im Dialog - Freudenberg Forschungsdienste SE & Co. KG

im Dialog
Ausgabe 3 / 2008
Freudenberg Forschungsdienste KG . D-69465 Weinheim . Tel. +49 (0)6201-80-4455 . Fax +49 (0)6201-88-3063 . e-mail: ffd@freudenberg.de
2D-Simulation eines Füllstoffeinschlusses
Inhaltsverzeichnis
Kolumne
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2
Führungswechsel
Dr. Hauber/Dr. Weiß 3
Sicherung des Know-hows
durch Senior Scientists
Vollelektrische Spritzgieß-
5
maschinen 10
Neue Mitarbeiter
Einsteigerseminar
16
„Vom Kautschuk zum Gummi“ 20
Weitere Seminare der FFD 21
ffd.imdialog@freudenberg.de
www.forschungsdienste.de

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Liebe Geschäftsfreunde,
vor kurzem habe ich eine Studie gelesen, in der die Ergebnisse eines interessanten
Projektes zum Wissensmanagement vorgestellt wurden:
Vor dem altersbedingten Ausscheiden eines erfahrenen Mitarbeiters aus der
Entwicklung hatte sich der Vorstand eines Automobilzulieferers Gedanken
gemacht, wie man das wertvolle Wissen weiterhin für die Firma erhalten könnte.
Man setzte ein Projekt auf und versuchte in einer Reihe von Interviews zwischen
dem Mitarbeiter und einem Wissenschaftsjournalisten und mit Unterstützung
eines renommierten Institutes, das über viele Berufsjahre gesammelte Wissen
vom Mitarbeiter zu übernehmen. Um den Transfer zu neuen Mitarbeitern zu
erleichtern, wurden die Inhalte von einer Psychologin weiter aufbereitet und
anschließend im Intranet der Firma weltweit veröffentlicht. Als der Vorstand sich
nach einiger Zeit von dem Erfolg des Projektes überzeugen wollte, stellte man
leider fest, dass kaum ein Kollege in der Firma die Informationen im Intranet zur
Kenntnis genommen hatte.
Dabei kann der Wissenstransfer bei der Übergabe so einfach sein: Aus eigener
Erfahrung kann ich berichten, wie hilfreich eine ausreichende zeitliche Überlappung
in der Funktion mit dem Vorgänger ist. Dazu braucht man kein Vorstandsprojekt,
sondern nur eine geordnete Personalplanung. Scheinbar unwichtige Details, wie
z. B. ein gemeinsames Büro, stärken den Transfereffekt enorm.
Aber auch andere Formen des Wissensmanagements sind wichtig: So wollen wir
Ihnen in der vorliegenden Ausgabe des Dialog einen neuen Ansatz vorstellen:
Den Senior Scientist bei FFD! Wir wollen damit den langfristigen Aufbau und
Erhalt von Wissen in Querschnittstechnologien für Freudenberg gewährleisten
und dieses Wissen an andere Mitarbeiter bei FFD und in den Geschäftsgruppen
weitergeben. Die Kollegen Dr. Baaser und Dr. Ehrentraut werden sich und ihre
Themenbereiche „Mechanische Werkstoffeigenschaften und Lebensdauer“ und
„Strömungslehre und Rheologie“ vorstellen.
Ich wünsche Ihnen viel Vergnügen bei der Lektüre und neue Anregungen für
Ihre Arbeit.
Ihr
Jörg Böcking
Freudenberg Forschungsdienste KG . D-69465 Weinheim . Tel. +49 (0)6201-80-4455 . Fax +49 (0)6201-88-3063 . e-mail: ffd@freudenberg.de

Führungswechsel Dr. Hauber / Dr. Weiß
Abschied Dr. Hauber...
27 Jahre bei den Freudenberg Forschungsdiensten sind eine lange Zeit, und
trotzdem erscheinen sie in der persönlichen Erinnerung nur als eine kurze Zeitspanne:
schon vor 27 Jahren wurden in den Forschungsdiensten Methoden der
Plasmaätzung und Plasmapolymerisation für Elastomeroberflächen entwickelt,
aber die hohen Kosten der Vakuum- und Plasmatechnik einerseits und die geringeren
Umweltanforderungen andererseits verhinderten einen Einsatz im größeren
Maßstab. Leitfähige Elastomerbodenbeläge waren noch schwarz oder schwarz
gemustert und konnten erst später auch in Pastelltönen hergestellt werden.
Vibracoustic entwickelte gerade die ersten Hydrolager für die beiden großen
Kunden Daimler und BMW und erweiterte dazu die Entwicklungskapazität unter
Einbeziehung der Forschungsdienste. Die Datenverwaltung der physikalischen
Prüfdaten lief schon auf einem Prozessrechner, aber die 50 Megabyte-Platte hatte
die Größe eines halben Aktenschranks und kostete ein Mehrfaches davon.
So waren vor 27 Jahren schon viele Themen aktuell, doch der Übergang zu den
Produktserien von heute brauchte noch viele Fortschritte in der Produktkenntnis,
in der Fertigung, in den Werkstoffen und in der Messtechnik. Aus meiner Sicht
war die Vertiefung des Werkstoffverständnisses der Elastomerwerkstoffe eine
besondere Leistung, verbunden mit der Formulierung eigener Werkstoffmodelle,
die mittels der Finiten Elemente Methode (FEM) eine sehr gute Vorhersage und
Optimierung der Produkteigenschaften von Elastomerbauteilen erlauben. Heute
wird die Entwicklung vieler Freudenberg-Produkte durch FEM-Simulationen der
Forschungsdienste unterstützt, und die Erfüllung der Kundenanforderungen wird
dabei rechnerisch nachgewiesen.
Bei den genannten Themen war ich in unterschiedlicher Form persönlich beteiligt,
aber immer wurde die Hauptarbeit in Teams mit vielen Kollegen und Kolleginnen
der Forschungsdienste und der Freudenberg-Gesellschaften geleistet. Für diese
großartige Zusammenarbeit möchte ich mich bei allen herzlich bedanken!
Die Zukunft der Forschungsdienste sehe ich sehr positiv, denn diese Zukunft hat
schon im Jahre 1998 mit der Gründung der Freudenberg Forschungsdienste
KG begonnen. Die Wandlung von einer Zentralen Forschung und Entwicklung
mit eigenständigen Forschungsthemen zu einem kostenbewussten Dienstleister,
für den die Kundenorientierung und die Kundennähe im Mittelpunkt stehen, ist
großenteils vollzogen; und die Forschungsdienste haben gezeigt, dass sie sich
flexibel auf neue Aufgaben einstellen können. Auch mein Nachfolger als Leiter
„Prüfungen und Methoden“, Herr Dr. Rainer Weiß, hat sich in diesem Prozess
bei den Forschungsdiensten bereits sehr bewährt.
So habe ich ihm guten Gewissens meine Aufgaben übergeben und wünsche ihm,
den Freudenberg Forschungsdiensten, den Freudenberg New Technologies und
der ganzen Freudenberg-Gruppe für die Zukunft viel Erfolg und alles Gute!
Ihr
Michael Hauber
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… und Stabübergabe an Dr. Weiß
Auf 27 Jahre Freudenberg kann ich naturgemäß noch nicht zurückblicken, aber
12 werden es nun doch auch bald. Die meiste Zeit davon habe ich für die Forschungsdienste
gearbeitet, wo ich als Berechnungsingenieur in der Abteilung
CAE (Computer Aided Engineering) begonnen habe. Für diese Abteilung war ich
bereits einige Jahre verantwortlich, als ich für etwa 2 Jahre in den Hotzenwald
entsandt wurde, als Leiter der Technischen Entwicklung des Geschäftsbereichs
O-Ringe der FDS GmbH & Co. KG. Zwei Jahre, die für mich vor allem auch
aufgrund der vielen Kontakte mit unseren O-Ring Kunden sehr spannend und
sehr lehrreich waren, und die ich in sehr guter Erinnerung habe.
Seit nunmehr einem Jahr bin ich wieder an Bord der Forschungsdienste, und zum
1. Juli habe ich die Leitung der Hauptabteilung „Prüfungen und Methoden“ von
Herrn Dr. Hauber übernommen.
Kontinuität – das ist vielleicht das, was einem spontan bei dieser Nachfolge in den
Sinn kommt. Und das ist sicherlich richtig und beabsichtigt. Die FFD KG begleite
ich schließlich auch schon seit ihrer Geburtsstunde. Die Erfahrung „ZFE“ fehlt mir
zwar, aber dafür durfte ich „operative Erfahrung“ sammeln und, genauso wichtig,
die FFD aus der Sicht des FFD-Kunden erleben. Diese Erfahrung möchte ich
nutzen, um zusammen mit meinen Kollegen das Angebot der FFD insbesondere
im Dienstleistungsbereich an die Bedürfnisse unserer Kunden anzupassen, gegebenenfalls
zu erweitern und zu optimieren, und den Service stetig zu verbessern.
Um das zu erreichen, sind wir auf Ihr Feedback angewiesen. Ich möchte Sie,
unsere Kunden, dazu anregen, uns dieses Feedback zu unseren Leistungen auch
einmal ungefragt zukommen zu lassen. Je genauer uns Ihre Anforderungen und
Wünsche bekannt sind, um so eher sind wir in der Lage, diese zu erfüllen.
Ich freue mich auf einen regen Austausch und eine gute Zusammenarbeit!
