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Die wichtigsten Fakten auf einen Blick
In hygienischen Anwendungen kündigen sich Dichtungsfehler selten frühzeitig an. Sie treten allmählich auf und äussern sich in Form von steigender Reibung, unerwartetem Verschleiss, Kontaminationsrisiken oder verkürzten Wartungsintervallen. Bei rotierenden Wellen in Lebensmittel- und Chemieanlagen sind diese Probleme weit mehr als nur kleine Unannehmlichkeiten; sie haben direkte Auswirkungen auf die Betriebszeit, die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften und die Produktsicherheit.
Unter solchen hochbelastenden Betriebsbedingungen stossen herkömmliche Elastomerdichtungen häufig an ihre Leistungsgrenzen. Erhöhte Reibung beschleunigt den Verschleiss, während aggressive CIP/SIP-Mittel Elastomermaterialien zersetzen können. Gleichzeitig lassen strenge Hygieneanforderungen keine Toleranz für Partikelanhaftungen oder Materialverschleiss zu. Infolgedessen erweisen sich Lösungen, die in der Theorie angemessen erscheinen, in der Praxis oft als unzuverlässig.
Hier setzen PTFE-Dichtungen neue Massstäbe in Sachen Leistung. Sie wurden speziell für dynamische Anwendungen entwickelt und kombinieren extrem geringe Reibung, hervorragende chemische Beständigkeit und einen breiten Betriebstemperaturbereich, während sie gleichzeitig die Integrität des hygienischen Designs gewährleisten. Bei Validierungstests wurden einige Versuche vorzeitig abgebrochen – nicht wegen eines Versagens der Dichtungen, sondern weil die Leistungswerte die definierten Anforderungen übertrafen.
Rotierende Wellen in Maschinen zur Lebensmittel- und Chemieverarbeitung arbeiten an der Schnittstelle zwischen mechanischer Beanspruchung und regulatorischem Druck. Von Mischern und Pumpen bis hin zu Abfüllsystemen und Förderbändern müssen diese Komponenten während der kontinuierlichen Rotation dicht bleiben, oft unter schwankenden Temperaturen und häufigen Reinigungszyklen.
Zu den wichtigsten Herausforderungen gehören:
In der Praxis überschneiden sich diese Herausforderungen häufig. Eine Dichtung, die chemischen Belastungen standhält, kann zu viel Reibung erzeugen. Eine reibungsarme Dichtung kann Schwierigkeiten mit den Anforderungen an das hygienische Design haben. Das Ergebnis sind häufige Kompromisse und häufige Wartungsarbeiten.
Die PTFE-Dichtungstechnologie begegnet diesen Herausforderungen auf Material- und Designniveau.
Im Kern bietet PTFE eine extrem geringe Reibung, wodurch der Verschleiss in Anwendungen mit rotierenden Wellen erheblich reduziert wird. Im Gegensatz zu herkömmlichen Elastomerdichtungen behält PTFE seine mechanischen Eigenschaften über einen weiten Temperaturbereich bei und ist beständig gegen ein breites Spektrum von Chemikalien, die bei der CIP/SIP-Reinigung verwendet werden.
Die Leistung hängt jedoch nicht allein vom Material ab. Moderne PTFE-Dichtungen sind präzisionsgefertigte Systeme, die optimierte Verbindungen mit fortschrittlicher Federtechnologie und hygienischen Konstruktionsmerkmalen kombinieren.
Zu den wichtigsten Lösungselementen gehören:
Vollständig gekapselte Federlösungen für Anwendungen, bei denen eine Silikonfüllung aufgrund der chemischen Belastung ungeeignet ist
Diese Dichtungen werden aus lebensmittelkonformen Materialien hergestellt und unterstützen die Prinzipien des hygienischen Designs bei gleichzeitig zuverlässiger dynamischer Leistung.
Ergebnisse und Leistungsnachweis
Die Leistungsfähigkeit der Dichtung muss unter realen Betriebsbedingungen nachgewiesen werden. Interne Validierungen und Feldtests zeigen, dass PTFE-Dichtungen herkömmliche Elastomerlösungen durchweg übertreffen.
