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Dichtungen

Im Rückblick die Zukunft möglich machen

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Von der Gegenwart für die Zukunft

Bevor die Reise nun in Richtung Zukunft geht, machen wir einen kurzen Zwischenstopp im Jahr 2015. Heute ist es selbstverständlich, dass Dichtungen mithilfe von CAD und 3D-Drucker gestaltet werden. Auch Losgröße eins ist kein größeres Problem. Firmen wie Freudenberg Sealing Technologies bieten Notfalldienste an – ein dringend benötigter seltener Dichtring kann innerhalb kürzester Zeit aus der Datenbank geladen und ausgedruckt werden, während der Kurier schon vor den Werkstoren auf die Lieferung für den Kunden wartet. Kunden können O-Ringe online konfigurieren und die gewünschten Anwendungsbedingungen grafisch visualisieren lassen. Im Online-Werkstoffassistenten lassen sich geeignete Compounds über den Temperaturbereich, das Medium, den maximalen Druck, die maximale Spaltweite sowie die Kolben- bzw. Stangenbewegung bestimmen.

Dichtungen sind 2015 extrem effizient und durch den Einsatz modernster Werkstoffe hoch belastbar und langlebig. Wie sehen diese unscheinbaren, aber dennoch unverzichtbaren Bauteile in der Mitte des 21. Jahrhunderts aus?

25 Jahre in der Zukunft: Laut dem Club of Rome leben 8,1 Milliarden Menschen auf dem Planeten Erde. Nachprüfen lässt sich das als Zeitreisender auf dem kurzen Abstecher nicht, aber der Alltag der Menschen hat sich gewandelt seit 2015. Wenn der Nobelpreisträger für Wirtschaftswissenschaften Robert Fogel Recht hatte mit seiner Vorhersage, dann erwirtschaftet China im Jahr 2040 rund 40 % des weltweiten Bruttoinlandsprodukts. Biomasse, Windenergie, Photovoltaik, Wasserkraft und Geothermie, haben einen Anteil von über 65 % an der Energieerzeugung.

Die Zahl der Automobilbesitzer hat sich seit dem Jahr 2015 verdreifacht. Gerade in China verwirklichen sich immer mehr Menschen den Traum vom eigenen Auto. Trotzdem scheint die Luft in den Megacities des Planeten besser geworden zu sein, denn alle Fahrzeuge, die über die Straßen gleiten, fahren elektrisch. Das Erstaunliche: Die alten Hybrid-Fahrzeuge fahren noch immer, was man den hochaufgeladenen Turbo-Kleinstmotoren der Hybride nicht zugetraut hat, als sie 2020 den Markt beherrschten.

Dass es dazu kommen konnte, ist auch ein Verdienst der Curve Gasket. Diese Dichtung von Freudenberg mit geraden und wellenförmigen Querschnitten hat damals geholfen, Antriebsmodule wesentlich leichter zu machen. Dank niedriger Reaktionskräfte und breiten Kompressionsbereichen konnte auch in kleinen Nuten eine große Stabilität erreicht werden – ideal für die thermoplastische Abdeckung vieler Motorkonstruktionen der 2020er Jahre. Um die Curve Gasket in der Nut zu verpressen, war weniger Anpressdruck und Kraft notwendig als bei herkömmlichen Dichtungen – bei gleicher Dichtleistung. So konnten Deckel oder Motorabdeckungen dünnwandiger und leichter gebaut werden.

Der Original-Simmering aus dem Jahre 1932 bezog seine Dichtwirkung aus einem Ring speziell gegerbten Kalbsleder. Das Leder wurde später durch neue Werkstoffe wie Buna und Perbunan (synthetischer Kautschuk) abgelöst.(Bild: Freudenberg)
Der Original-Simmering aus dem Jahre 1932 bezog seine Dichtwirkung aus einem Ring speziell gegerbten Kalbsleder. Das Leder wurde später durch neue Werkstoffe wie Buna und Perbunan (synthetischer Kautschuk) abgelöst.
(Bild: Freudenberg)

Wichtig für die sparsamen Motoren waren Ventilschaftabdichtung mit Gegendruck-Dichtlippe. Curve Gasket machte Schluss mit dem Problem abhebender Dichtung aufgrund des hohen Abgasgegendrucks und die daraus folgende Beeinträchtigung der Schmierung in den Ventilführungen. Gegendruck-Ventilschaftabdichtungen verfügten ab diesem Zeitpunkt nicht nur über eine Sekundärlippe, die das Abheben der Dichtung von 1,5 bar bis 4 bar auf 4,5 bar bis 5 bar verlagerte, sondern eine zusätzliche Gegendrucklippe verhinderte zuverlässig ein Dichtungsversagen bis zu einem Druckdifferenzbereich von mehr als 6 bar.

Im Jahr 2040 besitzen die autonomen Wasserstoff-Brennstoffzellen-Autos Dichtungen aus dem Kohlenstoff-Material Graphen. Ein extrem festes Material – die Kabel des voraussichtlich 2050 in Betrieb gehenden Weltraumlifts der Firma Obayashi werden daraus gefertigt sein. Einem Team um den Chemiker James Tour an der Rice University gelang es 2013 durch Beimengen von Graphen-Nanobändern ein Polymer-Material zu schaffen, das für Gas beinahe undurchdringlich und zugleich deutlich leichter ist als bis dato für Tanks übliche Metalle. Laut Rice haben es Gasmoleküle 1000 Mal schwerer zu entweichen. Seinen Tests zufolge ist ein Anteil der Graphen-Nanobänder von 0,5 % ideal, um die Festigkeit des Polymers zu steigern. Eine reine Graphen-Schicht wäre noch dichter – aber eine Fertigung in so großen Mengen war noch nicht praktikabel.

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