Mein Dank gilt an dieser Stelle Herrn Dr. Hauber, der mich die ganzen Jahre
gefördert und unterstützt hat, und den ich das letzte Jahr intensiv begleiten
durfte. Ihm wünsche ich einen glatten Übergang in einen sicher sehr aktiven
Un-Ruhestand.
Ihr
Rainer Weiß
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Sicherung des Know-hows durch Senior Scientists
Die Forschungsdienste haben, abgesehen von den Entwicklungsprojekten und
Dienstleistungen, welche sie für ihre Kunden durchführen, zwei weitere wesentliche
Aufgaben: zum einen die Ausbildung von jungen Mitarbeitern, insbesondere von
Ingenieuren und Naturwissenschaftlern, mit dem Ziel, diese nach wenigen Jahren
bei FFD innerhalb der Freudenberg-Gruppe weiter zu entwickeln. Zum anderen
sollen die FFD die technisch-wissenschaftliche Kompetenz, insbesondere in den
Querschnittstechnologien, bewahren und erweitern. Immer dann, wenn ein Knowhow-Träger
die FFD verlässt, stehen diese beiden Aufgaben im Konflikt.
Um beiden Ansprüchen gerecht zu werden, haben wir nach dem Vorbild anderer
erfolgreicher Unternehmen, z. B. auch in den USA, die Funktion der „Senior
Scientists“ geschaffen. Diese sollen den langfristigen Wissensaufbau und -erhalt
in den FFD gewährleisten, mit dem Ziel, für FFD und für Freudenberg Wettbewerbsvorteile
zu erlangen. Durch sie wollen wir sicherstellen, dass Fachwissen an
andere Freudenberg-Mitarbeiter weitergegeben wird. Auch sollen sie den Ruf von
Freudenberg stärken, indem sie ihr Fachgebiet nach außen vertreten, z. B.
- auf Konferenzen und Tagungen,
- in Gemeinschaftsforschungsprojekten,
- durch Kontakte zu universitären Forschergruppen und
- durch Beratungs- und Gutachtertätigkeiten.
Vor allem aber sollen sie Ihr Ansprechpartner zu Ihren jeweiligen Spezialgebieten
sein. Aktuell haben wir einen „Senior Engineer", der das Thema „Mechanisches
Werkstoffverhalten und Lebensdauer“ vertritt und einen „Senior Physicist“, der
das Thema „Strömungslehre und Rheologie“ vertritt. Die beiden Kollegen, die
langjährige Mitarbeiter in den FFD sind, sind Ihnen hoffentlich schon bekannt
- dennoch werden sie sich und ihr Fachgebiet hier vorstellen. Weitere „Senior
Scientists“ werden folgen, so werden wir ab 1.10. einen „Senior Chemist“ für
das Fachgebiet „Haften und Trennen“ haben.
Wir würden uns freuen, wenn Sie dieses Angebot rege nutzen und diese Kollegen
ansprechen, wann immer Sie Fragen oder Beratungsbedarf zu den jeweiligen
Themen haben. Auch koordinieren die Senior Scientists gerne alle weiteren
Aktivitäten in den FFD, welche sich aus einem ersten Kontakt zu einem Thema
eventuell ergeben. Wir sehen Ihren Anfragen erwartungsvoll entgegen und freuen
uns auch über Ihre Kommentare zu diesem Thema.
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Ihre Ansprechpartner zum
Thema „Senior Scientists“:
Privatdozent
Dr.-Ing. (Mechanik)
Herbert Baaser
Computer Aided Engineering
Tel.: 0 62 01 - 80 68 82
Fax: 0 62 01 - 88 30 84
herbert.baaser@freudenberg.de
Dr. rer. nat. habil.
Harald Ehrentraut
Computer Aided Engineering
Tel.: 0 62 01 - 80 21 55
Fax: 0 62 01 - 88 30 84
harald.ehrentraut@freudenberg.de

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Senior Engineer „Physikalische Materialeigenschaften und Lebensdauer“
Abb. 1: Rissspitze in kristalliner
Mikrostruktur.
Privatdozent Dr.-Ing. Herbert Baaser
Studium und Promotion
Herbert Baaser hat 1990 an der TU Darmstadt (TUD) das Studium des Allgemeinen
Maschinenbaus aufgenommen. Nach dem Vordiplom setzte er sein Studium
im Fachbereich Mechanik fort, und schnell bildeten sich dabei die Schwerpunkte
Festkörpermechanik und Numerische Methoden heraus. In diesem Themenkomplex
führte Herr Baaser anschließend seine Diplomarbeit durch und promovierte
1999.
Mitte der 90er Jahre wurde es aufgrund zunehmend wachsender Rechnerleistung
erstmals möglich, realitätsnahe Bauteilgeometrien aus metallischen Werkstoffen
mit Materialmodellen zu simulieren, die neben dem Deformations- und Spannungszustand
auch eine Aussage über eine Schädigungsverteilung zulassen. Die
Implementierung solcher Modelle im Rahmen der FE-Methode ist heute nahezu
Standard in kommerziellen Programmen; damals hat es eine besondere Herausforderung
dargestellt und ist dementsprechend aktueller Forschungsgegenstand
in den verschiedensten Arbeitsgruppen gewesen.
Post-Doc und Habilitation mit Lehrerlaubnis in Mechanik
Direkt nach seiner Promotion hat Herr Baaser damit begonnen, eine eigene
Vorlesung über die Grundlagen und die praktische Umsetzung von nichtlinearen
Materialmodellen in FEM-Programmsystemen zu entwickeln. Diese Vorlesung hält
er – ständig aktualisiert – im Jahresrhythmus als Privatdozent. Dadurch können die
Forschungsdienste viele Studenten für Praktika und Diplomarbeiten gewinnen.
Durch Forschungsaufenthalte an der DTU in Lyngby/Kopenhagen und an der
TUBA Freiberg/Sachsen hatte er die Möglichkeit, seine Modellierung von metallischen
Schädigungsprozessen noch zu erweitern und das entwickelte Materialmodell auf
einer Parallelrechner-Architektur umzusetzen, was zum damaligen Zeitpunkt für solche
aufwändigen Rechnungen einen enormen Geschwindigkeitsvorteil bedeutet hat.
Weiterhin hat sich Herr Baaser zu dieser Zeit intensiv um effiziente und numerisch
stabile Algorithmen zur Integration von Materialmodellen im Rahmen finiter Deformationen
beschäftigt. Diese Untersuchungen waren u.a. notwendig, um die
Simulation von schädigungsmechanischen Prozessen in metallischen Werkstoffen
auf der Mikroskale in realistischen Zeiten abbilden zu können. In Abb. 1 ist die
Rechnermodellierung einer Rissspitze in kristallinem Material dargestellt.
Diese vielfältigen Aspekte der Forschungstätigkeit konnte Herr Baaser im Jahr
nach seinem Wechsel zu Freudenberg in einer Habilitation über „Anmerkungen
zur Simulation von entfestigendem Materialverhalten“ zusammenfassen und damit
die Lehrerlaubnis für Mechanik an Universitäten erwerben.
Nebenamtliche Vorlesungen & Forschungskooperationen
Über seine Vorlesungen an der TU Darmstadt hinaus unterrichtet Herr Baaser
an der FH Bingen und an der BA Mannheim ebenfalls die Fächer Technische
Mechanik und Numerische Berechnungsverfahren.
Weiterhin ist er als Berater in verschiedenen Forschungskooperationen tätig,
wovon hier die Kontakte zum MPI für evolutionäre Anthropologie in Leipzig oder
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zur paläoanthropologischen Abteilung des Senckenberg-Instituts genannt werden
sollen. Dort beschäftigt man sich im Rahmen von Evolutionsforschung u.a. mit den
Bewegungsabläufen von vergangenen Lebewesen, um daraus Rückschlüsse auf
deren innere Statur zu ziehen. Dabei werden auch mathematisch-mechanische
Modelle entwickelt und eingesetzt, die bestenfalls durch einen Vergleich mit noch
existierenden Lebensformen Lösungsansätze aufzeigen.
Berechnungsingenieur & Projektleiter bei FFD
Seit April 2003 ist Herr Baaser als Berechnungsingenieur und Projektleiter in
der Abteilung Computer Aided Engineering (CAE) tätig. Er hat sich dort u.a.
mit der Simulation von Bremsschläuchen beschäftigt. Neben der Beschreibung
des faserverstärkten Aufbaus dieser höchst sicherheitsrelevanten Bauteile ist
in diesem Projekt auch eine eigenständige Software entstanden, die es dem
Automobilhersteller in Kombination mit seinem internen CAD-System erlaubt, die
Bewegungsformen der Bremsschläuche in Radnähe zu beschreiben.
Ebenso bearbeitet er ein Projekt, das sich mit der experimentellen Beschreibung
von Crash-Lasten auf Motorlager beschäftigt. Hierbei wird in einem Fallversuch
eine definierte Masse auf das Testobjekt fallen gelassen, so dass es zu der
gewünschten schlagartigen Belastung kommt. An verschiedenen Stellen der
Versuchseinheit werden die Beschleunigungswerte aufgezeichnet und daraus die
resultierenden Kräfte ermittelt. Inzwischen ist dieser Versuch in Zusammenarbeit
mit der Abteilung Angewandte Physik auf einem so ausgereiften Zustand, dass
diese Versuche auch als Dienstleitung angeboten werden.
