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Kautschuk-Innovationen 2021 Teil 3

Technologie: Freudenberg entwickelt neues EPDM für Dichtungen in der Luft- und Raumfahrt

Freudenberg Sealing Technologies (FST) hat mit der Herstellung von Dichtungen aus einem neuen EPDM-Werkstoff begonnen, der die Leckage von Hydraulikdichtungen in großen Höhen und bei niedrigen Temperaturen beheben soll.

Das neue 80 EPDM 426288 mit einer “bahnbrechenden Formulierung” ermöglicht den Betrieb von Dichtungen für Hydrauliksysteme bei Temperaturen von bis zu -65°C (-85°F), so FST in einer Erklärung vom 6. Juli.

Zur Herstellung des Materials verwendeten die Wissenschaftler von FST ein “einzigartiges Polymer”, anstatt große Mengen an Weichmachern hinzuzufügen, so die Erklärung weiter.

Das EPDM-Material erfüllt nach Angaben von FST die strengen Anforderungen der neuen Spezifikation AMS7361 für ein verbessertes Tieftemperaturverhalten in Hydrauliksystemen von Verkehrsflugzeugen.

Sowohl in Labortests als auch in der Anwendung zeigte es ein überlegenes Dichtungsverhalten bei niedrigen Temperaturen, nachdem es ausgiebig Flüssigkeiten, Drücken und extremen Temperaturen ausgesetzt war”, so das Unternehmen weiter.

Der Kautschuk kann auch so hergestellt werden, dass er gegen Sonnenlicht, Ozon und chemischen Abbau beständig ist, Phosphatester-Hydraulikflüssigkeiten und andere Flüssigkeiten wirksam abdichtet und bei Temperaturen von bis zu 150 °C (302 °F) gut funktioniert.

Laut FST verlassen sich Verkehrsflugzeuge, die in Höhen von bis zu 12.801 m (42.000 Fuß) und 926 km/h (575 mph) fliegen, auf Standard-EPDM zur Abdichtung kritischer Hydrauliksysteme wie Fahrwerke.

In solchen Höhen und bei solchen Geschwindigkeiten hält die Reibungswärme die Temperatur des Hydrauliksystems in einem Bereich, der die Leistungsfähigkeit herkömmlicher EPDM-Komponenten bewahrt.

Turboprop-Transportflugzeuge und unbemannte Luftfahrzeuge (Drohnen) fliegen jedoch mit viel geringeren Geschwindigkeiten, aber in der gleichen Höhe.

Das bedeutet, dass die Flugzeuge über längere Zeiträume sehr kalten Temperaturen ausgesetzt sind, gefolgt von einem abrupten Temperaturwechsel, wenn sie landen.

Standard-EPDMs können nicht über einen längeren Zeitraum sehr niedrigen Temperaturen ausgesetzt werden, ohne spröde zu werden und zu reißen.

Um dieses Problem zu lösen, entwickelte der FST-Materialforscher Dr. Paul Hochgesang in den Zentrallabors des Unternehmens in Plymouth zunächst mehrere neue EPDM-Rezepturen unter Verwendung fortschrittlicherer Monomer- und Polymertechnologien.

Die Rezepturen zeigten zwar “ausgezeichnete Ergebnisse” bei der Erfüllung der in der Luft- und Raumfahrtindustrie geforderten Materialstandards, konnten aber dennoch keine längeren Kältetests bestehen, ohne an Festigkeit zu verlieren und spröde zu werden, so FST.

“Wir mischten eine Vielzahl von Inhaltsstoffen, darunter Weichmacher, Füllstoffe und Hitzestabilisatoren, und konnten dennoch nicht den Temperaturgradienten erreichen, den unsere Kunden benötigten”, so Hochgesang. “Das war der Zeitpunkt, an dem die Material- und Beschaffungsexperten des Unternehmens in Deutschland und Japan einsprangen, um zu helfen.

Hochgesang wurde mit einem neuen, weitgehend unbekannten Industriepolymer bekannt gemacht, so FST, ohne weitere Informationen über das Polymer zu geben.

“Nach Zugabe zu einer neuen EPDM-Rezeptur erfüllte das daraus resultierende Material nicht nur die von Kunden aus der Luft- und Raumfahrt geforderten Kalttemperaturen, sondern übertraf sie sogar”, so das Unternehmen weiter.

Nach Angaben von FST wurden Dichtungen und Komponenten aus dem EPDM-Werkstoff bereits von mehreren großen Luft- und Raumfahrtherstellern und Systemlieferanten” in Nordamerika und Europa hergestellt und getestet.

“Aufgrund der äußerst positiven Rückmeldungen und Berichte von Kunden wurde die Produktion von O-Ringen für die Luft- und Raumfahrt aus diesem neuen EPDM-Werkstoff aufgenommen”, heißt es weiter.