K 16 schafft die Wende

Die Werkstoffforscher von Federal-Mogul haben ein neues Elastomermaterial für Dichtungen entwickelt. Bei der Ausvulkanisation kann auf den teuren und energieintensiven Temperprozess verzichtet werden, der bislang Industriestandard war. Die neue Elastomermischung namens K16 setzt das Unternehmen erstmals bei den Unipiston-Schaltkolben mit anvulkanisierter Dichtlippe für Automatik- und Doppelkupplungsgetriebe ein. Mit der neuen Technologie wird bei der Herstellung von Hochleistungs-Gummiprodukten deutlich weniger CO2 ausgestoßen. Das Resultat ist eine bessere Umweltbilanz.

Die Unipiston-Schaltkolben wandeln hydraulischen Druck in mechanische Kräfte um, mit Hilfe derer das Kupplungspaket in Standard-, Automatik- oder Doppelkupplungsgetrieben betätigt wird. Bei der Produktion der anvulkanisierten Kolbendichtungen war es bislang nötig, die Teile 12 h lang bei 175 °C zu tempern. Bei K16 wird das überflüssig.

Erdgasverbrauch wird drastisch gesenkt

Federal-Mogul hat berechnet, dass der jährliche Erdgasverbrauch alleine im US-Werk in Frankfort/Indiana um 40 Mrd. BTUs (Britisch Thermal Units, entspricht etwa 1040 m3) zurückgeht. Das bedeutet, dass fast 2000 t CO2-Emissionen weniger in die Atmosphäre gelangen. „Die Einbindung des neuen Prozesses bei der Dichtungsherstellung in unseren Werken bringt unmittelbare Vorteile für die Umwelt mit sich“, sagt Präsident und CEO José Maria Alapont, „unsere Kompetenz in der Polymer-Chemie und Prozesskontrolle hat damit eine Lösung für hochkomplexe technische Herausforderungen gebracht.“

Die fertige K16-Dichtung basiert auf erprobten langkettigen Elastomer-Molekülketten und steht der Leistungsfähigkeit herkömmlicher Dichtungen in Bezug auf Verschleiß und Lebensdauer in nichts nach.

Die elastomeren Eigenschaften werden normalerweise durch die Quervernetzung von Millionen von polymeren Molekülen während des Vulkanisationsvorgangs geformt. Das erfolgt traditionell in zwei Schritten. Im ersten Schritt – bekannt als Formpressverfahren – werden die Elastomerkomponenten in eine Werkzeugkavität gepresst. So bekommen sie das gewünschte Profil. Die Vulkanisierung beginnt, sobald man die Elastomermischung Hitze und Druck aussetzt. Das heißt: An dieser Stelle folgte früher der zweite Schritt der Vulkanisa- tion im Temperofen.

Feste Verbindungen durch Chemie und Prozesse

„Unsere Suche nach umweltfreundlicheren Prozessen brachte uns zu einer Kombination aus polymeren chemischen Eigenschaften und Herstellungsbedingungen. Diese erzeugt die gewünschten elastischen Eigenschaften ohne energieintensive Temperverfahren oder den Einsatz teurer Polymere“, erklärt Larry Brouwer, Director Sealing Technology and Innovation. „Wir haben ein Prozessüberwachungssystem entwickelt, das die Presszykluszeit anpasst, um Temperaturschwankungen oder Unterschiede in den Materialcharakteristiken auszugleichen. Das ist der Schlüssel, um die Vernetzung zwischen den Polymeren ohne Tempern zu gewährleisten“.

K16 ist bereits erfolgreich bei der Unipiston-Produktreihe für verschiedene wichtige OEMs eingeführt. Federal-Mogul plant, diese Technologie nun weltweit in seinen Werken zu integrieren. Laut Brouwer wird es nicht bei dieser einen Anwendung für Unipiston-Verbundschaltkolben bleiben: „Die K16-Technologie kann auch auf andere Elastomerprodukte wie etwa Dichtungen für Ölwannen und Motorabdeckungen oder so gut wie jede andere Dichtungsanwendung adaptiert werden.“ Bei der ersten K16-Anwendung im Werk Frankfurt kommen die Teile nun direkt vom Abformprozess zum Versand. Ohne den bisherigen Nachhärtungsprozess im Ofen verkürzt dies auch die Herstellungszeit. Zudem konnten die Bestände reduziert werden.

Federal Mogul; Telefon: 0611 2010; E-Mail: ursula.hellstern@federalmogul.com

Die Autorin Ursula Hellstern ist Leiterin der Unter- nehmenskommunikation EMEA bei der Federal-Mogul Holding Deutschland GmbH, Wiesbaden