Gleichzeitig ist Herr Baaser mit der Weiterentwicklung und Implementierung des
Freudenberg Werkstoffmodells betraut worden. Mit diesem Materialmodell ist es
inzwischen möglich, bleibende Verformungen in Polymeren in der FE-Simulation
abzubilden. Aktuelle Erweiterungen dieser Materialmodellierung in Richtung zeit- und
amplitudenabhängiges Verhalten werden auch zurzeit noch in seiner Verantwortung als
Gruppenleiter der Grundlagenentwicklungen in der Abteilung CAE durchgeführt.
Grundlagenprojekt zur Mikrosimulation von Polymer-Füllstoff-Wechselwirkung
Im Jahr 2005 ist Herr Baaser von der FFD-Geschäftsleitung damit betraut worden,
ein weiteres Grundlagenprojekt aufzusetzen, das die Simulation der Polymer-Füllstoff-Interaktion
zum Inhalt hat und damit eine enge Verzahnung der Elastomerentwicklung
und -prüfung mit Werkzeugen der Rechnersimulation erfordert.
Aus diesem Grundlagenprojekt hat sich ein Teil des aktuellen Aufgabengebiets
von Herrn Baaser entwickelt, das längerfristig das Know-how der Freudenberg
Forschungsdienste in Bezug auf Werkstoff-Beschreibung und Lebensdauer-Vorhersagen
sicherstellen soll. Aktuell sind hier Fragestellungen im Vordergrund,
die sich mit der konkreten Modellierung der Anbindung von Füllstoffen an einer
Elastomermatrix befassen. Beispielhaft ist oben ein einfaches FE-Modell (Abb. 2)
im Vergleich zu einer Mikroskopaufnahme eines kugelförmigen Einschlusses
(Abb. 3) dargestellt. Längerfristig werden mit diesen Entwicklungen numerische
Werkzeuge angestrebt, die ein rechnergestütztes Material-Design erlauben und
somit eine Optimierung einer Mischungsentwicklung hinsichtlich verbesserter
Eigenschaften wie Steifigkeit oder gar Lebensdauer ermöglichen.
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Abb. 2: 2D-Simulation eines
Füllstoffeinschlusses.
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Abb. 3: REM-Aufnahme eines Füllstoffpartikels
in einer Polymermatrix.
Ihr Ansprechpartner zum
Thema „Senior Scientists“:
Privatdozent
Dr.-Ing. (Mechanik)
Herbert Baaser
Computer Aided Engineering
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Fax: 0 62 01 - 88 30 84
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Senior Physicist „Strömungslehre und Rheologie“
Abb. 1: Zyanobiphenyle als Vertreter nematischer Flüssigkristalle.
Dr. habil. Harald Ehrentraut
Studium und Promotion
Harald Ehrentraut ist gebürtiger Berliner und hat auch den Großteil seines
Lebens und seiner Ausbildung in dieser Stadt verbracht. Seit 10 Jahren lebt er
nun allerdings in Darmstadt, und seit der Hälfte dieser Zeit ist er Mitarbeiter der
Freudenberg Forschungsdienste in Weinheim.
Sein Studium der Physik hat Herr Ehrentraut in Berlin an der Technischen Universität
absolviert. Dabei bestand schon von Anfang an ein großes Interesse an mathematischen
Zusammenhängen und Modellvorstellungen, die dann zunächst zu einer Diplomarbeit
am Institut für Theoretische Physik der TU Berlin und später zur Assistenzzeit und Promotion
(1996) am gleichen Institut in der Arbeitsgruppe von Prof. Muschik führten.
Zu dieser Zeit wurde in Berlin intensiv
über flüssigkristalline Systeme geforscht.
Ein Sonderforschungsbereich
„Anisotrope Fluide“ war etabliert worden,
und Herr Ehrentraut konnte den
Einstieg der Arbeitsgruppe in dieses
Thema von Anfang an begleiten.
Dabei ging es um die kontinuumsmechanische
und thermodynamische
Beschreibung von nematischen
Flüssigkristallen (Abb. 1) – oder, etwas
allgemeiner formuliert, um die Modellierung
von Cosserat-Medien.
Neben den optischen Eigenschaften, die in den heute allgegenwärtigen Flüssigkristall-Displays
verwendet werden, zeigen diese Stoffe auch ein reiches Spektrum
an rheologischen Effekten. Die Rheologie von komplexen Fluiden wurde so ein
Thema, das Herrn Ehrentraut von Anfang an beschäftigte und auch heute noch
bei Freudenberg beschäftigt. Die Materialklasse, die jetzt im Vordergrund steht, hat
sich zwar geändert; das Interesse und die Methoden zur Beschreibung der Stoffe
sind aber gleich geblieben.
Post-Doc-Zeit und Habilitation in Darmstadt
Nach der Promotion wechselte Herr Ehrentraut im Jahr 1998 nach Darmstadt an
die dortige Technische Universität. Nach der Theoretischen Physik waren es nun
der Fachbereich Mechanik und die Arbeitsgruppe von Prof. Hutter, die das neue
Arbeitsumfeld definierten. Jeder, der Herrn Prof. Hutter kennenlernen durfte, wird
allerdings zustimmen, dass der Unterschied vernachlässigbar klein ist!
Wieder war es ein Sonderforschungsbereich, der Gelegenheit zur wissenschaftlichen
Betätigung bot. Hier ging es unter anderem um die Beschreibung granularer
Medien und insbesondere deren Fließeigenschaften. Herr Ehrentraut konnte ein
eigenes Teilprojekt „Anisotropieeffekte in granularen Medien“ einbringen und
zum erfolgreichen Abschluss führen. Die Rheologie von Granulaten unterscheidet
sich zwar von Polymeren und Flüssigkristallen, zeigt aber, etwa bei Getreideschüttungen,
ebenfalls Orientierungseffekte, die wesentlich das rheologische Verhalten
bestimmen.
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Zusätzlich zur Forschung und Lehre am Institut für Mechanik war Herr Ehrentraut
als Editor für die Zeitschrift „Continuums Mechanics and Thermodynamics“ tätig.
Im Jahr 2002 konnte Herr Ehrentraut sich dann mit der Schrift “Kontinuumsmechanik
anisotroper Festkörper und Fluide“ im Fachgebiet Mechanik habilitieren
und wurde zum Privatdozent des Fachbereichs ernannt.
Projektleiter bei FFD
Seit Mai 2003 ist Herr Ehrentraut in der Abteilung Computer Aided Engineering
als Projektleiter und Sprecher der Gruppe „Computational Fluid Dynamics
(CFD)“ beschäftigt. Sein Aufgabenfeld umfasst die Beschreibung und Simulation
von Strömungsvorgängen, die im Freudenberg-Umfeld von Interesse sind. Dies
umfasst zum einen die Prozesssimulation der Elastomerverarbeitung, die zur
Standardaufgabe der CFD-Gruppe gehört. Zum anderen kommen aber auch
Luft-, Öl-, Wasser- und Thermoplastströmungen hinzu, die einerseits in Filtern
auftreten, andererseits in Fertigungsschritten, z. B. für die Vliesstoffverarbeitung,
von Bedeutung sind oder die Produktion von Kunststoffbauteilen betreffen. Des
Weiteren wird seit mehreren Jahren innerhalb der CFD-Gruppe an Projekten
mit Klüber Lubrication München und Merkel Freudenberg Fluidtechnik gearbeitet.
Diese Projekte haben die elastohydrodynamische Wechselwirkung des
Schmierstoffes mit dem Lager im Schmierspalt bzw. dem Dichtungswerkstoff im
Dichtspalt zum Thema. In den letzten Jahren hat sich allerdings auch der Anteil
an Freudenberg-externen Projekten stark erhöht, bei denen Strömungssimulationen
etwa zur Beschreibung und Optimierung partikelbeladener Luftströme
verwendet werden.
Ein großer Schwerpunkt der Arbeit von Herrn Ehrentraut
war in den vergangenen 3 Jahren die FFD-Entwicklung eines
Brennstoffzellen-Gasbefeuchters für den automobilen Einsatz.
In diesem Zusammenhang war die enge Zusammenarbeit mit
der Freudenberg Fuel Cell Components Technology (FFCCT)
und mit der NOK unerlässlich. Die Hohlfasertechnologie, die
für die Gasbefeuchtung eingesetzt wird, ist eine Entwicklung
der NOK; die Methoden zur Simulation eines Systems bestehend
aus zwanzig- bis dreißigtausend Hohlfasern mussten allerdings
erst noch in Weinheim entwickelt werden, um die detaillierte
Auslegung und die Optimierung der Luftführung in einem Befeuchtermodul
zu ermöglichen. Insbesondere das Zusammenspiel
von Druckverlust, Feuchte- und Wärmeübertragung mit den
spezifischen Eigenschaften der NOK-Fasern stellt auch heute
noch eine Herausforderung an die Simulation dar.
Ein aktueller Themenschwerpunkt der Arbeit von Herrn Ehrentraut ist die rheologische
Beschreibung von Gummimischungen, insbesondere im Hinblick auf ihre
Dehnviskosität und auf ihre Wandgleiteffekte. Hier bieten sich vielfältige Möglichkeiten,
die Modellierungsgüte weiter zu verbessern und den Wettbewerbsvorteil
der Freudenberg-Gesellschaften zu vergrößern.
Herr Ehrentraut steht aber auch zu allen anderen Fragestellungen im Bereich strömender
Medien gerne als kompetenter Ansprechpartner zur Verfügung.
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Abb. 3: Stromlinien in einem Brennstoffzellen-
Gasbefeuchter.
