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Dichtung Wie schlau kombinierte Materialien Geld sparen

| Redakteur: M.A. Bernhard Richter

Ein modulares Dichtkonzept kombiniert den klassischen Simmer-Ring mit einem Kunststoffträger. Dies reduziert die Herstellungskosten und vereinfacht die Montage.

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Freudenberg Sealing Technologies hat ein neuartiges Dichtungskonzept für elektrische Haushaltskleingeräte entwickelt.
Freudenberg Sealing Technologies hat ein neuartiges Dichtungskonzept für elektrische Haushaltskleingeräte entwickelt.
(Bild: FST)

Einen Kuchenteig kneten, eine Suppe pürieren oder einen Smoothie mixen: Die meisten Menschen nutzen dafür ein elektrisches Küchengerät.

Die Lebenserwartung dieses Geräts hängt wesentlich davon ab, wie gut die Dichtung am Austrittspunkt der Antriebswelle das Innenleben vor dem Eindringen von Lebensmittelresten oder Spülwasser schützt.

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Dichtungen aus hochwertigen Elastomeren oder dem Polymer Polytetrafluorethylen vereinen geringen Verschleiß mit sehr guter Langzeitstabilität gegen Leckage.

Um eine solche Dichtung über einen langen Zeitraum in Form zu halten, war bislang ein Träger aus Metall die optimale Lösung. Dem Dichtungshersteller Freudenberg ist es nun gelungen, ein modulares Dichtungskonzept mit einem Kunststoffträger zu entwickeln, der die spezifischen Anforderungen an die Langzeitstabilität ebenso erfüllt wie ein bisher in den Dichtungen verbauter handelsüblicher Metallträger.

Es hat drei wesentliche Vorteile, das Metall durch Kunststoff zu ersetzen: Erstens fallen die Kosten geringer aus, ein wichtiger Faktor in dem sehr preissensiblen Markt für Küchen-Kleingeräte. Zweitens erlaubt das modulare Konzept von Freudenberg die Integration weiterer Komponenten, etwa zur Wellenlagerung. Und drittens besteht das Gehäuse eines Elektro-Kleingeräts in der Regel ebenfalls aus Kunststoff, was die Befestigung des Dichtungsträgers vereinfacht.

Ergänzendes zum Thema
Fragen an Stefan Geiss, Entwickler der Dichtung und techn. Direktor des Simmerring-Geschäfts

Beeinträchtigt ein Kunststoffträger anstatt eines Metallträgers nicht die Lebensdauer des Gerätes negativ? Stichwort „geplante Obsoleszenz“?

Das stimmt grundsätzlich. Doch die neue modulare Dichtung soll unsere bestehenden Standard- und Premiumprodukte nicht ersetzen. Mit der modularen Dichtung bieten wir ein neues Produkt für den Low-Cost-Bereich an, für den unsere Standard- und Premiumprodukte zu teuer sind. Zum Beispiel: Ein normaler Handstabmixer, mit einer Produktlebensdauer von durchschnittlich zirka zwei Jahren. Für dieses Produkt sind unsere Standard- und Premium-Dichtungen zu teuer. Hier eignet sich aber die modulare Dichtung.

Wie profitieren Konstrukteure und Entwickler von der modularen Bauweise des neuen Dichtungskonzepts?

Die Entwickler und Konstrukteure bekommen ein Modul, welches die Funktionen bereits vereint, so dass sie sich um diese nicht mehr gesondert kümmern müssen. Der weitaus größere Vorteil zeigt sich in der Produktion – die Montageprozesse für das Endgerät sind wesentlich einfacherer.

Modulare Bauweise

Die Grundidee der Freudenberg-Ingenieure ist simpel: Sie entkoppeln konstruktiv den aus einem inneren und einem äußeren Ring bestehenden Kunststoffträger vom Dichtring. Der Träger – ein Spritzgussteil – lässt sich exakt auf die Einbausituation im Gerät abstimmen. Damit muss keine Rücksicht mehr auf die Rotationssymmetrie genommen werden. Der Träger kann aus dem gleichen Kunststoff bestehen, der auch für das Gehäuse Verwendung findet, so dass es bei Wärmeeintrag nicht zu unterschiedlicher Ausdehnung der Bauteile kommen kann.

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Der Dichtring wiederum kann je nach Anforderungsprofil aus dem erprobten Freudenberg-Portfolio ausgewählt werden. Zur Auswahl stehen Ringdichtungen aus Elastomer mit und ohne Profil, PTFE oder Vliesstoffen, jeweils aus unterschiedlichen Materialmischungen.

Das Einlegen der Dichtung in den Außenring erfolgt automatisiert bei Freudenberg. Der Träger kann auf Wunsch auch weitere Komponenten wie Gleit- oder Kugellager aufnehmen, die ebenfalls automatisiert montiert werden.

Anschließend wird der Innenring entweder eingeclipst, so dass eine formschlüssige Verbindung entsteht, oder die beiden Ringe werden per Ultraschallschweißen verbunden. Momentan arbeitet der Hersteller bereits an einer weiteren Dichtung, bei der der Dichtring direkt mit einem Thermoplast umspritzt wird.

In Versuchsreihen konnte nachgewiesen werden, dass der Kunststoffeinsatz in dem für Elektro-Kleingeräte ausreichenden Temperaturbereich von –25 °C bis 90 °C keine Nachteile hinsichtlich der Langzeitstabilität aufweist.

Die modularen Kunststoffdichtungen von Freudenberg eignen sich nicht nur für Küchengeräte, sondern auch für viele andere elektrische Geräte, über die ein moderner Haushalt verfügt: zum Beispiel für einen Akkuschrauber oder auch die Radwellen eines Mähroboters lassen sich mit der Kunststoffdichtung gegen Feuchtigkeit und Graspartikel abdichten.

Bei akkubetriebenen Geräten können aufgrund des modularen Konzepts besonders reibungsarme Dichtringe eingesetzt werden, die den Energiebedarf verringern und damit die Betriebsdauer des Akkus verlängern.

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