Kunststoffe 23.06.2000, 17:25 Uhr

„Teflon“ macht leichter und sicherer mobil

White Sulphur Springs, 23. 6. 00 – „Teflon“ – ein schon seit mehr als 60 Jahren etabliertes Fluorpolymer – bleibt für DuPont ein junger Werkstoff mit lukrativer Zukunft. Denn weltweit gehen ihm die innovativen Ideengeber nicht aus, wie der Chemiekonzern kürzlich in West Virginia zeigen konnte.

Geboren wurde Polytetrafluorethylen (PTFE) laut Tomas M. Conelly Jr. zwar schon im Zeitalter der Old Economy, doch „es ist ein Material der New Economy“, wie der General Manager des Fluorprodukte-Bereichs von DuPont, Wilmington (USA), am 7. Mai in White Sulphur Springs/West Virginia bei der Bekanntgabe der Gewinner der „Plunkett Awards 2000“ hervorhob. Denn deren Neuentwicklungen stünden für die ungebrochene Innovationsdynamik auf dem Gebiet des schon vor mehr als 60 Jahren von Roy J. Plunkett entdeckten „Teflon“.
Ihm zu Ehren waren 1988 anlässlich des 50. Jahrestags seiner Entdeckung erstmals neue Anwendungen aus aller Welt prämiert worden. In diesem Jahr wurde der Wettbewerb, an dem nur Produkt-Entwicklungen teilnehmen durften, die höchstens seit fünf Jahren auf dem Markt sind, bereits zum siebten Mal ausgerichtet. Entscheidungskriterien der Jury waren der Innovationsgrad, die Breite der Anwendung und deren wirtschaftliche Bedeutung. In der Region Europa/Afrika dominierten Anwendungen aus dem Transportbereich die Auswahl. So ging der 1. Preis an die spanische Coatresa S.L. Das in Barcelona angesiedelte Unternehmen hat in Zusammenarbeit mit dem Patent-Halter Sintermetal S.A. (MIBA Gruppe) ein Verfahren entwickelt, mit dem sich eine nur 25 µm dünne Schicht aus PTFE auf die Kolben für Kfz-Stoßdämpfer aufbringen lässt. Gegenüber bisherigen Ausführungen mit 1 mm dicken Manschetten auf der Kolbenaußenfläche ermöglicht diese Technologie deutlich engere Maßtoleranzen, weniger Reibung und Ölverlust sowie signifikant längere Standzeiten dieser fahrsicherheitsrelevanten Komponenten.

Mit dünnen PTFE-Schichten halten Kfz-Stoßdämpfer länger

„Die dünne Schicht erlaubt es, präzise Toleranzen von nur 30 µm zwischen Kolben und Zylinder zu erreichen, verglichen mit 1 bis 2 mm bei früheren Systemen“, erklärte Jordi Pujol anlässlich der Preisvergabe. Dadurch kommt es nach den Worten des technischen Direktors von Coatresa anders als bei den vorherigen Ausführungen mit dicken Manschetten und großen Toleranzen nicht zu einem raschen und die Sicherheit gefährdenden Funktionsverlust, wenn die Beschichtung dieser Kraftfahrzeug-Komponenten tatsächlich einmal versagt. Denn zusammen mit dem sehr niedrigen Reibungskoeffizienten, der „Stick-Slip““-Bewegungen verhindere, und der hohen Abriebfestigkeit der „Teflon“-Beschichtung resultiert aus der Innovation ein sehr geringer Ölverlust und damit eine verbesserte Langzeit-Zuverlässigkeit der Stoßdämpfer.
Nach den Firmen-Angaben reagiert die dünne Schicht aus dem Fluorpolymer darüber hinaus weniger empfindlich auf die unterschiedlichen thermischen Ausdehnungs-Koeffizienten von Stahl und dem aufgetragenen Kunststoff. Und diese bleibe im Betrieb auch relativ kühl.
Als weiteren wesentlichen Vorteil nannte der technische Direktor von Coatresa die geringeren Herstellkosten, weil weniger PTFE und weniger Bearbeitungsschritte notwendig sind als bisher. Zudem könnten die OEM (Original Equipment Manufacturer) jetzt ihre Stoßdämpfer auf vollautomatischen Linien ohne Handarbeit montieren.
Coatresa liefert täglich über 30 000 dieser PTFE-beschichteten Bauteile an die PSA-Gruppe (Peugeot, Citroen, Talbot) – also rund 10 Mio. Komponenten jährlich. Für die Zukunft erwartet Pujol eine Übertragung der Technologie auf Stoßdämpfer-Führungen und deren Übernahme durch führende Stoßdämpfer-Hersteller.
Der 2. Preis in der Europa/Afrika-Region ging an die Poly-Zhaust (Pty) Ltd. aus Germiston, für ihren neuartigen Kfz-Abgasschalldämpfer. Das südafrikanische Unternehmen hat einen neuartigen, patentierten (hinteren) Abgas-Schalldämpfer für Benzin- und Dieselmotoren entwickelt. Mit seiner nicht rostenden Kunststoff-Hülle und alterungsbeständigen, schwingungsdämpfenden Verbindungsmuffen aus Polytetrafluorethylen senkt dieser den Geräuschpegel von Automobilen effektiver als herkömmliche Auspufftöpfe aus Stahl.
Die Neuentwicklung ist darüber hinaus bis zu 50% leichter, beansprucht rund 40 % weniger Platz und strahlt weniger Wärme ab. Das Innenleben des Abgas-Schalldämpfers besteht aus einem perforierten Edelstahl-Rohr und „Silentex“-Glasfasern von Owens Corning.

