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Abdichten mit Finger- spitzengefühl

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Auch Kleinteile verfügen über Hightech-Poten- zial. Horst Schäfer, Geschäftsführer der R.E.T. Elastomertechnik GmbH in Reutlingen, erläutert, warum die Produktion einer Edelstahl-Silikon-Verbunddichtung viel Fachwissen und Fingerspitzengefühl erfordert.

Das Edelstahl-Silikon-Verbundteil ist für einen Sensor bestimmt. Welche Funktion hat dieser?

Schäfer: Der sogenannte Ibolt-Sensor von Bosch misst das Gewicht, das auf einem Autositz lastet. Dazu sind vier Ibolts zwischen Sitzschale und Sitzschienen angebracht. Dass die Automobilhersteller eine solche Lösung überhaupt benötigen, liegt an der US-amerikanischen Gesetzgebung. Sie verlangt für in den USA zugelassene Fahrzeuge eine belegungsabhängige Auslösung des Beifahrer-Airbags. Bei leerem Beifahrersitz oder kleinen Kindern in der Babyschale darf der Airbag nicht auslösen. Bei Personen mit 38 bis 85 Kilogramm Gewicht wird der Airbag nur mit verminderter, bei schwereren Personen mit voller Kraft aufgeblasen.
Und welchen Beitrag leistet R.E.T. zu diesem Sensor?
Schäfer: Unser Beitrag ist die Edelstahlscheibe mit anvulkanisierter Silikondichtlippe. Dieses Verbundteil dichtet den Hohlraum zwischen dem Bolzen und der Hülse des Sensors ab und schützt das innen installierte Messelement vor allen flüssigen, festen und staubigen Medien.
Warum die aufwändige Edelstahl-Silikon-Verbundlösung?
Schäfer: Die Kombination aus Edelstahlscheibe und Silikon-Dichtring erfüllt die sehr hohen Anforderungen am besten. Durch Radialkräfte an der Dichtstelle entsteht eine Auslenkung von bis zu 0,5 Millimeter. Das Dichtelement muss diese Bewegung voll ausgleichen und darf keine Kraft in den Sensor einleiten, die das Messergebnis verfälschen könnte.
Hätte da nicht eine herkömmliche Gummidichtung gereicht?
Schäfer: Nein. Die erforderliche Kraftneutralität und Vorspannung wird nur mit einer anvulkanisierten Silikondichtung erreicht. Das aus LSR bestehende Dichtelement bietet gleichmäßige mechanische Eigenschaften im geforderten Temperaturbereich von -40 bis +80 Grad Celsius.
Warum dann noch eine Edelstahlscheibe?
Schäfer: Über die Scheibe wird die gesamte Schraubkraft der Sensorbefestigung eingeleitet. Sie muss trotz sehr kleiner Auflagefläche fest genug sein, um diese Kraft deformationsfrei zu übertragen. Weiter ist die Scheibe per Presssitz auf dem Befestigungsbolzen angebracht und ihr Innendurchmesser darf nur minimale Toleranzen aufweisen. Deshalb wurde ein Präzisions-Stanzteil aus hochfestem Edelstahl 1.4310 gewählt.
Silikon, gestanzte Edelstahlscheibe: das hört sich eigentlich nach Commodity-Bauteil an…
Schäfer: Im Gegenteil, der ganze Prozess erfordert sehr viel Know-how. Zum einen ist LSR ursprünglich für die Verbindung mit Kunststoff ausgelegt und optimiert. R.E.T. ist einer der Pioniere in Deutschland, der den Werkstoff mit exzellenter Haftung auch direkt auf Metall spritzt. Zum anderen beherrschen wir die Verarbeitung auch extrem kleiner Spritzvolumina. Diese Kombination bieten nur wenige Unternehmen an.
Was ist das Besondere an der Verbindung Silikon-Metall?
Schäfer: Man braucht eine spezielle Oberflächenbehandlung für den Edelstahl, damit sich die pastös aufgespritzte LSR-Masse optimal und dauerhaft mit der Metalloberfläche verbindet. Dank unseres Niederdruck-Plasma-Reinigungsverfahrens sind Kleber, Primer oder Haftvermittler überflüssig. Das wirkt sich positiv auf die Fertigungskosten aus.
