Dichtungstechnik Jahrbücher

DICHTUNGSTECHNIK JAHRBUCH 2018

Karl-Friedrich Berger / Sandra Kiefer (Hrsg.)
488 Seiten, vierfarbig, Softcover, Mannheim, 2017

Preis:
€ 59,00
ISBN:
978-3-946260-01-1

Themenbereiche

Trends, Dienstleistungen, Rohstoffe, Mischungen, Halbzeuge, Statische Dichtungen, Formteile, Profile, Dynamische Dichtsysteme, Flüssigdichtsysteme, Klebetechnik, Maschinen und Anlagen, Mess- und Prüftechnik

Kurzbeschreibung

Das DICHTUNGSTECHNIK JAHRBUCH 2018 enthält 50 fundierte und praxisrelevante Fachbeiträge aus den Bereichen Dichten. Kleben. Polymer. Neben Grundlagen, Informationen über den Entwicklungsstand mit detaillierten Fachbeiträgen aus Wissenschaft und Praxis vermittelt das DICHTUNGSTECHNIK JAHRBUCH 2018 wertvolles Basiswissen, neue Forschungserkenntnisse und in der Praxis bewährte Lösungen. Jeder Fachbeitrag ist in sich geschlossen und beleuchtet unterschiedliche Aspekte. Wie zuvor haben wir die Artikel thematisch nach Produktgruppen und Bereichen gegliedert. Die einzelnen Fachbeiträge geben branchenübergreifend Impulse und Lösungen für Ihre tägliche Arbeit und Entwicklungen. Das Buch bietet einen guten Einblick in die verschiedenen Werkstoffe, Dicht- und Klebesysteme sowie deren vor- und nachgelagerten Prozessstufen. Die Ergebnisse der großen ISGATEC Umfrage „Das bewegt den Markt im Bereich Dichten. Kleben. Polymer.“ sind ebenfalls wieder enthalten. Die Einschätzungen der in Summe mehr als 500 Experten bieten einen interessanten Blick in den Markt, die Trends und Herausforderungen. Die Umfragen wurden erstmalig in Teilumfragen aufgeteilt und die Ergebnisse wurden getrennt nach Anwendern und Herstellern ausgewertet. An den Teilumfragen nahmen jeweils zwischen 120 und 250 Personen teil.

Fachartikel:

Trends/Dienstleistungen:

Die Fragen, die den Markt beschäftigen werden immer komplexer und umfangreicher. Um dieser Entwicklung Rechnung zu tragen, wurde die bekannte ISGATEC-Jahresumfrage „Das bewegt den Markt“ in verschiedene Bereiche gegliedert, was detaillierte Fragen erlaubt. Die Umfragen seit Dezember 2016 sind hier zusammengefasst und ergeben ein umfangreiches und vielschichtiges Bild. Neu ist die getrennte Auswertung nach Anwendern und Herstellern. Dies zeigt bei verschiedenen Themen ganz unterschiedliche Sichtweisen. An den fünf hier zusammengefassten Umfragen haben jeweils zwischen 120 und 250 – in Summe mehr als 500 – Personen teilgenommen. Wie üblich mussten nicht alle Fragen beantwortet werden und bei verschiedenen Fragen waren Mehrfachnennungen möglich. [...]

Sandra Kiefer, Karl-Friedrich Berger, Holger Best (ISGATEC GmbH) in Kooperation mit dem Institut für Maschinenelemente (IMA) Universität Stuttgart

Immer besser, schneller und günstiger sollen sie sein – die Produkte und Dienstleistungen technischer Händler in der Dichtungsbranche. Eine Forderung, die mindestens so alt ist, wie das Geschäft selbst und zur zentralen Frage führt: make or buy?

An den grundlegenden Marktanforderungen für den technischen Dichtungshandel hat sich in den letzten Jahrzehnten nicht viel geändert. Vereinfacht gesagt sind die Wünsche der Kunden stets dieselben geblieben: immer höher werdende Drücke, Temperaturen und Drehzahlen, dazu immer niedrigere Preise und schnellere Lieferzeiten. Und alles das natürlich zu einem optimalen Preis-Leistungs- Verhältnis. Technische Händler sind diesbezüglich Druck von außen gewohnt – und mitunter in der glücklichen Lage – diesen an die Hersteller weiterzuleiten. [...]

Michael Mülner (xpress seals gmbh)

Neue Werkstoffe, innovative Verfahren und zukunftsweisende Produktentwicklungen – die Einsatzbereiche von Dichtungen, thermoplastischen Elastomeren sowie Klebstoffen und -bändern wachsen in allen industriellen Marktsegmenten stetig. Der fachgerechten Instandhaltung mit hoher Werkstoff- und Prozesskompetenz kommt daher immer größere Bedeutung zu. Der technische Händler entwickelt sich dabei zu einem wichtigen Bindeglied zwischen Dichtungshersteller und Dichtungsanwender. Vor dem Hintergrund des Originalitätsschutzes und der Produktpiraterie ist er eine autorisierte, sichere und seriöse Einkaufsquelle. Flankierende MRO-Mehrwertdienstleistungen sorgen dafür, dass in den Unternehmen Betriebsabläufe optimiert werden und so der Teile-Einkauf vom Kosten- zum Wertschöpfungsfaktor gewandelt wird. [...]

Ralf Hellwig (BRAMMER GmbH)

Im Spritzgussverfahren hergestellte optische Bauteile unterliegen besonderen Anforderungen und stellen die Verarbeiter vor zahlreiche Herausforderungen. Probleme im Herstellungsprozess haben im Normalfall direkte Auswirkungen auf die optischen Eigenschaften des Bauteils. Um eine Beeinträchtigung der optischen Eigenschaften und den damit einhergehenden Ausschuss zu vermeiden, ist die Ermittlung des idealen Prozessfensters unerlässlich. Dies gilt insbesondere für Bauteile aus hochtransparentem Flüssigsilikonkautschuk (Liquid Silicone Rubber = LSR), wobei letzterer aufgrund seiner besonderen Materialeigenschaften üblicherweise nur in einem definierten Prozessfenster verarbeitet werden kann. Optische Anwendungen stellen jedoch auch besondere Anforderungen an das Werkzeugkonzept. Nur mit optischen Einsätzen, die eine perfekte optische Beschaffenheit garantieren und exakt im Werkzeug positioniert sind, lässt sich das Bauteil in gewünschter Qualität produzieren. [...]

Vanessa Frekers (SIGMA Engineering GmbH), Dr. Thomas Frese (Wacker Chemie AG), Ing. Joachim Kruder (Rico Elastomere Projecting GmbH)
Rohstoffe/Mischungen/Halbzeuge:

Aktuelle Veränderungen im Verpackungsmarkt verlangen neue Materiallösungen, die für einen verstärkten Einsatz thermoplastischer Elastomere (TPE) sprechen. Neue Lösungen kommen den Anforderungen der Verpackungsindustrie mit einem breiten Material- und umfassenden Serviceangebot entgegen. Dabei bietet TPE für Produktverpackungen viele Vorteile wie erhöhte Funktionalität und zuverlässige Dichtigkeit.

Thermoplastische Elastomere haben sich aufgrund ihrer elastischen Eigenschaften und leichten Verarbeitbarkeit in zahlreichen Verpackungsbereichen durchgesetzt >>1. Hier sorgen sie u.a. für eine haptisch angenehme und weiche sowie griffige Oberfläche. Darüber hinaus eignen sie sich aufgrund ihrer guten Einfärbbarkeit für kontrastreiche 2K-Spritzgussanwendungen im Hart-/Weich- Verbund mit anderen Thermoplasten. Vor allem Hersteller von Consumer-Produkten sind zunehmend bestrebt, über ihre Verpackung auch funktionale Alleinstellungsmerkmale zu erzielen. [...]

Josef Neuer (KRAIBURG TPE GmbH & Co. KG)

Vor der Entscheidung über die Wahl des Produktionsverfahrens bei der Herstellung von Produkten aus Kunststoff steht oft ein „Ja, aber“. Zahlreiche Designmöglichkeiten und wirtschaftliche Konfektionsmöglichkeiten stehen den Investitionen in neue Maschinen gegenüber. Manche scheuen die erwarteten hohen Kosten und bleiben vorerst beim 1K-Spritzguss. Dabei ist es wie so oft: Es kommt entscheidend auf das zu verwirklichende Produkt an, um die optimale Entscheidung für die dafür wirtschaftlichste Technologie zu treffen.

Das Mehrkomponentenspritzgießen bietet die Möglichkeit, Eigenschaften verschiedener Kunststoffe, Kunststoffmodifikationen oder unterschiedlicher Farben in einem Formteil zu vereinen. [...]

