PRESSE-INFO (Juli 1997)
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erbeten an die GTS und an:
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Verschleißschutz für Gleitringdichtungen:
Erhebliche Verbesserung durch
thermische Spritzschicht aus Chromoxid
Gleitringdichtungen sind in der Großchemie, der Lebensmittel- und
Getränkeindustrie sowie in vielen anderen Branchen unverzichtbar. Um
diese stark belasteten Teile gegen Verschleiß zu schützen, werden die
Gleitringe üblicherweise aus Chromguss, Nickelguss, Chromstahl,
Edelstahl oder Aluminiumoxid hergestellt. Wer höhere Standzeiten
erreichen will, greift auf den teuren Hightech-Werkstoff Siliziumkarbid
zurück. Doch es gibt eine günstigere Alternative: Durch thermisches
Spritzen mit Chromoxid bleiben selbst regenerierte Gleitringdichtungen
bis zu fünfmal länger einsatzfähig als unbeschichtete Neuteile.
Hervorragende Ergebnisse im Vergleichstest
Die 1979 gegründete RS Rittel & Schipper GmbH in Gladbeck produziert
und regeneriert stark belastete Anlagenteile wie Wellenhülsen,
Kolbenstangen, Plunger und Gleitringdichtungen. Bei letzteren sind
hervorragendes Gleitverhalten und hohe Widerstandsfähigkeit gegen
Verschleiß entscheidend. Diese Eigenschaften lassen sich durch eine
entsprechende Beschichtung des Grundmaterials erzielen. Besonders gut
eignen sich hierfür Verfahren des Thermischen Spritzens, mit denen sich
eine Vielzahl von unterschiedlichen Spritzschichten erzeugen lassen, die
für jegliche Anwendung einsetzbar sind.
Dank einer selbst entwickelten und gebauten Prüfanlage ist Rittel &
Schipper (RS) in der Lage, die Kohäsionskräfte thermischer
Spritzschichten durch Ritzung mit einer Diamantspitze schnell und exakt
zu testen. Die konstante Prüflast ist relativ gering, um nur die
Härtewerte der Schicht miteinzubeziehen und eine Verfälschung des
Ergebnisses durch ein Durchdrücken der dünnen Spritzschicht in den
Grundwerkstoff zu vermeiden. Die messtechnische Auswertung mittels
Mikroskop und digitaler Ritzbreitenmessung gibt Auskunft über die
Verschleißfestigkeit.
Das Ergebnis der Vergleichstests ist eindeutig: Chromoxid schützt
Gleitringe wesentlich besser als Chromguss, Nickelguss, Chromstahl,
Edelstahl oder Aluminiumoxid. Die Gleitfläche bleibt riefenfrei und
erhöht somit die Lebensdauer des Gegenringes (meist imprägnierte
technische Kohle). Mit 1300 bis 1500 HV (Härte in Vickers) ist Chromoxid
härter als etwa Chromguss (unter 500 HV). Aluminiumoxid ist zwar ähnlich
verschleißfest wie Chromoxid, jedoch bruch- und
temperaturschockempfindlicher. Auch das teure Siliziumkarbid mit seiner
hohen Härte von ca. 3500 HV weist Nachteile auf: Es ist so spröde, dass
es leicht an den konstruktiv bedingten Schwachstellen wie der Mitnahme
am Gleitring oder der Arretierungsnut des Gegenringes bricht.
Qualität überzeugt
Auf ausdrücklichen Kundenwunsch verwendet RS jedoch auch andere
Spritzmaterialien als Chromoxid. Hersteller von Pumpen und
Gleitringdichtungen entscheiden sich häufig für das preiswertere
Aluminiumoxid. Die Anwender hingegen lassen sich gerne von der höheren
Qualität überzeugen: “Viele Kunden bestellen zunächst jeweils die Hälfte
der Werkstücke mit Chromoxid- und Aluminiumoxidbeschichtung, um sie in
der Praxis miteinander zu vergleichen”, berichtet Willibald Rittel,
RS-Geschäftsführer und Gründer. “Die höhere
Temperaturschockbeständigkeit und fast universelle chemische
Beständigkeit verhelfen der in der Duktilität angepassten
Chromoxidschicht meist zum Punktsieg.”
In den ersten Jahren der Zusammenarbeit werden in der Regel alle
Gleitringdichtungen des Kunden einmal regeneriert. Mit Chromoxid
thermisch gespritzte, reparierte Gleitringe weisen eine bis zu fünfmal
höhere Standzeit als bisher verwendete Neuteile auf. Das bedeutet, dass
vorerst keine weiteren Regenerationsaufträge für diese Werkstücke zu
erwarten sind. “Doch wollen die meisten Kunden ihre guten Erfahrungen
auf anderen Gebieten wiederholen. So erhalten wir dann Aufträge etwa zur
thermischen Beschichtung von Wellenhülsen für Packungs- oder
Lippendichtungen”, erklärt Willibald Rittel. “Außerdem bauen wir auf die
eigene Phantasie und die unserer Kunden, denn das thermische Spritzen
ist ein äußerst innovatives Werkzeug.”
