FREUDENBERG
SEALING TECHNOLOGIES
Often Invisible – Always Essential
Lübeck, November 2017
Dr. Kristian Müller-Niehuus
Director Engineering, LC Heavy Industry, Hamburg
Freudenberg Sealing Technologies
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Leitmotiv
Das Leitmotiv von Freudenberg Sealing Technologies beschreibt treffend die Eigenschaften
unserer 80.000 Dichtungslösungen. Dichtungen sind überwiegend versteckt und erfüllen ihre
Funktion an verborgenen Stellen, zum größten Teil unter Extrembedingungen. Auch wenn sie
nicht sichtbar sind, so sind sie unerlässlich für das Große und Ganze.
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Freudenberg GruppeFirmenprofil
„Freudenberg handelt seit
jeher werteorientiert und
nachhaltig.“
Dr. Mohsen Sohi, VorstandssprecherFreudenberg Management Board
Organisation
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STRATEGISCHE FÜHRUNGSGESELLSCHAFT: FREUDENBERG & CO. KOMMANDITGESELLSCHAFT
OPERATIVE FÜHRUNGSGESELLSCHAFT: FREUDENBERG SE
Geschäftsfeld Dichtungs- und
Schwingungstechnik
Geschäftsfeld
Vliesstoffe und Filtration
Geschäftsfeld
Haushaltsprodukte
Geschäftsfeld
Spezialitäten und Sonstige
Geschäftsgruppe Geschäftsgruppe Geschäftsgruppe Geschäftsgruppe
Freudenberg Sealing
Technologies
Freudenberg
Performance Materials
Freudenberg Home
and Cleaning Solutions
Freudenberg Chemical
Specialities
Freudenberg Oil & Gas
Technologies
Freudenberg
Filtration Technologies
Freudenberg IT
EagleBurgmann Japan Vilene Company
Freudenberg MedicalGeschäftsbereich
Vibracoustic Freudenberg Business Services
Freudenberg Service
Freudenberg Gruppe (At-Equity)
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Quelle: Jahresbericht 2017 der Freudenberg-Gruppe
Deutschland 16
EU (ohne Deutschland)
26
Übriges Europa 4
Nordamerika 26
Süd- & Zentralamerika 4
Asien 22Afrika /
Australien 2
Endverbraucher 11
Ersatzteil-geschäft 7
Automobil-Erstausrüster
38
Maschinenbau / Anlagenbau 12
Bauwirtschaft5
Textil und Bekleidung 6
Medizin und Pharma 4
Chemie 3
Energie, Wasserver-sorgung 4
Sonstige Industrien 10
Umsatz nach Branchen 2016 (in %) Umsatz nach Regionen 2016 (in %)
7,9 Mrd€
Leadcenter Heavy Industry, Hamburg
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Auf einen Blick
● Umfassendes Portfolio für die Schwerindustrie
und die Prozesstechnik
(>90k verkaufsfähige Artikel)
● Kundenspezifische Entwicklungen
● Erfahrene Vertriebs- und Anwendungsingenieure
für einen erstklassigen Service
● 330 Mitarbeiter
Leadcenter Heavy Industry
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Segmentierte Marktorientierung
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Dichtungen
Unterteilung der Dichtungen
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Dichtung (Technik)
Berührende Dichtungen
Statische Dichtungen
Dynamische Dichtungen
TranslatorischeDichtungen
RotatorischeDichtungen
Berührungslose Dichtungen
Translatorische Dichtungen
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Typen von Zylindern in der Anwendung
Differenzial-
zylinder
Plunger-
zylinder
Gleichlauf-
zylinder
Teleskop-
zylinder
Zur Orientierung …
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Stangendichtsystem – Universelle Anordnung
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Doppelabstreifer
Merkel PU 11
Primär- & Sekundärdichtung
Merkel Omegat OMS-MR PR & Merkel Nutring T 20
Führung
Merkel GUIVEX SBKStatische Dichtung
Merkel CoverSeal PU 83
Typischer Einsatzbereich
Druck:
Gibt es eine Ordnung im Design-Chaos?
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Stangendichtungen Kolbendichtungen
FührungenAbstreifer
PTFE
PU
Elastomer
PTFE
PU
Lösungsbeispiele für alltägliche Fragestellungen
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Ursache/Phänomen Lösungsbeispiele
Hohe Betriebstemperatur Geeigneter Werkstoff / Backring
Hoher abzudichtender Druck Backring, Kaskade, Werkstoff
Große Spaltweiten Backring, geometrisch
Exzentrische Stange Führung
Geringe Zylindersteifigkeit
(Spalt wächst mit steigendem Druck)
Backring / Werkstoff
Weit ausfahrende Stange Druckentlastung
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Werkstoffe
Charakteristische Eigenschaften
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Elastomere
● Sehr gute Dicht- und Abstreifwirkung
● Sehr gutes elastisches Verhalten
● Gute Medienbeständigkeit
– Materialspezifisch (NBR, FKM, …)
– Wasserbasierten Hydraulikmedien
● Breiter Temperatureinsatzbereich
– Materialspezifisch (NBR, FKM, …)
● Einteilige Dichtungen
● Wiederstand gegen Extrusion
– Ohne zusätzlichen Backring nur bei
niedrigem Druck bis 10MPa einsetzbar
● Reibungskoeffizient
● Wiederstand gegen Verschleiß
● Anhaften bei längerem Stillstand
∆+
85 NBR B248 85 NBR 245461 70 FKM K674
Charakteristische Eigenschaften
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Polyurethane
● Gute Dichtwirkung
● Hoher Wiederstand gegen Extrusion
● Gutes Reibverhalten
● Hoher Wiederstand gegen Verschleiß
● Einteilige Dichtungen
● Robust
Unkomplizierte Handhabung
Unempfindlich gegen Verschmutzung
● Temperatur im Kontakt mit Wasser bis max.