Florian Schindler (ACTEGA DS GmbH)

Die meistverbaute Dichtung, der O-Ring, soll zuverlässig seine Dichtfunktion erfüllen. Hierfür steht dem Anwender eine Vielzahl unterschiedlicher Werkstoffe zur Verfügung, die auf die jeweiligen Anwendungsbedingungen abgestimmt sein müssen. Trotz scheinbar richtiger Werkstoffwahl, kann es nach einer kurzen Betriebszeit zu einer unerwarteten Leckage kommen.

In der Praxis steht man im Schadensfall schnell vor den zentralen Fragen:

• Warum aber kam es zum Ausfall des O-Rings?

• Welche grundlegenden Schadensmechanismen können auftreten?

• Wie kann man diese Ursachen systematisch analysieren?

Die Schadensmechanismen kann man wie folgt klassifizieren – Medieneinwirkung, Temperatureinwirkung/Alterung, mechanische/physikalische Einwirkung und Herstellungsfehler. [...]

Dipl.-Ing. (FH) Michael Krüger (C. Otto Gehrckens GmbH & Co. KG)

Bei der Herstellung von dickwandigen Elastomerbauteilen entsteht aufgrund der schlechten Wärmeleitfähigkeit der Elastomere ein lokal unterschiedlicher Vernetzungsgrad. Da der Vernetzungsgrad die mechanischen Elastomereigenschaften beeinflusst, muss diese Abhängigkeit in der FEM-Simulation berücksichtigt werden. Am Beispiel einer praxisnahen HNBR-Mischung wurde eine integrative Simulationskette bestehend aus einer Prozess- und Struktursimulation entwickelt, die dies ermöglicht. Dafür wurde u.a. ein allgemein verfügbares und bestehendes hyperelastisches Materialmodell um den Einfluss des Vernetzungsgrades erweitert. Die Validierung der Simulationskette erfolgte anhand eines dickwandigen Hantelprobekörpers und zeigt eine wesentlich bessere Abbildbarkeit des mechanischen Bauteilverhaltens bei geringer vernetzten Proben als über die konventionellen Materialmodelle für homogen und vollvernetzter Probekörper. [...]

Professor Dr.-Ing. Ch. Hopmann, M.Sc. C. Zimmermann (Institut für Kunststoffverarbeitung (IKV) RWTH Aachen)

Reinheit und Beständigkeit der für die Dichtelemente und Dichtungssysteme in der Lebensmittel- und Pharma-Produktion verwendeten Materialien sind für die Sicherheit der für den menschlichen Konsum bestimmten Endprodukte unabdingbar. Neben industriellen Produktionsanlagen betrifft dies auch Geräte wie Küchen oder Kaffeemaschinen für den gastronomischen oder häuslichen Gebrauch. Moderne Werkstoffe und neue konstruktive Möglichkeiten bieten hier Sicherheit und Wirtschaftlichkeit auf mehreren Ebenen.

Im Sinne des Gesundheitsschutzes müssen die in der Lebensmittel- und Pharma- Produktion eingesetzten Werkstoffe verschiedene gesetzliche Vorschriften und Standards erfüllen. Die Unbedenklichkeit der Werkstoffe für den jeweiligen Einsatzbereich muss durch entsprechende Freigaben und Konformitäten – z.B. für den Kontakt mit Lebensmitteln oder Trinkwasser – bestätigt sein. [...]

Stefan Reichle, Matthias Buchfink (Parker Hannifin GmbH)
Statische Dichtungen/Formteile/Profile:

Werden statische Dichtstellen durch feuchte und salzhaltige Umgebung belastet, kann der Fehlermechanismus der korrosiven Dichtungsunterwanderung auftreten. Dieser kann zu Undichtigkeiten führen. Neben der Verbesserung der korrosiven Grundbeständigkeit der Dichtflächen durch Auswahl eines geeigneten Werkstoffs hat der Konstrukteur die Möglichkeit, über die Gestaltung von Dichtelement und Eingangsbereich Einfluss auf die Dichtfunktion unter korrosiver Belastung zu nehmen. Hier lässt sich mit Hilfe der Parameter Dichtpressung pD, Berührbreite B und Gestaltung des Eingangsbereichs die Zeitstandfestigkeit gegen korrosive Unterwanderung optimieren. Als Randbedingung durfte sich der für das Dichtsystem zur Verfügung stehende Bauraum nicht verändern. Unterstützend für die geeignete Auswahl eines Dichtprofils mit verbessertem Durchwanderungswiderstand RDW bietet sich die Finite-Elemente-Analyse an, da hierdurch schnell vergleichende Aussagen möglich sind. Dadurch gelang es, nur durch die Veränderung von dichtungstechnisch relevanten Designparametern, nachweislich eine signifikante Verbesserung eines statischen Dichtsystems unter korrosiver Belastung zu erzielen. Eine ebenfalls vielversprechende, jedoch deutlich kostenintensivere Lösung ist die Veränderung der Dichtflächen mit Hilfe einer geeigneten chemischen Oberflächenpassivierung. [...]

Dr.-Ing. Bernd Stiegler, Dipl.-Ing. Sascha Bader, Dipl.-Ing. Volker Schweizer (Robert Bosch GmbH)

Der Stand der Technik und die richtige Anwendung von Normen, Gesetzen und Richtlinien macht bei der Dichtungsauswahl in der Praxis immer wieder Probleme und führt u.U. zu Rechtsverstößen. Ein schönes Beispiel ist der „Übergang“ z.B. vom AD-Regelwerk auf die Druckgeräterichtlinie. In Kombination mit dem Bundesimmissionsschutzgesetz gibt es eine Menge zu beachten und es wird deutlich, warum die Dichtung kein C-Teil ist.

Bis zur Gültigkeit der Druckgeräterichtlinie wurde die Auswahl der Dichtungen z.B. nach dem AD-Regelwerk vorgenommen. Dieses wurde wegen der Druckgeräterichtlinie in das AD 2000-Regelwerk überführt. Gemäß AD 2000-Merkblatt W 0, Allgemeine Grundsätze für Werkstoffe, Abschnitt 1, Geltungsbereich, vierter Absatz gilt: „Dieses AD 2000-Merkblatt gilt nicht für Werkstoffe von Dichtungen, An- und Einbauteilen.“ Allerdings gibt es auch im AD-Regelwerk durchaus Informationen zu Dichtungen – ob sie in der Praxis helfen sei dahingestellt. [...]

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

Nachdem zur 18th ISC bereits über das Verhalten von Graphit-Packungen berichtet wurde, die bei unterschiedlicher Luftfeuchtigkeit gelagert worden waren, wurden nun die Auswirkungen von Lagerungsdauer und Luftfeuchtigkeit auf die Massenzunahme und das Abdichtverhalten von Flachdichtungen untersucht. Es wurden verkürzte Leckageversuche in Anlehnung an DIN EN 13555 durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen, dass die in dieser Norm vorgeschriebene Mindest-Lagerungsdauer von 48 h deutlich zu kurz ist. Eine wesentlich längere Lagerung, die ebenfalls zulässig ist, führt zu Ergebnissen, die sich deutlich von denen mit Mindestlagerungsdauer unterscheiden. Damit ändert sich auch die Mindestflächenpressung zur Einhaltung bestimmter Leckageklassen. Das würde sich auf die Berechnung von Dichtverbindungen nach DIN EN 1591-1 auswirken.

Es ist allgemein bekannt, dass der Dichtungswerkstoff Graphit Feuchtigkeit einlagern kann. Während eines VGB-AiF Forschungsvorhabens [1] wurde exemplarisch untersucht, wie sich die eingelagerte Feuchtigkeit auf das Verhalten von Spindelabdichtungen auswirkt. Der Anlass dafür ergab sich mehr zufällig durch das Bestreben, alle Prüfungen unter möglichst gleichen Bedingungen durchzuführen. [...]

Dipl.-Ing. Rolf Hahn (Materialprüfungsanstalt Universität Stuttgart), Alexander Walter Masterand (Universität Stuttgart)

Rohrleitungen und Flansche aus Glasfaserverstärkten Kunststoffen (GFK) werden zunehmend in der Öl- und Gasindustrie eingesetzt, da Metall oft zu schwer und teuer ist. Dies gilt insbesondere für Offshore-Anwendungen und innovative Technologien für Enhanced Oil Recovery (EOR). Zusätzlich zum Kostendruck sorgt auch der Bedarf für leichte, chemisch resistente Materialien für die verstärkte Nutzung von Rohrleitungen und Flanschen aus Glasfaser. GFK können z.B. aus glasfaserverstärktem Polyester, glasfaserverstärktem Vinylester oder glasfaserverstärktem Epoxid hergestellt werden. Rohrleitungen aus GFK sind leicht und chemisch resistent. Sie werden für die Branche immer wichtiger, da sie eine breite Palette von Metallrohren in Versorgungsanlagen sowie in der Öl- und Gasindustrie ersetzen können.

