Forschung & Entwicklung: Dichtungslösungslösungen von Trelleborg

Forschung & Entwicklung

Engagement für zukünftige Dichtungslösungen

Um sicher zu stellen, zukünftige passende Produkte und Werkstoffe anbieten zu können, investiert Trelleborg Sealing Solutions stark in Forschung und Entwicklung. 8 Kompetenzzentren in Bridgwater (England), Helsingør (Dänemark), Malta , Stuttgart (Deutschland), Shanghai (China), Kalmar (Schweden) Fort Wayne und Northville (USA) sind engagiert in laufenden Material- und Produktentwicklungen.
Erweiterte Werkstoffformulierungen

Unsere Datengrundlage umfasst 2.000 einzigartige Rezepturen einschließlich die Besten ihrer Klasse, die in anspruchsvollen Umgebungen, in denen extreme Temperaturen, aggressive Medien, hohe Drücke und strenge Maßstäbe vorkommen, bestehen.

Unsere eigenen Werkstoffe sind Turel® Elastomere, Isolast® Perfluoroelastomere, Turcon® PTFE basierte Werkstoffe, Zurcon® Polyurethane und unser Lagerwerkstoff Turcite®, Orkot® und HiMod®.

Einzigartige innovative Dichtungsprodukte

Die Produkte von Trelleborg Sealing Solutions sind bahnbrechend bei vielen entstehenden Industrienormen. Unsere eigenen Produkte sind AQ-Seal®, Double Delta®, Glyd Ring®, Stepseal®, Variseal® und dem Wills Rings® - der originale Metall-O-Ring.

Kundenformteile werden nach der Finiten Elemente Analyse und anderen führenden Spitzentechnologien erstellt, um die speziellen Anforderungen der Kunden zu erfüllen. Wenn notwendig, durchlaufen diese Dichtungen in den Trelleborg Sealing Solutions Labors Kurz- oder Langzeittests bevor sie in die Serienproduktion gehen.

Hydropulser

Prüfstand speziell zur Simulation der im Fahrbetrieb auf Stoßdämpfer einwirkenden Einflußfaktoren. Der eingebaute Stoßdämpfer wird mit mehreren sich überlagernden Frequenzen stimuliert. Dabei lässt sich das Verhalten der Dichtungen über den vom Kunden geforderten Betriebszeitraum hinweg untersuchen.

Technische Daten

  • Stangendurchmesser 0 - 50 mm
  • Stangengeschwindigkeit 0,002 - 4.0 m/s
  • Prüfflüssigkeit HLP46, Automotive Fluids
  • Hublänge 200 mm
  • Öltemperatur 25 - 110 °C
  • Dämpferkraft 25 kN 

Messgrößen

  • Leckage
  • Reibkraft
  • Prüfdruck
  • Öltemperatur
  • Hublänge
  • Stangengeschwindigkeit
  • Dämpferkraft 

Kältekammer Versuch

Die Kammer dient zur Aufnahme eines kompletten Hydraulikzylinders. In ihr können die Auswirkungen von tiefen Temperaturen auf das Betriebsverhaltens eines Zylinders einschließlich der eingebauten Dichtungen untersucht werden.

Technische Daten

  • Wellendurchmesser 36 and 40 mm
  • Gleitgeschwindigkeit 0 - 0.2 m/s
  • Standard-Prüfflüssigkeit AEROSHELL FLUID 4
  • Prüfdruck 0 - 15 MPa
  • Öltemperatur -25° C
  • Auslenkung bis zu 0,3mm  

Meßgrößen

  • Leckage
  • Prüfdruck
  • Gleitgeschwindigkeit
  • Öltemperatur
  • Zyklenanzahl 

Prüfstand für Radialwellendichtringe

Prüfstand mit 2 x 4 Kammern zur Aufnahme von maximal 16 Radialwellendichtringen (RWD). Mit diesem Prüfstand kann das Betriebsverhalten der RWD unter Einfluß von Temperatur, Drehzahl und weiteren Faktoren - auch unter Schrägstellung des Gesamtsystemes - untersucht werden.

Technische Daten

  •     Wellendurchmesser 20 - 80 mm
  •     Gleitgeschwindigkeit 8.000 /16.000 rpm
  •     Standard-Prüfflüssigkeit HLP46
  •     Prüfdruck 0 - 5 MPa
  •     Öltemperatur 25 - 80 (120) °C 

Messgrößen

  •     Leckage
  •     Prüfdruck
  •     Öltemperatur
  •     Laufflächentemperatur
  •     Drehzahl 

Prüfstand für Stangendichtungen

Auf dem Prüfstand für Stangendichtungen können aufgrund der austauschbaren Prüfkammern die Stangendichtungen in kundeneigenen Zylindern geprüft werden. Der Antrieb der Prüfzylinder erfolgt über einen zentral angeordneten Antriebszylinder.

