DICHTUNGSHANDBUCH FÜR DIE PROZESSINDUSTRIE
←
→
Transkription von Seiteninhalten
Wenn Ihr Browser die Seite nicht korrekt rendert, bitte, lesen Sie den Inhalt der Seite unten
DICHTUNGSHANDBUCH FÜR DIE PROZESSINDUSTRIE
INHALTSVERZEICHNIS
1 EINFÜHRUNG 4
1.1 Unternehmen 4
1.2 Marktspezifische Services 6
Freudenberg Xpress 6
Produktmarkierungstechnologie 7
Prüfstand 8
Schadensanalyse 10
Waschen und Einzelverpackung 12
Zusammenarbeit mit Verbänden 13
1.3 Die Prozessindustrie und ihre Anforderungen 14
Lebensmittelindustrie 14
Pharmaindustrie 16
Chemieindustrie 18
2 TECHNISCHE GRUNDLAGEN 20
Grundsätzliche Werkstoffprüfungen 21
Lagerbedingungen 25
Freigaben, Prüfungen, Konformitäten 26
Hygienic Design 28
Reibungsoptimierung 29
3 ELASTOMERE WERKSTOFFE 31
Übersicht elastomere Werkstoffe 32
EPDM 34
VMQ 36
NBR 37
HNBR 38
FKM 40
Simriz ®
42
Fluoroprene XP
®
44
2
4 TECHNISCHE KUNSTSTOFFE 47
Übersicht technische Kunststoffe 48
PTFE 49
ePTFE 51
POM, PA, PU, PEEK 52
5 WERKSTOFFBESTÄNDIGKEIT UND -REINHEIT 54
Temperatur- und Fettbeständigkeit 55
Aromastoffe 57
Reinigungsverfahren 60
Extractables 61
Hygienic Design 63
Einlagerungsversuche 64
6 PRODUKTPORTFOLIO 65
O-Ringe 66
Ummantelte O-Ringe 68
Dichtungen für Rohrverbindungen 70
Membranen 74
Hygienische Usitringe 75
Radialwellendichtringe 76
Dachmanschetten 78
Stopfbuchspackungen 80
Formteile 82
Klappendichtungen 84
Extrudierte Dichtungen 86
Führungsbänder 87
PTFE-Faltenbälge 88
PTFE-Nutringe 89
7 ANHANG 91
Abkürzungsverzeichnis 92
Allgemeine Einbau- und Montagehinweise 94
Rechtliche Hinweise 95
3
Einführung
UNTERNEHMEN
Freudenberg Sealing Technologies ist
die größte Geschäf ts gruppe des
Freudenberg Konzerns und gehört
zum Geschäftsbereich Dichtungs- und
Schwingungstechnik. Gemeinsam mit
den Partnern der NOK Corporation
bildet das Unternehmen ein Netzwerk
mit dem Ziel, weltweit lokale Produkte
in einheitlicher Qualität anzubieten.
Dieses Konzept wird durch globale
Fertigungs-, Innovations-, Arbeits -
schutz- und Qualitätsmanagement-
strategien getragen.
Freudenberg Sealing Technologies ist
organisatorisch in eigenständig agie-
rende Marktsegmente aufgegliedert.
So wird sichergestellt, dass die jeweili-
gen Branchen von spezia lisier ten
Know-how-Trägern betreut werden.
Von der Standarddichtung bis zum
kundenspezifischen Formteil bietet
Freudenberg Sealing Technologies in
allen Segmenten eine einzigartige
Die Unternehmensgruppe Freuden- Haushaltsprodukten der Marke Vileda® Produktpalette. Die Basis des Erfolgs
berg wurde im Jahr 1849 gegründet bis hin zu technisch komplexen Dich- sind dabei die hoch entwickelten un-
und befindet sich bis heute in Fami- tungslösungen gilt das Unternehmen ternehmenseigenen Werkstoffe und
lienbesitz der rund 300 Nachkommen stets als Innovations- und Techno- Produkte.
des Firmengründers. Die daraus resul- logieführer. So ist z. B. der berühmte
tierende finanzielle Stabilität und das Simmerring ® eine Er f indung von Speziell für die Prozessindustrie ent-
soziale Bewusstsein sind entschei- Freudenberg aus dem Jahr 1929, die wickelte Produk te nach Hygienic
dende Erfolgsfaktoren, die Vertrauen bis heute in zahlreichen Industrien Design und Werkstoffe mit branchen-
schaffen. und den unterschiedlichsten Anwen- spezifischen Freigaben wie USP Class
dungen eingesetzt wird. VI sowie eine umfassende Beständig-
Heute ist Freudenberg ein globaler, keitsdatenbank machen Freudenberg
breit diversifizierter Konzern. Während Die starke Segmentierung des Kon- Sealing Technologies zum Technolo-
die Freudenberg & Co. Kommandit- zerns verfolgt nur ein Ziel: nah am gieführer der Branche. Als Technolo-
gesellschaf t die strategische Füh- Kunden zu sein und den Ansprüchen gieführer möchten wir unseren Kun-
rungsgesellschaft darstellt, spiegelt eines Marktspezialisten gerecht zu den stets überzeugende Qualität lie-
die Freudenberg SE als operative Füh- werden. Die zahlreichen Forschungs- fern und gemeinsam mit ihnen die
rungsgesellschaft die Globalität der und Ent wicklungseinrichtungen Dichtungslösungen von morgen ent-
Unternehmensgruppe wider. sichern den langfristigen Unterneh- wickeln. Wir investieren in Innovation
menser folg und ermöglichen die und Partnerschaft und sichern damit
Freudenberg ist in Geschäftsgruppen schnelle Reaktion auf markt- und unseren langfristigen Unternehmens-
aufgeteilt, die in den unterschied- kundenspezifische Wandlungen. erfolg.
lichsten Branchen tätig sind. Von
4
EINFÜHRUNG
TECHNISCHE GRUNDLAGEN
Qualitätsmanagement Die Zertifizierung soll unseren Kunden Unsere Null-Fehler-Politik motiviert
Wir entwickeln nicht nur unsere Sicherheit geben. Denn Qualität kann alle Mitarbeiter zu Bestleistungen.
ELASTOMERE WERKSTOFFE
Produk te stetig weiter, sondern nur dann gewährleistet werden, wenn Zudem s tehen unser Qualitäts-
arbeiten auch an der kontinuierlichen die internen Prozesse standardisiert, management und die Anwendungs-
Verbesserung unserer internen Pro- strukturiert und replizierbar durchge- beratung im Falle von technischen
zesse – und das mit nur einem Ziel: führ t werden. Von der Angebots- Problemen parat.
unseren Kunden gleichbleibende erstellung bis zur Verpackung einzel-
Qualität zu liefern. Deshalb sind wir ner O-Ringe haben wir optimierte Pro-
nach ISO 9001 zertifiziert. zesse etabliert und streben stets nach
weiterer Verbesserung.
Die Zertifizierung gilt für die Bereiche:
TECHNISCHE KUNSTSTOFFE
• Verkauf von Dichtungsprodukten
• Technische Beratung zu Dichtungs-
produkten
• Servicedienstleistungen rund um
Dichtungen, insbesondere Optimie-
rung des Belieferungssystems NEWS
BROSCHÜREN
UND FLYER
BESTÄNDIGKEIT & REINHEIT
MATERIAL-
DATENBLÄTTER
WEBSITE
KONTAKT
PRODUKTPORTFOLIO
ANHANG
5
Einführung
MARKTSPEZIFISCHE SERVICES
FREUDENBERG XPRESS
Wirtschaftliche Kleinserien
Die Drehtechnik kann keine zur Serien-
fertigung gleichberechtigte Produkti-
onsmethode sein. Ab einer gewissen
jährlichen Stückzahl lohnt sich aus
wirtschaftlicher Sicht die Investition in
Serienwerkzeuge. Allerdings können
durch kurzzeitige Umstellung auf
Drehtechnik Kleinserien abgewickelt,
Fertigungszeiten von Serienwerk-
zeugen überbrückt oder es kann auf
bedarfsstagnierende Marktschwan-
kungen reagiert werden.