Innovationen im Flanschdesign sowie Verbesserungen in der Fertigungstechnik ermöglichen den Einsatz von GFK-Rohrleitungen für immer anspruchsvollere Anwendungen. Allerdings führen genau diese anspruchsvollen Anwendungen zu neuen Herausforderungen bei der Abdichtung der Flanschverbindungen. [...]

Holger Stolpmann, Biju Philip (W. L. Gore & Associates GmbH Middle East - Abu Dhabi)

Ob für Ventile in Dampfleitungen, Geflechtschläuche oder in Heizleitungen von Reifenpressen: Ein hochflexibles Isoliersystem hat sich als Wärmedämmung in der Industrie längst bewährt. Mittlerweile erregt die spezielle Silikonkautschukmischung auch das Interesse in anderen Branchen wie der Automobil- oder Eisenbahnindustrie – und das nicht nur als Isoliermaterial gegen Hitze. Ursprünglich wurde das Isoliersystem >>1 als flexible thermische Dämmung von komplexen Leitungs- und Rohrsystemen sowie anderen Bauteilen entwickelt. Das Material eignet sich, um bewegliche Leitungen und Schläuche mit hohen Temperaturen zu isolieren. Im Lieferzustand hat es eine Konsistenz wie Knetgummi und lässt sich leicht zuschneiden, verarbeiten und passgenau anbringen. Erst bei der Zufuhr von Wärme vulkanisiert das Material selbständig und wird zu einem wiederverwendbaren Formteil mit gummielastischen Eigenschaften – besonders geeignet für komplexe Komponenten. [...]

Tomasz Janiszewski (ContiTech AG)

Bei der Abdichtung von Fenstern gilt es viele Aspekte und unterschiedlichste Anforderungen zu berücksichtigen. So ist es zum Beispiel möglich, viele Fenster in kurzer Zeit energetisch perfekt zu montieren. Es müssen spezielle Anforderungen, hohe Sicherheitsansprüche an Fenster und Türen erfüllt oder große Anschlussfugen im Altbau abgedichtet werden. Bei großformatigen Elementen müssen erhöhte Bewegungen berücksichtigt werden. Und letztendlich müssen Fenster sicher in der Dämmebene vor der Fassade sitzen. Für alle diese tagtäglich an die zeitgemäße Fenstermontage gestellten Anforderungen, steht jetzt das System der i3 PowerPakete zur Verfügung.

Die Pakete bieten für die häufigsten Anforderungen in der Fensteranschlussfugenabdichtung jeweils eine ganz klare Lösung. [...]

Jacek Goehlmann, Wolfram Kommke (tremco illbruck GmbH & Co KG)

Stopfen gibt es in großer Vielfalt und oft werden sie als C-Teil unterschätzt. Doch die richtige Auswahl ist entscheidend für die Abdichtungsfunktion. Zwei Praxisbeispiele zeigen worauf es ankommt.

Praxisbeispiel 1: Rohre trinkwasserkonform für den Transport abdichten. Die Firma KME – Spezialist für die Herstellung von Produkten aus Kupfer und Kupferlegierungen – fertigt hochwertige Industrie- und Hausinstallationsrohre. Dazu zählt u.a. das europaweit meistverlegte Kupferinstallationsrohr SANCO®. Es besteht aus hochwertigem Kupfer mit einem Reinheitsgrad von mindestens 99,9%. Die Rohre werden nach einem patentierten Verfahren produziert, das sie extrem haltbar und langlebig macht. Bevor die Rohre verpackt >>1 und an den Kunden ausgeliefert werden, kommt Hightech ins Spiel [...]

Julia Uptmoor (Pöppelmann GmbH & Co. KG)

Das Verbot von Asbestdichtungen vor fast 30 Jahren hat eine neue Ära in der technischen Forschung rund um das Thema Dichtungen losgetreten. Insbesondere wegen der zunächst im höheren Temperaturbereich aufgetretenen Probleme hat sich die Forschung und Entwicklung mit eben diesen höheren Temperaturen beschäftigt. So kann man heute relativ zuverlässig das Verhalten von Dichtungswerkstoffen bei der Beaufschlagung mit erhöhten Temperaturen bestimmen und vorhersagen. Belastbare Aussagen zum Verhalten von Faserstoffdichtungen im Tieftemperaturbereich sind jedoch kaum zu finden. Hier wird eine Einschätzung von Faserstoffdichtungen im Tieftemperaturbereich gegeben.

Das Verbot von Asbest als technischer Werkstoff hat in der Dichtungswelt definitiv zu einer neuen Zeitrechnung geführt. Asbesthaltige Produkte wurden in der Vergangenheit in großer Vielfalt eingesetzt. Häufig wurde die Funktionsweise nicht detailliert hinterfragt bzw. untersucht. [...]

Dipl.-Ing. Marco Schildknecht, Ilona Wohner (Frenzelit GmbH)

Ein großer Anteil der Revisionszeit und Kosten geht auf das Konto der Montage und Demontage von geschraubten Verbindungen an Flanschen, Röhren- und Plattenwärmetauschern oder Ventilen. Ein schlaues Konzept reduziert Instandhaltungskosten und Stillstandzeiten sowie Produktverluste sofort. Und es steigert Sicherheit und Qualität deutlich. Zudem lassen sich alle Schraubprozessparameter im Sinne von Industrie 4.0 digitalisieren.

Zwar fahren unsere Autos schon fast selbst und unsere Glühlampen lassen sich per App steuern. Allem sonstigen Fortschritt zum Trotz machen Demontage und Montage von Flanschverbindungen in der Praxis aber nach wie vor Schwierigkeiten. Laut einer Untersuchung in einer Raffinerie kommen 50% aller Leckagen aus Flanschverbindungen, 40% aus Ventilen und 10% aus Pumpen und anderen Komponenten. Wie aber montiert man Flansche in der Praxis so, dass die Leckage ausbleibt, eine möglichst hohe Leckageklasse erreicht wird sowie Nachbearbeitungen und einhergehende Neuberechnungen entfallen können? [...]

Patrick Junkers (Hytorc - Barbarino & Kilp GmbH)

Fortschrittliche Dichtungswerkstoffe gepaart mit einem maßgeschneiderten Hygienedesign erhöhen maßgeblich die Sicherheit von Produktionsanlagen und Produkten in der Lebensmittel- und Pharmaindustrie. Reinigungskosten werden eingespart, aber was noch wichtiger ist, das Risiko einer Kontamination wird drastisch reduziert.

Mit Mikroorganismen kontaminierte Anlagen erzeugen gesundheitsgefährdende Produkte. Allein in Deutschland treten jährlich ca. 65 Mio. Magen-Darm-Erkrankungen auf. Der Großteil der dafür verantwortlichen Erreger wird Schätzungen nach durch Lebensmittel und Trinkwasser übertragen. Bakterien wie Campylobacter, Salmonellen und pathogene Stämme des Darmbakteriums Escherichia Coli (EHEC), aber auch Nova- und Rotaviren oder Parasiten können durch Lebensmittel auf den Menschen übertragen werden [1]. Im schlimmsten Fall führt der Konsum kontaminierter Produkte zu schwerwiegenden Erkrankungen der Konsumenten und der Ruf des Herstellers kann geschädigt werden. Längere Stillstandzeiten, ein höherer Reinigungsaufwand, erhöhter Material- und Energieverbrauch sowie Produkt- bzw. Batchverlust drohen. [...]

B.Sc. Sascha Butter (Garlock GmbH)

Bei der Montage von Maschinen werden in vielen Fällen O-Ringe aus EPDM (Ethylen- Propylen-Dien-Kautschuk) eingesetzt. Um die Dichtungen in der Nut zu fixieren und um eine verdrehfreie Montage zu gewährleisten, werden sie mit Montagefetten geschmiert, an die zahlreiche Anforderungen gestellt sind: So müssen sich die Montagefette bei der Reinigung und Sterilisation der Anlage möglichst vollständig entfernen lassen. Hier werden i.d.R. Silikonfette eingesetzt, da sie sehr gut mit EPDM verträglich sind. Ihr Nachteil liegt jedoch darin, dass sie sich bei der Reinigung fast nicht von der Oberfläche entfernen lassen. Zusammen mit einem Anlagenbauer wurde deshalb ein Montagefett entwickelt, das allen Anforderungen gerecht wird.

Täglich wandern Millionen Flaschen, Dosen und Formbehälter durch Anlagen der Krones AG, einem führenden Anlagenbauer für Prozess-, Abfüll- und Verpackungstechnik >>1 im Getränke- und Lebensmittelbereich. Bier, Softdrinks, Weine, Sekte und Spirituosen werden mit diesen Anlagen abgefüllt, Produkte der Nahrungs- und Genussmittelindustrie und der chemischen, pharmazeutischen und kosmetischen Industrie verarbeitet. Das sind genau die Branchen, in denen Verunreinigungen unbedingt vermieden werden müssen. Hier ist der Einsatz H1-zertifizierter Schmierstoffe nötig. [...]

