FREUDENBERG SEALING TECHNOLOGIES. Often Invisible Always Essential

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1 FREUDENBERG SEALING TECHNOLOGIES Often Invisible Always Essential Lübeck, November 2017 Dr. Kristian Müller-Niehuus Director Engineering, LC Heavy Industry, Hamburg

2 Freudenberg Sealing Technologies Leitmotiv Das Leitmotiv von Freudenberg Sealing Technologies beschreibt treffend die Eigenschaften unserer 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. Page 2

3 Freudenberg Gruppe Firmenprofil Freudenberg handelt seit jeher werteorientiert und nachhaltig. Dr. Mohsen Sohi, Vorstandssprecher Freudenberg Management Board Page Often invisible - always essential

4 Organisation 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 Medical Geschäftsbereich Vibracoustic Freudenberg Business Services Freudenberg Service Seite 4

5 Freudenberg Gruppe (At-Equity) Umsatz nach Branchen 2016 (in %) Umsatz nach Regionen 2016 (in %) Energie, Wasserversorgung 4 Chemie 3 Medizin und Pharma 4 Textil und Bekleidung 6 Sonstige Industrien 10 7,9 Mrd Endverbraucher 11 Ersatzteilgeschäft 7 Süd- & Zentralamerika 4 Asien 22 Afrika / Australien 2 Deutschland 16 Bauwirtschaft 5 Maschinenbau / Anlagenbau 12 Automobil- Erstausrüster 38 Nordamerika 26 EU (ohne Deutschland) 26 Übriges Europa 4 Quelle: Jahresbericht 2017 der Freudenberg-Gruppe Seite 5

6 Leadcenter Heavy Industry, Hamburg 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 Page 6

7 Leadcenter Heavy Industry Segmentierte Marktorientierung Page 7

8 Dichtungen Page Often invisible - always essential

9 Unterteilung der Dichtungen Dichtung (Technik) Berührende Dichtungen Berührungslose Dichtungen Statische Dichtungen Dynamische Dichtungen Translatorische Dichtungen Rotatorische Dichtungen Page 9

10 Translatorische Dichtungen Typen von Zylindern in der Anwendung Differenzialzylinder Plungerzylinder Gleichlaufzylinder Teleskopzylinder Page 10

11 Zur Orientierung Page 11

12 Stangendichtsystem Universelle Anordnung Primär- & Sekundärdichtung Merkel Omegat OMS-MR PR & Merkel Nutring T 20 Doppelabstreifer Merkel PU 11 Typischer Einsatzbereich Druck: <40MPa Geschwindigkeit: <1,5m/s Temp.: -30 C bis +100 C Hydrauliköle HL, HLP P hoch P Umgebung Statische Dichtung Merkel CoverSeal PU 83 Führung Merkel GUIVEX SBK Page 12

13 Gibt es eine Ordnung im Design-Chaos? PU PTFE Elastomer Stangendichtungen Kolbendichtungen Abstreifer Führungen <-Elastomer Hartgewebe-> PTFE PU Page 13

14 Lösungsbeispiele für alltägliche Fragestellungen Ursache/Phänomen Hohe Betriebstemperatur Hoher abzudichtender Druck Große Spaltweiten Exzentrische Stange Geringe Zylindersteifigkeit (Spalt wächst mit steigendem Druck) Weit ausfahrende Stange Lösungsbeispiele Geeigneter Werkstoff / Backring Backring, Kaskade, Werkstoff Backring, geometrisch Führung Backring / Werkstoff Druckentlastung Page 14

15 Werkstoffe Page Often invisible - always essential

16 Charakteristische Eigenschaften 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 B NBR FKM K674 Page 16

17 Charakteristische Eigenschaften 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 V AU V AU V206 Page 17

18 Charakteristische Eigenschaften 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 B602 PTFE C104 Page 18

19 Charakteristische Eigenschaften 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 Page 19

20 Schadensanalyse Page Often invisible - always essential

21 Montagefehler Verdrillen O-Ring 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. Page 21

22 Spaltextrusion Unzulässig großes Spaltmaß PU-Nutring bzw. ein Dachmanschettensatz Das unter Druck in den Dichtspalt ausgepresste Material wird abgeschert. Herausgerissenes Material, hier Gewebe-Elastomer-Verbund Page 22

23 Luft im Hydraulikmedium Explosive Dekompression 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. P hoch P niedrig Lufteinschlüsse Page 23

24 Luft im Hydraulikmedium Strömungserosion Elastomer-Nutring Beim Übergang über die Dichtkante entspannen die Gasblasen und reißen Öl bei hoher Strömungsgeschwindigkeit mit. Page 24

25 Luft im Hydraulikmedium Dieseleffekt PU-Nutring 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. Page 25

26 Medien-Cocktail Hydrolyse und Chemischer Angriff 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) Page 26

27 Qu z Page Often invisible - always essential

28 Kann diese Anordnung funktionieren? P fluid 2000 bar P gas 2000 bar Page 28

29 Kann diese Anordnung funktionieren? Ja, jedoch beachten Sie Folgendes P P fluid 2000 bar P gas 2000 bar Geringe Zylindersteifigkeit Page 29

30 Was kann funktionieren? P fluid 2000 bar P gas 2000 bar Page 30

31 Empfehlung Dichtung Im Dreiklang von Lauffläche Medium Dichtung gibt es für jede Anwendung eine geeignete technische Lösung. Die Herausforderung stellt der kommerzielle Aspekt dar. Lauffläche Medium Page 31

32 Viel Erfolg FREUDENBERG SEALING TECHNOLOGIES Often Invisible Always Essential