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Abb. 2: Ausrichtung von Reiskörnern
in einer Scherströmung.
Ihr Ansprechpartner zum
Thema „Senior Scientists“:
Dr. rer. nat. habil.
Harald Ehrentraut
Computer Aided Engineering
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Vollelektrische Spritzgießmaschinen...
Abb. 1: Maschine mit zu bewegenden Teilen.
... ein Weg zur energiesparenderen und effizienteren Produktion?
Auf dem Markt werden die unterschiedlichsten Spritzgießmaschinen für die
Thermoplast- und Elastomerverarbeitung angeboten. Unterscheidungsmerkmale
sind dabei hauptsächlich die Schließkraft, Aufspannmaße, Schussvolumen, Bauform
und die Art der Steuerung bzw. die mögliche Prozessführung. Zu diesen
Unterscheidungsmerkmalen gibt es seit einiger Zeit zusätzlich eine Unterteilung
in zwei grundsätzlich unterschiedliche Antriebskonzepte. Zum einen können die
Bewegungen durch hydraulische oder zum anderen auch durch elektrische Antriebe
realisiert werden.
In einer Spritzgießmaschine gibt es mehrere zu bewegende Elemente, die die
notwendigen Bewegungen der Schließ- und Einspritzeinheit gewährleisten (Abb. 1).
Darunter fallen die Werkzeugbewegungen, die Bewegung des Aggregats und die
Bewegungen innerhalb der Einspritzeinheit. In dieser wird die Schnecke sowohl
rotatorisch als auch translatorisch bewegt, um den Dosier- und auch den Einspritzvorgang
zu realisieren. Aber auch andere Bewegungen, wie zum Beispiel die der
Auswerfer oder die einer Verschlussdüse, müssen ausgeführt werden. Ursprünglich
wurden Spritzgießmaschinen mit hydraulischen Antrieben entwickelt. Die für den
Antrieb benötigte Leistung wird bei diesen Maschinen mittels einer oder mehrerer
zentraler Hydraulikpumpen zur Verfügung gestellt. Die überwiegend permanent
laufenden Hydraulikpumpen werden elektromotorisch angetrieben und ihre
Leistung durch Leitungen in der Maschine verteilt. Dabei wird die Steuerung der
einzelnen Antriebskomponenten durch Ventile realisiert, die den Hydraulikdruck
bzw. den Volumenstrom regeln.
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Sowohl translatorische als auch rotatorische Bewegungen lassen sich nicht nur
hydraulisch, sondern auch durch Servomotoren realisieren, was der Weiterentwicklung
im Bereich der elektrischen Antriebe und deren regelungstechnischer
Beherrschbarkeit zu verdanken ist. Der Einsatz solcher Antriebe ist im Maschinenbau
heutzutage Stand der Technik. Daher können Bewegungen in einer Spritzgießmaschine
teilweise oder auch komplett durch elektrische Antriebe umgesetzt
werden. Ausgelöst durch diese Entwicklung sind im Bereich des Spritzgießens
bezüglich der Antriebe drei Haupt-Maschinenkonzepte entstanden:
- Die traditionellen hydraulisch arbeitenden Maschinen:
Hydraulische Spritzgießmaschinen
- Maschinen, deren Antriebseinheiten vollständig elektrisch realisiert werden:
Vollelektrische Spritzgießmaschinen
- Mischkonzepte in denen Bewegungen teilweise hydraulisch und teilweise
elektrisch realisiert werden: Hybride Spritzgießmaschinen
Seit der Vorstellung der ersten vollelektrischen Spritzgussmaschine in den 80er
Jahren durch die Firma Nissei wurden alle drei Konzepte unter anderem hinsichtlich
folgender Aspekte weiterentwickelt.
- Wirtschaftlichkeit (Wartungs-, Betriebs- und Maschinenkosten)
- Prozessstabilität und Genauigkeit (Positioniergenauigkeit, Bauteilqualität,
Reproduzierbarkeit)
- Dynamik (Einspritzgeschwindigkeit, schnellere Werkzeugbewegungen bzw.
geringere Trockenlaufzeiten, etc.)
Dabei hat die Einführung der elektrischen Antriebe auch im Bereich der hydraulischen
Maschinen die Entwicklung vorangetrieben. Alle Weiterentwicklungen
haben dazu geführt, dass gemessen an der Gesamtverkaufsmenge an Spritzgießmaschinen
in Europa zurzeit ein Bedarf von ca. 10% an vollelektrischen
Maschinen vorhanden ist. Laut Maschinenherstellern wird eine deutliche Zunahme
dieser Zahl erwartet. In Japan ist innerhalb der letzten acht Jahre der Anteil der
vollelektrischen Neumaschinen von 10% auf 70% gestiegen [4]. Das Hauptargument
gegen elektrische Maschinen ist deren im Vergleich zu hydraulischen
Spritzgießmaschinen höherer Preis. Durch die steigenden Stückzahlen wird dieses
Argument der höheren Investitionssummen für die Anschaffung elektrischer Spritzgießmaschinen
in Zukunft abgeschwächt werden. Für umfangreich ausgestattete
Maschinen sind die Investitionskosten schon heutzutage für beide Maschinenarten
vergleichbar. Dies beruht auf der Steuerungstechnik der elektrischen Maschinen,
die viele Funktionen, die bei hydraulischen Maschinen als Sonderausstattung
gelten, bereits in der Grundausstattung integriert hat. Welche Punkte bei der
Maschinenauswahl in Betracht gezogen werden müssen, und welche Vor- und
Nachteile die angesprochenen Antriebskonzepte haben, soll im Weiteren angesprochen
werden.
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Abb. 2: Vergleich der Zykluszeiten von vollelektrischen mit vollhydraulischen
SG-Maschinen [1].
Die Aufgabe der Maschinenauswahl ist sehr komplex, da es auf dem Markt eine
Vielzahl von Maschinen in unterschiedlichsten Ausführungen gibt, deren Vor- und
Nachteile bewertet werden müssen. Elektrische Maschinen werden unter anderem
von den Herstellern mit dem Argument der geringeren Betriebskosten, höheren
Produktivität, niedrigerer Lärmemission und höherer Genauigkeit im Vergleich
mit hydraulischen Maschinen beworben.
Herausgehobene Argumente bei den Betriebskosten sind vor allem der geringere
Energiebedarf von elektrischen Maschinen, der dadurch bedingt ist, dass nur
im Bedarfsfall Energie verbraucht wird. Während bei hydraulisch angetriebenen
Maschinen der Hydraulikdruck ständig aufrecht erhalten wird und damit Energiekosten
anfallen, wird bei elektrischen Maschinen nur dann Energie benötigt,
wenn Bewegungen ausgeführt werden. Der ineffiziente Stand-by-Betrieb der
Pumpen wird durch die elektrischen Antriebe umgangen. Beim Spritzgießen von
Thermoplasten kann der Gesamtenergieverbrauch mit Hilfe von elektrischen
Antrieben je nach Bauteilgröße um 36% - 70% reduziert werden [2]. Wird der
Energieverbrauch in der Kühlzeit eines Thermoplastspritzgießprozesses (während
keine Maschinenbewegungen ausgeführt werden) betrachtet, sind Energieeinsparungen
von 25% - 73% gemessen worden [6]. Bezogen auf die Antriebsleistung ist
folglich in der Elastomerverarbeitung ein großes Einsparpotential zu erwarten, da
die Heizzeit, in der keine Maschinenbewegungen ausgeführt werden, in diesem
Fall einen weit größeren Anteil an der Gesamtzykluszeit in Anspruch nimmt als
beim Thermoplastspritzgießprozess. In welchem Maß sich der Gesamtenergieverbrauch
bei der Elastomerverarbeitung mit diesen Antrieben reduzieren lassen
kann, wird zurzeit bei den Forschungsdiensten untersucht. Am Rande sei bemerkt,
dass bei der Elastomerverarbeitung viel Energie zur Beheizung der Werkzeuge
benötigt wird. Aus diesem Grund können, abgesehen von den Antriebskonzepten,
auch andere Lösungsansätze, wie z. B. eine Isolierung der Werkzeuge, zu einer
deutlichen Energieeinsparung in diesem Bereich führen.
Abgesehen von der Energieeinsparung
gibt es weitere Vorteile, die
vollelektrischen Maschinen zugeschrieben
werden. Ein Argument
ist das der höheren Produktivität.
So ist es möglich, die Zykluszeit
bei elektrisch angetriebenen Maschinen
zu verkürzen. Dies kann
dadurch erreicht werden, dass
die einzelnen elektrischen Antriebe
gleichzeitig bewegt werden,
während bei einer hydraulischen
Spritzgießmaschine alle Bewegungen
sequentiell durchgeführt
werden. Das Prinzip dieser Verkürzung
ist in Abb. 2 exemplarisch
verdeutlicht.
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Darin ist zu erkennen, dass mit einem elektrischen Antrieb nicht nur die Einspritzeinheit
während des Plastifizierens verfahren (EE-zurück, EE-vor), sondern auch das
Werkzeug geöffnet und geschlossen werden kann (WZ-schließen, WZ-öffnen).
Dies ist besonders bei kurzen Zykluszeiten relevant.