Tobias Blaurock (Chemie-Technik GmbH)

Um die Geschwindigkeit der Brandausbreitung zu begrenzen, ist die Verwendung von brennbaren Bauprodukten in Gebäuden i.d.R. eingeschränkt. Es kann allerdings nicht komplett auf den Einsatz von Kunststoffen, wie z.B. auf Kabel oder synthetische Dämmstoffe, verzichtet werden. Der Beitrag brennbarer Baustoffe wird in Relation zum Gebäudeinhalt (z.B. zur Inneneinrichtung) jedoch häufig überbewertet und besitzt nur einen sehr geringen Anteil an der Brandlast. Aufgrund ihrer niedrigen Dichte enthalten Schaumstoffe zudem meist nur 2 bis 3 Volumenprozent brennbares Material und sind daher im Vergleich zu kompakten Materialien nur eine geringe Brandlast [1]. Trotzdem bleiben im Brandfall oft nur drei Minuten zur Flucht. Brandrauch breitet sich rasend schnell aus und blockiert Flucht- und Rettungswege. Technische Dämmstoffe mit einer geringen Rauchentwicklung tragen daher wesentlich zur Personensicherheit in Gebäuden bei. [...]

Michaela Störkmann (Armacell)
Dynamische Dichtsysteme/Tribologie:

Kein Industriezweig kommt heute in der mechanischen und chemischen Verfahrenstechnik für die Abdichtung der Wellen von Maschinen ohne Gleitringdichtungen aus – egal ob Öl- und Gasindustrie, Chemie, Pharma, Getränke und Lebensmittel, Kraftwerke, Wasserver- und Wasserentsorgung, Papierherstellung und -verarbeitung und alle anderen. Ein Großteil der Anwendungen konzentriert sich auf Pumpen unterschiedlichster Bauart >>1. Pumpen erzeugen grundsätzlich Volumenströme zum Transport von Fluiden und damit Druck zur Überwindung von Rohrleitungs- und Systemwiderständen oder Druck für mechanische und chemische verfahrenstechnische Prozesse. Der Antrieb der bestehenden Population der Pumpen erfolgt heute in den überwiegenden Fällen mit Drehstromasynchronmotoren mit fester Drehzahl. Ein typischer Technologietrend bei Neuinstallationen liegt in der Integration von Mechatronik in Form von Mess- und Regelungstechnik wie z.B. drehzahlgeregelten Antrieben zur Leistungssteuerung und Energieeinsparung. Ziel der Regelung ist dabei, die Maschine immer im Punkt optimalen Wirkungsgrads zu betreiben auch bei Schwankungen des Systemwiderstands und damit verbundener Änderung der Anlagenkennlinie. [...]

Professor Dr.-Ing. Peter Waidner (Hochschule für angewandte Wissenschaften München)

RWDR aus Elastomer sind nach wie vor die erste Wahl, wenn es darum geht ein Getriebe in beide Drehrichtungen wirtschaftlich und zuverlässig gegen anstehendes Öl abzudichten. Eine Berechnung der RWDR-Lebensdauer ist nach dem Stand der Technik nicht möglich. Typische Langzeitausfallursachen bei RWDR sind Elastomeralterung, Elastomerverschleiß und Welleneinlauf an der Dichtstelle (die Verträglichkeit von Elastomer und Schmierstoff vorausgesetzt). Die Möglichkeiten diesen Mechanismen entgegenzuwirken, sind sehr begrenzt. Grundsätzlich gilt jedoch, je weniger Reibung und Temperatur, desto länger ist die zu erwartende Lebensdauer eines RWDR, insbesondere auf der schnelldrehenden, hoch dynamischen Motorseite. In den vergangenen Jahren floss dieses Grundprinzip in die Entwicklung der neusten Generation von RWDR für die motorseitige Getriebeabdichtung ein. Die Testergebnisse mit dieser RWDR-Generation gemäß SEW070040312 zeigen wesentliche Vorteile im Vergleich zu diversen, bereits existierenden RWDR-Ausführungen, die heute zur Abdichtung der Motorseite Anwendung finden. Lebensdauererwartungen um mehr als den Faktor 2 zu marktüblichen Systemen wurden unter Testfeldbedingungen bestätigt. Weiterhin stellt die Neuentwicklung einen Meilenstein bezüglich Energieeffizienz dar, was in Bezug auf das Gesamtsystem einen weiteren Baustein für ein energieeffizientes Antriebssystem darstellt.

Industrielle Antriebssysteme zeichnen sich vor allem durch ihre Robustheit und Langlebigkeit aus. Die Notwendigkeit dieser Eigenschaften wird sehr deutlich, wenn man sich vor Augen führt, dass immer mehr Applikationen 24 Stunden am Tag, 7 Tage die Woche, 365 Tage im Jahr betrieben werden. Unter diesen Bedingungen werden in einem Jahr etwa 8.700 Betriebsstunden erreicht. [...]

Dipl.-Ing. (BA) Alexander Hüttinger, Dr.-Ing. Markus Wöppermann, Dr.-Ing. Jörg Hermes (SEW-Eurodrive GmbH & Co. KG) und Erich Prem, Dipl.-Ing. Rolf Vogt (Freudenberg Sealing Technologies GmbH & Co. KG)

Drall-behaftete Dichtungsgegenlaufflächen führen in der Industrie aufgrund ihrer Fluidförderwirkung regelmäßig zum Versagen von Radial-Wellendichtsystemen. Obwohl diese Thematik bereits seit den 50er Jahren im Fokus der Wissenschaft steht [1], konnte dieses Problem bis heute nicht vollständig gelöst werden. Entgegen der allgemeinen Erwartungen sind derzeit sogar wieder zunehmende Probleme zu verzeichnen. Häufig bedingt durch Änderungen im Fertigungsprozess von Dichtungsgegenlaufflächen, z.B. um Kosten einzusparen. Über die Jahre wurden zwar diverse Drallmessverfahren [2, 3] entwickelt, ein eklatantes Problem besteht aber nach wie vor in der Fragestellung, wie deren Ergebnisse zu bewerten sind. Die einschlägigen nationalen und internationalen Normen und Richtlinien [4, 5, 6, 7] für Radial-Wellendichtungen geben hierfür keinerlei Anhaltspunkte. Auch in der Literatur existieren bislang keine fundierten Grenzwerte für einen tolerierbaren Drall. [...]

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

Wellendichtungen sollen das Austreten von Öl und das Eindringen von Schmutzpartikeln verhindern. Wegen ihrer guten Schmiermittelverträglichkeit, Temperaturbeständigkeit sowie Reibungs- und Verschleißverhalten werden häufig Wellendichtungen aus Polytetrafluorethylen (PTFE) verwendet. Dies stellt aufgrund der ausgeprägten nichtlinearen Materialeigenschaften eine besondere Herausforderung für die zur Auslegung benötigte Simulation des Dichtsystems dar. Insbesondere die starke Temperaturabhängigkeit des Materials ist hierbei zu erwähnen, die bei Erhöhung der Temperatur zu einem Abfall der Radialkraft führt. Weitere nicht vernachlässigbare Effekte, wie geometrische Nichtlinearität und Kontakt erhöhen die Komplexität der Simulation zusätzlich. Eine Möglichkeit die Komplexität und auch die Simulationszeit zu verringern besteht darin, die Dichtung mit einem Stabgitternetz aus eindimensionalen Zug-Druck-Stäben und Massepunkten zu diskretisieren [1]. Durch die lokal eindimensionale Betrachtung kann ein viskoplastisches rheologisches Materialmodell für PTFE [2] direkt implementiert werden. Nachfolgend wird die Kopplung aus strukturmechanischer Simulation mit der thermischen Analyse des Dichtsystems diskutiert. [...]

M.Sc. Florian Albrecht, Professor Dr.-Ing. habil. Thomas Kletschkowski (Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg)

Die Energieeffizienz von Maschinen ist heutzutage von allgemeinem Interesse. Bei sich bewegenden Teilen werden gerne Schmierstoffe eingesetzt. Die dazu wiederum benötigten Dichtungen verursachen Reibung und ungewollte Energieverluste. Mithilfe von plasmapolymeren Beschichtungen auf den dynamischen Dichtstellen lassen sich im Antriebsstrang von Personenkraftwagen die CO2-Emissionen um 1,3 g CO2/km senken. Eine Mikrostrukturierung der Dichtlippe bietet noch einmal ein CO2-Einsparpotenzial von bis zu 1 g CO2/km. Auch andere Industriebereiche wie Windenergie, hydraulische und pneumatische Anwendungen können von einem verbesserten Verschleißschutz und einer reduzierten Reibung bei Elastomeren Dichtungen profitieren. Grundvoraussetzung für die Reibungsreduktion ist eine beschichtungsgerechte Dichtkante. Es ist daher wichtig, dass die Dichtungen bereits vorkonditioniert sind, um ihren Dichtungszweck erfüllen zu können. [...]