Und das Know-how im Spritzgießprozess?
Schäfer: Wir mischen die drei Basiskomponenten von LSR – ein 2K-Material plus roten Farbstoff – sehr präzise und dosieren sie per lagegeregelter Schnecke in exakt der benötigten Menge. Spritzaggregate, speziell für kleine Volumina ausgelegt, bringen die Masse in die Formen ein. Den diffizilen Spritzgießprozess beherrschen wir so virtuos, dass am fertigen Teil keinerlei Nacharbeit mehr erforderlich ist. Das ist bei Gummiprodukten nicht alltäglich.
Was ist so diffizil?
Schäfer: Die Toleranzfenster für verfahrenstechnische Parameter wie Spritzgeschwindigkeit oder Temperatur sind sehr klein. Unsere Techniker haben durch intensives Feintuning alle Parameterprofile optimal aufeinander abgestimmt. Wichtig ist auch eine thermische Trennung der Werkzeuge, da die Vulkanisation des Materials bei 170 bis 200 Grad Celsius abläuft, die Silikonmasse im Angussbereich aber nur mit 25 Grad Celsius eingespritzt wird. Dann die Geometrie der Silikondichtung. Diese hat eine Höhe von 2,1 und eine Fußbreite von 0,8 Millimeter und wiegt nur etwa 0,5 Gramm. Um die Parameter exakt einzuhalten, drückt das Werkzeug umlaufend auf die Stahlscheibe. Dieser Abpressrand ist aber nur 0,1 Millimeter breit, sodass der Prozesssicherheit beim automatischen Einlegen der Scheiben in die Spritzform entscheidende Bedeutung zukommt. Zudem müssen die Dichtheit der Abpressfläche und die exakte Abpresskante der Werkzeuge über viele Millionen Teile gewährleistet sein.
Wie beugt R.E.T. möglichen Qualitätsschwankungen vor?
Schäfer: Ganz einfach, durch eine vollautomatische Fertigung vom Mischen der LSR-Masse über das Einlegen der Edelstahlscheiben in die Form und den Spritzgießvorgang bis hin zur vollautomatischen Endkontrolle aller Teile. Beispielsweise überwachen Kameras das Einlegen der Edelstahlscheiben und die Entnahme der fertigen Dichtungen aus dem Werkzeug. Anschließend wird mit weiteren Kameras jede Dichtung auf einwandfreie Qualität geprüft. Erst wenn sieben Kriterien – zum Beispiel gleichmäßiger Gummiauftrag, optimale Haftverbindung, keine Lufteinschlüsse im Gummi – erfüllt sind, werden die Dichtungen freigegeben und automatisch verpackt.
Wie nahe kommen Sie damit einer Null-Fehler-Produktion?
Schäfer: Unser Kunde Bosch hat nach mehreren Millionen gelieferten Teilen noch kein Einziges beanstandet. Bei der Produktion haben wir bereits eine Fehlerrate von deutlich unter 20 ppm erreicht, die in der kamerabasierten Endkontrolle dann auf 0 ppm reduziert wird.
Wie hoch ist die Jahresproduk- tion?
Schäfer: Wir befinden uns derzeit in der Anlaufphase und fertigen aktuell etwa vier Millionen Teile im Jahr. Ausgelegt ist die Anlage mit zwei Spritzgießmaschinen auf etwa sechs Millionen Einheiten pro Jahr.
Reiff Elastomertechnik (R.E.T.); Telefon: 07121 51010; E-Mail: wolfgang.wondraschek@ret-gmbh.de

Reiff Elastomertechnik (R.E.T.)
R.E.T. entwickelt und produziert mit etwa 150 Mitarbeitern am Standort Reutlingen intelligente Dichtungs- und Dämpfungssysteme aus Spezial- und Hochleistungselastomeren – vorwiegend für komplexe und sicherheitsrelevante Teile der Automobilelektronik. R.E.T. ist Bestandteil der international tätigen Reiff-Gruppe. Das fast 100 Jahre alte Familienunternehmen erwirtschaftet mit etwa 1400 Mitarbeitern an 70 Standorten in Europa einen Umsatz von über 330 Mio. € pro Jahr. Die Geschäftsbereiche „Reifen und Autotechnik“, „Technische Produkte“ und „Elastomertechnik“ bieten Dienstleistungen und Problemlösungen rund um das Automobil.
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