DIE VORTEILE IM
Der Freudenberg Xpress Service kann
mittels modernster CNC-Technologien
Ersatzteillieferung in Rekordzeit
Wenn eine Dichtung im laufenden
ÜBERBLICK
Dichtungen in Originalqualität inner- Produktionsprozess ausfällt und kein
halb weniger Stunden zur Verfügung Ersatz auf Lager ist, zählt jede Stunde, • Herstellung von Prototypen zur
stellen. Nicht nur für den schnellen Er- um teuren Maschinenstillstand zu mi- Verkürzung der Entwicklungszeit
satzteilbedarf, auch zur wirtschaftli- nimieren. Freudenberg Xpress kann im • Schnelle Abhilfe im Schadensfall
chen Produktion von Kleinserien ist Normalfall innerhalb von 24 Stunden • Wirtschaf tliche Produktion von
Freudenberg Xpress die beste Wahl. Abhilfe schaffen. Anhand einer Zeich- Kleinserien ohne Serienwerkzeug
nung oder eines Musters kann die • Original-Freudenberg-Werkstoffe
Dank modernster Fertigungseinrich- Dichtung gedreht und ohne Umwege mit Freigaben wie 3-A® Sanitary
tungen und eigener Drehwerkzeugent- direkt an den Bedarfsort geschickt Standards und USP Class VI, sowie
wicklung erreicht Freudenberg eine werden. FDA-Konformität
einzigartige Oberflächenqualität mit • Nahezu dieselben mechanischen
einem Rauheitskoeffizienten von max. Rapid Prototyping Eigenschaften wie die von serien-
Ra = 2,38 µm (Rautiefe R t = 13,7 µm). Der Begriff „Rapid Prototyping“, also die gefertigten Dichtungen
Dieser Wert entspricht annähernd kurzfristige Herstellung von Funktions- • Einzigartige Oberflächenqualität
dem einer konventionell produzierten mustern, ist eigentlich nicht auf die • Hohe Standzeiten
Dichtung. Drehtechnisch hergestellt Elastomertechnik anwendbar. Trotzdem
werden können alle rotationssymmet- machen die Spezialisten von Freudenberg
rischen Produkte wie z. B. Radialwel- genau das möglich. Dank der Herstellung
lendichtringe. Eine Übersicht über die von Prototypen ohne Serienwerkzeuge
für die Drehtechnik geeigneten Werk- lassen sich Musterteile fertigen, die ge-
stoffe finden Sie auf Seite 32 f. prüft und so lange optimiert werden
können, bis die beste Lösung gefunden
Durch das Stechen der Dichtkante, bei wird. Damit wird zum einen die Entwick-
dem es sich um einen aufwendigen lungszeit reduziert und zum anderen der
und deshalb im Markt nicht oft ange- finanzielle Aufwand minimiert.
wandten Prozess handelt, erreichen
die gedrehten Dichtungen von Freu-
denberg eine außergewöhnlich hohe
Standzeit.
6
EINFÜHRUNG
MARKTSPEZIFISCHE SERVICES
TECHNISCHE GRUNDLAGEN
PRODUKTMARKIERUNGSTECHNOLOGIE
FDA-konform und hygienisch
Durch die Lasermarkierung verzichtet
ELASTOMERE WERKSTOFFE
Freudenberg auf die Beimischung von
Markierungssubstanzen oder -bautei-
len. Somit werden die entsprechend
den Freigaben und Konformitäten von
z. B. FDA oder USP Class VI eingesetzten
Dichtungswerkstoffe nicht beeinträch-
tigt. Ebenfalls unbedenklich für hy-
gienische Anwendungen ist die Codier-
tiefe der Lasermarkierung. Freudenberg
hat hierfür markierte Dichtungen um-
TECHNISCHE KUNSTSTOFFE
fangreichen Tests nach EHEDG-Richt-
linien (European Hygienic Engineering
and Design Group) unterzogen. Die
Codestrukturen beeinflussen weder die
Reinigungsfähigkeit noch die Gefahr
der Verkeimung, z. B. bei einer Abfüllan-
Die patentierte Lasermarkierungstech- verschlüsselten Code. Dieser Code ent- lage.
nologie von Freudenberg „safe“ (se- hält Informationen über Artikel-, Char-
cure adaptive freudenberg encryption) gen- und Seriennummer, Herstellungs-
bietet höchste Anwendungssicherheit datum sowie individuell definierbare
durch Identifikation und Rückverfolg- kundenspezifische Einsatz- und Zulas-
DIE VORTEILE IM
BESTÄNDIGKEIT & REINHEIT
barkeit von Dichtungen. sungsinformationen. Die Auslesung
Hohe Werkstoffreinheit, zuverlässige
erfolgt einfach und zuverlässig mithilfe
eines Auslesegeräts, unserer Sicher-
ÜBERBLICK
Medien- und Temperaturbeständigkeit heitssoftware sowie eines handelsübli-
sowie diverse gesetzliche Vorgaben im chen Notebooks. Einzigartig dabei: Die • Einzigartiges Lasermarkierungssys-
Hinblick auf dichtungstechnische Bau- Produktmarkierungen lassen sich dank tem zur einfachen und wirtschaftli-
teile kennzeichnen die Prozessindust- der hohen Redundanz des Codes auch chen Identifikation und Rückverfolg-
rie. Nur darauf ausgelegte Qualitäts- bei Zerstörung der Kennzeichnung von barkeit
produkte erfüllen die Erwartungen im bis zu 60 % noch ent schlüsseln und • Fälschungssichere Technologie zum
Sinne reibungsloser Produktionsab- sind zudem durch ihre Topografie her- Schutz vor Produktpiraterie
läufe. Die Pro duk tmarkierungs- vor ragend gegen mechanische und • Rückverfolgbarkeit von Artikel-,
tech nologie von Freudenberg gibt chemische Einflüsse geschützt. Chargen- und Seriennummer, Her-
PRODUKTPORTFOLIO
Anlagenbetreibern die Sicherheit, stellungsdatum, Werkstoff-, Maß-
Originalqualität gemäß individuellen „safe“ bietet den beachtlichen Mehr- und Bauformangaben
Vorgaben einzusetzen, der Verwen- wert, das Risiko von durch Dichtungen • Hohe Auslesesicherheit auch bei
dung nicht verifizierbarer Plagiate vor- verursachten Prozessstörungen zu beschädigten Codes
zubeugen und eine lückenlose Rückver- minimieren. Werkstoffverwechslungen • Schutz vor Produktverwechslung
folgbarkeit des eingesetzten Bauteils können ausgeschlossen und Dokumen- • Absicherung von Garantiezusagen
sicherzustellen. tationspflichten deutlich einfacher ein- und gegenüber Gewährleistungs-
gehalten werden. Garantiezusagen ansprüchen
Unverwechselbare Dichtungen werden abgesichert sowie unberech- • Keine Veränderung der Werkstoff-
Die „safe“-Technologie kennzeichnet tigte Gewährleistungsansprüche abge- konformitäten
Dichtungsbauteile u. a. mittels einer wehrt. Beim Markierungsvorgang hat
patentierten Lasermarkierung fäl- Freudenberg die Anforderungen an
schungssicher mit einem 24-stelligen kontaminationsfreie Bauteile konse-
ANHANG
quent berücksichtigt.