Dr. Dominik Paulkowski, Dr. Klaus Vissing (Fraunhofer IFAM, Bremen)

Neben der immer weiter steigenden Leistungsdichte und der gleichzeitig geforderten konstruktiven Gestaltung in Applikationen (z.B. Leichtbau) ist das Auftreten von Stick-Slip in Reibkontaktstellen mit Dichtungen vor allem bei niedrigen Geschwindigkeiten ein für schwingungssensible Anwendungen kritisches Phänomen. Stick Slip oder Ruckgleiten kann in diesen Anwendungen zu störenden Vibrationen oder Geräuschbildungen führen.

Das Ruckgleiten (Stick Slip) beschreibt den Reibkraftunterschied bei einer Relativbewegung von zumindest zwei zueinander beweglichen Maschinenteilen. Wechselnde Bedingungen der Reibung im Kontaktspalt bedingen das variieren zwischen Haftreibung und Gleitreibung, was dann zu einem diskontinuierlichen Gleiten führt. Ist dieser Betriebszustand erreicht und wird die relative Geschwindigkeit weiter erhöht, findet keine Veränderung zum Haftreibungsbereich mehr statt und man befindet sich im Bereich der Gleitreibung mit kontinuierlicher Bewegung, vgl. [1]. Das Stick Slip Verhalten speziell in der Betrachtung mit Dichtelementen tritt also eher bei niedrigen Geschwindigkeiten auf bzw. immer dann, wenn der Übergang von Haft- zu Gleitreibung stattfindet >>1. [...]

Dr. Mandy Wilke, Holger Jordan (Trelleborg Sealing Solutions Germany GmbH)

Eine Vielzahl technischer Anwendungen wie z.B. Turbolader, schnell laufende Elektromotoren oder andere Anwendungen mit hohen Wellendrehzahlen, stellen Abdichtungen heute vor deutlich gestiegene Herausforderungen. Technische Fragestellungen wie Downsizing, E-Mobility oder industrielle Anwendungen im Bereich von Elektromotoren – der Energieverbrauch, und damit die Reduzierung des CO2- Ausstoßes machen die Lösungen dieser Fragen zu einem elementaren Thema.

Im Automobilbau geht der Trend zu parallelen Aufladesystemen, integriert in bestehende Motorvarianten. Dies alles vor dem Hintergrund reduzierter Baugrößen und gestiegenen Anforderungen hinsichtlich Umweltaspekten und damit hinsichtlich der zu erwartenden Leckage. [...]

Dipl.-Ing. (FH) Jens Wolfram, Dipl.-Wirt.-Ing. (FH) Mehmet Cankar (ElringKlinger Kunststofftechnik GmbH)

Kolbenkompressoren haben einen Kolben zum Verdichten des Prozessgases. Dieser wird durch eine Kolbenstange bewegt, die über den Kreuzkopf mit dem Antrieb verbunden ist. Die Schmierung der beweglichen Teile im Antriebsaggregat erfolgt durch eine große Menge an Öl um Reibungsverschleiß bei in Kontakt stehenden Maschinenbauteilen zu verhindern bzw. zu minimieren. Speziell bei trocken laufenden Anwendungen kann das Schmieröl enorme Probleme bezüglich der Standzeit verursachen, wenn es vom Kreuzkopf in die Kolbenstangendichtung des Kompressors und damit in den Prozess gelangt. Die „Mischreibung“ erhöht den Verschleiß der Dichtelemente signifikant und führt dadurch zu einer reduzierten Laufzeit der Innenteile einer Kolbenstangendichtung. Um eine Kontamination der Dichtung durch einen Öleintrag zu verhindern, werden Ölabstreifer eingesetzt, deren Effizienz jedoch gerade bei schnelllaufenden Maschinen oder hohen Druckpulsationen oftmals nicht ausreicht. Für diese anspruchsvollen Anwendungen wurde ein neuartiges Konzept einer Ölabstreifdichtung entworfen, die durch ihre schmalen Abstreifkanten eine hervorragende Abstreifeffizienz besitzt. Durch ihr besonderes Design wird zudem eine hohe Dichtheit erzielt. Zwei Abstreifringe werden zu einem Abstreifer kombiniert, sodass sich die Spiele der beiden Abstreifringe gegenseitig überlappen, was die Dichteffizienz auch unter Extrembedingungen sicherstellt. [...]

Dr. Marc Langela (STASSKOL GmbH)

Dynamisch beanspruchte Dichtungen verändern ihre Temperatur nicht nur aufgrund von Wärme-Zu- oder -Abflüssen, sondern diese können auch durch innere Reibung (Energie-Dissipation) Temperaturänderungen erfahren. Dabei wird ein Teil der durch äußere Kräfte zugeführten Verformungsarbeit in Wärme umgewandelt und damit eine Temperaturerhöhung in der Dichtung verursacht. Für diese Art der Erwärmung sind besonders Elastomere empfänglich. Ursache sind die speziellen thermo-viskoelastischen Eigenschaften dieser Werkstoffklasse und ihre Fähigkeit zu großen Verformungen. Nachfolgend wird gezeigt wie diese Vorgänge in den Kontext der allgemeinen Thermodynamik eingebunden werden können und mit welchen Methoden man zu expliziten Formeln und zur Vorhersage induzierter Erwärmung in dynamisch beanspruchten Elastomerbauteilen kommen kann. Analytische Lösungen der grundlegenden Gleichungen sind allerdings nur in einfachen Fällen möglich. Für reale Bauteile und komplexe Fragestellungen benötigt man i.d.R. die Finite Elemente Methode.

Um Dichtungen für dynamische Anwendungen auszulegen, muss man – wie beim Entwurf von elastomeren Bauteilen im Allgemeinen (z.B. Dämpfungselementen) – Energie-Dissipations-Mechanismen im Auge behalten. [1, 2] Die thermo-viskoelastischen Eigenschaften der Elastomere stellen sich als eine wichtige Verlustquelle heraus. [...]

Dr. Manfred Achenbach, Sina Achenbach (Ingenieur- und Sachverständigenbüro Achenbach)
Flüssigdichtsysteme:

Dosieren scheint einfach zu sein – auf den ersten Blick. Klebstoffe, Silikone, Dichtstoffe etc., der automatisierte Auftrag verschiedenster viskoser Materialien wird seit Jahrzehnten angewandt. Also alles kein Problem? Leider nein – nur die optimale Abstimmung vieler Einflussfaktoren garantiert einen einwandfreien Dosierprozess mit wiederholgenauen Ergebnissen. Der automatisierte Auftrag diverser Klebstoffe, Dichtstoffe und anderer viskoser Medien soll einerseits eine möglichst große Flexibilität für die Auswahl des geeigneten Dosiermaterials bieten und andererseits durch höchste Prozesssicherheit eine unkomplizierte Verarbeitung ermöglichen. Abrasive, schersensitive sowie hochgefüllte Materialien sind repräsentative Beispiele für die Vielfältigkeit von Dosiermedien, aber auch für die steigenden Anforderungen an Dosiersysteme. In der Praxis sieht sich der Anwender vor einer großen Auswahl an Dosiermedien mit den unterschiedlichsten Kombinationen an möglichen Charakteristika. [...]

Christian Heidinger (ViscoTec Pumpen- u. Dosiertechnik GmbH)

Statische Dichtungen auf Basis flüssiger Dichtmittel nehmen im Maschinen-, Apparate- und Automobilbau einen immer höheren Stellenwert ein. Sie zeichnen sich nicht nur durch hohe Zuverlässigkeit aus, sondern auch durch ein enormes Rationalisierungspotenzial und hohe Integrationsfähigkeit in hochautomatisierte Fertigungsumgebungen. Da sie auf die unterschiedlichsten Flanschgeometrien vollautomatisiert und mit hoher Genauigkeit aufgetragen werden, ermöglichen sie maximale Fertigungsflexibilität bei geringen Lagerhaltungskosten. UV-Licht aushärtende Cured-In-Place (CIP) Dichtungen auf Polyacrylatbasis bieten sich heute auch für Anwendungen im Antriebsstrang bei hohen Temperaturen und in Kontakt mit Motoren- und Getriebeöl an. Konstruktiv sind neben den Eigenschaften erforderliche Abmessungen und die Gestaltung der Dichtstelle zu beachten.

Entsprechend den konstruktiven Anforderungen und den fertigungstechnischen Möglichkeiten sind verschiedene Dichtungstechnologien entstanden >>1. Weit verbreitet sind flüssig verbaute Formed-In-Place-Dichtungen, bei denen sich das Dichtungsmaterial durch das Zusammenbringen der abzudichtenden Fügepartner in die Fugenbereiche verteilt und die Oberflächenunebenheiten ausfüllt. [...]

