesstechnologie und energietechnische Maschinentechnologie, Wroclaw University of Technology), PhD Grzegorz Romanik (Institut für Luftfahrttechnologie, Prozesstechnologie und energietechnische Maschinentechnologie, Wroclaw University of Technology)

Bei der Oberflächenmodifizierung von Elastomerwerkstoffen basierend auf Polyacrylnitril- co-butadien (NBR) mit Hilfe des Verfahrens der aktivierten Halogenierung besteht ein aktueller Bedarf an materialwissenschaftlichen Untersuchungen. Ziel ist es, den Modifizierungsprozess auf das jeweilige Basispolymer und die Mischungszusammensetzung anpassen zu können. Aktuelle Fragestellungen beziehen sich auf die Zusammenhänge zwischen Verfahrensgestaltung und Veränderungen von strukturellen und physikochemischen Eigenschaften im Bereich der Werkstoffoberfläche behandelter Elastomere sowie deren funktionaler Eigenschaften im dynamischen Kontakt. Es werden dazu Untersuchungen an modifizierten Elastomerformteilen ohne und mit Ruß als Füllstoff vorgestellt. Im Fokus stehen Ergebnisse der Untersuchungen zur Morphologie und Topografie sowie zum Adhäsionsverhalten schmierstofffreier Oberflächen der Kontaktpaarung Elastomer-Metall. Es zeigte sich, dass schon der alleinige nasschemische Behandlungsprozess eine geeignete Modifizierungsvariante darstellt. [...]

Kathrin Harre (Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden), Jens Klose (Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden), Matthias Kröger (Technische Universität Bergakademie Freiberg), Ringo Nepp (Technische Universität Bergakademie Freiberg), Gert Heinrich (Universität Dresden, Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden e.V.), Jens Klose (Universität Dresden, Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden e.V.), Georg-Friedrich Steindecker (Kautasit-Gummitechnik GmbH), Alexander Jahn (Kautasit-Gummitechnik GmbH)
Flüssigdichtungen:

Polyurethan- und Silikon-Gießharzsysteme haben sich seit langem in unterschiedlichsten Verguss-Anwendungen bewährt. Mit 2K-Vergussmassen werden elektronische und elektrische Bauelemente vor mechanischen Einflüssen und unterschiedlichen Medien geschützt. Die Verarbeitung geschieht prinzipiell mit modernen Misch- und Dosieranlagen, die Vergussmassen werden entsprechend ihrer Anwendung sowie den geforderten Eigenschaften eingestellt. Sie können in Bezug auf Härte, Dichte, Temperaturbeständigkeit, wie auch auf Verarbeitungseigenschaften wie Viskosität, Topfzeit und Klebfreizeit über große Bereiche variieren sowie in jeder denkbaren Farbe gestaltet werden. Für lichtdurchlässige oder optisch attraktive Anwendungen kommen transparente 2K- Vergussmassen zum Einsatz. Im Bereich der Beleuchtung ist hier vor allem der Verguss von LED Elementen mit transparenten Materialien zu nennen. [...]

Jonas Bernhof (Sonderhoff Holding GmbH)

Die Möglichkeiten von Flüssigdichtungen sind längst nicht so bekannt wie man meinen sollte und verschiedene Anwender begegnen dieser Technologie noch mit Zurückhaltung. Vor diesem Hintergrund kommt eine neue Anlage für Dichtungsschaum-Applikationen zum Einsatz. Sie kann für Machbarkeitsstudien mit Rohstoffen aller bekannten Hersteller sowie zur Herstellung von Prototypen und Vorserien genutzt werden. [...]