In mehreren Testszenarien wurde die Validierung vorzeitig beendet – nicht aufgrund eines Ausfalls, sondern weil die Dichtungen über die definierten Testziele hinaus weiter funktionierten. Dieses Ergebnis unterstreicht die Robustheit der PTFE-Dichtungstechnologie in anspruchsvollen Umgebungen.
Herausforderung
Eine Lebensmittelverarbeitungsanwendung mit einer kontinuierlich rotierenden Welle erforderte eine hygienische Dichtung, die häufigen CIP standhalten konnte. Bisherige Elastomerdichtungen zeigten vorzeitigen Verschleiss, was zu längeren Wartungsintervallen und erhöhten Kontaminationsrisiken führte.
Lösung
Es wurde eine federunterstützte PTFE-Dichtung ausgewählt, die aus einer sowohl mit den Prozessmedien als auch mit den Reinigungsmitteln kompatiblen Verbindung besteht. Je nach Reinigungschemie wurde entweder eine silikongefüllte oder eine vollständig gekapselte Federkonstruktion eingesetzt, um die hygienische Integrität zu gewährleisten.
Ergebnis
Die PTFE-Dichtung sorgte für einen stabilen, reibungsarmen Betrieb und übertraf die erwartete Lebensdauer. Die Wartungsintervalle wurden verlängert und die Hygienevorschriften wurden während des gesamten Betriebs eingehalten.
Video Q&A: Ausgasungstests und Materialreinheit
In diesem Interview erklärt Simone Lavelli, technischer Experte für Compoundentwicklung bei Angst+Pfister, wie das Unternehmen evolast®-FFKM-Werkstoffe mittels TDS und Reinraumfertigungsprotokollen validiert.
Zuschauer erhalten Einblick in den Zusammenhang zwischen molekularer Reinheit, Prozesszuverlässigkeit und der Bedeutung von Ausgasungskontrolle für die Integrität moderner Halbleiterprozesse.
In dynamischen, hygienischen Anwendungen müssen Dichtungslösungen gleichzeitig unter mechanischer Beanspruchung, chemischer Belastung und behördlicher Kontrolle funktionieren. PTFE-Dichtungen bieten eine bewährte Lösung, die geringe Reibung, chemische Beständigkeit und hygienisches Design in einer einzigen Lösung vereint.
Die PTFE-Dichtungstechnologie wurde durch Feldtests und den Einsatz in der Praxis validiert und bietet eine längere Lebensdauer und konstante Leistung, wo herkömmliche Elastomerdichtungen an ihre Grenzen stossen. Angesichts steigender Hygienestandards und anspruchsvollerer Betriebsbedingungen werden technische PTFE-Dichtungen weiterhin eine entscheidende Rolle bei der zuverlässigen Konstruktion von Maschinen spielen.
Aggressive Reinigungschemikalien und hohe Temperaturen zersetzen viele Elastomermaterialien, was zu Verhärtung, Rissbildung und Verlust der Dichtkraft führt.
Ja. PTFE-Dichtungen können aus lebensmittelkonformen Materialien hergestellt werden. Daher entsprechen diese Dichtungen den Prinzipien des hygienischen Designs und bieten gleichzeitig eine zuverlässige dynamische Leistung.
PTFE hat einen von Natur aus niedrigen Reibungskoeffizienten, wodurch die Wärmeentwicklung und der Verschleiss an der Dichtungsfläche reduziert werden.
Silikongefüllte Ausführungen verhindern das Eindringen von Partikeln, während vollständig gekapselte Federlösungen vor chemischen Einflüssen während der CIP/SIP schützen.
In dynamischen, chemisch aggressiven oder hochtemperierten Umgebungen bieten PTFE-Dichtungen in der Regel eine längere Lebensdauer und eine stabilere Leistung.
Ja. PTFE-Dichtungen sind in Standardausführungen erhältlich oder können speziell für bestimmte betriebliche und hygienische Anforderungen entwickelt werden.
Ja. Es gibt PTFE-Verbindungen, die schonend zu weichen Gegenflächen sind. Dies ist in der Regel dann der Fall, wenn Edelstahlwellen oder -stangen keiner Härtungsbehandlung unterzogen werden können.
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