Dr. Georges Romanos, Cássia de Paula Pinto (Henkel AG & Co KGaA)

Über eine Tonne schwer und so groß, dass er ein ganzes Wohnzimmer füllte: Der Z3 von Konrad Zuse, der erste programmgesteuerte Rechner der Welt, besaß zwar nur eine Speicherkapazität von 64 Worten, konnte aber in drei Sekunden multiplizieren, dividieren und Quadratwurzeln ziehen. Zum Vergleich: Heutzutage verfügt sogar ein handelsübliches Smartphone über mehr Rechenleistung als der Apollo Guidance Computer (AGC) – der Bordcomputer, der die Apollo-Raumsonde 1969 zum Mond steuerte. Elektronische Geräte und Bauteile sind mittlerweile nicht nur im industriellen Umfeld unverzichtbar geworden, sie sind auch zentraler Bestandteil unseres täglichen Lebens. Angesichts immer kleinerer Bauformen und steigender Leistungsdichten rückt das Thema Wärmemanagement immer stärker in den Fokus. Wärmeleitende Pasten bieten hier zahlreiche Vorteile – wenn die richtige Dosiertechnik zum Einsatz kommt.

Bei Wärmeleitpasten handelt es sich um hochabrasive, mit speziellen Füllstoffen angereicherte Vergussmedien, die einen zuverlässigen Wärmetransfer zwischen zwei Körpern sicherstellen – z.B. zwischen einer Platine und einem Kühlkörper. Auf diese Weise tragen sie dazu bei, Leistungsabfälle und Defekte durch Überhitzung bei elektronischen Bauteilen zu verhindern. [...]

Rainer Haslauer (Scheugenpflug AG)
Klebetechnik:

Elektromotoren sind in unserem Leben allgegenwärtig. Sie werden kleiner und leistungsfähiger, womit auch die Herausforderungen an die Verbindungstechnik steigen. Kleben bietet für die Produktion und den Betrieb eine Reihe von Vorteilen, wobei Motorenhersteller aus einer Fülle unterschiedlicher Klebstofffamilien wählen können – doch welche sind geeignet? Tesla hat maßgeblich dazu beigetragen, Elektroautos als effiziente und nachhaltige Zukunft individueller Mobilität zu sehen. E-Motoren kommen in Fahrzeugen jedoch nicht nur als emissionsfreie Antriebe zum Einsatz, sondern auch in Fensterhebern oder Sitzverstellern. Tatsächlich finden sie sich überall – in E-Bikes, in Werkzeugen oder in unseren Küchen. Was alle Hersteller von Elektromotoren gemeinsam haben, ist das Ziel sie kleiner und leistungsfähiger zu machen sowie ihren Wirkungsgrad zu verbessern. [...]

Dr. Karl Bitzer (DELO Industrie Klebstoffe GmbH & Co. KGaA)

Funktionale Klebstoffe sind innovative Materialien, die mehr können als nur kleben. Maßgeschneidert für die vorgesehene Anwendung bringen sie weitere Eigenschaften mit, die z.B. den Durchtritt von elektrischem Strom oder Wärme durch die Klebeschicht ermöglichen. Im Automobilbau finden elektrisch leitfähige Klebstoffe weite Verbreitung beim Montieren und Kontaktieren von Halbleitern, Sensoren, Heizelementen oder Funktionsbauteilen wie Kameras oder Spiegeln. Thermisch leitende Klebstoffe kommen hingegen in solchen Baugruppen zum Einsatz, die im Betrieb ein effektives Wärmemanagement erfordern, z.B. Leistungssteuerungen, LED, Wärmetauscher, Motoren oder Antriebsbatterien. Insbesondere epoxidbasierte Systeme weisen eine hohe strukturelle, thermische und chemische Beständigkeit auf und bieten damit eine interessante Alternative zu herkömmlichen Verbindungsverfahren wie Schweißen, Löten oder mechanischem Verbinden.

Nach Angaben des Industrieverbands Kleben werden in einem Personenkraftwagen heute etwa 15 bis 18 kg Klebstoffe verbaut [1]. Dazu kommen zusätzlich signifikante Mengen an polymerbasierten Dichtstoffen. Auf die Fahrzeugbranche entfallen aktuell 9% der gesamten jährlichen Klebstoffproduktion. [...]

Dr. Arno Maurer, Dr. Joachim Kalka (Polytec PT GmbH)

Sind Melt-on-demand-Systeme (MOD) für alle Anwendungen die Zukunft? Die gesammelten Markterfahrungen lassen Zweifel aufkommen, insbesondere hinsichtlich des Aspektes der von Herstellern versprochenen Freiheit der tanklosen Systeme. Das Baukasten-System mit Granulatförderer bietet dagegen die größere Effizienz für schnelle und hochautomatisierte Verpacker.

Tanklose Melt-on-demand-Systeme sind inzwischen in fast jedem Portfolio von Herstellern für Schmelzklebstoff-Auftragstechnik zu finden: Versprochen wird dabei gerne die große Freiheit für alle Anwender. Doch mittlerweile ist auch Ernüchterung im Hause der Klebstoffspezialisten eingezogen. Als System-Lieferant, d.h. Unternehmen beziehen im Idealfall Klebstoffe und Auftragstechnik aus einer Hand, hat man guten Einblick in beide Seiten des Angebotes: Technik und Verbrauchsmaterial. Die tanklosen Systeme haben einen höheren Anfangsinvest in die Technik. Gerade im Bereich End of Line-Packaging (E-O-L-Packaging), wo diese Gerätetechnik sinnvoll ist, rechnet sich diese Startinvestition, wenn beim Verbrauchsmaterial monetäre Einsparungen machbar sind. [...]

Christoph Zunder (Bühnen GmbH & Co. KG)

Fluorpolymere haben viele Eigenschaften, die sie für ein breites Einsatzspektrum interessant machen. Ihre thermodynamischen Benetzungseigenschaften zählen allerdings zu ihren größten Schwächen. Abhilfe schaffen hier verschiedene physikalische Vorbehandlungsmethoden, die die Klebfestigkeit von Fluorpolymeren verbessern – hier gezeigt an drei der bekanntesten Fluorpolymeren: einem vollfluorierten Polymer, Perfluoroalkoxy-Polymer (PFA) und den beiden teilfluorierten Polymeren, Ethylen-Chlortrifluorethylen (ECTFE) und Polyvinylidenfluorid (PVDF).

Fluorpolymere sind bekannte Materialien mit einzigartigen Eigenschaften, die eine Anwendung in vielen verschiedenen Bereichen ermöglichen. Eine hohe thermische Stabilität, chemische Beständigkeit, gute flammhemmende Eigenschaften, ein geringer Reibungskoeffizient und eine niedrige relative Permittivität sind einige der relevanten Eigenschaften, die dafür gesorgt haben, dass Fluorpolymere in der Automobilbranche, der Luftfahrt, der Baubranche, dem ITBereich, in der Lebensmittelbranche und im Bereich der Medizintechnik zahlreiche Anwendungen finden [1]. Der weltweite Verbrauch dieser Materialien steigt ständig an. [...]

M.Sc. Eduard Kraus, M.Sc. Lukas Orf, Dr. Benjamin Baudrit (SKZ - Das Kunststoff-Zentrum) und Professor Dr. Oleg Stoyanov, Professor Dr. Irina Starostina (Kazan National Research Technological University)

Displays sind im Alltag omnipräsent. Und mit jeder neuen Generation von mobilen Endgeräten, Automotive-Anwendungen, Industriemonitoren oder Navigationssystemen erwarten Kunden eine gesteigerte Leistungsfähigkeit und erweiterte Funktionalität – insbesondere verbesserte Lesbarkeit, höhere Robustheit, dünnere Bauweise und längere Lebensdauer. Zu all diesen Forderungen kann der Einsatz der Optical Bonding-Technologie einen maßgeblichen Beitrag leisten >>1. Ein vollautomatisiertes Fügeverfahren und optisch klare Klebsysteme sorgen für perfekten Kontrast und beste Lesbarkeit in Displays.

Optical Bonding umfasst das Fügen zweier meist lichtdurchlässiger Materialien mittels eines extrem klaren Klebstoffes. Die optimale Abstimmung von Verarbeitungsprozess und Material gewährleistet hierbei ein luftblasenfreies Ergebnis. [...]

Hartmut Storz (RAMPF Polymer Solutions GmbH & Co. KG)

Bei vielen industriellen Applikationen werden Klebstoffe verwendet, deren Aushärtezeiten irgendwann nicht mehr zur gewünschten Taktzeit passten. In diesen Fällen sind verschiedene Möglichkeiten denkbar – eine UV-Vorfixierung wird aber zumeist nicht berücksichtigt. Bei genauer Betrachtung jedoch, wäre genau dieser Lösungsansatz für viele Projekte eine effektive Alternative.

