Dichtungen Neue Glasfaserdichtung mit erweiterten Einsatzmöglichkeiten

Bei hohen Temperaturen und großen Drücken sind Glasfaserdichtungen eine gute Wahl. Durch neue Herstellungsverfahren ist es Trelleborg gelungen, die Grenzen ihres Einsatzes zu erweitern hin zu leistungsfähigen und bezahlbaren Universaldichtungen.

Anbieter zum Thema

SPN Schwaben Präzision Fritz Hopf GmbH

Novotechnik Messwertaufnehmer OHG

Heraeus AMLOY Technologies GmbH

Trelleborg Sealing Solutions Germany GmbH

Flachdichtungen haben’s nicht leicht: Jeder erwartet, dass sie alles können – aber möglichst wenig kosten. Diese Schere geht immer weiter auf, je anspruchsvoller die Einsatzbereiche für Flachdichtungen werden. So erwarten vor allem OEMs von Flachdichtungen beim Einsatz von Dampf sowie Flüssigkeiten wie Öl, Treibstoff und Kohlenwasserstoff sehr gute Eigenschaften hinsichtlich Leckagen, Robustheit und Standzeiten.

In vielen Fällen bringen Flachdichtungen mit Metalleinlagen ebenso wie Glasfaserdichtungen bei hohen Temperaturen und Drücken gute Ergebnisse. Dennoch gibt es Grenzen bei den Eigenschaften oder beim Preis. Jetzt ist es Trelleborg Sealing Solutions gelungen, mit einer neuen Glasfaserdichtung die Grenzen der bisherigen Einsatzbereiche deutlich zu erweitern: Der Dichtungsspezialist hat eine leistungsstarke Universaldichtung auf den Markt gebracht, die hervorragende Leckageeigenschaften und Festigkeiten aufweist und dennoch bezahlbar bleibt.

Flachdichtungen mit Glasfaseranteil weisen beachtliche Leistungsmerkmale auf. Der Hintergrund: Dank der mineralischen Fasern zeigen sie eine hohe thermische Stabilität und sehr gute mechanische Festigkeit hinsichtlich Zug und Druck. Das macht Glasfaserdichtungen sehr robust und widerstandsfähig.

Dennoch besitzen sie ein paar Schwachstellen, die ihrem Einsatzbereich Grenzen setzen. Da die Oberfläche der Mineralfasern sehr glatt ist, verbinden sich die Fasern nicht optimal mit der Materialmatrix. Daher können sich entlang der Fasern kleinste Leckagekanäle ausbilden, die nur sehr schwer zu beherrschen sind.

Weitere Grenzen setzt die Festigkeit in Querrichtung des Materials. So kann die hohe Flächenpressung im Krafthauptschluss vor allem bei dünnen Stegen, z.B. um Schrauben herum, das Dichtungsmaterial überfordern. Grund dafür ist die Ausrichtung der einzelnen Glasfasern, die sich beim Einbringen in den Materialverbund vorwiegend in Längsrichtung anordnen. Das schränkt die dreidimensionale mechanische Stabilität ein.

Neues Herstellungsverfahren beseitigt bisherige Schwachstellen

Umgekehrt kann bei großen Schraubenabständen die Flächenpressung zwischen den Schrauben nachlassen, sodass die Eigenfestigkeit des Materials nicht mehr ausreicht, dem Innendruck standzuhalten. Infolge dessen könnte die Dichtung partiell aus dem Sitz gedrückt werden.

Um diese Nachteile zu kompensieren, wurde in der Vergangenheit bei der Herstellung einerseits sehr kurze oder sogar gemahlene Fasern verwendet, damit sich keine Leckagekanäle bilden können. Darüber hinaus hat man andererseits den Anteil der Glasfasern reduziert, um die Anzahl möglicher Kanäle insgesamt zu reduzieren. Der Nachteil dieser Maßnahmen: bisherige Glasfaserdichtungen konnten ihre eigentlichen Stärken einer verbesserten Mechanik gar nicht in vollem Umfang ausspielen. Bei der neuen Glasfaserdichtung HMF 15 von Trelleborg ist es nun gelungen, diese Schwachstellen zu beseitigen.

Entscheidende Voraussetzung dafür war die deutlich verbesserte Anbindung der Glasfaser an die Elastomermatrix. Dazu wird im Herstellungsverfahren ein neuartiges Oberflächenfinish eingesetzt, das die Eigenschaft der einzelnen Fasern verändert. Nach diesem Prozess sind die Fasern besser für die Verbindung mit anderen Materialien geeignet. Die so erreichte engere Verbindung zwischen den Fasern und der Matrix verhindert nun nahezu vollständig die Ausbildung von Leckagekanälen. Daher muss jetzt die Anzahl der Fasern nicht mehr unnötig klein gehalten werden. Mehr Glasfasern auf gleicher Fläche wiederum verstärken die grundlegenden Vorteile der Glasfaserdichtung: Es macht sie härter und verbessert so das Kriechverhalten des Materials.

In einem weiteren Schritt standen die Füllstoffe auf dem Prüfstand. Diese übernehmen nun zusätzliche Funktionen wie z. B. die Verbesserung der Festigkeit des Gesamtverbundes.

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