04.08.2010

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LANXESS: Tieftemperaturbeständige Dichtung für Erdgasfahrzeuge

Die Eriks GmbH, Bielefeld, renommierter Anbieter von hochspezialisierten Dichtsystemen für alle Bereiche der Technik, setzt nach Angaben von LANXESS in Dichtungen für Erdgas-Fahrzeuge eines großen europäischen Automobil-OEMs auf das HNBR-Elastomer Therban. Der öl- und ozonbeständige Hochleistungswerkstoff von LANXESS tritt in Faserverbund-Erdgas-Druckbehältern der Firma Xperion Alpha Composites GmbH, Kassel, an die Stelle von Fluorelastomeren, die bei vergleichbarer Leistung oft deutlich teurer ausfallen sollen. Profitiert habe die Entwicklung von einer ungewöhnlich engen Zusammenarbeit zwischen dem Systemanbieter Eriks und LANXESS, die unter anderem half, die optimale Balance zwischen der geforderten Kälteflexibilität und einer hohen Quellbeständigkeit des Vulkanisats in unpolaren Medien schnell sicherzustellen.

Erdgas-getriebene Automobile gelten auf Grund eines deutlich geringeren Mineralölsteuersatzes für CNG- oder LNG-Treibstoffe (Compressed Natural Gas bzw. Liquid Natural Gas) in Zeiten steigender Ölpreise als wirtschaftliche Alternative zu Fahrzeugen mit Diesel- oder Benzinmotor. Gleichzeitig sind sie umweltfreundlicher als Autos, die "gewöhnliche" Treibstoffe nutzen: Bei der Verbrennung von Erdgas entsteht deutlich weniger CO2 und Kohlenmonoxid. Außerdem finden sich in den Abgasen von Erdgas-Autos keine Feinstaubpartikel; auch ihre Stickoxid-Emissionen sind drastisch geringer als die vergleichbarer Diesel-Fahrzeuge.

"Die Konstruktion von Erdgas-Fahrzeugen stellt die Hersteller jedoch vor neue Herausforderungen", so Oliver Lips, Leiter Anwendungsberatung und Verkauf bei der Eriks-Division Dichtungstechnik. "Bei der Betankung von CNG-betriebenen Automobilen - hier wird Erdgas unter einem Druck von rund 200 bar in den Speicher gepresst - kühlen die Ventile aus physikalischen Gründen sehr stark ab, was dazu führt, dass sich Dichtungen aus gewöhnlichen Gummiwerkstoffen zusammenziehen und zugleich verhärten." Die Folge: Die Dichtfunktion ist nicht mehr gewährleistet, im Fahrzeug breitet sich unangenehmer Erdgasgeruch aus. Selbst viele Fluorkautschuke (FKM), die in der Elastomerbranche als "Problemlöser" für schwierige Fälle gehandelt werden, versagen: Mit Glasübergangs-Temperaturen um Minus 20 °C verspröden auch sie zu früh. Der Markt hält zwar spezielle Tieftemperatur-FKM-Typen bereit, diese sind jedoch meist teurer und oft nicht einfach zu verarbeiten.

"Die Lösung für dieses Problem haben wir im HNBR-Elastomer Therban von LANXESS gefunden", sagt Oliver Lips. Dieser Synthesekautschuk bringt eine für die Anwendung ausreichende Beständigkeit gegenüber unpolaren Medien wie Erdgas mit, zeichnet sich aber im Vergleich zu Fluorkautschuken durch eine weitaus bessere Tieftemperaturflexibilität bei -40 °C aus. Auch die anderen wichtigen Anforderungen an Dichtungswerkstoffe für CNG-Tanks, festgelegt in der ECE-Regelung R 110, könne die Therban-Lösung erfüllen: Ihre Volumenänderung nach 72-stündiger Lagerung in n-Pentan liege weit unter den geforderten maximal 20 % (auch nach Rücktrocknung deutlich unter 5 %). Die Bruchdehnung nach 168 Stunden bei maximaler Betriebstemperatur bleibe im geforderten Fenster zwischen +10 und -30 Prozent; nach 120-stündigem Kontakt mit Ozon-angereicherter Luft seien keine Risse erkennbar.

"Zugleich galt es sicherzustellen, dass gute Dichtungseigenschaften in der Kälte und Erdgasbeständigkeit im Xperion-Druckbehälter Hand in Hand gehen", sagt Dr. Matthias Soddemann, Elastomer-Spezialist in der LANXESS Business Unit Technical Rubber Products. "Mit steigendem ACN-Gehalt verbessert sich die Quellbeständigkeit von HNBR-Elastomeren in Öl, gleichzeitig sinkt jedoch ihre Tieftemperaturflexibilität. Hier musste durch die gezielte Wahl eines geeigneten Therban-Typs und entsprechende Mischungsentwicklung eine gute Balance gefunden werden. Dabei haben wir Eriks mit Rat und Tat unterstützt."

Für Oliver Lips ist die enge Kooperation Voraussetzung für den Erfolg. "Der OEM hat die neue Dichtung approbiert und Therban ausdrücklich in die Spezifikation übernommen. Unter dem Strich können wir die Therban-Lösung sogar deutlich günstiger anbieten als eine aus Tieftemperatur-Fluorelastomeren."