Wenn Klebstoff und benötigte Taktzeiten nicht zusammenpassen, ist die erste Überlegung oft, die Klebelösung in Frage zu stellen und zur altbewährten Verbindungstechnik zurückzukehren. Ist man – was immer häufiger vorkommt – auf eine verklebte Verbindung angewiesen, ist der nächstliegende Gedanke, auf ein anderes Klebesystem umzusteigen. Prinzipiell ein guter und nachvollziehbarer Gedankengang, dessen Umsetzung in der Praxis jedoch, durch z.B. die Eigenschaften der zu verbindenden Werkstoffe, eine Herausforderung bedeuten kann. [...]

Marco Rodriguez (as adhesive solutions e.K.)

Der Wechsel von einem eingeführten Industrieprozess zu einem neuen, ist ein großer Schritt. Ein führender Leuchtenhersteller entschied sich zum radikalen Wandel seiner Vorbehandlungsmethode vor dem Verkleben. Mit dem Ersatz der nasschemischen Prozesse durch Atmosphärendruckplasma (AD-Plasma) erhöhte sich die Langzeitstabilität der Klebverbindung auf ganz umweltfreundliche Art.

Wenn es um die Beleuchtung zur Sicherheit und Gesundheit der Menschen in der Produktion, um die Einsparung von Energie unter Berücksichtigung von Umweltaspekten und um eines der erfolgreichsten Produktionskonzepte geht, gehört die Herbert Waldmann GmbH & Co. KG zu den Vorreitern. Mit Kaizen, übersetzt „Wandel zum Besseren“, brach im Jahre 2001 für die Mitarbeiter des Unternehmens ein neues Produktionszeitalter an. Der gesamte Betrieb wurde damals auf das Just-in-time-Konzept umgestellt. Der kontinuierliche Verbesserungsprozess zieht sich bis heute durch alle Ebenen des Unternehmens und betrifft in der Produktion sämtliche Arbeitsschritte, von der Entwicklung über die Teilefertigung bis hin zum Endprodukt. [...]

Inès A. Melamies (Fachjournalistin), Peter Langhof (Plasmatreat GmbH), Dennis Stehle (M. Eng.) (Herbert Waldmann GmbH & Co. KG)

Diese Silikonmontagemassen sind eine interessante Gruppe von neuen Haftklebstoffen, die manuell oder maschinell beim Einsatz von Druckluftkartuschen, anderen Auspressgeräten oder Auftragsroboter appliziert werden können. Nach dem Auftrag auf die für die Verbindung vorgesehenen Materialien folgt eine UV-initiierte Vernetzungsreaktion, sodass die hohe Endfestigkeit des Verbundes erreicht wird. Diese fotoreaktiv eingestellten Haftklebemassen können mit typischen UV oder LED-Lampen vernetzt werden.

Silikone sind eine Produktklasse, die in den letzten 60 Jahren eine kontinuierlich zunehmende technische Bedeutung erreicht hat. Sie gehören zu den Materialien, deren Synthese nicht direkt erdölabhängig ist. Sie lassen sich als Stoffe mit hoher physiologischer Inertheit bezeichnen, sind schwer entflammbar und gehören zu Polymeren, die – wie keine andere Gruppe – für eine kaum zu überschauende Zahl von Anwendungen eingesetzt werden können. [...]

Professor Dr. Zbigniew Czech, Dipl.-Ing. Adrian K. Antosik, Dipl.-Ing. Katarzyna Dudek (Westpommersche Technische Universität Szczecin)
Maschinen und Anlagen:

Die kontinuierliche Vulkanisation ist ein sehr energieaufwändiger Prozess, bei dem komplexe thermische Wechselwirkungen zwischen Vulkanisationsverfahren und Materialeigenschaften zu berücksichtigen sind. Es wird angestrebt, eine möglichst homogene Erwärmung und Vernetzung im Profilquerschnitt zu erzielen. Dazu existieren viele verschiedene Ansätze und Strategien zur kontinuierlichen Vulkanisation, bei denen meist Heißluft, Infrarot- und UHF-Strahlung kombiniert werden. Problematisch ist aber bis heute, dass durch die kontinuierliche Verfahrweise derzeit keine Messung des Erwärmungsvorgangs von Kautschukprofilen möglich ist, die eine Prozessoptimierung ermöglichen würde. Deshalb wurde ein neues Vulkanisationsmessgerät entwickelt und validiert, das eine Vulkanisation von Kautschukprofilstücken mittels der drei Vulkanisationsverfahren erlaubt und gleichzeitig eine Messung der Profilquerschnittstemperaturen an mehreren Stellen im Profilquerschnitt ermöglicht.

Im Bereich kontinuierlicher Vulkanisation werden zur Erwärmung von schwefelvernetzenden Profilen überwiegend Kombinationen aus Infrarotstrahlern (IR), Heißluftanlagen (HL) und Mikrowellenanlagen (UHF) verwendet [1, 2]. Einzeln eingesetzt erzeugen alle Energieübertragungsformen (Strahlung (IR), Konvektion (HL), Dissipation (UHF)) eine inhomogene Erwärmung: Infrarotstrahlung und konvektive Heißlufterwärmung heizen zunächst die Profiloberfläche auf und transportieren die Energie verzögert ins Innere des Querschnitts. [...]

Professor Dr.-Ing. Christian Hopmann, M.Sc. Florian Lemke, B.Sc. Jan Philip Peter, B.Sc. Patrick Gahlen (Institut für Kunststoffverarbeitung (IKV), Aachen) und Dipl.-Wirt.-Ing. Jens Möckel (Gerlach Maschinenbau GmbH)

Die steigenden Anforderungen an Formteile und Dichtungen führen letztendlich immer zu steigenden Anforderungen an die Verarbeitungstechnik. Miniaturisierung – auch in Kombination mit immer neuen Werkstoffen und komplexeren Geometrien – ist ein aktuelles Thema. Mit der richtigen Wasserstrahltechnik sind Dichtungs- und Formteil-Hersteller sowie Verarbeiter aber auf der sicheren Seite.

Immer kleinere und leichtere Bauteile machen bei der Produktion ein Höchstmaß an Präzision erforderlich, die traditionelle Trennverfahren zunehmend nicht leisten können. Auch reagieren immer mehr neue Werkstoffe – wie z.B. Verbundwerkstoffe – empfindlich auf Hitze, was den Einsatz von thermischen Schneidtechniken problematisch macht. Und bei zunehmend komplexeren Geometrien kommen klassische Verfahren auch an Grenzen – da u.a. der Nachberarbeitungssaufwand erheblich ist. Nicht umsonst hat sich die Wasserstrahltechnologie – im Vergleich zu Methoden wie Drahterodieren, Mikrofräsen oder Stanzen – zur interessanten Option nicht nur für miniaturisierte Formteile und Dichtungen entwickelt. Allerdings trägt man dem Trend zur Miniaturisierung durch neue optimierte Systeme Rechnung und so haben aktuelle Wasserstrahlschneidesysteme wie z.B. die MicroCut MJ >>1 eine Schnittgenauigkeit von 0,01 mm. [...]

Jürgen Moser (STM Stein-Moser GmbH) und Sven Anders (STM Waterjet GmbH Germany)
Mess- und Prüftechnik:

Es besteht durchaus die Gefahr, dass automobile Fortbewegung in Zukunft nicht deutlich zuverlässiger wird, als sie es heute ist. Zukünftig könnte man diese Begründung vielleicht häufiger hören: „Ich habe es nicht rechtzeitig geschafft, mein Wagen ist liegengeblieben. Sie wissen schon: die Batterie.“ Mit der Elektromobilität erwartet uns ein bislang ungekanntes Spektrum an neuen möglichen Pannenursachen. Dabei wird das größte Problem vermutlich gar nicht die zu Tode erschrockene Familie sein, die sich gerade noch aus ihrem Elektrofahrzeug ins Freie gerettet hat, bevor die Flammen aus der defekten Batterie das gesamte Auto erfasst haben.

Sicher birgt die leichte Brennbarkeit der Elektrolyte in der Batterie auch die Gefahr von brandbedingten Totalschäden. Aber noch entscheidender könnte im Alltag die Frage nach der Lebensdauer der Batterie sein. Wer zahlt für den Austausch einer Batterie, wenn sie wegen mangelhafter Verarbeitung viel von ihrer Kapazität eingebüßt hat? An wen wendet sich der Pendler, der selbst bei voller Batterieladung kaum noch 100 km Reichweite erzielt? Soll er selbst das Risiko einer kurzen Batterielebensdauer tragen? Oder sein Händler? Oder verweist der einfach an den Fahrzeughersteller – damit dieser wiederum versucht, die Zulieferer in die Pflicht zu nehmen? [...]

Dipl.-Ing. Sandra Seitz (INFICON GmbH)

Kernvoraussetzung für die kontinuierliche Haftung einer Klebung ist die Kontrolle der Qualität und des Zustands der Fügeteile. Nur so kann ein prozesssicherer Klebevorgang garantiert werden. Das zerstörungsfreie Prüfen des Oberflächenzustandes vor dem Kleben ermöglicht es, diese anspruchsvolle Herausforderung zu meistern. Dabei können sowohl die Kontaminationen detektiert als auch Oberflächenvorbehandlungen qualifiziert werden.