7
Einführung
MARKTSPEZIFISCHE SERVICES
PRÜFSTAND
Der Prüfstand von Freudenberg bietet alen Bedingungen. Vom O-Ring bis zur z. B. Temperatur, Druck und Durch-
neue Validierungsmöglichkeiten Klappendichtung lassen sich so bereits flussgeschwindigkeit werden digital
zur perfekten Abstimmung von Dich- vor Serieneinsatz geprüfte Funktions- erfasst. Für die vorsätzliche „Ver-
tungen auf den jeweiligen CIP-/SIP- aussagen über die eingesetzte Dich- schmutzung“ der Ventile kann ein wei-
Prozess (Cleaning In Place/Sterili- tung ableiten. terer Behälter mit dem in der Anwen-
zation In Place). dung eingesetzten Medium befüllt
Dies ermöglicht eine proaktive Entwick- werden. Um realistische Prüfbedin-
CIP-/SIP- und Heißdampfverfahren sind lungspartnerschaft, welche die Ausfall- gungen zu schaffen, lassen sich zudem
in der Prozessindustrie ein wesentlicher sicherheit und damit Wirtschaftlichkeit kundenspezifische Anpassungen an
Bestandteil des Produktionsprozesses. von Ventilen und kundenspezifischen den Armaturen und Aggregaten prob-
Reinigungsmedien und Hitze beanspru- Systemen deutlich erhöht. lemlos durchführen. Auf dieser Basis
chen die Dichtungen in hohem Maße, können aussagekräftige Prüfergeb-
was einen neuralgischen Punkt für den Der Anlagenaufbau nisse hinsichtlich Lebensdauer, Bestän-
reibungslosen Ablauf darstellt, wenn Der Prüfstand ist als Mehrbehälter- digkeit oder Designoptimierung einer
hier die Dichtung hinsichtlich Werk- CIP-Anlage ausgelegt und bietet damit Dichtung gewonnen werden. Diese
stoff und Design falsch ausgelegt die Möglichkeit, mit Säuren, Laugen liefern wertvolle Informationen, um
wurde. und Desinfek tionsmit teln unter- bereits bei der Konzeption der Anlage
schiedliche Reinigungsprozesse darzu- die richtigen Entscheidungen zu tref-
Der Prüfstand von Freudenberg er- stellen. Kernstück der Anlage bilden fen.
laubt aussagekräftige Dichtungstests dabei drei Teststrecken, in denen drei
in allen gängigen CIP-/SIP-Medien so- Ventile parallel oder in Reihe getestet
wie in Dampf und Heißwasser unter re- werden. Die Betriebsparameter wie
8
EINFÜHRUNG
TECHNISCHE GRUNDLAGEN
ELASTOMERE WERKSTOFFE
TECHNISCHE KUNSTSTOFFE
Prüfverfahren und -möglichkeiten • Prüfung von Messtechnik- und
• Dichtungsprüfungen in Verbindung
mit Säuren, Laugen und Desinfek-
Pumpendichtungen
• Durchführung von Schadensanaly-
DIE VORTEILE IM
tionsmitteln sen im Falle von Problemen mit ÜBERBLICK
• Separate Medienzuführung zur Dichtungsleckagen
gezielten Ventil- und Dichtungs- • Verlässliche Kompatibilitätsaus-
kontaminierung sagen bezüglich Dichtungen und • Nachstellung kundenindividueller
• Prüfung kritischer Anwendungen Prozessmedien CIP-/SIP-Prozesse unter realen Be-
mit Heißdampf-, Kühlwasser- und triebsbedingungen
Druckluftzuführung • Geprüfte Aussagen zu Beständig-
BESTÄNDIGKEIT & REINHEIT
• Prüfung aller Dichtungstypen in keiten und Funktionssicherheit von
Armaturen und Aggregaten wie Werkstoff und Dichtungsdesign
O-Ringe, Membranen, Klappen- und • Absicherung der Dichtungswahl vor
Profildichtungen sowie Formteile Beginn des Serieneinsatzes
• Hohe Funktionssicherheit über den
gesamten Produktlebenszyklus
• Vermeidung zeit- und kosteninten-
siver Feldtests
Übliche Testparameter
CIP-/SIP-MEDIEN KONZENTRATIONSBEREICH (%) EINWIRKZEIT (MIN.) TEMPERATURBEREICH (°C)
PRODUKTPORTFOLIO
Saure Reinigungsmittel
0,5 bis 3,0 20 bis 30 +30 bis +80
z. B. auf Basis von HNO3
Alkalische Reinigungsmittel
2,0 bis 3,0 20 bis 120 +30 bis +80
z. B. auf Basis von NaOH
Desinfektionsmittel
0,3 bis 1,0 30 bis 60 +25
z. B. auf Basis von H2O2
Saure Desinfektionsmittel
0,5 bis 1,0 20 +25
z. B. auf Basis von H2O2 und HNO3
Alkalische Desinfektionsmittel H2O2: 0,5
30 +80
z. B. auf Basis von H2O2 und NaOH NaOH: 1,0 bis 2,0
Sterilisation mit Dampf 100,0 20 bis 45 +120 bis +140
ANHANG
9
Einführung
MARKTSPEZIFISCHE SERVICES
SCHADENSANALYSE
Dichtungen können auf verschiedene • Selbst verursachte Schäden (z. B. • Aromastoffe:
Weise beschädigt werden. Oftmals durch Verwendung eines Schrau- • Benennung der Aromastoffe, die
haben die Schäden ihre Ursache darin, benziehers beim Ausbau) kenn- in direktem Kontakt mit der Dich-
dass Prozessmedien geändert und de- zeichnen tung stehen
ren Auswirkungen auf die Dichtungs- • Angabe des genauen Einbauorts: • Falls Proben genommen werden
materialien nicht im Vorfeld berück- Ventilnummer, Bauteil etc. dürfen, sind diese in Glasflaschen
sichtigt wurden. • Gegenflächen und Nuten (Zustand, abzufüllen
Rauheit, Ablagerungen etc.) beach-
Nach einem Schadensfall ist es essen- ten und Veränderungen dokumen- • Reinigungsmedien:
ziell, die Ursache herauszufinden, um tieren • Medienfolge
Folgeschäden zu verhindern und die • Drücke
richtige Dichtung für den individuellen Welche Medien kommen mit der • Temperaturen
Einsatzfall zu finden. Die Anwen- Dichtung in Kontakt und unter wel- • Konzentration der Reinigungs-
dungsberatung von Freudenberg chen Umständen? mittel und Reinigungshäufigkeit
erstellt aussagekräftige Schadensana- • Wenn möglich, Beschaffung der
lysen und hilft, das Problem zu behe- • Produkte: Sicherheitsdatenblätter
ben. Im Schadensfall sind vor allem die • Inhaltsstoffe
folgenden Dokumentationen vorzu- • Drücke
nehmen. • Temperaturen
• Konzentrationen
Wie sind Schäden an der Dichtung zu • Wenn möglich, Beschaffung der
dokumentieren? Sicherheitsdatenblätter
• Dichtungen mit höchstmöglicher
Auflösung im eingebauten Zustand
fotografieren
10EINFÜHRUNG
TECHNISCHE GRUNDLAGEN
Typische Schadensfälle bei O-Ringen
ELASTOMERE WERKSTOFFE
Verdrillung beim Einbau – Große Ausfall durch zu hohe Reibung – Durch
O-Ringe mit einer geringen Schnur- Haftung „radiert“ das Elastomer auf der
TECHNISCHE KUNSTSTOFFE
stärke sind nicht sehr formstabil und Gegenfläche, wodurch Partikel ab-
können in sich verdreht montiert wer- gerieben werden. Je nach Oberfläche
den. Nach dem Ausbau ist bei starker erkennt man unterschiedliche Scha-
Beanspruchung eine umlaufende Spur densmuster. Um Abhilfe zu schaffen,
im Elastomer sichtbar. Legt man den sollte der Zustand der Gegenfläche ge- Spaltextrusion – Neben einer falschen
O-Ring auf eine plane Oberfläche, ist nauestens untersucht werden. Ebenso Konstruktion sind es wechselnde Drü-
eine bleibende Verformung als Drall sind die Produkt- und Reinheitspara- cke, dynamische Beanspruchung und
zu erkennen. Empfohlen werden die meter zu dokumentieren. Medienquellung, die den O-Ring in die
Verwendung eines zum Werkstoff Spalte drücken und zu einer Absche-
passenden Montagefetts und äu- rung führen können. Abhängig vom
ßerste Sorgfalt beim Einbau von O- Einzelfall, zeigen sich sehr vielfältige
BESTÄNDIGKEIT & REINHEIT
Ringen mit einem ungünstigen Schnur- Erscheinungsformen. Bei dynamisch
stärken-Durchmesser-Verhältnis. beanspruchten Dichtungen wird im
Schadensfall umgangssprachlich der
Begriff „Mäuseknabbern“ verwendet.