Dipl.-Ing. (FH) Roland Apenburg (Cannon Deutschland GmbH)

Maschineller Verguss mit Polyurethan (PU) bringt Qualitäts- und Kostenvorteile gegenüber manuellem Dosieren mit Silikon. Besonders im asiatischen Raum werden elektrotechnische Komponenten für Solar-Wechselrichter wie z.B. Drosseln, Transformatoren und Platinen häufig per Hand mit Silikonmaterial vergossen. Der Umstieg auf Polyurethan als Vergussmasse bedeutet für den Hersteller verbesserte Eigenschaften bei geringeren Herstellkosten. Diese Vorteile der PU-Vergussmassen kommen mit einem definierten Mischungsverhältnis und der genauen Dosierung erst richtig zur Geltung. Damit ist eine automatische Vergussanlage der Verarbeitung von Hand deutlich überlegen. Die Produktionssicherheit, die Qualität und die Produktivität steigen mit dem Einsatz einer Vergussanlage. Die Investition rechnet sich in kurzer Zeit. [...]

Christian Ostermeier (Scheugenpflug AG), Andreas Artl (WEVO-CHEMIE GmbH)

Flüssigdichtstoffe sind auf dem Vormarsch. Die Weiterentwicklung der abzudichtenden Materialien, immer neue Materialkombinationen und damit verbundene neuartige Geometrien stellen schon heute mit großer Dynamik neue Anforderungen. Diese wiederum erfordern grundlegend neue Konzepte, die sich einzig mit anpassungsfähigen Flüssigdichtstoffen realisieren lassen. Ausnahmslos alle Industriezweige können dabei von elastischen Kleb- und Dichtstoffen profitieren. Folglich wird sich nahezu jeder Fertigungsingenieur in den Bereichen Verbinden und Dichten diesem Thema stellen, denn die modernen Dichtstofftechnologien spielen in innovativen Entwicklungen, neuen Designkonstruktionen und in der Fertigung eine immer bedeutendere Rolle. [...]

Dr. Hermann Handwerker (Henkel AG & Co. KGaA), Gerd-Rolf Dietz (Henkel AG & Co. KGaA)

Thixotrope und flüssige Dichtungsschäume zeichnen sich heute durch hohe Qualität und einfache Handhabung aus. Die Effektivität der Dichtungssysteme und deren Einsatzmöglichkeiten wurden sukzessive weiterentwickelt und sie erfüllen u.a. strengste hygienische Anforderungen, EU-Richtlinien für Lebensmittelverpackungen oder Emissionswerte führender Automobilhersteller. [...]

Albert Schmid (RAMPF Giessharze GmbH & Co. KG)
Klebetechnik:

Hersteller aus allen Bereichen sind immer auf der Suche nach Möglichkeiten zur Optimierung von Prozessen und wie diese effizienter gestaltet werden können. Das Thema LED-Härtung rückt immer weiter in den Fokus und ist eine zunehmend beliebte Diskussionsgrundlage. Zu den häufig gestellten Fragen über die möglichen Auswirkungen der LED-Härtungstechnologie zählen „Wie kann LED-Härtung zur Verbesserung meines Produktionsprozesses beitragen?“, „Sind alle LEDAushärtungssysteme gleich?“, „Was muss ich bei LED-Aushärtungssystemen in Bezug auf die Klebstoffe beachten?“ und „Wie wähle ich das passende LED-Aushärtungssystem aus?“. [...]

Virginia Read (Dymax Corporation), Nadja Menges (Dymax Europe GmbH)

Industrielle Kleb- und Dichtstoffe müssen hohen Anforderungen, wie etwa starken Temperaturschwankungen, Reaktionen mit Feuchtigkeit oder unterschiedlichen Viskositäten standhalten. Besonders in der Automobil-, Luftfahrt- oder Elektronikindustrie kommen daher aufgrund ihrer Widerstandsfähigkeit oft Zwei- oder Mehrkomponenten- Kleb- und Dichtstoffe zum Einsatz. Benötigt werden dafür spezielle Austragssysteme zum Mischen, Dosieren und Austragen. Die Herausforderung besteht darin, verlässliche und vor allem reproduzierbare Mischergebnisse zu erhalten. Wie dabei das bisherige Glücksspiel beim Mischen von verschiedenen Komponenten zukünftig vermieden werden kann, zeigt die Berechnung mittels numerischer Strömungssimulationen. [...]