+40°C / +60°
● Medienbeständigkeit
∆+
95 AU V142 58 AU V20693 AU V167
Charakteristische Eigenschaften
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PTFE Compounds
● Sehr gute Extrusionsfestigkeit
● Sehr gute Medienbeständigkeit
– Abhängig von der Compoundierung
– Wasserbasierte Hydraulikmedien
● Sehr niedriger Reibkoeffizient
● Breiter Temperatureinsatzbereich
– Abhängig von der Compoundierung
● Wechselwirkung mit der Gegenlauffläche
● Dichtwirkung im Niederdruckbereich
● Langzeitverhalten unter Last
● Vorspannelement erforderlich
(zweiteilige Dichtung)
● Nur spanhebend herstellbar
● Empfindlich gegenüber mechanischer
Beschädigung und Verschmutzung
∆+
PTFE GM201 PTFE C104 PTFE B602
Charakteristische Eigenschaften
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Polyethylene
● Sehr gute Verschleißfestigkeit
● Hoher Wiederstand gegen Extrusion
● Gute Trockenlaufeigenschaften
● Niedriger Reibkoeffizient
● Universelle Medienbeständigkeit
● Robust
– Unkomplizierte Handhabung
– Unempfindlich gegen Verschmutzung
● Betriebstemperatur bis max. 80°C
● Materialkosten
● Dichtwirkung im Niederdruckbereich
● Vorspannelement erforderlich
(zweiteilige Dichtung)
● Nur spanhebend herstellbar
∆+
PE E083 PE E084
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Schadens-analyse
Montagefehler – Verdrillen
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● Exzentrische Lage; Unrundheit;
große Oberflächenrauigkeit
● Insbesondere bei wechselseitiger
Druckbeaufschlagung wird der
O-Ring zunehmend verdrillt.
● Mit zunehmender Spannung an der
Oberfläche reißt das Material in der
typischen Erscheinungsform.
O-Ring
Spaltextrusion – Unzulässig großes Spaltmaß
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● Das unter Druck in den Dichtspalt
ausgepresste Material wird abgeschert.
● Herausgerissenes Material, hier
Gewebe-Elastomer-Verbund
PU-Nutring bzw. ein Dachmanschettensatz
Luft im Hydraulikmedium – Explosive Dekompression
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● Unter Druck dringt Gas in das
Dichtungsmaterial ein.
● Wird der Druck schnell abgebaut, dehnt
sich das eingedrungene Gas aus. Es
bilden sich Blasen an der Oberfläche,
das Werkstoff-gefüge wird zerstört.
Phoch PniedrigLufteinschlüsse
Luft im Hydraulikmedium – Strömungserosion
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● Beim Übergang über die Dichtkante
entspannen die Gasblasen und reißen
Öl bei hoher Strömungsgeschwindigkeit
mit.
Elastomer-Nutring
Luft im Hydraulikmedium – Dieseleffekt
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● Steigt der Druck im Hydrauliksystem mit
hoher Geschwindigkeit an, dann werden
im Öl befindliche Luftbläschen stark
erhitzt. Eine Selbstentzündung des Gas-
Luft-Gemisches ist möglich.
PU-Nutring
Medien-Cocktail – Hydrolyse und Chemischer Angriff
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PU-Nutring
● Durch Verunreinigungen im
Hydraulikmedium entsteht ein
unberechenbarer Medien-Cocktail.
● In diesem Fall:
Öl + Fett + Wasser +
Montagehilfsmittel
● Chemischer Angriff und Hydrolyse des
Dichtungsmaterials (hier PU)
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Qu z
Kann diese Anordnung funktionieren?
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Pfluid2000 bar
Pgas2000 bar
Kann diese Anordnung funktionieren?
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Ja, jedoch beachten Sie Folgendes …
Pfluid2000 bar
Pgas2000 bar
P
Geringe Zylindersteifigkeit
Was kann funktionieren?
08.11.2017 Often invisible - always essentialPage 30
Pfluid2000 bar
Pgas2000 bar
Empfehlung
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Im Dreiklang von
Lauffläche – Medium – Dichtung
gibt es für jede Anwendung
eine geeignete technische Lösung.
Die Herausforderung stellt der
kommerzielle Aspekt dar.
Dichtung
MediumLauffläche
€
FREUDENBERG
SEALING TECHNOLOGIES
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Viel Erfolg