Abb. oben: Spaltextrusion bei
statischem Einsatz
Explosive Dekompression – An der Abb. unten: Spaltextrusion bei
Oberfläche sind Risse in Längsrich- dynamischem Einsatz
tung zu finden. Das Elastomer sättigt
sich unter Druck mit Gas auf. Beim
schnellen Entspannen kann die Gas-
PRODUKTPORTFOLIO
Fettquellung – EPDM quillt in Mineralöl menge nicht schnell genug aus der
und -fett und wird dabei weicher. Der Matrix des Elastomers entweichen
Schaden zeigt sich in muschelartigen und bildet Gasblasen (analog zur
Ausbrüchen mit relativ runden Kanten. Taucherkrankheit).
Sogar einzelne Stücke können heraus-
brechen. Es gilt zu prüfen, ob das rich-
tige Montagefett verwendet wurde. Ge-
nerell darf EPDM nur mit Silikonfetten
geschmiert werden. Außerdem sollten
die produktspezifischen Angaben wie
Fettkonzentration, Temperatur etc. er-
fasst werden, um die Einsatzmöglichkeit
von EPDM zu verifizieren.
ANHANG
11Einführung
MARKTSPEZIFISCHE SERVICES
WASCHEN UND EINZELVERPACKUNG
Für besonders hygienische Anwen- Dichtung hin nachzuverfolgen und da-
dungen bieten wir unseren Kunden mit den vorgeschriebenen Dokumen-
einen Waschservice an. Er umfasst die tationspflichten nachzukommen. DIE VORTEILE IM
zuverlässige Reinigung von Dich-
tungen nach der Produktion, sodass Freudenberg bietet zusätzlich die
ÜBERBLICK
selbst kleinste Rückstände bzw. Möglichkeit, ein wiederablösbares
Partikel entfernt werden. Um die Etikett mit kundenspezifischen Infor- • Waschservice für hygienisch an-
Reinheit zu schützen, empfehlen wir mationen auf der Verpackung anzu- spruchsvolle Anwendungen
die anschließende Einzelverpackung. bringen, welches in das Wartungsbuch • Sichere Rückverfolgbarkeit bis hin
eingeklebt werden kann. Das erlaubt zur einzelnen Dichtung durch Ein-
Gerade wenn Dichtungen nicht sofort eine umfassende und durchgängige zelverpackung
verbaut, sondern eingelagert werden, Dokumentation. Für OEM (Original • Schnelle Identifikation einzeln ver-
können Verschmutzungen in den Equipment Manufacturer) hat die Ein- packter Dichtungen
Prozess eingeschleppt werden. Freu- zelverpackung einen weiteren wichti- • Wiederablösbare Etiketten zum
denberg bietet die Möglichkeit, Ver- gen Vorteil. Werden Dichtungen an einfachen Übertragen der Informa-
packungen individuell zu gestalten. MRO-Kunden (Maintenance, Repair tionen in das Wartungshandbuch,
Beispielsweise versehen wir die Beutel and Operations) weiterverkauft, ent- zur Gewährleistung umfassender
mit Logo, Artikel- und Chargennum- fällt die Notwendigkeit, sie umzupa- Rückverfolgbarkeit
mern sowie weiteren individuellen cken. Je nach Auftragsmenge können
Informationen. Damit erfüllt die Ein- die einzeln verpackten Dichtungen zu
zelverpackung nicht nur den Zweck einer Lieferung nach Kundenwunsch
des Schutzes vor Verschmutzung, son- zusammengestellt werden.
dern hilft auch, Komponenten bis zur
12EINFÜHRUNG
MARKTSPEZIFISCHE SERVICES
TECHNISCHE GRUNDLAGEN
ZUSAMMENARBEIT MIT VERBÄNDEN
ISBT (International Society for Beverage
Technologists)
ELASTOMERE WERKSTOFFE
Die ISBT ist eine amerikanische Organi-
sation, die aus etwa 1.000 Mitgliedern
weltweit besteht. Der Fokus der Tätig-
keit liegt auf der Getränkeindustrie und
bietet dieser Industrie eine sehr spezia-
lisierte Plattform, die sich z. B. mit Aro-
matransfer, Verpackung, Inhaltsstoffen
und anderen Trends beschäftigt.
ISPE (International Society for Pharma-
TECHNISCHE KUNSTSTOFFE
ceutical Engineering)
Die ISPE ist die weltweit größte Non-
Profit-Organisation für die Weiterent-
wicklung der Pharmaindustrie und die
Weiterbildung ihrer Mitarbeiter. Im Jahr
1980 gegründet, hat sie heute mehr als
Das Engagement von Freudenberg in dem rechtlichen Status eines gemein- 25.000 Mitglieder in 90 Ländern. Die
der Zusammenarbeit mit Verbänden nützigen Vereins. Die Hauptaufgabe des ISPE ist eine unabhängige Organisation,
bildet eine wesentliche Basis der DIN besteht darin, gemeinsam mit den geführt von berufserfahrenen Kräften
Marktspezialisierung, um frühzeitig Vertretern der interessierten Kreise kon- aus angesehenen Unternehmen der
Trends und Entwicklungen in bran- sensbasierte Normen markt- und zeitge- Pharmabranche. Sie stellt ein Forum für
BESTÄNDIGKEIT & REINHEIT
chenspezifische Lösungen umsetzen zu recht zu erarbeiten. Hierfür bringen rund Experten aus Industrie und Verwaltung,
können. Nachfolgend ein Ausschnitt 26.000 Experten ihr Fachwissen in die unabhängige Berater und Studierende
der Verbände, in denen Freudenberg Arbeit an allgemeingültigen Standards zur Verfügung.
aktiv ist. ein. Aufgrund eines Vertrags mit der
Bundesrepublik Deutschland ist das DIN VDMA (Verband Deutscher Maschi-
ASME (American Society of Mechanical als nationale Organisation in den nen- und Anlagenbau)
Engineers) europäischen und internationalen Der VDMA zählt zu einem der bedeu-
Die ASME ist eine amerikanische Non- Normungsorganisationen anerkannt. tendsten Verbandsdienstleister und
Profit-Organisation, die es sich zum Ziel Heute ist die Arbeit des DIN zu fast 90 % bietet das größte Branchennetzwerk
gesetzt hat, eine Plattform für Ingeni- international ausgerichtet. der Inves titionsgüterindustrie in Eu-
eure zu sein. Die ASME hat weltweit ropa. Der VDMA vertritt etwa 3.100
etwa 130.000 Mitglieder in 158 Län- EHEDG (European Hygienic Engineering vorrangig mittelständische Mitglied-
PRODUKTPORTFOLIO
dern. Ein großer Anteil der Mitglieder and Design Group) sunternehmen und ist damit einer der
sind Studenten, da die ASME u. a. in Bil- Bei der EHEDG handelt es sich um eine mitgliederstärksten Industrieverbände
dung investiert. Die ASME gliedert sich Interessengemeinschaft für Betreiber in Europa. Im VDMA bildet sich die
in viele spezifische Gruppen wie Manu- und Zulieferer von Anlagen zur Herstel- gesamte Prozesskette ab – von der
fac turing und Processing, Automotive lung von Lebensmitteln sowie für Prü- Komponente bis zur Anlage, vom Sys-
und Bioengineering und ermöglicht da- finstitute und Wartungsfirmen. Über temlieferanten über den Systeminteg-
durch den Austausch unter Spezialisten. 300 Mitgliedsfirmen engagieren sich rator bis zum Dienstleister. Der VDMA
bei der EHEDG. Dadurch entstehen eine ermöglicht damit eine branchenspe-
DIN (Deutsches Institut für Normung) breite Unterstützung und fundierte An- zifische sowie -übergreifende Zusam-
Das DIN erarbeitet Normen und Stan- leitungen für alle Aspekte der hygiene- menarbeit.
dards als Dienstleistung für Wirtschaft, gerechten Konstruktion und Fertigung
Staat und Gesellschaft. Es ist ein privat- von Anlagen und Maschinen zur Her-
wirtschaftlich organisiertes Institut mit stellung sicherer Lebensmittel und
ANHANG
Pharmazeutika.