Roman Thönig (Sulzer Mixpac AG)

Die Glasindustrie ist in der heutigen Zeit mehr denn je dazu angehalten, die zahlreichen verschiedenen Richtlinien und Verglasungsvorschriften zum Einbau von Mehrscheiben Isolierglas und Brandschutzglas zu beachten. Neben den Anforderungen an die Funktionstüchtigkeit und Dauerhaftigkeit spielt dabei eine lange, klare Sicht durch die Scheibe eine entscheidende Rolle. [...]

Daniela Möhren (VITO Irmen GmbH & Co. KG)

Ein Auto ohne Klebstoff – das ist heutzutage kaum vorstellbar. Längst wird in einem Automobil nicht mehr nur geschweißt und gelötet, sondern auch geklebt. Rund 15 kg Klebstoff werden heute im Kraftfahrzeug verwendet: Das Anwendungsspektrum reicht von strukturellen Verklebungen der Karosserie bis zum Verguss kleinster elektronischer Bauteile. [...]

Dr. Martin Kluke (Delo Industrie Klebstoffe GmbH & Co. KGaA)

In fast allen modernen Industriezweigen nehmen mikroverkapselte Materialien einen immer größeren Stellenwert ein. Mit diesem Verfahren wurden schon in den 1930er Jahren Versuche in der Druckindustrie, im Bereich des kohlepapierfreien Durchschriftsatzes (Reaktionsdurchschreibepapier) durchgeführt. Seither hat das Verfahren durch neue Technologien und Herstellungsverfahren neue(n) Aufschwung und Anwendungsmöglichkeiten gefunden. Sinn der Mikroverkapselung ist es, verschiedenen Medien durch die Zugabe von verkapselten Füllstoffen neue Eigenschaften zu geben. Es lassen sich z.B. 2K-Klebstoffe mit nur einem Medium verarbeiten, da sich die reaktive Komponente im Basismaterial eingeschlossen, in Mikrokapseln befindet. Die Verarbeitung und vor allem die Dosierung dieser Medien stellen jedoch hohe Herausforderungen an die Dosiertechnik. [...]

Dipl.-Wirtsch.-Ing. (FH) Daniel Pössnicker (ViscoTec Pumpen- u. Dosiertechnik GmbH)

Die manuelle Applikation von Klebstoffen, Haftklebstoffen, Farben und Lacken führt im Labor immer zu ungleichmäßigen Beschichtungen. Hier schafft eine automatische Eigenentwicklung Abhilfe und bietet gleichzeitig eine hohe Flexibilität für die unterschiedlichsten Untersuchungen. [...]

Professor Dr. Zbigniew Czech (Institut für Chemische Organische Technology, Westpommersche Technische Universität Szczecin), Dipl.-Ing. Dominika Sowa (Institut für Chemische Organische Technology, Westpommersche Technische Universität Szczecin), Krzysztof Gracz (Institut für Chemische Organische Technology, Westpommersche Technische Universität Szczecin)

Für eine qualitativ hochwertige Fügestelle ist die Reinigung und Vorbehandlung der Oberfläche eine wichtige Voraussetzung. Beim Laserverfahren werden Schmutzpartikel, Oxidschichten sowie andere Kontaminationen nur mit Hilfe von gebündeltem Licht verdampft. Durch die Laservorbehandlung ist die metallische Oberfläche kontaminationsfrei und optimal für die Verbindung präpariert. Dabei ist es möglich, die Substratoberfläche zu vergrößern bzw. den Verbindungsmechanismen anzupassen. Durch die gezielte Modifikation lässt sich das Korrosionsverhalten von Leichtmetallen deutlich verbessern. Das Substrat ist durch die Laservorbehandlung beständig gegen Alterung und Umwelteinflüsse geschützt. [...]

Dipl.-Ing. Dipl.-Kfm. Edwin Büchter (Clean-Lasersysteme GmbH)
Be- und Verarbeitung:

Wie bringt man zusammen, was eigentlich nicht zusammen gehört? Indem man neue Wege geht, geschäumte Teile in ein Spritzgießwerkzeug einlegt und eine Kunststoffkomponente anspritzt. Was sich so einfach anhört, ist in Wahrheit ein forschungsintensiver Prozess, der in Form des Partikelschaum-Verbundspritzgießens zum Erfolg geführt hat. Dem Leichtbau werden dadurch neue Wege eröffnet. Teile lassen sich schnell und effizient in großer Stückzahl herstellen und das in gleichbleibend hoher Qualität und vielen Farbkombinationen. [...]

