Smart Sealing Technology 2K-Flanschdichtung ... - Parker-Praedifa

von Grenzflächen-Stofftransporten,die über Mikrokanäle in der Dichtfläche,also über eine gewisse Offenheit,erfolgen. Im ersteren Fall nimmtdie Rate des Stofftransportes exponentiellmit der Temperatur zu undist im Wesentlichen unabhängig vomhydrostatischen Druck sowie in vielenFällen auch unabhängig davon, obsich das Permeat im flüssigen Zustandoder im Zustand des gesättigtenDampfes befindet. Des Weiteren istdie chemische Zusammensetzungdes Barrierenmaterials (Dichtung)und des Permeaten sehr wichtig undim Allgemeinen ist der Prozess selektivin dem Sinne, dass das Barrierenmaterialchemisch ähnliche Permeatenschneller durchtreten lässt, alschemisch fremde.Im Gegensatz dazu nimmt der Stoffdurchtrittdurch die Mikrokanäle dermehr oder minder rauen Dichtflächemit zunehmender Temperatur ab undist in hohem Maße abhängig vomhydrostatischen Druck sowie vomAggregatzustand des abzudichtendenFluids.In ihrer einfachen Form ist dieDiffusion in Elastomeren begründetauf der Annahme, dass die Rate desdiffundierenden Stoffes proEine weitergehende Auswertung erlaubtauch die Bestimmung des Diffusionskoeffizientensowie eine Angabe über densogenannten Löslichkeitskoeffizientenzu finden. Beide Parameter spielen beiLeckrate L [mbar*l/s]10 -410 -610 -8P5009 / HeliumLeckrate: L=1*10-5 in [mbar*l/s]Q =Permeationskoeffizient QL * dA * pQ=3,53*10 -8 cm3 (SDT)s*bar*cm10 -10 0 5000 1000 1500 2000 2500Zeit [s]Abb. 2: Permeations-Messgerät – Messprinzip und AuswertungFlächeneinheitproportionalist zumKonzentrationsgradientenundnormal zurQuerschnittsfläche.Die Integrationder Stoffrateüber der Zeit ergibt denMassenverlust des Permeaten. Umdiese Größe möglichst gering zu halten,müssen Material und Geometrieder Dichtung so gewählt werden, dassdieser Wert ein Minimum annimmt.Aus den Gesetzmäßigkeiten desStofftransportes lassen sich Konstruktionsprinzipienfür Dichtungen mitgeringer Permeation ableiten.Optimierung von Gasfeder-Dichtungen im Hinblick aufPermeationGasfedern finden Jahr für Jahr beständigneue Anwendungsgebieteund sind aus dem heutigen Alltageinfach nicht mehr wegzudenken.Ob die stillen Helfer nun die ergonomischoptimale Sitzposition im Bürostuhlunterstützen, beim Beladen denKofferraumdeckel nahezu schwereloserscheinen lassen und die eingeleiteteT=20°Cd = 0,2 cmd 0= 6 cmA = π 24 d0der Analyse von Permeationsvorgängenin praktischen Dichtungsaufgabenmit der Finiten Elemente Methode einewichtige Rolle. Setzt man die gemesseneGröße L sowie die vorgegebenenGrößen aus obigerFormel ein, so erhältman für den Permeationskoeffizientenim vorliegenden Fallden WertQ = 3,53 *10 -8 cm 3(SDT) / (s*bar*cm).Dieser Wert giltjedoch nur fürRaumtemperaturund muss für andereTemperaturen neugemessen werden.Bewegung dann sanft abbremsenoder den gewünschten Formschlusszwischen Stiefel und Skibindung desWintersportlers einstellen, es wirdwirkungsvoll abgefedert und gedämpft.Das System besteht aus den KernbauteilenZylinder, Kolben, Kolbenstangeund Verschlusspaket mit Dichtung.Die Stangendichtung hat die Aufgabe,die im Zylinder eingebrachte Gasmenge(Stickstoff) zu erhalten bzw.eine Leckage zu verhindern. DennGasverlust bedeutet Funktionsverlust.Insbesondere unter Langzeittauglichkeitsgesichtspunktenist die Dichtungsfunktionkritisch zu sehen.Faktisch wird die ursprünglich eingebrachteGasmenge durch Permeationund Grenzflächenleckverlust langsamaber sicher bis zur Versagensgrenzeabgebaut. Deshalb ist die gezielteBetrachtung des jeweils vorliegendenSystems mitsamt der Auswahl einerentsprechend geeigneten Dichtungvon großer Bedeutung. Die Funktioneiner Gasfeder hängt davon ab, dassdie eingeschlossene Gasmenge aufDauer erhalten bleibt.Abb. 3 (siehe Seite 16) zeigt unterschiedlicheStangendichtungsprofilebeim Einsatz in Gasfedern. DieDichtelemente haben jeweils eineZylinderkammer, die Stickstoff beica. 300 bar gespeichert hat, gegenüberAtmosphäre abzudichten.Neben einer möglichen Grenzflächenleckageentlang der Stange istder Gasverlust durch die Dichtungim Auge zu behalten. Der dargestellteFarbkonturplot der Stickstoff-Konzentration zeigt eine höhereKonzentration gelösten StickstoffsDichtungsReport · März 2011 15