Die Klebtechnik ist aufgrund zahlreicher Vorteile, wie etwa formschlüssiges Fügen, Gewichtsersparnis, Prozessdauer bei großflächigen Verbindungen, formstabil, eine echte Alternative zu klassischen Fügemethoden wie Schrauben, Nieten oder Schweißen. Daher findet sie in der Industrie verstärkt Einsatz. Weniger im Fokus ist jedoch die Herausforderung, die entsteht, um die Qualität von Klebungen zu sichern. Die Komplexität ergibt sich vor allem aus der Vielzahl von Faktoren, welche die Haftung der gefügten Bauteile beeinflusst. Aus diesem Grund wird bei sicherheitskritischen Fügeprozessen noch häufig auf traditionelle Fügetechniken zurückgegriffen oder eine Kombination mit zusätzlicher Klebung angewendet. Jeder weiterer Schritt hin zu einer Absicherung des Klebeprozesses würde zumindest bei einer verifizierten Haftung die Wiederholbarkeit erhöhen. [...]

Célian Cherrier, Dr. Richard Söhnchen (Automation W+R GmbH)

Dichtungsausfälle verursachen jedes Jahr durch direkte und indirekte Folgekosten sicherlich zwei- bis dreistellige Millionenbeträge an volkswirtschaftlichem Schaden – sei es durch Maschinenstillstandskosten, durch Rückrufaktionen oder Umweltschäden. Noch schlimmer als der direkte Schaden können die daraus erwachsenden Imageprobleme am Markt für die betroffenen Unternehmen werden. Daher ist es natürlich sehr wichtig, bei Schadensfällen die wirkliche Ursache für den Ausfall schnell zu erkennen, um den Fehler auch abstellen zu können. Die Durchführung einer Schadensanalyse wird allerdings oft nur auf eine werkstoffliche Untersuchung des Schadensmusters zusammen mit einer mikroskopischen, eventuell auch mit einer rasterelektronenmikroskopischen Untersuchung bzw. einer anderen analytischen Prüfung reduziert. Solche Untersuchungen allein können aber leicht in die Irre führen, da sich an ausgefallenen Gummidichtungen fast immer werkstoffliche Inhomogenitäten, Fremdstoffe, Spuren einer stattgefundenen Alterung und leichte herstellungsbedingte Mängel finden lassen. Die „Kunst“ besteht nun darin, die vorhandenen Spuren richtig zu interpretieren. Das ist letztlich aber nur mit einem integralen Ansatz möglich, das heißt, man muss alle verfügbaren Information zum Schadensfall in die Bewertung des Schadensbildes mit einbinden, damit die Logik des Ausfalls auch klar zu erkennen ist. [...]

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

Aufgrund der vielfältigen Einsatzbereiche von Leuchten und Scheinwerfern werden an diese Systeme besondere Anforderungen gestellt. So sind diese Produkte rauen Umgebungsbedingungen ausgesetzt und müssen zuverlässig funktionieren. Um dieses sicherzustellen, müssen sie auch auf Dichtheit gegen Verschmutzung und Feuchtigkeit geprüft werden. Diese Anforderungen werden in der Definition der IPSchutzarten beschrieben. Das Eindringen von Flüssigkeiten kann zu schweren Störungen an elektronischen Komponenten führen – bis hin zum Totalausfall. Damit kommt der industriellen Dichtheitsprüfung in der Produktionslinie eine besondere Bedeutung zu. Hierbei wird sehr häufig Druckluft eingesetzt. Die Dichtheitsprüfung mit Druckluft ist ein objektives Prüfverfahren, das sich gut automatisieren lässt. Zunächst gilt es das Prüfmedium auszuwählen.

In >>1 sind in Abhängigkeit von der Dichtheitsanforderung einige Orientierungswerte zur Grenzleckrate aufgeführt. In Abhängigkeit von der Größe der zulässigen Grenzleckrate ist dann zu entscheiden, welches Prüfmedium eingesetzt wird. In Abhängigkeit von den Anforderungen an das Produkt, abgebildet durch die zulässige Leckrate, ist das Prüfmedium und damit verbunden ein entsprechendes Prüfverfahren auszuwählen >>2. [...]

Dr. Joachim Lapsien (CETA Testsysteme GmbH)

Die Einhaltung von Abgasnormen ist aktuell ein Dauerbrenner in den Medien und der gesellschaftlichen Diskussion. Die richtige Dichtheitsprüfung kann hier einen wertvollen Beitrag leisten, Leckagen zu minimieren und geltende Normen zu erfüllen.

Steigende Ozonwerte, Smog, saurer Regen – unser modernes Leben und der technische Fortschritt fordern ihren Tribut. Mehr als 1 Mrd. Autos sind weltweit registriert und stoßen jeden Tag unzählige Massen an Abgasen in die Atmosphäre. Dies schädigt nicht nur die Umwelt, sondern hat auch negative Auswirkungen auf den Menschen. Stickoxide (NOx) – insbesondere Stickstoffdioxid (NO2) – spielen dabei eine große Rolle. Stickstoffdioxid reizt und schädigt die Atmungsorgane, fördert Herzkreislauferkrankungen, Allergien, Bronchitis und begünstigt die Entstehung von Lungenkrebs. In der Luft wirkt sich der Stoff ab gewissen Konzentrationen negativ auf die Funktion der menschlichen Lunge aus. Zudem ist er Ursache für den sauren Regen und schädigt den Wald. Bodennahe Stickoxide rufen die als Sommersmog bekannte Ozonbildung unter Einfluss der UVStrahlung der Sonne hervor. Die Reduzierung der Abgaswerte ist vor diesem Hintergrund eine der größten Herausforderungen im Umweltschutz. [...]

Dipl.-Ing. Heinz Barfuss, Patrick Lange (Pfeiffer Vacuum GmbH)

Dynamische Rotationsdichtungen sind hochbelastete Maschinenelemente und finden z.B. als Radialwellendichringe (RWDR) technische Anwendung [1]. Sie sind oft extremen Betriebstemperaturen ausgesetzt. Als Dichtungswerkstoffe werden aus Gründen der Energieeffizienz maßgeschneiderte Elastomere mit möglichst geringem Reibungskoeffizient und gutem Verschleißverhalten gesucht [2, 3]. Modifizieren lassen sich Elastomere durch Zugabe entsprechender Additive und Füllstoffe [4]. Die Untersuchung des Reibungsverhaltens von Dichtungswerkstoffen ist dabei zeitaufwendig und teuer. Deswegen stellt sich die Frage, ob sich aus den einfach zu bestimmenden, viskoelastischen Eigenschaften eines Werkstoffs Rückschlüsse auf sein Reibungsverhalten ergeben. Die nachfolgenden Untersuchungen legen nahe, dass das Reibungsverhalten tribologisch beanspruchter Elastomere aus deren viskoelastischen Kenngrößen abgeschätzt werden kann, ohne tribologische Prüfungen durchzuführen. [...]

Professor Dr.-Ing. Achim Frick, B.Eng. Robert Boßler, M.Sc Vibunanthan Muralidharan (Institute of Polymer Science and Processing (iPSP) Hochschule Aalen)

Eine vollständige Abdichtung muss immer als System konzipiert und geprüft werden. Dies ist eine der Grundlagen, mit der man bei der Konstruktion von Hydraulik- Zylindern immer neue Wege geht. Dabei haben die Entwickler nicht nur die einzelnen Komponenten im Blick, sondern suchen gemeinsam mit dem Anwender passende Lösungen. So entstand auch ein Dichtungsprüfstand zur Entwicklung optimaler Dichtungskombinationen, der inzwischen zu einem eigenen Produkt wurde.

Um durch systematische Versuche und Tests optimale Dichtungskombinationen für Hydraulikzylinder zu entwickeln, ist es heute entscheidend Produkte unterschiedlicher Dichtungshersteller mit eigenen zu kombinieren und auch mit universitären Forschungseinrichtungen zusammenzuarbeiten. Im Rahmen einer immer vernetzteren Zusammenarbeit bei der Projektierung und Umsetzung von hybriden Antriebssystemen und Teilsystemen, war es irgendwann naheliegend, den Prüfstand selbst zu entwickeln. [...]

Dipl.-Ing. Klaus G. Wagner, Matthias Breisch (Herbert Hänchen GmbH & Co. KG)
© ISGATEC GmbH 2017
» Datenschutz
» Impressum

Cookie Hinweis: Unsere Website nutzt Cookies um bestimmte Bereiche/Funktionen bestmöglich für Sie darstellen zu können.
Wenn Sie diese Webseite weiterhin besuchen, stimmen Sie der Nutzung von Cookies zu.      » mehr erfahren