Dr. Thomas Walther (Arburg GmbH + Co. KG), Roland Zeifang (Ruch Novaplast GmbH & Co. KG), Winfried Mantwill (Ruch Novaplast GmbH & Co. KG), Ingo Brexeler (Krallmann Kunststoffverarbeitung GmbH)

Im gleichen Maße, wie die Miniaturisierung elektronischer Bauteile gerade in den letzten Jahren – getrieben von Apple, Samsung und Co. – mit atemberaubendem Tempo immer größere Ausmaße annimmt, steigt auf der anderen Seite das zu produzierende Volumen im mobilen Endgeräte- und elektronischen Gadgetmarkt stark an. Auf neuartige ARM-Prozessortechnologien aufbauende hochkomprimierte Schaltungen übernehmen sukzessive das typische Segment der bisherigen Intel-Architekturen. Damit einher geht die Notwendigkeit, Smartphones, Hightech-Spielzeuge und Mikroanwendungen mit immer komplexeren Funktionen in immer kleiner werdende Gehäuse zu integrieren und gegen Umwelteinflüsse zu schützen >>1. Schnelle und hochgenaue Produktionsprozesse werden nachgefragt. [...]

Dipl.-Ing. MBM Jürgen Städtler (Vermes Microdispensing GmbH)

Ohne den Einsatz der Plasmatechnik wären viele Produkte heute nicht mehr wettbewerbsfähig. Die Plasmatechnik ist daher ein zukunftsweisender Bereich. Steht z.B. eine gummiisolierte Steckverbindung (Gummi mit Gummi) in direktem Kontakt lassen sich solche Verbindungen nur schwer lösen. Abhilfe kann hier z.B. das Einfetten der Teile schaffen. Dieser Effekt lässt jedoch mit der Zeit nach, wenn z.B. das Fett in das Gummi einzieht. Hier bietet eine Plasmabeschichtung eine dauerhafte Lösung. [...]

Dipl.-Ing. (FH) Christof Diener (Diener electronic GmbH + Co. KG), Claudine Hinz (Diener electronic GmbH + Co. KG)
Mess- und Prüftechnik:

Für eine grundlegende Untersuchung einer Öl-Elastomer-Paarung ist ein RWDR-Tribometer entwickelt worden, der den RWDR-Kontakt weitestgehend widerspiegelt. Um eine effiziente Erstellung eines Reibkennfeldes für eine Öl-Elastomer-Paarung zu erreichen, ist es erforderlich den Reibkoeffizienten unter variierenden Betriebsbedingungen zu erfassen. Dieses Vorgehen setzt jedoch eine quantitative Beschreibung der irreversible Vorgänge bzw. der zeitlichen Veränderung des Reibwertes voraus. Vor diesem Hintergrund wird nachfolgend eine Methode zur quantitativen Beschreibung der irreversible Vorgänge unter bestimmten Betriebsbedingungen vorgestellt. [...]

Dipl.-Ing. Arthur Petuchow (Institut für Modellierung und Berechnung, TU Hamburg-Harburg), Dr.-Ing. Volkert Wollesen (Institut für Modellierung und Berechnung, TU Hamburg-Harburg), Professor Dr.-Ing. Otto von Estorff (Institut für Modellierung und Berechnung, TU Hamburg-Harburg)

Polymere sind Bestandteile von Kunststoffen, synthetischen und natürlichen Fasern, Klebstoffen, Dichtungsmassen und von Farben und Lacken. Wenn Polymere in höherer Konzentration vorhanden sind, dann können auch Fließgrenzen gefunden werden. Wie Fließgrenzen gemessen werden können und wo deren Grenzen sind, wird nachfolgend aufgezeigt. Dabei wird auch auf die Frage eingegangen, ob die Fließgrenze die Grenze der flüssigen Phase zu einem Festkörper darstellt oder ob sie die Grenze zu einer anderen eigenständigen Phase ist. [...]

