Dichtungsoptimierung mit Finite-Elemente-Analyse (FEA)

Dichtungen sind in jedem Produktionsprozess von entscheidender Bedeutung, um einen effizienten und sicheren Betrieb von Maschinen, Geräten und deren Komponenten zu gewährleisten. Eine Dichtung funktioniert optimal, wenn die Abmessungen der Dichtung selbst, der Nut, in die sie eingesetzt wird, und der Gegenstücke perfekt aufeinander abgestimmt sind. Auch die Wahl des Werkstoffs ist ein entscheidender Faktor.

Mit der Finite-Elemente-Analyse zeigen wir unseren Kunden, wie die Dichtung in ihrer Anwendung und Produktionsumgebung funktionieren wird. Das ideale Werkzeug für einen schnellen und kosteneffizienten Entwicklungsprozess. 

Um die Fragen der Kunden zu beantworten, ob die Dichtungen in ihrer Produktionsumgebung gut funktionieren, ist die Finite-Elemente-Analyse (FEA) die Lösung. Denn diese fortschrittliche Simulationssoftware ermöglicht es, das Verhalten der Gummidichtung zu simulieren, ohne sie physisch testen zu müssen. Um eine Simulation erfolgreich durchzuführen, reicht bereits ein 3D-Modell der Nut und der Gegenstücke innerhalb der Struktur aus. Auf der Grundlage des Mediums, der Temperatur und des Drucks in der Anwendung wählen wir eine Reihe von Gummimaterialien aus, die für die Dichtung geeignet sind. Die Kombination aus dem 3D-Modell und dem Materialmodell bildet den Ausgangspunkt der Simulation. 

Die Finite-Elemente-Analyse eignet sich für die Messung verschiedener Materialien mit unterschiedlichen Eigenschaften unter verschiedenen Produktionsfaktoren. Dies gewährleistet eine individuelle Anpassung, so dass Sie immer die am besten geeignete Dichtung für Ihre Anwendung entwickeln. Je nach Komplexität der Konstruktion ist es möglich, der Simulation spezifische Daten hinzuzufügen, um das Verhalten der Dichtung noch besser zu testen.

Denken Sie dabei an Reibung, viskoelastisches Verhalten und thermische Ausdehnung. Ein gutes Beispiel hierfür ist die Messung der Montagekraft: Wie viel Reaktionskraft geben die Gegenstücke zurück? Dies ist bei Gegenstücken aus Kunststoff relevant, bei denen man nicht zu viel Kraft zum Einpressen benötigen möchte, da sich der Kunststoff sonst verformen könnte.

Mit FEA können Sie auch den Bereich einer Dichtung innerhalb einer Anwendung bestimmen. Bei einem O-Ring ist dies in der Regel recht einfach, aber wenn es um komplexere Formen geht, ist die FEA ein perfektes Werkzeug, um Einblicke in diese zu gewinnen. Die Prüfung der Reaktion von Gummi auf unterschiedliche Temperaturen ist ebenfalls ein wichtiger Bestandteil der FEA. Bei sinkenden und steigenden Temperaturen schrumpft oder dehnt sich Gummi aus. Gummi dehnt sich aus, wenn man ihn auf 200 Grad erhitzt, schrumpft aber auch um mehrere Prozent, wenn man ihn wieder abkühlen lässt. Für einen Formenbauer zum Beispiel ist diese Information sehr wichtig, bevor er das Produkt entwickelt. Mit FEA lassen sich Schrumpfungssimulationen erstellen, die das Verhalten des Gummis bei diesem Prozess perfekt nachahmen. 

Bei der Durchführung einer Finite-Elemente-Analyse verfügen wir über einen kompletten Satz von Testmodellen, die alle Faktoren für eine optimale Abdichtung berücksichtigen:

• Verhalten in der Rille
• Geometrische Verzerrung und Kompression
• zusammengesetzte Auswahl
• Ermüdung des Materials
• Materialspannung
• das Design
• der Einfluss von Temperatur- und Druckänderungen
• Toleranzen

In einigen Branchen sind die Unternehmen auch durchaus in der Lage, Berechnungen durch ihre eigene FEA durchzuführen, insbesondere wenn es um dynamische Anlagen geht. Wir unterstützen diese Prozesse, indem es den Input mit verfügbaren Materialmodellen teilt. Wenn diese Berechnungen erfolgreich sind, werden die Dichtungen mit dem Material ausgelegt. Auch wenn wir die Berechnungen nicht selbst durchführen, unterstützen wir unsere Kunden im Entwicklungsprozess optimal.