13Einführung
DIE PROZESSINDUSTRIE UND
IHRE ANFORDERUNGEN
LEBENSMITTELINDUSTRIE
Die Vielfältigkeit der Lebensmittel- tion) herrschen hohe Temperaturen, die Milchprodukte
industrie erfordert eine separate für Dichtungen eine große thermische In der Milchindustrie müssen Einflüsse
Betrachtung der einzelnen Bereiche, Belastung darstellen. Letztlich begüns- wie ein hoher Fettgehalt der Produkt-
da die jeweiligen Anforderungen tigt auch die Bierwürze mit ihren medien genauso wie die Empfindlich-
ebenso unterschiedlich wie zahlreich Hopfenölen einen hohen Verschleiß der keit der Produkte bei der Werkstoff-
sind. Dichtungen. Deshalb sollte der Dich- auswahl berücksichtigt werden. Ein
tungswerkstoff für diese Anwendung EPDM-Werkstoff, der z. B. eine sehr
Bier sorgfältig ausgewählt werden. gute Beständigkeit gegen CIP-/SIP-
Hygiene und Sauberkeit der Produk- Medien aufweist, ist nur beschränkt
tionsanlagen sowie eine Vielzahl ande- Alkoholfreie Getränke beständig gegen fetthaltige Medien.
rer anspruchsvoller Faktoren benöti- Während sich alkohol- und kohlen- Hier wird zudem intensiv mit Lauge
gen in der Bierherstellung eine genau säurehaltige Getränke durch ihre In- gereinigt, also bei jeweils hohen Kon-
da rauf abgestimmte Dichtungs- haltsstoffe selbst stabilisieren, sind zentrationen und Temperaturen, um
technologie. Neben den zum Teil ag- stille Wässer sensible Produkte, deren die Fett- und Proteinreste aus den
gressiven Reinigungsprozessen müs- Produktionsprozess hohe Aufmerksam- Rohrleitungen zu eliminieren. Auch
sen die Dichtungswerkstoffe Salzabla- keit bezüglich Hygiene erfordert. Für Dampfsterilisationen kommen in Mol-
gerungen (Bierstein) sowie einem Dichtungen stellt diese Industrie eine kereien teilweise wesentlich intensiver
hohen CO2- Gehalt im Bier standhal- besondere Herausforderung dar. Durch zum Einsatz als etwa in Brauereien. Die
ten. Vorzugsweise wird hier mit bis zu den Einsatz starker Reinigungsmedien Dichtungen müssen entsprechend da-
3%iger Säure bei +80 °C gereinigt, um bei der Fruchtsaftherstellung und für ausgelegt sein.
die Salzablagerungen aus dem Rohr- durch aromastoffhaltige Zusätze kann
system zu entfernen. Bei der Produk- nicht jedes Elastomer bzw. jeder Kunst-
tion und Reinigung (Dampfsterilisa- stoff eingesetzt werden.
14EINFÜHRUNG
TECHNISCHE GRUNDLAGEN
ELASTOMERE WERKSTOFFE
TECHNISCHE KUNSTSTOFFE
Konfitüre Schokolade Eiscreme
Bei der Herstellung von Konfitüre füh- Für Dichtungen stellen die Herstellung Die Gefahr für den Dichtungswerkstoff
ren die geförderten Fruchtstücke und und Verarbeitung von Schokolade eine bei der Herstellung von Eiscreme be-
das Auskristallisieren des Zuckers zu besondere Herausforderung dar. Die steht zum einen in dem hohen Fett-
einem erhöhten Verschleiß. Fruchtpar- Inhaltsstoffe an sich sind anspruchs- anteil der Eismischung, zum anderen in
tikel können sich in die Dichtung ein- voll, da es sich um ein fetthaltiges Me- Zusätzen wie Fruchtstücken oder Nüs-
pressen und im Extremfall Leckage dium handelt, welches Zusätze wie sen. Große Temperaturbereiche von
verursachen. Der hier eingesetzte Nüsse, Rosinen oder Crisps enthalten z. B. 0 °C bei der Förderung eines kalten
Dichtungswerkstoff muss gegen die kann, die einen hohen Abrieb verursa- Produkts und bis zu +140 °C während
fett- und aromastoffhaltigen Zusätze chen. Dieser erhöht sich noch weiter, der Dampfsterilisation muss die Dich-
BESTÄNDIGKEIT & REINHEIT
sowie gegen die teilweise aggressiven wenn es während des Herstellungs- tung zuverlässig beherrschen. Da-
Reinigungsmedien beständig sein. prozesses zum Auskristallisieren des neben muss natürlich auch CIP-/SIP-
Zuckers kommt. Aromastoffhaltige Medienbeständigkeit gegeben sein.
Fertiggerichte Zusätze, die die Geschmacksvielfalt er-
Unterschiedliche Reinigungsmedien höhen, sind ebenfalls ein Ausschluss-
für geschlossene und offene Prozesse kriterium für einige Werkstof fe.
beanspruchen Dichtungen bei der Zudem gilt es die Temperaturen zu be-
Herstellung von Fertigprodukten wie rücksichtigen, die bei der Schokoladen-
z. B. Tiefkühlpizza in besonderem herstellung zum Teil sehr hoch sind,
Maße. Die Produktion von Pulvern, um die Inhaltsstoffe prozessfähig zu
Pasten, Flüssigkeiten und vielem mehr machen. Der Dichtungswerkstof f
stellt individuelle Anforderungen an muss all diesen Anforderungen ge-
PRODUKTPORTFOLIO
die Dichtungswerkstoffe. Bei man- recht werden.
chen Fertiggerichten ist zudem eine
hohe Kälteflexibilität gefordert, die
nicht jedes Dichtungsmaterial in Kom-
bination mit den chemischen Bestän-
digkeitsanforderungen erfüllen kann.
ANHANG
15Einführung
DIE PROZESSINDUSTRIE UND
IHRE ANFORDERUNGEN
PHARMAINDUSTRIE
Die Reinheitsanforderungen an erfolgt die Produktion in Chargen, um Herstellung von Fertigarzneimitteln
Prozess und Produkt in der pharma- im Falle von Qualitätsproblemen eine Bei der Produktion von chemisch her-
zeutischen Industrie erfordern Dich- Rückverfolgung vom Rohstoffliefe- gestellten Wirkstoffen, API (Active
tungslösungen, die über ihre Medien- ranten bis hin zum Patienten gewähr- Pharmaceutical Ingredients), oder
beständigkeit hinaus zuverlässig leisten zu können. Dichtungen sind ein In-vivo-Diagnostika (Kontrastmittel
Prozessverunreinigungen vermeiden. nicht zu unterschätzender Bestandteil und Biomarker) kommen Chemikalien
in diesem Prozess, da sie teilweise di- und toxische Substanzen zum Einsatz,
Freudenberg hat spezielle Werkstoffe rekten Kontakt zu den Medien haben. die herkömmliche Dichtungswerk-
und Dichtungen wie z. B. ein weißes stoffe angreifen können. Während der
EPDM und Simriz® (FFKM) entwickelt, Eine besondere Herausforderung die- organischen Synthese herrschen hohe
die sowohl den anspruchsvollen Be- ser Industrie liegt in der Vielseitigkeit Temperaturen und hohe Drücke, wo-
triebsbedingungen umfassend genü- ihrer Prozesse, in denen zahlreiche hingegen bei der Fällung des Produkts
gen als auch die hygienischen Prozesse unter schiedliche Anforderungen an eine Kühlung erfolgt. Zur Gewährleis-
unterstützen. Bauteile gestellt werden. Zur Ver- tung der Reinheit einer Charge wird ein
an schaulichung werden in diesem besonderes Augenmerk auf die Doku-
In der Pharmaindustrie findet die Syn- Rahmen drei Bereiche dargestellt. mentation der Prozesse gelegt. Somit
these von Arzneimitteln aus Grund- müssen auch die Bestandteile der
chemikalien stat t. Diese müssen Dichtungswerkstoffe bekannt sein
besonders rein sein, damit bei der bzw. entsprechende Zertifikate wie die
Synthese keine unerwünschten Ne- Bestätigung der Biokompatibilität
benprodukte entstehen. In der Regel nach USP Class VI vorliegen.