Schalldämpfer aus Kunststoff spart Kraftstoff und Raum

Das Unternehmen wählte PTFE für die Muffen, die das Auspuffrohr aus rostfreiem Stahl mit dem Schalldämpfertopf verbinden, weil sie akustische Schwingungen dämpfen, hitzebeständig sind und nicht altern. Anders als Edelstahl, der im Bereich mechanisch beanspruchter Schweißnähte korrodieren kann, widersteht das Kunststoff-Gehäuse den Angriffen von Nässe und Tausalz. Dadurch kann der Hersteller die Schalldämpfer mit einer Fünfjahresgarantie ausliefern.
Bisher wurden diese Systeme in einer dreijährigen Erprobungsphase in über 600 Fahrzeuge mit Hubräumen von 1300 cm3 – bis 2500 cm3 eingebaut. Die Tests liefen dabei in Zusammenarbeit zwischen dem amerikanischen Automobil-Konzern General Motors und Opel-Händlern unter den unterschiedlichen klimatischen Bedingungen Südafrikas, Australiens, Kanadas und Europas.
Die Ergebnisse zeigen, dass damit erstmals ein Kunststoff-Abgasschalldämpfer-System Temperaturen zwischen 300 °C und -40 °C widersteht. Darüber hinaus kann ein zusätzlicher Hitzeschild aufgrund der geringen Wärmeabstrahlung entfallen. Dank seiner aerodynamisch günstigen Form ermöglichte die prämierte Entwicklung in den Tests Verbrauchseinsparungen von 5 % bis 10 % bei den 1300er Motoren. Auf Grund seiner relativ geringen Baugröße lässt der Schalldämpfer mehr Platz für den Kofferraum, das Reserverad und den Kraftstofftank.
Die Holscot Industrial Linings Ltd. in Grantham erhielt den 3. Preis in der Region Europa/Afrika für ihren neuen Treibstofftank für Flüssigraketen. Mit einer dünnen und leichten undurchlässigen Hülle aus dem chemisch nahezu inerten FEP (Fluorinated Ethylene Propylene) ersetzt der Mitte der 80er Jahre von David Joyce übernommene britische Nischen-Spezialist (55 Mitarbeiter) dabei bisherige schwerere Ausführungen aus Leichtmetall. Tanks dieser Bauart werden für europäische und amerikanische Trägerraketen eingesetzt. Joyce erwartet auch in der Luftfahrt und der Chemischen Industrie noch ein großes Einsatzpotenzial. JÜRGEN SIEBENLIST
Mit dünnwandigen Treibstoff-Tanks aus PTFE heben Flüssigraketen leichter ab. Der britische Nischen-Spezialist Holscot errang damit in der Region Europa/Afrika den 3. Preis.
Mikrobeschichtete Kolben hoben die spanische Coatresa auf Platz 1 der europäischen Gewinner. Sie optimieren die Funktionssicherheit von Stoßdämpfern.
Leiser und leichter sind die PTFE-Schalldämpfersysteme, mit denen die südafrikanische Poly-Zhaust, beim „Plunkett Award 2000“ Rang 2 erklimmen konnte.

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