FrictionControl – Trelleborg öffnet die Tür zu neuen Möglichkeiten

Bei Trelleborg Seals & Profiles sind wir stets bestrebt, die Grenzen des Machbaren im industriellen Design neu zu definieren. Eine unserer neuesten Innovationen – Friction Control – ist bahnbrechend für eine bestimmte Kategorie von Anwendungen, unter anderem Schiebetüren und -fenster, Rollladenführungen und Türprofile.

Vorsicht, Spalt!

Wie es so schön heißt, gibt es keine Probleme, nur Lösungen. Allerdings erfordern manche Lösungen mehr Zeit als andere. Schiebeanwendungen wie Fenster und Fassadenelemente stellen Hersteller seit langem vor ein Dilemma: Wie kann man den Spalt zwischen zwei Oberflächen sicher abdichten, ohne die Funktionalität oder Haltbarkeit der Anwendung zu beeinträchtigen?

Der heutige Markt bietet zwar verschiedene Dichtungsoptionen wie Gleitlacke, Bürstendichtungen und beflockte Profile an, doch diese Lösungen erfordern zwangsläufig einen Kompromiss.

„Jede Bewegung zwischen zwei Bauteilen erzeugt Reibung“, erklärt Bernhard Haaß, Profiles Design Manager für die EMEA-Region bei Trelleborg Seals & Profiles.

„Bei einer Schiebetür zum Beispiel gibt es eine ständige Reibung zwischen der Dichtung und der darunterliegenden Fläche, gegen die abgedichtet wird. Das bedeutet in der Regel einen Kompromiss. Allgemein gilt: Je besser die Gleiteigenschaften, desto schlechter die Dichteigenschaften. Andererseits gilt jedoch: Je besser die Dichteigenschaften, desto empfindlicher ist das System gegen Abrieb.“

Das Dilemma des Türherstellers

Abrieb stellt den Eigentümer der Anwendung vor Herausforderungen. Da gängige Elastomermaterialien wie Ethylen-Propylen-Dien-Monomer (EPDM) eine begrenzte Abriebfestigkeit haben, verschleißt die Dichtung schnell. Um die Handhabungskräfte zu verringern und den häufigen Austausch der Dichtung zu vermeiden, können Konstrukteure versuchen, den Kontakt zwischen Dichtung und Schiebeelement bei der Gleitbewegung zu minimieren, was jedoch die Gesamtfunktionalität begrenzt. 

Diese Einschränkungen machen sich bei technischen Anwendungen häufig bemerkbar. Für den Zugang mit Rollstuhl darf eine Eingangsschwelle nur wenige Millimeter hoch sein. Das erschwert die Abdichtung des Spalts zwischen der Schwelle und der Unterkante der Tür.

Die hohe Reibung und daraus resultierende Beschädigung des Gummis machen es nahezu unmöglich, die Tür mit einer Standarddichtung zu öffnen und zu schließen. Die alternative Bürstendichtung hat jedoch eine geringere Dichtwirkung.

Höhere Tragfähigkeit schafft mehr Probleme

Im sich rasch entwickelnden Industriedesign werden Anwendungen wie Schiebetürfassaden immer größer und schwerer und üben damit zunehmenden Druck auf die ohnehin schon sensiblen Systeme aus.

Mittlerweile beruhen größere Projekte heute auf der chemischen Bindung zwischen verschiedenen Stoffen. Dies macht die Sache noch komplexer, insbesondere durch das Risiko eines Ablöseeffekts zwischen den verschiedenen Materialien bei hohen Handhabungskräften. 

Das Problem verschlimmert sich bei Systemen im Industriemaßstab, wie z. B. Schleusen- und Dockfender. In solchen Fällen führt die geringe Haltbarkeit der Bestandteile zu häufigen umfangreichen Reparaturen und Ersatz, was erhebliche Kosten und Unannehmlichkeiten für Infrastruktureigentümer oder lokale Behörden mit sich bringt.