Die im Vergleich zu hydraulischen Antrieben geringere Geräuschemission von
elektrischen Antrieben ist allgemein bekannt. Dieser Aspekt lässt sich durch ein
Einsparpotential nur dann beziffern, wenn ansonsten Schallschutz oder ähnliche
Maßnahmen in einem Betrieb getroffen werden müssten. Anders sieht es durch
den Wegfall des Hydrauliköls aus. Nicht nur Leckagen werden bei einer vollelektrischen
Maschine nicht auftreten, sondern auch die teure Entsorgung des Altöls,
das bei der Wartung bzw. beim Austausch anfällt, macht sich in den Betriebskosten
bemerkbar. Diese beiden Aspekte, kombiniert mit der Energieeinsparung, sind
auch unter dem Gesichtspunkt der Umwelt- und Ressourcenschonung einzuordnen,
der in Zukunft wegen der Verknappung der Ressourcen und der steigenden
Energiepreise noch höhere Beachtung geschenkt werden wird.
Ein weiterer Aspekt, der sich direkt in der Produktivität einer Anlage widerspiegelt,
ist der Ausschuss. Dieser ist unter anderem abhängig von der Wiederholgenauigkeit
der Prozessführung. Hierbei spielt insbesondere die Prozessführung in der
Einspritzphase eine bedeutende Rolle. Als Argument für den Einsatz vollelektrischer
Maschinen wird von den Maschinenherstellern die extrem gute Reproduzierbarkeit
elektrischer Antriebe angeführt. Verglichen mit hydraulischen Antrieben könne
z. B. die Schneckenposition während und nach der Einspritzphase deutlich besser
kontrolliert werden. Dieses Argument gilt für Standardmaschinen, da bei den
meisten hydraulischen Spritzgießmaschinen die Schneckenposition nur gesteuert
ist, während bei elektrischen Maschinen die Position geregelt wird. Wird jedoch
bei einer hydraulischen Spritzgießmaschine eine von den meisten Herstellern als
Zusatzausstattung angebotene Lageregelung integriert, so kann dieses System
dem elektrischen sogar überlegen sein. Ein exemplarischer Vergleich der Positioniergenauigkeit
ist in Abb. 3 dargestellt.
Diese Ergebnisse zeigen
jedoch nur einen kleinen Ausschnitt
von den auf dem Markt befindlichen
Maschinen. Verallgemeinert
werden kann jedoch die Aussage,
dass eine geregelte Schneckenlage
bessere Positioniergenauigkeiten
aufweist als gesteuerte.
Abb. 3: Positionsreproduzierbarkeit (bei Ende der Plastifizierungszeit) [5].
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Inwieweit sich eine bessere Positionierung auch auf die Bauteilqualität auswirkt,
ist umstritten, da hauptsächlich nur das Formteilgewicht durch eine genauere
Positionierung der Schnecke beeinflusst wird. Andere, die Qualität beeinflussende
Einflussgrößen, wie die Materialqualität oder die Temperaturführung während
des Prozesses, können dabei im Gesamtprozess eine deutlich wichtigere Rolle
spielen. Die grundsätzliche Aussage, dass elektrische Maschinen eine bessere
Reproduzierbarkeit in der Prozessführung und in der Bauteilqualität besitzen, wird
durch neueste Studien nicht unterstützt [2,3,5].
Ein anderes Kriterium für die Genauigkeit
des Prozesses ist die Dynamik
der Einspritzeinheit. Bei einer
elektrischen Maschine wird diese
durch die Trägheit des Systems
bestimmt. Bei einer hydraulisch angetriebenen
Maschine entscheidet
hauptsächlich die Schaltgeschwindigkeit
der Servoventile über die
Güte der Dynamik. Ist das Ventil
geschlossen, so wird die Maschine
wegen der Kompressibilität des Öls
minimal nachschwingen. Bei einem
Elektroantrieb muss hingegen die
Abb. 4: Dynamik der Einspritzeinheit, Druckabbau von 800 bar bei verschlossener gesamte rotierende Masse des
Düse [5].
Motors und des Getriebes abgebremst
werden. Aus diesem Grund
sind elektrische Maschinen in der
Regel träger als hydraulische Maschinen. Wenn die Druckabbauzeiten als Maß für
die Dynamik der Druckregelung und der Umschaltgeschwindigkeit herangezogen
werden, kann sich folgendes Bild ergeben (Abb. 4).
Dabei unterscheiden sich die beiden hydraulischen Maschinen hauptsächlich in
der Art der Servoventile. Inwieweit sich die unterschiedliche Positioniergenauigkeit
und die Dynamik auf die Qualität im Spritzgießprozess auswirkt, wird in Zukunft
nicht nur die Frage bei den Maschinenherstellern sein.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass vollelektrische Spritzgießmaschinen im
Vergleich zu hydraulischen Standard-Maschinen weniger Energie verbrauchen, eine
bessere Positionierung der Antriebe gewährleisten, eine höhere Trägheit besitzen,
deutlich leiser arbeiten und durch die gleichzeitige Bewegung verschiedener Achsen
eine Verkürzung der Zykluszeit ermöglichen. Über die Reproduzierbarkeit der
Prozesse lässt sich bis heute noch keine belastbare Aussage formulieren.
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Diese Zusammenfassung soll als Denkanstoß bei der Maschinenauswahl dienen
und es bleibt abzuwarten, wie sich die Maschinen weiterentwickeln und wie lange
die Investitionskosten für vollelektrische Maschinen über dem Niveau der hydraulischen
liegen werden. Ob für den jeweiligen Einsatz zurzeit das eine oder andere
Konzept qualitativ bessere Bauteile, geringere Fertigungskosten oder andere Vorteile
bietet, muss im Detail geprüft werden. Generell lässt sich zusammenfassen,
dass es sich auf jeden Fall lohnt, eine vollelektrische Spritzgussmaschine bei der
Auswahl neuer Maschinen in Betracht zu ziehen und die eventuellen Mehrkosten
gegen die Vorteile, die diese Maschinentechnik bieten kann, abzuwägen.
Anzumerken ist, dass sich alle bisher veröffentlichten Studien auf die Thermoplastverarbeitung
beziehen. In den Freudenberg Forschungsdiensten wird zurzeit an
diesem Thema im Bereich des Elastomerspritzgießens gearbeitet. Bisher konnten
gute Erfahrungen mit einer vollelektrischen Maschine gesammelt werden, mit
der unter anderem hoch komplexe und präzise Dichtungen für Brennstoffzellen
hergestellt werden. Aufgrund der guten Erfahrungen wurde eine weitere Maschine
dieser Bauart angeschafft. Ob sich der Trend der zunehmenden Verwendung
von vollelektrischen Maschinen auch im Elastomerbereich durchsetzt, bleibt
abzuwarten.
[1] Wortberg, J., Kamps, T.; Hydraulische und elektro-mechanische Spritzgießmaschinen in
der Praxis; Kunststoffe 92 (2002) 7; S. 36-42; Carl Hanser Verlag München
[2] Robers, T. F.; Analyse des Betriebsverhaltens von vollelektrischen gegenüber hydraulisch
angetriebenen Spritzgießmaschinen basierend auf Vergleichsmessungen; 1995;
Dissertation IKV-Aachen
[3] Michaeli, W., Mäsing, R.; Tagungsband: 24. Internationales Kunststofftechnisches
Kolloquium, 20.-21.02.2008, Aachen
[4] K-Zeitung 9, 08.05.2008
[5] Mäsing, R., Opdenwinkel, K.; Freudenberg Kolloquium - Vortrag: Elektrische
Spritzgussmaschinen – Vorteile und Einsatzmöglichkeiten; 07.05.2008, Weinheim
[6] Wortberg, J., Kamps, T., Schiffers, R.; Welche Energie kostet ein Antrieb?, Antriebstechnik
im Vergleich, Teil 2, Kunststoffe 93 (2003) 3, S.64-70, Carl Hanser Verlag München
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Ihr Ansprechpartner zu
diesem Thema:
Dr. Stefan Kaul
Verfahrenstechnik
Leiter Technikum
Tel.: 0 62 01 - 80 72 34
Fax: 0 62 01 - 88 30 63
stefan.kaul@freudenberg.de
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Neue Mitarbeiter
Dr. Ravindrakumar Bactavatchalou
Physikalische Prüfungen
Tel.: 0 62 01 - 80 24 36
Fax: 0 62 01 - 88 51 91
ravindrakumar.bactavatchalou@
freudenberg.de
Jan Deichmann
Physikalische Prüfungen
Tel.: 0 62 01 - 80 49 10
Fax: 0 62 01 - 88 51 91
jan.deichmann@freudenberg.de
Liebe Leserinnen und Leser,
mein Name ist Ravindrakumar („Ravi“) Bactavatchalou und ich arbeite seit Mai
diesen Jahres in der Abteilung Physikalische Prüfungen.
Ich bin indischer Herkunft, im Elsass geboren und in Lothringen (Thionville) im
Dreiländereck aufgewachsen.
Nach einem Vordiplom in Materialwissenschaft an der Universität Henri Poincaré
(UHP) in Nancy hatte ich die Gelegenheit, ein neu gegründetes Doppelstudium
in Physik zwischen der UHP-Nancy und der Universität des Saarlandes (UdS) in
Saarbrücken aufzunehmen. Dieses Studium hat mir nicht nur Kenntnisse in Physik,
sondern auch das Kennenlernen einer neuen Sprache und einer neuen Kultur
gebracht. Die Diplomarbeit habe ich an der Universität des Saarlandes im Rahmen
eines BMBF-Projekts geschrieben. Das Thema waren Adhäsionsphänomene,
insbesondere die Interphasen von Epoxid-Klebstoff auf Metallplatten.