Dipl.-Chem. Gerhard Simon (Gerhard Simon Entwicklung und Vertrieb von Spezialsoftware)

Die prozesssichere Dichtheitsprüfung von kleinvolumigen Prüfteilen, wie es bei Sensoren der Fall ist, stellt hohe Anforderungen an die Messtechnik, die Prüfgeräte und die Datenverarbeitung. Hierbei wird zwischen befüllbaren Prüfteilen und gekapselten Prüfteilen unterschieden. Eine besondere Auslegung des Prüfgerätes ermöglicht sehr kurze Phasenzeiten und damit eine kurze Gesamtprüfzeit. [...]

Dr. Joachim Lapsien (CETA Testsysteme GmbH)

Egal ob Hersteller oder Zulieferer, Unternehmen im Bereich Automotive >>1 stehen vor großen Herausforderungen: Sie müssen sich auf einem globalen Markt gegen einen immer stärkeren Konkurrenzdruck und immer kürzere Modelllebenszyklen behaupten. Ihre Kunden wünschen sich qualitativ hochwertige und dennoch kostengünstige Produkte – und das selbstverständlich just in time. Die Fertigung dieser Industrie ist daher auf maximale Produktivität und Effizienz getrimmt. Ständige Prozessoptimierung und ein hohes Maß an Automatisierung sollen dabei helfen, eines der wichtigsten Etappenziele zu realisieren - kurze Produktionszyklen. Produktionsmängel können das hier Erreichte aber schnell zunichte machen, denn das Aufspüren von Fehlerquellen und die Nachbearbeitung nehmen meist genauso viel Zeit in Anspruch wie die Fertigung. Gerade bei Leckagen und Dichtheitsmängeln ist die Fehlersuche der größte Zeitfaktor. Moderne Wasserstoff- Lecksuchgeräte bieten hier eine kostengünstige Lösung für das kostspielige Ärgernis. [...]

Dipl.-Ing. Sandra Seitz (Inficon GmbH)

Rheologische Messungen sind sehr gut geeignet, die Anwendungs- und Verarbeitungseigenschaften viskoelastischer Materialien zu beschreiben. Aufgrund der hohen Elastizität von Kleb- und Dichtstoffen werden bevorzugt oszillierende Messmethoden eingesetzt, da die aus rotierenden Messungen erhaltenen rheologischen Daten das Verhalten der Produkte in der industriellen Verarbeitung nicht ausreichend beschreiben können. Im Normenausschuss Materialprüfung (NMP) wurde hierzu ein standardisiertes Messverfahren erarbeitet, mit dessen Hilfe aussagekräftige Ergebnisse für eine praxisnahe Bewertung pastöser, viskoelastischer Klebstoffe mit Hilfe der Oszillationsrheometrie erhalten werden. [...]

Dr. Eva-Maria Kutschmann (Lehmann & Voss & Co. KG), Dipl.-Ing. (FH) Christian Pfichner (Lehmann & Voss & Co. KG)

Die Kosten von Dichtungen sind im Vergleich zum Wert des Gesamtsystems, in dem sie verbaut sind, oft marginal. Jede Funktionseinschränkung einer Dichtung oder gar ihr Versagen kann jedoch zu einem Ausfall des Gesamtsystems führen. Im Versagensfall können folgenschwere Haftungsfragen aufgeworfen werden (z.B. Challenger-Unfall). Es ist daher sinnvoll der Dichtungsentwicklung und Produktkontrolle, trotz zusätzlicher Kosten einen sehr hohen Stellenwert einzuräumen. Die Dynamisch-Mechanisch-Thermische Analyse (DMTA) bietet hier interessante Perspektiven. [...]

Dr. rer. nat. Horst Deckmann (GABO Qualimeter Testanlagen GmbH), Dr.-Ing. Herbert Mucha (GABO Qualimeter Testanlagen GmbH)
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