…und Dichtung ist nicht gleich Dichtung!

Ein Großteil der Produkte bei MANN+HUMMEL dient der Filtrationsfunktion und egal ob Luft-, Öl- oder Kraftstofffilter – eins haben Sie alle gemeinsam: um optimale Leistung zu bringen, müssen sie sowohl den Filtrationsvorgang als auch nach außen effektiv abdichten. Dies zu erreichen erfordert die Verwendung einer Vielzahl von Materialien, geometrischer Formen und Spezifikationen.

Auch wenn alle Dichtungselemente vergleichbare Aufgaben erfüllen, können sie doch sehr unterschiedlich sein! Sie sorgen dafür, dass ein bereits gereinigtes Medium (zum Beispiel Öl oder Kraftstoff) nicht mehr mit dem verschmutzen Fluid in Verbindung kommt, oder dass kein Medium ungewollt nach außen dringt und so zum Beispiel Kraftstoff auf die Straße läuft.

Worauf kommt es bei einer Dichtung an?

Für jedes Elastomer, das bei MANN+HUMMEL verbaut wird, schreiben unsere Kunden individuelle Anforderungen an das Material vor. Wie ölbeständig muss es sein? Wie muss es auf Umwelteinflüsse wie Ozon reagieren? Oder wie stark darf eine Dichtung quellen?

Je nach Applikation einer Dichtung gewinnen bzw. verlieren die verschiedenen Anforderungen an Relevanz. Diese Anforderungen umfassen unter anderem Faktoren wie mechanische Eigenschaften wie Zugfestigkeit und Reißdehnung, oder Wärmebeständigkeit. Gerade letzteres ist in vielen Fällen ein wichtiges Thema, denn Dichtungen beruhen darauf, dass sie immer eine gewisse Elastizität mitbringen und das sowohl bei hohen Temperaturen – beispielsweise finden wir in einem Ölfilter  Temperaturen zwischen 80 – 120 Grad und darüber. Insbesondere die Kälteflexibilität eines Elastomers (im Fachjargon “die Glasübergangstemperatur“) ist ein wesentliches Merkmal. Wird es zu kalt droht die Dichtung ihre Funktion zu verlieren, da sie spröde wird. Auch Quellungen spielen eine große Rolle für die Wahl des Dichtungsmaterials, denn ähnlich wie bei einem Schwamm nimmt auch eine Dichtung das Fluid auf, von dem sie umgeben ist. Ein bisschen Quellung ist dabei normal, allerdings sollte die Ausdehnung innerhalb einer bestimmten Toleranz bleiben, um die Funktionstüchtigkeit des Materials nicht einzuschränken.

Schwarze Dichtung

Daher ist es besonders wichtig auf das jeweilige Projekt abgestimmt, von verschiedenen Lieferanten die richtigen Dichtungswerkstoffe zu beschaffen. Unsere Lieferanten haben jeweils ihre eigene Rezeptur, ihre spezifischen Herstellprozesse und Abläufe für ihr Dichtungsmaterial. Unsere Aufgabe ist es, den Lieferanten auszuwählen, dessen „Backrezept“ am besten zu den Kundenanforderungen passt. In der Werkstoffabteilung von MANN+HUMMEL kümmern wir uns also darum, alle gewünschten Anforderungen mit den gegebenen Eigenschaften abzugleichen, um das optimale Produkt für unseren Kunden auszuwählen. Außerdem testen wir die Elastomere vor dem Einsatz, um sicher zu gehen, dass alle Vorgaben an das Material auch erfüllt werden.

Ein „Backrezept“ für alle Anforderungen

Generell können die Grundrezepte zur Herstellung von Elastomeren verändert werden, um spezifische Vorgaben zu erfüllen; allerdings stehen einige Eigenschaften konträr zu einander. So muss zum Beispiel entscheiden, ob die Polymerketten des Materials stark vernetzt werden, um Festigkeit zu schaffen oder ob weniger Verknüpfungspunkte gesetzt werden, so dass das Material sehr flexibel und dehnbar ist. Beide Anforderungen gleichzeitig zu optimieren ist häufig nicht möglich und erfordert dann die Umstellung auf eine andere Materialklasse (häufig verbunden mit höheren Kosten). Zwar können Additive wie Weichmacher, Alterungsschutzmittel oder Wärmestabilisatoren bei gleichbleibender Materialart die Eigenschaften verbessern, große Änderungen an den Basiseigenschaften sind aber nicht möglich. Das erklärt, warum die Wahl der Anforderungen auch immer eine Frage der Relevanz ist: Ist Wärmebeständigkeit wichtiger als Elastizität oder wichtiger als Kältebeständigkeit?

Schwarze Dichtung

Ein Blick in die Zukunft

Die Anforderungen an Elastomere werden sich in Zukunft ebenso ändern, wie der verfügbare Bauraum unter der Motorhaube und der Einsatz alternativer Kraftstoffe. Die wohl größte Veränderung wird, meiner Meinung nach, durch das Stichwort „Motoreffizienz“ hervorgerufen. Zur Optimierung von CO2 Emissionen fahren immer mehr Verbrennungsmotoren in einem höheren Temperaturbereich, da es die Effizienz steigert. Für die Dichtungen im Motorraum heißt das letztendlich, dass die Hochtemperatur Anforderungen deutlich steigen werden, während die Niedrigtemperatur Anforderungen weiterhin konstant bleiben. Statt Temperaturen von -40 bis 100°Cmuss das Material dann einem Spielraum von -40 bis 150°C sogar 180°C standhalten. Aber wer immer höher, schneller und weiter will, muss auch mit einem steigenden Preis rechnen – denn je hochwertiger ein Material, desto mehr Funktionen kann es bedienen!

open innovation 2016

Da stellt sich doch die Frage: Wie könnten alternative Dichtungslösungen und Dichtungsmaterialien in der Zukunft aussehen? Wie können alle Anforderungen erfüllt und bereits bestehende Eigenschaften weiter optimiert werden? Mit genau dieser Überlegung beschäftigt sich auch die MANN+HUMMEL Open Innovation Challenge 2016 noch bis zum 10. Oktober und auch Ihre Meinung ist gefragt! Sie haben eine innovative Idee und möchten mit uns die Zukunft verändern? Dann stellen Sie sich dieser Herausforderung und werden Sie Teil unseres Open Innovation Teams! Alle Informationen zum Thema finden Sie hier.