Während der Promotion habe ich mich mit Nanokompositen beschäftigt. Das Ziel
war zu verstehen, wie Nanoteilchen sowohl die lokale Struktur in Epoxid-Polymeren
als auch die makroskopischen (mechanischen, thermischen, dielektrischen)
Eigenschaften verändern können. Die Arbeit wurde von der UHP, UdS und der
Universität Luxemburg (UL) unterstützt.
Nun habe ich meinen Wunsch, wieder in Deutschland zu leben, erfüllt, zudem
in einer sehr schönen Gegend mit vielen Fahrradwegen! Ich freue mich auf
eine gute Zusammenarbeit und bedanke mich bei den Kollegen der FFD für die
freundliche Aufnahme.
Liebe Leserinnen und Leser,
an dieser Stelle möchte ich die Möglichkeit nutzen, mich Ihnen vorzustellen. Ich
heiße Jan Deichmann und arbeite seit dem 1. Mai 2008 in der Abteilung Physikalische
Prüfungen. Meine Schwerpunktthemen werden sich zukünftig um die
Permeation von Gasen durch elastomere Werkstoffe drehen.
An der RWTH Aachen habe ich Maschinenbau studiert und mich im Hauptstudium
auf die Vertiefungsrichtung Konstruktion festgelegt. Für meine Diplomarbeit
bin ich an das IFAS der RWTH gegangen. Dort habe ich mich mit der optischen
Schichtdickenmessungen von Fluidfilmen, die unter Hydraulikdichtungen herausgeschleppt
werden, beschäftigt und verschiedene Messmethoden auf ihre
Einsetzbarkeit hin untersucht.
Durch den persönlichen Kontakt zu Dr. Freitag, Merkel Freudenberg Fluidtechnic
GmbH (MFF), habe ich mich 2004 für eine Stelle in der Produktentwicklung des
BS Mobilhydraulik, der MFF entschieden. Mitte des Jahres habe ich den Wechsel
zu den Forschungsdiensten vollzogen und freue mich auf neue Herausforderungen.
Für den sportlichen Ausgleich habe ich im Winter die Skier und im Sommer
mein Rennrad. Wobei ich festgestellt habe, dass sich die Umgebung für viele
Trainingskilometer auf dem Rad anbietet.
Für die sehr freundliche und nette Aufnahme durch meine Kolleginnen, Kollegen
sowie meine bisherigen Auftraggeberinnen und Auftraggeber möchte ich mich
herzlich bedanken und hoffe, dass auch die Zukunft eine erfolgreiche Zusammenarbeit
bringt.
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Liebe Leserinnen und Leser,
mein Name ist Dirk Grafahrend. Ich arbeite seit Anfang August in der Abteilung
Elastomere.
Mein Chemiestudium habe ich an der Rheinisch-Westfälischen Technischen
Hochschule in Aachen abgeschlossen. Der Schwerpunkt meiner Ausbildung
lag dabei auf dem Gebiet der Polymerchemie. Meine Diplomarbeit führte ich
zum Thema der Darstellung von Polyethylenglycol-block-Polyester als Basis für
elektrogesponnene Nanofasern im Bereich Biomaterialien in der Arbeitsgruppe
von Prof. Dr. Klee und Prof. Dr. Möller durch. Im Rahmen meiner Promotion am
Institut für Technische und Makromolekulare Chemie und dem DWI e. V. beschäftigte
ich mich mit der Herstellung von Nanofasern und Nanopartikeln durch
elektrostatische Prozesse für pharmazeutische und medizinische Anwendungen.
Neben der Synthese maßgeschneiderter amphiphiler Blockcopolymere und deren
Verarbeitung zu biologisch aktiven „Tissue Engineering Scaffolds“ war die Entwicklung
von partikulären Retard-Formulierungen für pulmonale Applikationen
meine Hauptaufgabe.
In meiner freien Zeit unternehme ich gerne etwas mit Freunden, wie z. B. gemeinsame
Kinobesuche, Kochabende oder Radtouren. Gerne lese ich auch ein gutes
Buch, lausche alten Schallplatten und liebe Städtereisen in Europa.
Ich möchte mich ganz herzlich bei allen Kolleginnen und Kollegen für die sehr
freundliche Aufnahme hier bei den Freudenberg Forschungsdiensten bedanken
und freue mich auf meine neuen Aufgaben, Projekte und die gute Zusammenarbeit
mit Ihnen.
Liebe Leserinnen und Leser,
mein Name ist Marina Senina und ich bin seit Mai 2008 in der Abteilung Physikalische
Prüfungen beschäftigt.
Mein Physikstudium habe ich an der Universität Leningrad (Russland) mit dem
Schwerpunkt in der Festkörperphysik absolviert. Das Thema meiner Diplomarbeit
war zu klären, ob und wie sich die molekulare Struktur von Halbleitern bei
niedrigeren Temperaturen ändert.
Direkt nach dem Studienabschluss konnte ich während meiner Tätigkeit am
Staatlichen Institut für Angewandte Chemie in St. Petersburg weitere Erfahrung
auf dem Gebiet der Molekularphysik sammeln. Danach habe ich 3 Jahre als
Physiklehrerin an einem Gymnasium in St. Petersburg gearbeitet.
Seit 1999 bin ich in Deutschland. Dank meiner Java-Kenntnisse aus einem Weiterbildungslehrgang
„JAVA - Entwickler“ bei der e-cademy in Frankfurt am Main
bekam ich 2006 die Gelegenheit, das Schadenskataster der Schadensanalyse zu
erstellen und lernte dadurch die FFD und ihre Abteilungen kennen.
Meine Hobbys sind Lesen, Wandern, Reisen, Malen und Sammeln von Mineralien.
Außerdem engagiere ich mich in einem sozialen Projekt in Heppenheim mit dem
Namen „Integration braucht Partnerschaft“.
Ich freue mich auf eine gute und erfolgreiche Zusammenarbeit mit den Kollegen,
die mich so freundlich aufgenommen haben.
Dirk Grafahrend
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Elastomere
Tel.: 0 62 01 - 80 57 73
Fax: 0 62 01 - 88 30 63
dirk.grafahrend@freudenberg.de
Marina Senina
Physikalische Prüfungen
Tel.: 0 62 01 - 80 22 08
Fax: 0 62 01 - 88 51 92
marina.senina@freudenberg.de
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Christof Schmitz
Chemie und Nanotechnik
Tel.: 0 62 01 - 80 68 34
Fax: 0 62 01 - 88 30 63
christof.schmitz@freudenberg.de
Franziska Spehr
Computer Aided Engineering
Tel.: 0 62 01 - 80 59 37
Fax: 0 62 01 - 88 30 84
franziska.spehr@freudenberg.de
Liebe Leserinnen und Leser,
mein Name ist Christof Schmitz. Seit dem 1. Juni 2008 bin ich als Projektleiter
in der Abteilung Chemie und Nanotechnik tätig.
Mein Chemiestudium mit dem Schwerpunkt Makromolekulare Chemie sowie
meine Doktorarbeit absolvierte ich an der Rheinisch-Westfälisch Technischen
Hochschule Aachen. Unter der Leitung von Prof. Dr. Möller am Deutschen Wollforschungsinstitut
an der RWTH Aachen beschäftigte ich mich mit der kontrolliert
radikalischen Polymerisation von linearen Blockcopolymeren. Ziel war es, durch
Variation der Mikrostruktur gezielt die kritische Mizellkonzentration sowie den
Durchmesser der Mizellen einzustellen, um so die Anwendung als Dispergieradditiv
sowie in schaltbaren Oberflächen zu ermöglichen.
In meiner Freizeit spiele ich Badminton, gehe tanzen und reise sehr gerne. So bin
ich während meines universitären Auslandsaufenthaltes in Mailand ein wenig der
Italophilie verfallen, was sich in der Begeisterung für Land und Leute und natürlich
für die italienische Küche widerspiegelt.
Ich möchte mich herzlichst bei allen Kolleginnen und Kollegen für die freundliche
Aufnahme bei den Freudenberg Forschungsdiensten bedanken und freue mich
auf meine zukünftigen Aufgaben und die Zusammenarbeit mit Ihnen.
Liebe Leserinnen und Leser,
ich heiße Franziska Spehr und bin seit Anfang Juni in der Abteilung Computer
Aided Engineering als Berechnungsingenieurin tätig. Dort führe ich Bauteilberechnungen
und Strömungssimulationen durch.
Mein Maschinenbaustudium absolvierte ich an der Universität Karlsruhe (TH).
Während eines sechsmonatigen Auslandaufenthaltes in Schweden befasste ich
mich im Rahmen einer Masterarbeit an der technischen Universität Chalmers in
Göteborg mit Large Eddy Simulationen turbulenter Strömungen. Meine Hauptfächer
wählte ich im Bereich der Strömungslehre und der technischen Mechanik
bzw. Kontinuumsmechanik. Während meiner Diplomarbeit bei der Firma Bosch
am Standort Schillerhöhe bewertete ich mithilfe automatisierter FEM die Systemzuverlässigkeit
eines keramischen Dieselpartikelfilters.
In meiner Freizeit treibe ich gerne Sport, vorzugsweise draußen an der frischen Luft.
Deshalb zählen zu meinen Hobbies Wandern, Joggen, Rad- und Skifahren.
Ich bedanke mich bei allen Kollegen und Kolleginnen für die freundliche Aufnahme
und freue mich auf eine gute Zusammenarbeit.