16EINFÜHRUNG
TECHNISCHE GRUNDLAGEN
ELASTOMERE WERKSTOFFE
TECHNISCHE KUNSTSTOFFE
In der Galenik (pharmazeutische Tech- Produktzubereitung durch Biopharmazie
nologie) erhält das medizinische Gut Blutfraktionierung Bei der Herstellung von Impfstoffen,
seine Form. So wird in diesem Schritt Bei der Separation von Blut werden die Enzymen oder Proteinen herrschen
bspw. eine Tablette gepresst und mit Bestandteile durch Zentrifugierung strenge Hygienevorschriften, die auch
einer speziellen Beschichtung über- voneinander getrennt. Für die Fraktio- für alle anderen Prozesskomponenten
zogen, welche die Einnahme des Medi- nierung werden Proteine von Blut- wie Dichtungen gelten. Bei der Tren-
kaments ermöglicht. Bevor eine Tab- plasma unter Beimischung von Etha- nung der Wirkstoffe steht die Reinheit
lette gepresst werden kann, müssen nol bei –3 °C bis –6 °C getrennt. Inner- an oberster Stelle, was totraumfreie
die Wirkstoffe und Arzneimittelträger halb kürzester Zeit wird das Plasma Dichtungen erfordert, die Keimen
nach Rezept hergestellt, nass granu- auf –30 °C gekühlt. Diesem Tempera- keine Grundlage bieten. Wie in jedem
BESTÄNDIGKEIT & REINHEIT
liert, anschließend getrocknet und ge- tursprung hält nicht jede Dichtung hygienischen Bereich erfolgt die Reini-
mahlen werden. Für Dichtungen stand. Um Verunreinigungen zu ver- gung mit scharfen Medien im CIP-/
bedeutet dies, dass sie in einer stau- meiden, müssen Dichtungen totraum- SIP-Verfahren, um die Anlage rück-
bigen Umgebung bestehen müssen. frei designt und gegen CIP-/SIP-Reini- standslos säubern zu können. Die
Zudem dürfen keine Bestandteile der gungsprozesse und -medien beständig Kühlung während der Mischung der
Dichtung, die das pharmazeutische Gut sein. Des Weiteren dürfen definierte Bestandteile bedingt die Verwendung
in seiner Zusammensetzung oder Farbe Emissionsgrenzwerte nicht überschrit- kältebeständiger Dichtungswerk-
negativ verändern könnten, in den Pro- ten werden. Freudenberg bietet spezi- stoffe. Auch bei der Abfüllung gilt es,
duktionsprozess übergehen. Auch vor elle tieftemperatur- und chemikalien- das pharmazeutische Gut vor Ver-
äußeren Einflüssen muss die Dichtung beständige Dichtungswerkstoffe für unreinigungen zu schützen.
das Gut im sterilen Umfeld schützen. diese aseptischen Prozesse.
PRODUKTPORTFOLIO
ANHANG
17Einführung
DIE PROZESSINDUSTRIE UND
IHRE ANFORDERUNGEN
CHEMIEINDUSTRIE
Die chemische Industrie beschäftigt Die meisten dieser Medien erfordern Speziell für die in der chemischen
sich sowohl mit der Gewinnung von exzellente und umfassende Bestän- Industrie zahlreich verwendeten Rohr-
Grundchemikalien wie Ammoniak, digkeit der eingesetzten Dichtungen, leitungen und Flanschverbindungen
Säuren, Laugen und einfachen Koh- um reibungslose Betriebsprozesse zu steht ein umfassendes Angebot an
lenwasserstoffen als auch mit der gewährleisten, aber gleichermaßen thermisch wie chemisch beständigen
Weiterverarbeitung dieser Stoffe zu auch robuste Eigenschaften, um den Flachdichtungen zur Verfügung. Für
hochwertigen Produkten. So wird z. B. zum Teil ex trem hohen Drücken die in Pumpen vorkommenden Gleit-
aus Stickstoff Ammoniak gewonnen, standzuhalten. Freudenberg bietet ringdichtungen kommen primär uni-
um daraus Dünger herzustellen. Aus hierfür hochbeständige Dichtungslö- versell anwendbare Sekundärdichtun-
Rohöl werden einfache Kohlenstoffe sungen aus Kunststoffen wie PTFE so- gen zum Einsatz.
gewonnen, aus denen dann hochwer- wie ein breites Spektrum von hoch-
tige Kunststoffe synthetisiert werden. wertigen elastomeren Werkstoffen Die Vielseitigkeit der Prozesse in der
wie Per fluorelastomere (Simriz ®), Herstellung und Verarbeitung von
EPDM oder FKM, wenn elastomere Chemikalien bedingt die separate
Flexibilität in weniger aggressiven Pro- Betrachtung einzelner Bereiche. Zur
duktionsumfeldern benötigt wird. Verdeutlichung der Anforderungen ist
nachfolgend ein Auszug dargestellt.
18EINFÜHRUNG
TECHNISCHE GRUNDLAGEN
ELASTOMERE WERKSTOFFE
TECHNISCHE KUNSTSTOFFE
Verarbeitung anorganischer Grund- schen in einem konvektionsfähigen Fein- und Spezialchemie
chemikalien Ofen zur Erwärmung des Sumpfpro- Im Umgang mit Fein- und Spezialche-
Im Bereich der anorganischen Chemie dukts Temperaturen von bis zu +600 °C mikalien sind Dichtungen mit beson-
finden sich zahlreiche Anwendungs- bei gleichzeitigem Druck mit anschlie- ders hoher Temperatur- und Chemika-
möglichkeiten. Neben der Herstellung, ßender Bedampfung. Bei der nach- lienbeständigkeit gefragt. Neben dem
Verarbeitung, Trennung und vielen folgenden Spaltung des entstandenen Einsatz aggressiver und zum Teil toxi-
weiteren Prozessschritten treten beim Gases erhöhen sich die Temperaturen scher Medien sind Temperaturen von
Handling anorganischer Grundchemi- weiter auf +850 °C. Die eigentliche Her- +300 °C bis in den Tieftemperatur-
kalien immer besonders extreme Para- ausforderung für Dichtungen besteht in bereich bei Kristallisationsprozessen
meter auf. Zusätzlich zu aggressiven, den starken Temperaturwechseln durch keine Seltenheit. Dem müssen der
BESTÄNDIGKEIT & REINHEIT
teilweise auch toxischen Medien herr- die anschließende Kühlung des Gases. Werk stoff und die daraus gefertigte
schen hohe Drücke. Zudem müssen Auch einer Druckerhöhung bei der Ver- Dichtung gewachsen sein.
die hier eingesetzten Dichtungen ei- dichtung des Spaltgases auf etwa 30
nen großen Temperatureinsatzbereich bar muss die Dichtung standhalten. Die Herstellung von Wasch- und Körper-
aufweisen. Entsprechend den vielfälti- Absorbierung der Gase erfordert den pflegemitteln
gen Anwen dungen sind qualitativ Einsatz von Chemikalien, im Speziellen Bei der Produktion von Wasch- und Kör-
hochwertige, robuste und chemisch Lauge. perpflegemitteln, deren Anforderungen
beständige Werkstoffe gefragt. Um denen der pharmazeutischen Industrie
dem hohen Anspruch der gesetzlich Polymerherstellung ähneln, herrschen besonders hohe An-
vorgeschriebenen Emissionswerte bei Während des Handlings von Polymeren sprüche hinsichtlich der Reinheit aller
Prozessen gerecht zu werden, muss (Kunststoffen) herrschen meist keine eingesetzten Prozessmedien. Neben der
die Dichtung einen entscheidenden besonders hohen Ansprüche hin - Totraumfreiheit der Dichtstelle müssen
PRODUKTPORTFOLIO
Beitrag leisten. sichtlich der Druck- und Temperatur- die Dichtungswerkstoffe die gängigen
beständigkeit. Lediglich in Einzelfällen, Freigaben der Pharmaindustrie auf-
Handling von Petrochemikalien und bspw. während eines Reaktionsab- weisen und den anspruchsvollen CIP-/
Derivaten bruchs, können Temperaturen bis –80°C SIP-Reinigungsmedien und -prozessen
Eine typische Anwendung im Bereich auf treten, was den Einsatz speziell ent- standhalten.
der Petrochemie stellt das sogenannte wickelter Dichtungslösungen notwen-
Steamcracken dar. Neben der Bestän- dig macht. Zudem können Lösemittel
digkeit gegen aggressive Chemikalien herkömmliche Dichtungsmaterialien
müssen Dichtungen hohen Temperatu- angreifen.
ren und Drücken standhalten. So herr-
ANHANG
19TECHNISCHE GRUNDLAGEN 20
EINFÜHRUNG
GRUNDSÄTZLICHE
TECHNISCHE GRUNDLAGEN
WERKSTOFFPRÜFUNGEN
Härtegrad, Druckverformungsrest (DVR) oder die Volumen-
veränderung eines Werkstoffs sind wesentliche Parameter, 1. N (für Härten zwischen 30 und 95 IRHD)
ELASTOMERE WERKSTOFFE
welche die Dichtfunktion, aber auch die Lebensdauer der 2. H (für Härten zwischen 85 und 100 IRHD)
Dichtung beeinflussen. 3. L (für den Bereich 10 bis 35 IRHD)
Exakte Aussagen zum Werkstoffverhalten sind deshalb 4. M (Mikrohärte zur Prüfung kleiner oder dünnwandiger
unerlässlich. Dafür setzt Freudenberg eine Vielzahl von Proben)
Prüfverfahren und -methoden ein.