Alles das lässt sich auf die Materialien zurückführen: Wenn die verwendeten Elastomere den Handhabungskräften oder dem Abrieb nicht gewachsen sind, leidet die gesamte Anwendung darunter.

Die richtige Kombination finden

Auch wenn jedes Material gewisse Einschränkungen mit sich bringt, ist es oft möglich, diese zu umgehen, indem verschiedene Materialien mit komplementären Eigenschaften kombiniert werden.

„In Sachen Produktentwicklung lautet unsere Philosophie: das richtige Material am richtigen Ort“, sagt Haaß. „Indem wir die einzigartigen Eigenschaften verschiedener Materialien kombinieren, sind wir in der Lage, die richtigen Lösungen für spezifische technische Herausforderungen zu finden.“

Hier kommt Trelleborgs Wissen über Elastomere und thermoplastische Materialien ins Spiel.  Durch umfangreiche Forschung und Entwicklung hat unsere Abteilung für Dichtungen und Profile einen neuen Ansatz erarbeitet, um den Anforderungen an sowohl Abriebfestigkeit als auch Gleitfähigkeit gerecht zu werden. Die Antwort liegt in einem hochmolekularen Polyethylen, auch als UHMW-PE (Ultra-High-Molecular-Weight Polyethylene) bezeichnet.

UHMW-PE hat einen sehr niedrigen Reibungskoeffizienten und ist somit wesentlich abriebfester als der üblicherweise für Dichtungen verwendete synthetische Kautschuk. Das Material kann in einer Stärke von 0,1 mm bis 0,2 mm hergestellt werden und lässt sich daher als dünne Folie auf die EPDM-Dichtung aufbringen. UHMW-PE verbindet sich während der Vulkanisierung perfekt mit EPDM in Form einer engen chemischen Bindung ohne das Risiko von Ablöseeffekten.

Das Beste aus allen Welten

Dank dieser einzigartigen neuen Verbindung bietet Friction Control von Trelleborg eine hervorragende Abriebfestigkeit im Vergleich zu anderen Werkstoffen – selbst Stahl – bei exzellenten Gleiteigenschaften. Darüber hinaus ist unsere Lösung äußerst beständig gegen extreme Temperatur- und klimatische Bedingungen sowie Chemikalien und eignet sich damit hervorragend für schwierige Witterungsbedingungen und Industrieumgebungen.

Eine längere Haltbarkeit bedeutet wiederum einen geringeren Rohstoffverbrauch. Das bietet nicht nur Vorteile unter dem Gesichtspunkt der Nachhaltigkeit, sondern bedeutet weniger Reparaturen und Wartungsaufwand. Zeit und Ressourcen können damit in neue Konstruktionen investiert werden.

Ein weiterer wichtiger Vorteil ist, dass die Funktionalität der breiteren Anwendung verbessert wird. Geringere Reibung zwischen Dichtung und Gleitelement bedeutet, dass der Endbenutzer weniger Kraft aufwenden muss, um die Tür oder das Fassadenelement zu bedienen. Außerdem kann die Dichtung während der gesamten Bewegung in Kontakt mit dem Gleitelement bleiben, ohne dass die Gefahr einer Beschädigung besteht.

Türöffner für neue Anwendungen

Mit Friction Control, die eine Antwort auf wiederkehrende technische Probleme bietet, erhalten Hersteller flexiblere Gestaltungsmöglichkeiten und damit die Freiheit, größere und komplexere Anwendungen zu entwickeln, ohne Kompromisse bei Funktionalität oder Haltbarkeit eingehen zu müssen.

Haaß fasst zusammen: „Wir hoffen, dass unsere Lösung ein Türöffner für neue, maßgeschneiderte Innovationen mit hervorragender Gleitfunktion und hoher Abriebfestigkeit sein wird.  Ob Schiebetüren und -fenster, Tore, Rollladenführungen, Schwellendichtungen oder industrielle Garagentore – die Möglichkeiten sind unbegrenzt. Halten Sie sich auf dem Laufenden.“

Für weitere Informationen über Friction Control wenden Sie sich noch heute an Trelleborg unter gold.standard@trelleborg.com.