Freudenberg Forschungsdienste KG . D-69465 Weinheim . Tel. +49 (0)6201-80-4455 . Fax +49 (0)6201-88-3063 . e-mail: ffd@freudenberg.de

Liebe Leserinnen und Leser,
mein Name ist Oliver Toussaint. Ich bin seit dem 1. Mai 2008 in der Abteilung
Schadensanalyse tätig und koordiniere Untersuchungen, dokumentiere neu beauftragte
Schadensfälle und bearbeite einige der Metallschadensfälle.
In Berlin habe ich am Lette-Verein eine Ausbildung zum Metallographen und
Werkstoffprüfer gemacht, was im Wesentlichen die mikroskopische Charakterisierung
und die physikalische Prüfung an metallischen Werkstoffen umfasst. Im
Anschluss an ein 6-semestriges Maschinenbaustudium habe ich in der Mikroskopie
des Lehrstuhls für Kunststofftechnik in Erlangen für fünf Jahre meine Kenntnisse in
einem weiteren interessanten Materialgebiet, den Kunststoffen, vertiefen können.
Hier bei Freudenberg stehen mir nun alle Möglichkeiten offen, mich auch in die
Welt der Gummiwerkstoffe einzuarbeiten.
Meine Freizeit verbringe ich zum größten Teil mit dem Fotografieren von kleinen
Dingen – sozusagen um Kleines ganz groß raus zubringen. Glücklicherweise
lässt sich das Fotografieren leicht mit meinem zweiten Hobby, dem Reisen verbinden.
Dank der freundlichen Aufnahme und Unterstützung in den Forschungsdiensten
habe ich mich bereits gut eingelebt und freue mich auf eine weiterhin gute Zusammenarbeit.
Liebe Leserinnen und Leser,
mein Name ist Wiebke Voigt und ich bin seit dem 1. Juli 2008 als Projektleiterin
in der Abteilung Fasern & Kunststoffe tätig.
Nach meinem Lebensmittelchemie-Studium in Bonn habe ich mich während
meiner Promotion am Deutschen Wollforschungsinstitut an der RWTH Aachen
e. V. mit dem Elektrospinnen von Nanofasern beschäftigt. Ziele waren hierbei,
die Nanofasern antimikrobiell zu funktionalisieren und diese umweltfreundlich aus
wässriger Lösung zu verspinnen. Für eine breite Anwendbarkeit der Nanofasern in
Filtrationsprozessen wurden die nach dem Ausspinnen wasserlöslichen Nanofasern
durch verschiedene Verfahren gegenüber wässrigen Medien stabilisiert.
In meiner Freizeit gehe ich gern tanzen und erhole mich beim Pilates. Neben
weiteren sportlichen Aktivitäten wie Joggen oder Wandern, treffe ich mich gerne
mit Freunden zu gemütlichen Spiele- und Kochabenden.
Bei allen Kolleginnen und Kollegen bedanke ich mich für die herzliche Aufnahme
bei den Freudenberg Forschungsdiensten, welche den Einstieg sehr erleichtert hat.
Ich freue mich auf meine zukünftigen Aufgaben und eine gute und erfolgreiche
Zusammenarbeit.
Oliver Toussaint
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Schadensanalyse
Tel.: 0 62 01 - 80 55 98
Fax: 0 62 01 - 88 30 63
oliver.toussaint@freudenberg.de
Wiebke Voigt
Fasern und Kunststoffe
Tel.: 0 62 01 - 80 72 43
Fax: 0 62 01 - 88 30 63
wiebke.voigt@freudenberg.de
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Seminare der Freudenberg Forschungsdienste KG
Ankündigung „Vom Kautschuk zum Gummi – ein Einsteigerseminar“
Ort: zu erfragen
Gebühr: 450,- Euro
zuzügl. MwSt.
Termin: wird noch festgelegt
Referent: Dr. Markus Grass
Das Seminar ist für Teilnehmer konzipiert, die in das Gebiet der Kautschukchemie
neu einsteigen und einen ersten Einblick erhalten möchten. Vorkenntnisse in
Chemie oder Verfahrenstechnik sind nicht erforderlich, so dass auch Teilnehmer
ohne chemische oder technische Vorbildung teilnehmen können.
Thema:
Für alle, die endlich mal verstehen wollen, was das eigentlich ist: Gummi!
Dieses Seminar beantwortet einige grundsätzliche Fragen zur Elastomerchemie:
- Was ist überhaupt Gummi, was ist Kautschuk?
- Wie wird aus Kautschuk Gummi?
- Wieso kommen in eine Gummimischung so viele unterschiedliche
Komponenten rein?
- Was passiert eigentlich während der Formgebung?
- Wie kann man diesen Vorgang der Vulkanisation beobachten?
- Warum gibt es so viele unterschiedliche Kautschuke?
Ein kurzer Überblick über die Mischungsherstellung und die wichtigsten Verarbeitungsverfahren
wird ebenfalls gegeben.
Nachdem nun quasi das fertige Elastomerprodukt vorliegt, werden noch Fragen
zur Werkstoffprüfung und Analytik beantwortet.
Beruhigend ist es, vorab zu wissen, dass keine wesentlichen chemischen Kenntnisse
vorausgesetzt werden, weil die zum Verständnis notwendigen (aber meist
verschütteten) Chemiekenntnisse aus der Schulzeit noch einmal in Erinnerung
gerufen werden.
Ansonsten zeichnet sich das Seminar durch eine lockere und unterhaltende
Darstellungsweise aus.
Weitere Informationen
bei Herrn Dr. Markus Grass, Freudenberg Forschungsdienste KG,
Abteilung Marketing, Tel 0 62 01 - 80 51 23, Fax 0 62 01 - 88 51 23,
markus.grass@freudenberg.de
Voranmeldung
Obwohl der Termin noch nicht festgelegt werden konnte, besteht die Möglichkeit
einer Voranmeldung bei:
Frau Simone Horn, Tel. 0 62 01 - 80 48 80, Fax 0 62 01 - 88 30 63,
simone.horn@freudenberg.de
Freudenberg Forschungsdienste KG . D-69465 Weinheim . Tel. +49 (0)6201-80-4455 . Fax +49 (0)6201-88-3063 . e-mail: ffd@freudenberg.de

Seminare der Freudenberg Forschungsdienste KG
Übersicht über die Polyurethanchemie
Das Seminar wendet sich an alle, die einen Überblick über die Vielseitigkeit der
Polyurethane bekommen möchten. Die beiden Seminartage ermöglichen Entwicklern,
Anwendern sowie auch Kaufleuten einen guten Einstieg in das Themengebiet.
Dabei ist die Chemie verständlich genug gehalten, dass auch Nicht-Chemiker
den Grundlagen folgen können.
Thema:
Polyurethane können so hergestellt werden, dass die Eigenschaften von fast
jedem anderen Kunststoff nachgestellt werden können. Allerdings kann gerade
diese für den Laien schwer überschaubare Vielfalt dazu führen, das Gebiet der
Polyurethane nebulös erscheinen zu lassen. Begegnungen mit diesen Werkstoffen
im Arbeitsleben führen daher meist zu Inselwissen, welches sich auf den eigenen
Anwendungsbereich beschränkt.
Ziel des Seminars ist, dem Teilnehmer einen Überblick über die Werkstoffe auf
Polyurethanbasis zu geben. Er lernt abzuschätzen, welche Zusammensetzung
für eine spezifische Anwendung optimal geeignet ist. Häufig rechnet sich die
Verwendung von Polyurethanen im Vergleich zu anderen Kunststoffen mit günstigerem
Materialpreis, da die einfache Verarbeitung umfangreiche Investitionen
in die Maschinentechnik überflüssig macht. Der Teilnehmer erhält einen Einblick
in alle wichtigen Bereiche von den Rohstoffen über die Herstellung bis hin zur
Verarbeitung zu Halbzeugen und Formteilen. Die Untersuchung der mechanischen
Eigenschaften und Analytik runden das Seminar ab.
Anhand von Laborversuchen soll der Teilnehmer die Handhabung und Verarbeitungstechniken
der Materialien kennen lernen. Schließlich ist es Ziel, ein Gefühl
für die Möglichkeiten und Grenzen der Materialklasse zu vermitteln.
Inhalt
Grundlagen der Polymerchemie; Rohstoffe für die Polyurethane; Reaktionen und
Nebenreaktionen, sowie deren Auswirkungen; Verarbeitungstechniken (Gießen,
RIM, Spritzguss, Extrusion, Schäumen, Imprägnieren,…); Mechanische und chemische
Eigenschaften; Analytische Untersuchungen.
Weitere Informationen
bei Herrn Dr. Thomas Schauber, Freudenberg Forschungsdienste KG,
Leitung Polyurethane, Tel. 0 62 01 - 80 73 17, Fax 0 62 01 - 88 30 63
thomas.schauber@freudenberg.de
Anmeldungen bitte an:
Frau Simone Horn, Tel. 0 62 01 - 80 48 80, Fax 0 62 01 - 88 30 63,
simone.horn@freudenberg.de
Impressum
Herausgeber: Freudenberg Forschungsdienste KG, D-69465 Weinheim
Redaktionsleitung: Ulrike Kast
Redaktion: Dr. Markus Grass, Dr. Ulrike Herrlich, Sabrina Lemke
Gestaltung: Ehret Design, www.ehretdesign.de
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Referent: Dr. Thomas Schauber
Ort: Bau 142
Gebühr: 950,- Euro
zuzügl. MwSt.