Härteprüfungen In der Dichtungstechnik werden im Wesentlichen die
Eine der wichtigsten Kenngrößen in der Kautschuk tech- Verfahren N und M eingesetzt. Die Mikrohärtemessungen an
nologie ist die Härte. Die Nennhärte wird bei allen Werkstof- Dichtungen sind nicht direkt vergleichbar mit den IRHD-
fen von Freudenberg in der Materialbezeichnung vor dem Werten, Verfahren N und den Shore-A-Werten an Prüfplatten.
TECHNISCHE KUNSTSTOFFE
Basiselastomer angegeben (Beispiel: 70 EPDM 291) und mit
verschiedenen genormten Verfahren bestimmt. Gemessen Volumenänderungsmessung
wird dabei immer, wie weit ein vorgegebener Prüfkörper un- Dichtungen kommen mit den unterschiedlichsten Medien
ter einer definierten Kraft in das Material eindringt. wie Flüssigkeiten und Gasen in Kontakt, welche die Elasto-
merwerkstoffe auf verschiedene Weise beeinflussen.
Shore A nach DIN 53 505 – Das Verfahren nach DIN 53 505 Man unterscheidet chemische und physikalische Wirkungen
wurde von Albert F. Shore in den 20er-Jahren entwickelt und von Medien. Wird eine Elastomermischung chemisch an-
ist die am häufigsten verwendete Methode zur Härte- gegriffen, verändert dies die Eigenschaften irreversibel. Die
messung bei Elastomeren. Die Flächen des Prüfkörpers müs- Aufspaltung der Vernetzungsstellen zwischen den Molekül-
sen eben und planparallel sein. Der Wert wird nach einer ketten führt zu einer Erweichung und dem Verlust von
Haltezeit von drei Sekunden abgelesen. Die Prüfung nach Elastizität des betroffenen Werkstoffs. Die Bildung zusätz-
BESTÄNDIGKEIT & REINHEIT
Shore A kommt im Wesentlichen bei der Materialentwick- licher Vernetzungsstellen zieht eine Verhärtung bis zur
lung und bei der Freigabe von Mischungslosen zum Einsatz. Versprödung des Materials nach sich. Bestimmte Medien
An Formteilen kann sie nur verwendet werden, wenn diese können auch die Molekülketten des Elastomers selbst
eine ausreichende Dicke und ebene Auflageflächen für die angreifen und diese zerstören. Physikalische Vorgänge
Messung haben. Shore A ist geeignet für Härten zwischen lassen sich grob in zwei Gruppen unterteilen:
10 und 90. Über 90 Shore muss nach Shore D gemessen
werden, was bei Elastomeren jedoch keine Anwendung fin-
det. a. Absorption des Mediums durch das Elastomer
b. Extraktion von löslichen Mischungsbestandteilen aus
IRHD nach DIN ISO 48 – Zur Härteprüfung an Dichtungen dem Elastomer
kommt die IRHD (International Rubber Hardness Degree) nach
DIN ISO 48 zur Anwendung. In dieser Norm werden vier Ver-
PRODUKTPORTFOLIO
fahren beschrieben:
ANHANG
21Technische
Einführung Grundlagen
Beide Veränderungen können einzeln, aber auch parallel ab- Jede Volumenänderung, ob Quellung oder Schrumpfung, ist
laufen. Erfassbar sind diese Vorgänge durch die Messung der mit Änderungen der physikalischen Eigenschaften wie
dabei auftretenden Volumenänderung. Misst man eine Volu- Härte, Elastizität, Zugfestigkeit und Bruchdehnung verbun-
menzunahme, wird vorrangig Medium aufgenommen. Eine den. Daher stellt die Erfassung der Volumenänderung nach
Volumenabnahme bedeutet einen überwiegenden Verlust von einer definierten Lagerung (Zeit und Temperatur) eine Kenn-
Mischungsbestandteilen. Quellvorgänge sind in der Regel größe dar, um die Beständigkeit von Elastomermischungen
reversibel, was bedeutet, dass das absorbierte Medium beim in den verwendeten Medien zu erfassen und zu beurteilen.
Wechsel auf ein anderes Produkt das Elastomer auch wieder Anmerkung: In der Lebensmittelindustrie müssen nicht nur
verlassen kann. die Produktionsmedien (z. B. Bier, Mineralwasser, Milchpro-
dukte etc.) auf ihre Verträglichkeit mit dem Dichtungsma-
Die Größe der Volumenänderung hängt von fünf Faktoren terial hin überprüft werden, sondern auch die in den Prozes-
ab: sen verwendeten Reinigungs- und Sterilisationsmedien.
1. Art des Mediums Ablauf der Prüfungen nach DIN ISO 1817:
2. Aufbau der Elastomermischung
3. Einwirkparameter (Temperatur, Zeit) 1. Das Volumen des Prüfkörpers (die Dichtung oder ein Teil
4. Geometrische Form (Dicke) der Dichtung davon) wird ermittelt
5. Spannungszustand der Dichtung (bei gedehnten Teilen ist 2. Der Prüfkörper wird nach der Norm oder nach Kunden-
die Einwirkung größer, bei komprimierten Teilen geringer) vorgabe im Medium gelagert
3. Nach Ablauf der Lagerzeit (und nach der Abkühlung) wird
Durch die vernetzte Struktur der Elastomere ist die Quellung das Volumen des Prüfkörpers erneut gemessen
begrenzt, sodass sie sich nach dem Erreichen eines Grenz- 4. Das Ergebnis wird in Prozent vom Ausgangszustand
werts nicht mehr ändert. angegeben
22EINFÜHRUNG
TECHNISCHE GRUNDLAGEN
DVR-Messung/Elastizität Dichtemessung
Der Druckverformungsrest beschreibt die Fähigkeit eines Die Dichte von vulkanisiertem Kautschuk ist eine spezifische
ELASTOMERE WERKSTOFFE
Werkstoffs, nach einer bestimmten Kontaktzeit mit dem Kenngröße. Durch eine einfache, schnell durchführbare
betreffenden Medium eine ausreichende Rückstellkraft auf Messung dieser Kenngröße können erste Rückschlüsse auf
die Dichtflächen zu erzeugen und damit die Dichtfähigkeit das verwendete Compound gezogen werden. Bei der Her-
sicherzustellen. Bei einer neu gefertigten Dichtung ist der stellung einer Mischung dient der Dichtewert als Indiz dafür,
DVR ein Maß zur Beurteilung der Vulkanisation und des ob alle Mischungsbestandteile korrekt zugefügt wurden.
Vernetzungsgrads. Je niedriger der DVR-Wert, desto besser Ebenso wird bei der Analyse von unbekannten Mischungen
die Vernetzung und desto länger die zu erwartende Lebens- die Dichtemessung allen weiteren Prüfungen vorangestellt,
dauer der Mischung. Es gilt zu beachten, dass der DVR kei- um die Anzahl der möglichen Werkstoffe einzugrenzen.
nen Absolutwert darstellt, sondern immer im Vergleich mit In der Regel wird die Dichte mit der Auftriebsmethode
Ausgangs- oder Zielwerten gesehen werden muss. Der DVR gemessen. Nach dem „archimedischen Prinzip“ erfährt ein
TECHNISCHE KUNSTSTOFFE
wird nach DIN ISO 815 mit folgender Formel ermittelt: Körper beim Eintauchen in eine Flüssigkeit eine Auftriebs-
kraft. Diese errechnet sich aus der Differenz zwischen dem
DVR [%] = (h0 – hs) / (h0 – h1) x 100 % Gewicht in Luft und zwischen dem Gewicht in Flüssigkeit.
