Dichtungen: Hart im Nehmen

Zum Mischen von hochviskosen Produkten setzen viele Anwender bereits seit über 60 Jahren Doppel-Z-Kneter der Hermann Linden Maschinenfabrik GmbH & Co. KG ein. Bei der ursprünglichen Konstruktion dieser Kneter wurden beide Seitenwände mit dem Mischtrog verschraubt, und zur Abdichtung wurde eine Flachdichtung aus asbestfreien Dichtungsplatten, bestehend aus Aramid-Fasern, Füllstoffen und hochtemperaturbeständigen Asbestsubstituten, eingesetzt. Gelegentlich auftretende Undichtigkeiten konnten teilweise nur vorübergehend beseitigt werden. Auch der Einsatz von speziellen Flachdichtungen mit Metalleinlage brachte nur eine unwesentlich längere Standzeit. Eine Möglichkeit zur Verbesserung war das Verschweißen der einen Seitenwand mit dem Mischtrog selbst, da dadurch keine Abdichtung mehr notwendig ist. Da jedoch die zweite Trogseitenwand weiterhin demontierbar sein sollte, musste hierfür eine spezielle Lösung gefunden werden. Daher suchte der Maschinenhersteller gemeinsam mit Kunden nach Alternativen mit längeren Standzeiten, um die Wartungskosten zu verringern und die Produktivität zu verbessern.

Ein Vorschlag war, die Nut mit Weichmetall zu verstemmen. Linden entschied sich aber aus Gründen der Wartungsfreundlichkeit dagegen, da beispielsweise bei einer Leckage oder beim Austausch der Mischarme das Einbringen einer neuen Dichtung sehr aufwändig wäre. Der Maschinenhersteller schlug alternativ eine O-Ring-Dichtung vor, die sich leicht einbauen und gegebenenfalls problemlos austauschen lässt und gegenüber der Flachdichtung einen wesentlich geringeren Anpressdruck benötigt, um zuverlässig zu dichten.

„Wir suchten nach einem Dichtungswerkstoff, der den Betriebsbedingungen des Kneters mehrere Jahre standhält“, so Alexander Schneider, Geschäftsführer von Linden. „Die Dichtung muss Temperaturzyklen im Bereich zwischen 100 und 300 °C widerstehen und darf sich im Kontakt mit den eingesetzten Chemikalien nicht zersetzten.“ Linden bat daraufhin einen Kunden, verschiedene Dichtungen unter Betriebsbedingungen zu prüfen: eine Silikondichtung, eine grafitierte Aramidfaser-Schnur und eine Perfluorelastomerdichtung. Die Silikondichtung hielt dabei zwar den hohen Temperaturen stand, wurde jedoch zu stark von den Chemikalien angegriffen. Umgekehrt widerstand die Aramidfaser zwar den Chemikalien, verkokte aber bei den hohen Temperaturen. Einzig die Perfluorelastomerdichtung widerstand sowohl den Chemikalien als auch den Temperaturen.

„Da der Mischtrog in einem bestimmten Anwendungsfall ein Volumen von 2750 l hat, benötigten wir einen entsprechend großen O-Ring von mehr als 1,5 m Durchmesser“, so Johannes Löcher, ehemaliger Geschäftsführer und heutiger Berater von Linden. „Wir suchten einen Hersteller, der problemlos Perfluorelastomer-O-Ringe in dieser Größe fertigen kann. DuPont Dow überzeugte uns schließlich durch die Möglichkeit, O-Ringe in den gewünschten Abmessungen kurzfristig liefern zu können.“

Aufgrund der anspruchsvollen Betriebsbedingungen riet DuPont Dow zu einem O-Ring aus dem Perfluorelastomer-Compound Kalrez Spectrum 7075. Das Unternehmen optimierte die O-Ring-Dimensionen an die vorgegebenen Nutmaße. Das Ergebnis: ein Kalrez-O-Ring mit einer Schnurstärke von 9,86 mm und einem Durchmesser von 1705 mm.

„Wir sind begeistert von der Leistungsfähigkeit des O-Rings und rechnen damit, dass sich durch Kalrez die Wartungsintervalle gegenüber den bisher verwendeten Flachdichtungen um mindestens das 6fache verlängern lassen“, so Schneider. „Daher planen wir, Kalrez auch für andere Kneter und Mischer verschiedener Größen einzusetzen, bei denen ähnlich anspruchsvolle Betriebsbedingungen herrschen.“

Perfluorelastomerteile aus Kalrez Spectrum sind speziell auf die Anforderungen der chemischen und petrochemischen Industrie ausgerichtet. Sie kombinieren sehr gute elastische Eigenschaften mit einer ausgesprochen breiten chemischen Beständigkeit. Daher eignen sie sich besonders für Dichtungsanwendungen, bei denen eine hohe Chemikalienbeständigkeit und extreme Hitzebeständigkeit benötigt wird.

Gegenüber dem bisherigen Industriestandard Kalrez 4079 hat Kalrez Spectrum 7075 einen noch geringeren Druckverformungsrest (15 % nach 70 h bei 204 °C), eine höhere thermische Beständigkeit (Einsatztemperatur bis 326 °C) sowie eine verbesserte Chemikalienresistenz. Darüber hinaus zeichnet es sich durch eine sehr glatte Oberfläche aus. Für Anwendungen, in denen eine noch breitere Chemikalienbeständigkeit gefordert ist, eignet sich bei Einsatztemperaturen bis 275 °C Kalrez Spectrum 6375.

cav 465

Die Hermann Linden Maschinenfabrik GmbH & Co. KG, Marienheide, wurde 1940 von Hermann Linden gegründet. Das Familienunternehmen begann ursprünglich mit der Herstellung von Misch- und Knetmaschinen für den Laboreinsatz. Mit derzeit 42 Beschäftigten fertigt Linden heute Mischer, Kneter und Rührer von der Labor- über die Technikums- bis hin zur Produktionsgröße. Die Maschinen mit 1 bis 6000 l Gesamtvolumen sind weltweit im Einsatz. Typische Einsatzgebiete sind die chemische Industrie, die Farben- und Lackindustrie, die Süßwaren- und Kaugummiherstellung, Kunststoffindustrie, Kitt- und Dichtungsindustrie, Pharma- und Kosmetikindustrie. Alle Maschinen sind Einzelanfertigungen, die genau nach den Wünschen der Kunden gefertigt sind. Die Maschinen verlassen das Werk fertig montiert und fahren auf Spezialtransportern zum Kunden.