Termin: 13. – 14.11.2008
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Seminare der Freudenberg Forschungsdienste KG
Schadensanalyse an Kunststoffbauteilen
Ort: Pavillon Bau 22
Gebühr: 1.190,- Euro
zuzügl. MwSt.
Termin: 21. – 23.01.2009
Dr.-Ing. habil. Sonja Pongratz
Das Seminar richtet sich an Ingenieure und Techniker der verschiedensten Branchen,
die ein grundlegendes Verständnis der Schadensmechanismen bei Kunststoffbauteilen
erwerben und Methoden für eine systematische Ursachenanalyse
kennenlernen möchten.
Thema:
In Zeiten immer höher werdender Anforderungen bei gleichzeitig steigendem
Kostendruck spielt die Schadensanalyse zur Aufklärung von Schäden und zur
Optimierung von Produkten und Produktionsprozessen eine immer größere Rolle.
Eine Schadensanalyse soll die Ursache eines Schadens ermitteln und Abhilfemaßnahmen
zur Vermeidung künftiger Schäden anregen.
Die Ursache von Schäden an Formteilen kann im Bereich des Werkstoffes, der
Herstellung und Verarbeitung, der Konstruktion und des Einsatzes liegen. Oftmals
überlagern sich bei einem Schadensfall mehrere der angeführten Punkte.
Inhalt
Den Seminarteilnehmern werden die einzelnen Themen durch Vorträge und
praktische Demonstrationen vermittelt. Ziel des Seminars „Schadensanalyse an
Kunststoffbauteilen“ ist es, anhand eines Leitfadens zur systematischen Vorgehensweise
die vorgestellten Untersuchungsmethoden gezielt anzuwenden und
selbst Schadensfälle zu bearbeiten.
Neben den thermoplastischen Werkstoffen werden auch Polyurethane und duroplastische
Werkstoffe eingehend behandelt.
Weitere Informationen
bei Herrn Dr. Kurt Marchetti, Freudenberg Forschungsdienste KG,
Abteilung Schadensanalyse, Tel 0 62 01 - 80 50 28, Fax 0 62 01 - 88 50 28,
kurt.marchetti@freudenberg.de
Anmeldungen bitte an:
Frau Sonja Heinzelbecker, Tel. 0 62 01 - 80 55 63, Fax 0 62 01 - 88 55 63,
sonja.heinzelbecker@freudenberg.de
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Seminare der Freudenberg Forschungsdienste KG
Gummi/Metall-Bindung
Das Seminar richtet sich an Ingenieure, Chemiker, Techniker und Werker des
Arbeitsgebiets Gummi/Metall-Bindung. Ziel des Seminars ist, den Teilnehmern
ein grundlegendes Verständnis der Gummi/Metall-Bindung und deren sicherer
Herstellung zu vermitteln.
Thema:
Für bestimmte Anwendungen müssen elastomere Bauteile mit einem Metall
verstärkt und in Form gehalten werden. Gummi/Metall-Verbunde werden hergestellt,
indem vorbehandelte Formteile aus Metall und die Gummimischung
unter vulkanisierenden Bedingungen mit einem Bindemittel verklebt werden. Die
Kenntnis der beiden Herstellungsprozesse (Herstellung von Gummiformteilen
und Metallvorbereitung und -vorbehandlung) und der Funktionsweise der Bindemittel
ist entscheidend für die Herstellung haltbarer Gummi/Metall-Verbunde.
Am ersten Tag des Seminars werden diese Prozessabläufe erläutert und deren
Wirkungsweise erklärt.
Bei den Gummi/Metall-Verbunden gibt es genau zwischen dem weichen Gummi
und dem harten Metall eine Grenzschicht, die einerseits die große Bewegung des
Gummis aufnehmen muss, andererseits aber starr an das Metall angebunden ist.
Aufgrund dieses abrupten Übergangs treten örtlich sehr große Spannungen auf.
Die an Gummi/Metall-Bauteilen auftretenden Schäden sind dementsprechend
zu einem großen Anteil auf Bindungsprobleme zwischen dem Gummi und dem
Metall zurückzuführen. Der zweite Tag des Seminars gibt einen Überblick über
die Untersuchungsmethoden und die Vorgehensweise bei Schadensfällen. Am
Ende der Veranstaltung werden in Gruppenarbeit Schadensfälle gelöst und Abhilfemaßnahmen
erarbeitet.
Inhalt
Gummi: Klassen, Verarbeitung und Bindefähigkeit; Metall: Reinigung, Vorbehandlungen
(mechanisch, chemisch, Phosphatierung), Benetzung; Bindemittel:
Zusammensetzung und Wirkungsweise, Applikation, Adhäsionsmechanismen,
Gummi- und Oberflächenanalytik, Vorgehensweise und Abhilfmaßnahmen bei
Schadensfällen, praktische Demonstrationen und Übungen.
Weitere Informationen
bei Herrn Dr. Michael Ballhorn, Freudenberg Forschungsdienste KG,
Abteilung Schadensanalyse, Tel. 0 62 01 - 80 35 00, Fax 0 62 01 - 88 35 00,
michael.ballhorn@freudenberg.de
Anmeldungen bitte an:
Frau Sonja Heinzelbecker, Tel. 0 62 01 - 80 55 63, Fax 0 62 01 - 88 55 63,
sonja.heinzelbecker@freudenberg.de
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Ort: Pavillon Bau 22
Gebühr: 890,- Euro
zuzügl. MwSt.
im Dialog
Referent: Dr. Michael Ballhorn
Termin: 02. – 03.12.2008
Freudenberg Forschungsdienste KG . D-69465 Weinheim . Tel. +49 (0)6201-80-4455 . Fax +49 (0)6201-88-3063 . e-mail: ffd@freudenberg.de

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im Dialog
Seminare der Freudenberg Forschungsdienste KG
Elastomerverarbeitung bei Freudenberg
Die Seminare wenden sich an technisch oder naturwissenschaftlich vorgebildete
Teilnehmer, insbesondere an neue Mitarbeiter in Produktion, Entwicklung,
Produktmarketing etc. Sie sollen sich mit Hilfe dieser Seminare schnell und gezielt in das
für die meisten bis dahin unbekannte Gebiet der Elastomere einarbeiten können.
Werkstoffe 1
Grundlagen der Kunststoffchemie; Was ist „Gummi“?; Alterungsschutz & Füllstoffe; Weichmacher
& Verarbeitungshilfen; General Purpose Rubber; Hochleistungskautschuke &
Spezialitäten; Technische Thermoplaste als Metallersatz; Thermoplastische Elastomere
(TPE).
Werkstoffe 2
Dynamisch-mechanisches Verhalten von Kunststoffen; Haftung von Gummi; Praktikum;
Oberflächenmodifizierung & Tribologie; Flüssigsilikongummi; REACH; Chancen &
Risiken der Nanotechnik; Rezeptoptimierung.
Verfahren 1
Technologie des Mischens; Besichtigung Rohmischwerk, Mischprozess im Innenmischer;
Alternative Mischverfahren; Entwicklung eines Mischprozesses; Grundlagen
der Vulkanisation; die Vulkanisationsverfahren; Sonderverfahren; TPE-Verarbeitung;
Rohlingsvorbereitung; Prozessdatenerfassung.
Verfahren 2
Weiterverarbeitung nach dem Mischen im Innenmischer; Scale-up; Einfluss des Mischprozesses
auf die Bauteileigenschaften; Ansätze zur Mischprozessoptimierung; Herstellung
von Kautschuk-Bodenbelägen; Prozessoptimierung in der Elastomerverarbeitung;
Endbearbeitung von Gummi-Formteilen; Energetische Betrachtung der Verarbeitungsprozesse;
Rapid Prototyping.
Produkte
In diesem Seminarmodul werden vorzugsweise von den Entwicklern der einzelnen
Produktbereiche die physikalischen Grundlagen ihrer Produktgruppen behandelt. Die
Teilnehmer erhalten einen breiten Überblick über die Produktpalette von Freudenberg
Dichtungs- und Schwingungstechnik und Vibracoustic, Simmerringe, Besichtigung der
Fertigung, Formteile, O-Ringe, PU-Formteile, Dichtungen für Hydraulik und Pneumatik,
Torsionsschwingungsdämpfer, Motorlager, Gleitringdichtungen, PTFE-Formteile,
Membranen, Rahmendichtungen, FEM-Berechnungen, Schadensanalyse.
Weitere Informationen
zu unserem Seminarangebot finden Sie jederzeit unter:
www.forschungsdienste.de
Anmeldungen bitte an:
Frau Simone Horn, Tel. 0 62 01 - 80 48 80, Fax 0 62 01 - 88 30 63,
simone.horn@freudenberg.de
Seminarleitung: Dr.-Ing. Andreas Kammann
Ort: Kantine, Raum 1
Gebühr: Euro 650,-
Termin: 09./10.02.2009
Ort: Kantine, Raum 1
Gebühr: Euro 650,-
Termin: 16./17.03.2009
Ort: Kantine, Raum 1
Gebühr: Euro 650,-
Termin: 20./21.04.2009
Ort: Kantine, Raum 1
Gebühr: Euro 650,-
Termin: 11./12.05.2009
Ort: Kantine, Raum 1
Gebühr: Euro 650,-
Termine: 15./16.06.2009
Freudenberg Forschungsdienste KG . D-69465 Weinheim . Tel. +49 (0)6201-80-4455 . Fax +49 (0)6201-88-3063 . e-mail: ffd@freudenberg.de