Da die Auftriebskraft gleich der Gewichtskraft des durch
Dabei ist: den Körper verdrängten Flüssigkeitsvolumens ist, lässt sich
h0 = Dicke des Prüfkörpers das Volumen des Prüfkörpers unabhängig von dessen
h1 = Dicke des verpressten Prüfkörpers geometrischer Form ableiten. Aus diesem so ermittelten
hS = Dicke des entlasteten Prüfkörpers Volumen und der Gewichtskraft in Luft kann das spezifische
Gewicht errechnet werden. Für die Berechnung gilt die
Bei der Messung sind einige Bedingungen zu erfüllen. So nachfolgende Formel:
sollten zwischen der Vulkanisation des Prüfkörpers und der
BESTÄNDIGKEIT & REINHEIT
DVR-Prüfung mindestens 16 Stunden liegen. Die Verpres- ρ = [GL / (GL – GF)] x ρF
sung ist definiert und beträgt in der Regel 25 %. Die Probe
wird in ihrer Vorrichtung in Luft (oder einem Medium) bei Dabei ist:
einer bestimmten Temperatur über eine vorgegebene Zeit ρ = zu ermittelnde Dichte
gelagert und nach Ablauf der Prüfzeit aus der Vorrichtung GL = Gewicht in Luft
entnommen. 30 Minuten nach der Entnahme wird die Dicke GF = Gewicht in der Flüssigkeit
erneut gemessen. ρF = Dichte der Flüssigkeit (bei Wasser etwa 1 g/cm3)
Es muss berücksichtigt werden, dass nur identische Parame-
ter eine Vergleichbarkeit der DVR-Werte ermöglichen:
• Verformung (Standard: 25 %)
PRODUKTPORTFOLIO
• Dauer der Verformung (Standard: 24 oder 72 Stunden)
• Temperatur während der Verformung
• Lagerungsmedium (Standard: Luft)
• Form des Prüfkörpers
F
Prüfung des
F Druckverformungsrests
ANHANG
23Technische Grundlagen
Zugversuch Weiterreißfestigkeit
Ein Zugversuch dient zur Ermittlung von Reißfestigkeit, Die Weiterreißfestigkeit bezeichnet ein Maß für die Emp-
Zugfestigkeit, Reißdehnung sowie der Spannungswerte findlichkeit von Elastomeren bei Schnitt- und Rissverlet-
von elastomeren Werkstoffen. Die dazu verwendeten Prüf- zungen. Die gebräuchlichste Prüfung zur Ermittlung der
körper sind in der Regel Normstäbe oder genormte Ringe Weiterreißfestigkeit ist die Streifenprobe nach DIN ISO 34-1
mit rechteckigen Querschnitten. Diese werden mit kons- (DIN 53 507). Dabei wird ein Streifen aus dem zu prüfenden
tanter Geschwindigkeit bis zum Reißen gedehnt. Beim Zug- Material längs eingeschnitten, die beiden Halbstreifen wer-
versuch nach DIN 53504 werden möglichst viele Punkte der den in eine Zugmaschine eingespannt und auseinanderge-
Kraft-Längen-Änderungskurve (Zugkraft mit zugehöriger zogen. Ermittelt wird die Kraft, die der Probekörper, bezo-
Längenänderung der Probe) aufgenommen. gen auf die Probendicke, dem Weiterreißen entgegensetzt.
Folgende Werte lassen sich aus dem Versuch berechnen: Eine weitere Prüfmethode ist die Winkelprobe nach DIN
ISO 34-1 (DIN 53 515). Hierbei wird eine in einer Form
1. Die Reißfestigkeit ist der Quotient aus der im Moment hergestellte Winkelprobe eingeritzt und ebenfalls in ei-
des Reißens erreichten Kraft und dem Ausgangsquer- ner Zugmaschine auseinandergezogen. Die gemessenen
schnitt des Prüfkörpers Werte müssen nicht mit den im Zugversuch ermittelten
2. Die Zugfestigkeit ist der Quotient aus der gemessenen Spannwerten korrelieren. Da die Ergebnisse der Weiterreiß-
Höchstkraft und dem Anfangsquerschnitt des Probe- festigkeit stark von den speziellen Prüfbedingungen und
körpers. Bei Elastomeren sind Reißfestigkeit und Zugfes- besonders von der Probenform abhängen, müssen bei der
tigkeit im Allgemeinen identisch, wenn die Messung bei Nennung von Ergebnissen immer Prüfverfahren und Pro-
Raumtemperatur oder darüber durchgeführt wird benform angegeben werden.
3. Die Reißdehnung ist das Verhältnis von der im Moment des
Reißens erreichten Längenänderung zur Ausgangslänge
4. Der Spannungswert ist definiert als der Quotient aus der
bei Erreichen einer bestimmten Dehnung vorhandenen
Zugkraft und dem Anfangsquerschnitt
Die drei Kennwerte Reißfestigkeit, 100%-Spannwert und
Reißdehnung sind auf den Werkstoffdatenblättern der Elasto-
mere von Freudenberg angegeben. Sie beschreiben das Verhal-
ten des jeweiligen Werkstoffs gegenüber Zugbeanspruchung.
24EINFÜHRUNG
LAGERBEDINGUNGEN
TECHNISCHE GRUNDLAGEN
Um diese Bedingungen zu erfüllen, müssen alle Behälter-,
Abdeck- und Verpackungsmaterialien frei von Substanzen
ELASTOMERE WERKSTOFFE
sein, die einen Abbaueffekt auf Elastomere haben. Es kom-
men deshalb vorrangig PE-beschichtetes Kraftpapier, Alu-
miniumfolie oder undurchsichtige PE-Folie (min. 0,075 mm
Stärke) infrage.
LAGERZEIT VERLÄNGE-
GRUPPE WERKSTOFFE
(JAHRE) RUNG (JAHRE)
1 NR, AU, EU, SBR 5 2
NBR, HNBR, XNBR,
TECHNISCHE KUNSTSTOFFE
2 ACM, AEM, ECO, 7 3
CIIR, CR, IIR
FKM, FFKM, VMQ,
3 PVMQ, FVMQ, EPDM, 10 5
Fluoroprene® XP, CSM
Artikel aus Kautschuk unterliegen einem Alterungsprozess. Die Lagerung und die Lagerzeiterfassung von vulkanisierten
Moderne Elastomerwerkstoffe sind sowohl aufgrund des Kautschukerzeugnissen sind in der ISO 2230 beschrieben. In
Basiskautschuks als auch durch geeignete Mischungszusätze dieser Norm werden die Elastomererzeugnisse in drei
BESTÄNDIGKEIT & REINHEIT
stabiler und länger einsetzbar als ihre früheren Generatio- Gruppen eingeteilt, denen verschiedene Lagerzeiten zuge-
nen. ordnet werden. Verlängerungen der Lagerzeit sind nach
Rücksprache mit Freudenberg möglich.
Der Alterungsprozess ist im Wesentlichen von folgenden
Faktoren abhängig:
• Temperatur
• Wärmestrahlung
• Sonneneinstrahlung
• Feuchtigkeit
• Relative Luftfeuchte
• Ozon und ionisierende Strahlung
PRODUKTPORTFOLIO
• Spannungszustand des Bauteils
Daraus lassen sich sechs Regeln zur Lagerung von Elastomer-
produkten ableiten:
1. Die Lagerungstemperatur muss unter +25 °C liegen
2. Im Lagerbereich dürfen keine direkten Wärmequellen sein
3. Die Dichtungen dürfen keiner direkten Sonneneinstrah-
lung ausgesetzt sein
4. Die Einwirkung von Ozon und ionisierender Strahlung
muss grundsätzlich ausgeschlossen sein
5. Die Dichtungen müssen weitestgehend spannungsfrei
gelagert werden
ANHANG
6. Die relative Luftfeuchte muss so sein, dass im Falle von Tempe-
raturänderungen im Lagerraum keine Kondensation eintritt
25Sie können auch lesen