Zu den Kunden von RS zählen vor allem Unternehmen aus der Großchemie,
aber auch aus der Papier-, Erdöl- und Milch verarbeitenden Industrie
sowie Großbrauereien. Rund ein Viertel der Aufträge stammen aus dem
Ausland, insbesondere aus Polen, Belgien und den Niederlanden. Die
Neuteilfertigung macht etwa 60 % des Umsatzes aus. Abgesehen vom
Diamantschleifen, das von einem 1985 gegründeten Profitcenter
durchgeführt wird, und dem System der verlängerten (Präzisions-)Werkbank
erledigen die 34 Mitarbeiter alle Arbeiten von der Konstruktion bis zur
Feinbearbeitung im Hause.
Höchste Präzision durch Beschichtungsautomaten
Technik und Vorzüge des Thermischen Spritzens lernte der gelernte
Maschinenbauer Willibald Rittel während seiner siebenjährigen Tätigkeit
bei einem Schweizer Beschichtungsunternehmen kennen. 1988 ging der erste
eigene 10-Stationen-Beschichtungsautomat in Betrieb. “Charly 1”, eine
komplette Eigenkonstruktion, dient speziell zur Beschichtung von
Wellenschutzhülsen und Plungern. Die Anlage eignet sich für die
Bearbeitung von rotationssymmetrischen Werkstücken bis zu 500 mm Länge.
Jede der 10 Stationen lässt sich einzeln einrichten, so dass auch
unterschiedliche Teile gleichzeitig thermisch gespritzt werden können.
Mittels der elektronischen Steuerung werden alle Parameter, auch
Drehzahl und Abstand Brenner/Werkstück optimal eingehalten. Absolut
gleichmäßig beschichtete Werkstücke sind das Ergebnis. Willibald Rittel:
“Diese Präzision und garantierte Reproduzierbarkeit ist ohne Automation
nicht erreichbar.”
Im Laufe der Jahre folgten drei weitere Beschichtungsautomaten:
“Charly 2” für bis zu 2 Meter lange Wellen- und Kolbenstangen, “Charly
3” für Gleitringe und “Charly 4” für größere Bauteile bis zu 4 Meter
Länge, 1400 mm Durchmesser und 2 Tonnen Gewicht. Eine Besonderheit an
“Charly 4” ist die integrierte gesteuerte Korundstrahlanlage mit fest
eingebauter Absaugung. “Es dürfte einmalig sein, dass auf derselben
Maschine Werkstücke dieser Größenordnung zuerst sandgestrahlt und
anschließend thermisch beschichtet werden können”, erklärt Werner
Wagner, Leiter Produktentwicklung.
Hohe Planität auch bei großen Bauteilen
Der Planflächenbeschichtungsautomat “Charly 3”, bei dem Werkstücke
auf einem sich drehenden Teller befestigt und von oben thermisch
gespritzt werden, bewältigt nicht nur kleine Gleitringe. Auch
Verteilerscheiben aus Edelstahl (1.4571) mit einem Außendurchmesser von
1,8 Meter und einem äußeren Gleitflächendurchmesser von 1,4 Meter lassen
sich hier perfekt bearbeiten. Schichtwerkstoff ist in diesem Fall
Wolframkarbid/Chromkarbid mit Nickelchrom-Binder. Diese
Verteilerscheiben entsprechen in ihrer Funktion Gleitringen bei
Gleitringdichtungen und müssen daher dieselben hohen Anforderungen an
Qualität und Planität erfüllen. Bei einer Schichtstärke von knapp 200 µ
gelingt es RS, die große Oberfläche ebenso plan zu läppen und polieren
wie bei einem Gleitring mit 20 mm Außendurchmesser (RA-Wert: ca. 0,06 µ,
diamantpoliert).
Synergieeffekte nutzen durch GTS
Seit 1.1.1993 ist RS Mitglied der GTS Gemeinschaft Thermisches
Spritzen e.V. Bei Sitzungen tauscht Willibald Rittel mit anderen
Anwendern des Verfahrens Erfahrungen aus. Daraus entstehen oft
weitergehende Kontakte: “Befreundete Unternehmen nutzen unsere
besonderen Stärken, indem sie Spezialteile hinzukaufen oder in unserer
Prüfanlage thermisch gespritzte Oberflächen testen lassen.” Für 1997
strebt RS - neben der Zertifizierung nach DIN ISO 9002 - die
GTS-Zertifizierung an, das weltweit erste verfahrens-, personen- und
produktbezogene Zertifikat für das Thermische Spritzen. Näheres über das
Verfahren, seine Vorzüge und Anwendungsgebiete sowie Adressen von
Anwendern in ganz Deutschland können angefordert werden bei Herrn Peter
Heinrich, Geschäftsführer GTS, unter der Fax-Nr. 089/7446-1659.
Verfasserin: Simone Arends
Weitere Informationen sind erhältlich bei GTS
Gemeinschaft Thermisches Spritzen e.V.
Werner Krömmer
c/o Linde AG, Geschäftsbereich Linde Gas
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