Technische Daten

  • Stangendurchmesser 7 - 50 mm
  •     Stangengeschwindigkeit 0.001 - 0.4 m/s
  •     Standard-Prüfflüssigkeit HLP46
  •     Prüfdruck 0 - 20 MPa
  •     Hublänge 0 - 250 mm
  •     Öltemperatur 25 - 80 °C  

Messgrößen

  • Leckage
  • Reibkraft
  • Prüfdruck
  • Stangengeschwindigkeit
  • Öltemperatur
  • Hublänge 

Prüfstand für Rotationsdichtungen

Dieser Prüfstand untersucht Rotationsdichtungen. Dieselben Prüfstände befinden sich auch in weiteren Trelleborg Sealing Solutions Entwicklungslabors in Nord-Europa und den USA, um als Standard global einheitliche Prüfbedingungen zu ermöglichen.

Technische Daten

  • Wellendurchmesser 60 - 95 mm
  • Gleitgeschwindigkeit 0 - 0.5 m/s
  • Standard-Prüfflüssigkeit HLP46
  • Prüfdruck 0 - 50 MPa
  • Schwenkwinkel 90 - 360 °
  • Öltemperatur 25 - 80 (120) °C 

Messgrößen

  • Leckage
  • Reibkraft
  • Prüfdruck
  • Gleitgeschwindigkeit
  • Öltemperatur
  • Zyklenanzahl
  • Drehzahl 

Zugprüfmaschine

Prüfstand zur Ermittlung von Spannungswerten bzw. Dehnungen an Werkstoffprüfkörpern unter Aufbringung von definierten Dehnungen bzw. Spannungswerten. Darüber hinaus kann der Prüfstand aber auch zur Bestimmung von Reibkräften - z.B. an in Zylindern eingebauten Dichtungen - herangezogen werden.

Technische Daten

  •     Stangengeschwindigkeit 0 - 0,1 m/s
  •     Prüfdruck 0 - 50 MPa
  •     Hublänge 500 mm
  •     Dämpferkraft 10 kN 

Messgrößen

  • Reibkraft
  • Hublänge
  • Stangengeschwindigkeit 

Prüfstand für Abstreifer

Prüfstand zur Bestimmung der Fähigkeit von Abstreifern, von außen definiert aufgebrachten Staub / Schmutz aus einem Hydrauliksystem fernzuhalten. Die in das System eingedrungenen Fremdpartikel sammeln sich in den in der Bildmitte erkennbaren Plexiglasbehältern an. Das darin befindliche Öl wird auf diese Verunreinigungen hin untersucht und analysiert.

Technische Daten

  • Stangendurchmesser 0 - 50 mm
  • Stangengeschwindigkeit 0 - 0.5 mm/s
  • Prüfflüssigkeit HLP46 + Arizona Sand
  • Prüfdruck 0 - 5 MPa
  • Hublänge 200 mm
  • Stangenauslenkung 0 - 0.5 mm
  • Öltemperatur 25 - 50 °C  

Messgrößen

  • Größe und Anzahl der Sandpartikel in Prüfkammer
  • Stangenauslenkung
  • Prüfdruck 

Polymer Laboratory

Testing and Development

Im Folgenden werden die Prüfverfahren des Polymerlabors von Trelleborg Sealing Solutions aufgezeigt. Damit garantieren wir eine hohe Qualität und Leistungsfähigkeit unserer Polyurethan-Dichtungslösungen.
Micro Härte IRHD nach DIN ISO 48
Medienverträglichkeit nach DIN 53508 und ISO 1817
Thermogravimetrische Analyse in Anlehnung an VDA 675135
Werkstoffentwicklung nach Kundenspezifikation
TR Punkt nach DIN 53545
TR10 Punkt nach TBS-00036

Produktentwicklung

Produkte aus dem Trelleborg Sealing Solutions Standardprogramm sind für eine Vielzahl von Anwendungsfällen geeignet. Dennoch können nicht immer alle Anforderungen mit einer vorhandenen Dichtungslösung erfüllt werden. In solchen Fällen entwirft die Trelleborg Sealing Solutions Produktentwicklung besondere Lösungen für besondere Anforderungen - von einfachen Dichtelementen bis zu Mehrkomponententeilen mit integrierten Zusatzfunktionen.

Trelleborg findet die Lösung

Ein weites Spektrum an Werkstoffen und umfassende Möglichkeiten bei der Auswahl der Produktionstechnologie bilden die Basis der Trelleborg Sealing Solutions Produktentwicklung. Das Zusammenwirken von moderner Entwicklungsmethodik und Erfahrung, von Simulation und Versuch münden in die zielgenaue Entwicklung maßgeschneiderter Produkte.

Robuste Hochdruckdichtungen oder sensible Entlüftungsventile, reibungsarme Stoßdämpferdichtungen oder radikale Schmutzabstreifer - die Trelleborg Sealing Solutions Produktentwicklung bietet spezielle Lösungen mit optimalem Kundennutzen.
 

Polyurethan Entwicklung

Mit der Eröffnung des neuen Polyurethan Labors im Jahre 2001 machte Trelleborg Sealing Solutions deutlich, welchen Stellenwert diese Werkstoffgruppe für die dynamische Dichtungstechnik im Unternehmen hat.

Seither haben wir unsere Leistungsfähigkeit im Bereich der PU-Entwicklung deutlich steigern können.

