Neues Fügeverfahren für Dichtungen

Neues Fügeverfahren für Dichtungen

Neues Fügeverfahren für Dichtungen

Neues Fügeverfahren für Dichtungen

Dichtungen in Motoren oder im Abgassystem sind wichtige Fahrzeugelemente. Federal-Mogul Sealing Systems gehört zu den Spezialisten auf diesem Gebiet und fertigt unter anderem Mehrlagen-Stahldichtungen.

 

Von links nach rechts: Federal-Mogul-Geschäftsführer Holger Nix, Konstrukteur Tobias Leukel und Matthias Baszczok von TIME (Bild: TIME)

Zur einwandfreien Funktion dieser mehrlagigen Dichtungen ist es erforderlich, dass sie exakt zueinander und auch exakt am Einbauort positioniert sind. Dazu werden sie als Paket gefügt, in genauer Reihenfolge und Orientierung ausgeliefert und üblicherweise vernietet oder verschweißt.

 

Duales Studium kombiniert Praxis und Theorie

2016 hat Federal-Mogul ein Projekt angestoßen, um andere Fügeverfahren für mehrlagige Dichtungen zu finden. Das Unternehmen beauftragte damit seinen Mitarbeiter Tobias Leukel: In seiner Bachelorarbeit hat der duale Student über das neue Fügeverfahren seine praktischen Erfahrungen mit dem theoretischen Wissen des Maschinenbaustudiums kombinieren.

Tobias Leukel erstellte unter anderem ein neues Konzept zur mechanischen Verbindung von Blechen. Das Prinzip beruht darauf, bei den zu fügenden Blechen an unterschiedlichen Stellen Material so zu entfernen, dass es nach dem Durchdrücken vorhandener Laschen zu einer kraft- und formschlüssigen Verbindung kommt, ohne dass es an den Verbindungsstellen zu Verdickungen kommt.

 

FEM-Simulation spart Entwicklungszeit

„Um teure, langwierige Versuche und kostspielige Prototypenwerkzeuge zu vermeiden, haben wir das Technologie-Institut für Metall & Engineering (Time) ins Boot geholt“, sagt Federal-Mogul-Geschäftsführer Holger Nix. Nach der Konstruktion erster Werkzeug- und Blechgeometrien führte Time eine Machbarkeitsuntersuchung mittels FEM-Computersimulation durch.

„Nach einer ersten Analyse konnten wir Verbesserungsvorschläge hinsichtlich Blechloch- sowie Werkzeuggeometrie machen“, sagt Time-Spezialist Matthias Baszczok. „Schon nach der zweiten Simulationsschleife und Optimierung der Geometrien war absehbar, dass die Form der Blechbauteile und die Gestaltung des Prototypenwerkzeuges durch Tobias Leukel endgültig festgelegt werden konnten.“

Die Prototypen der mehrlagigen Zylinderkopfdichtungen weisen den Vorteil auf, auftragungsfrei – also ohne Verdickungen – zu sein. Somit können aufwendige Taschen im Zylinderkopf und dem Motorblock entfallen, die ansonsten zum Beispiel für eine auftragende Nietverbindung notwendig wären.

 

Bachelorarbeit mit 1,0

„Wegen der vorab erfolgten FEM-Simulation bei Time erübrigte sich die Anfertigung weiterer Prototypen“, unterstreicht Tobias Leukel. Sein Maschinenbau-Studium an der Universität Siegen hat er mittlerweile erfolgreich abgeschlossen; seine Bachelorarbeit wurde mit Note 1,0 bewertet. Jetzt arbeitet er bei Federal Mogul als Konstrukteur.

Auch für Federal-Mogul Sealing Systems hat sich die Zusammenarbeit mit Time bezahlt gemacht: Das Verfahren zum Fügen von Blechen vereinfacht die Herstellung von Abgaskrümmer- und Zylinderkopf-Dichtungen und konnte zum Patent angemeldet werden.

 

Zum Artikel im BBR