Heute bieten wir unseren Kunden

  • Die gezielte Zusammenstellung eines leistungsfähigen Werkstoffportfolios, um die Performance unserer Standardprodukte deutlich anzuheben.
  • Nach Kundenvorgaben fokussierte Entwicklung, d.h. PU-Werkstoffe taylor-made.
  • Alle Voraussetzungen, um die Entwicklung von Hochleistungswerkstoffen gezielt anzugehen:
  1. Chemiereaktor mit der Möglichkeit der geregelten Temperaturführung - Entstehung des Vorpolymers
  2. Vernetzungsstation mit hochtourigem Rührwerk - Vermischung der Vorpolymeren mit Vernetzer
  3. Temperaturgeregelter Gießtisch um die Verfestigung des Gemisches zu steuern
  4. Granulator zur Zerkleinerung der PUR Halbzeuge
  5. Speziell aufgebaute Werkzeuge um die Anfertigung von serienidentischen Prototypen und Prüfkörpern für Laboruntersuchungen zu ermöglichen
  6. Fertigungsidentische Spritzgussmaschine mit zusätzlichen Softwareoptionen zur Qualitätssicherung und Prozessfähigkeitsuntersuchung
  7. Hochqualifiziertes Personal mit langjähriger Erfahrung
  • Herstellung von thermoplastischen Polyurethane (TPUs) unter Berücksichtigung ihrer chemischen, physikalischen, tribologischen und mechanischen Eigenschaften durch den Aufbau von angepassten Molekülstrukturen im Technikumsmassstab. 

Während der chemischen Synthese werden dabei die drei Grundkomponenten Isocyanat, Polyol und Vernetzer gezielt variiert. Teilweise werden zudem noch Additive eingebunden und im Weiteren noch eine ganze Menge an Erfahrung.

Mit diesen Bestandteilen können wir Folgendes beeinflussen:

  • Dämpfungseigenschaften
  • Druckverformungsrest
  • Steifigkeit
  • E-Modul
  • Extrusionsfestigkeit
  • Hoch- und Tieftemperaturverhalten
  • Chemische Beständigkeit
  • Reibverhalten

Die Rezepturen und Messdaten der Werkstoffprüfungen werden genau protokolliert. Wir können z.B. Spannungs-Dehnungs-Kurven mittels der Meßwerte des Zugversuchs in unserem FEM-Berechnungssystem erstellen. Damit gelingt es uns, das Dichtungsverhalten hinsichtlich bestimmter Kriterien zu simulieren, so dass wir ausgehend von einer vorgegebenen Teilegeometrie, Rückschlüsse auf den optimal geeigneten Werkstoff ziehen können.

Die zukünftigen Generationen von verbesserten TPUs sind typischerweise in den folgenden Anwendungsbereichen platzierbar:

  • Pneumatik und Hydraulik: Stangen - und Kolbendichtungen
  • Abstreifelemente
  • Rotationsdichtungen
  • Ventile
  • Technische Formteile, insbesondere mit multifunktionaler Beschaffenheit  

 

PTFE Entwicklung

Unsere Vision

Bei den auf PTFE basierenden Werkstoffen der "Weltmeister" der Branche zu sein.

Unsere Forschungebereiche

  • Grundlagen des physikalischen Verhaltens von PTFE
  • Einflussgrößen bei der Verarbeitung
  • Andere Verarbeitungsvorgänge
  • Produktionsmethoden
  • Standardisierung von PTFE-Werkstoffen
  • Entwicklung neuer Werkstoffe und Verbesserung der bestehenden, auf PTFE basierenden Werkstoffe

Unsere Einrichtungen

  • Materiallobor
  • Instrumente für die Thermoanalyse
  • Prüfstände  

 

Werkstofflabor

These are some of the instruments used for testing the latest developments with Polytetrafluoroethylene (PTFE) at Trelleborg Sealing Solutions:

  • Specific Gravity (ASTM D 792, DIN ISO 1183-1)
  • Two instron 5566 tensile testers with extensometer and temperature cabinet Load cells from 200 N to 10 kN. (ASTM D4894, DIN 53455, ASTM D412, DIN 53504-S2)
  • Ball Indentation Hardness (DIN 53456, ISO 2039)
  • Shore D and Micro hardness tester (ASTM 2240 and DIN ISO 48)
  • Deformation Under load ASTM D 621
  • Creep according to ASTM D 621
  • Moisture Analyser, Moisture content of PTFE and fillers
  • Laser diffraction Determination of particle size distribution
  • Microscopes with digital processing facility

Thermoanalyse

Im Folgenden werden die thermoanalytischen Prüfverfahren für die neuesten Polytetraflourethylen-Entwicklungen bei Trelleborg Sealing Solutions aufgeführt:

  • Differential-Scanning-Kalorimeter (DSC) TA Instruments DSC 2910 und DSC 2920
  • Dynamisch-mechanische Analyse, (DMA) TA Instruments DMA 2980
  • Thermogravimetrischer Analysator (TGA) TA Instruments HiRes 2950 TGA