DE102016121593B4

DE102016121593B4 - Abzudichtendes System mit elastischem Dichtkörper, solcher Dichtkörper und Verfahren zum Abdichten eines Systems

Info

Publication number: DE102016121593B4
Application number: DE102016121593.7A
Authority: DE
Inventors: Klaus-Dieter Vissing
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2016-11-10
Filing date: 2016-11-10
Publication date: 2020-06-04
Anticipated expiration: 2036-11-11
Also published as: DE102016121593A1

Abstract

Abzudichtendes System (1, 2) für aushärtbare und durch das System in Form zu bringende Materialen, umfassend einen elastischen Dichtkörper (3) mit einem mit einer Funktionsschicht (4) beschichteten Funktionskontaktbereich,wobei die Funktionsschicht (4) im aufgebrachten Zustand über eine Dehnung bis Mikroriss von ≤ 5%, verfügt,und(i) keine Dichtnut oder (ii) eine Dichtnut, wobei der Dichtkörper so ausgestaltetet ist, dass er (i) alleine oder (ii) in Zusammenspiel mit der Ausgestaltung der Dichtnut beim Übergang vom nicht-dichtenden in den dichtenden Zustand im Funktionskontaktbereich so wenig gestaucht und gedehnt wird, dass nach ≥ 10 Zyklen, umfassend Abdichtung und Entdichtung des Systems, bei 50-facher Vergrößerung im Stereomikroskop keine Risse in der Funktionsschicht (4) auf dem Funktionskontaktbereich erkennbar sind,wobei die Funktionsschicht (4) eine Schicht ist, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus plasmapolymerer Schicht oder a-C:H Schichten, undwobei die Funktionsschicht (4) ein E-Modul von ≤ 5 GPa aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein abzudichtendes System, umfassend einen elastischen Dichtkörper mit einem mit einer Funktionsschicht beschichteten Funktionskontaktbereich wobei der Dichtkörper entweder keine Dichtnut oder eine Dichtnut umfasst und wobei der Dichtkörper so ausgestaltet ist, dass er allein oder im Zusammenspiel mit der Ausgestaltung der Dichtnut beim Übergang vom nicht-dichtenden in den dichtenden Zustand im Funktionskontaktbereich so wenig gestaucht und gedehnt wird, dass die Funktionsschicht rissfrei verbleibt.
Die Erfindung betrifft ferner einen Dichtkörper mit einer Funktionsschicht für ein abzudichtendes System sowie ein Verfahren zum Abdichten eines Systems.
Das Resin Transfer Moulding (RTM) ist ein Verfahren zur Herstellung von Formteilen aus Duroplasten und Elastomeren. Als Formmassen werden häufig Reaktionsharze (Ungesättigte Polyester (UP), Epoxide (EP)) verwendet. Zunehmend stehen auch spezielle Polyurethane im Fokus. Im Vergleich zum Pressen wird beim RTM-Verfahren die Formmasse mittels Kolben von einer meist beheizten Vorkammer über Verteilerkanäle in die Formkavität eingespritzt, worin sie unter Wärme und Druck aushärtet.
Um ein Ausfließen der meist sehr dünnflüssigen Materialien zu verhindern und ggf. eine Vakuumentlüftung der Formkavität zu ermöglichen werden Dichtungen benötigt. Hierzu werden in der Praxis häufig Silikonrundschnüre (aber auch andere Elastomertypen, wie z.B. FKM (Fluorkautschuk), ACM (Acrylatkautschuk), NBR (Nitirlbutadienkautschuk) bzw. Rechteckdichtungen verwendet, welche nach dem Stand der Technik in entsprechenden Dichtnuten untergebracht sind. Verwendungsgemäß werden diese berührenden Dichtungen durch das Schließen des Werkzeuges stark verformt. Durch diese Verformung und die chemische Aggressivität vieler Harzsysteme kommt es regelmäßig zu Harzanhaftungen in der Dichtnut selbst und nach kurzer Gebrauchszeit auch an der Dichtschnuroberfläche. Zudem kann es an der Dichtschnur auch zu Harzanhaftungen kommen, da die Trennwirkung (Releaseeigenschaften) der Materialien nicht ausreichend ist oder auf technisch hohem Niveau bleibt. Hierdurch entstehen teure Stillstandzeiten für die Dichtnutreinigung oder auch für häufige Dichtungsaustausche. Automatisierte Prozesse mit geringer Taktzeit sind auf diesem Wege nicht realisierbar.
Auch die Verwendung von aufblasbaren/expandierbaren Dichtungen, wie z.B. in der DE 102011077463 A1 beschrieben werden, hat an dieser Situation im Grundsatz nichts geändert, denn auch diese werden in ihrem Funktionsbereich stark verformt. Sie füllen lediglich die Dichtnut besser aus, so dass diese weniger verschmutzt. Allerdings ist es technisch aufwändiger derartige druckbeaufschlagte Dichtungen einzusetzen, als einfache Vollmaterialdichtungen.
Ebenso erfolglos war der Versuch die Trenneigenschaften der Dichtschnuroberfläche mit Hilfe einer trockenen Trennschicht, z.B. gemäß WO 0205972 A2 , zu verbessern. Ursächlich hierfür ist die starke Verformung der Dünnschicht auf der Elastomeroberfläche. Es kommt zu Rissen in der Beschichtung durch die Starke Dehnung des Dichtmaterials und in anderen Bereichen auch zu Schichtdefekten durch Schichtstauchung. So kann die gewünschte Releasefunktion nicht mehr gewährleistet werden.
Noch weniger geeignet sind beschichtete Dichtschnüre, wie sie z.B. EP 2722566 A1 beschreibt, da hier anorganische Beschichtungen gewählt werden, welche nicht nur hart und spröde sind, sondern zudem auch keine Releaseeigenschaften aufweisen.
Die DE 102009035802 A1 , DE 102009027 768 A1 und US 5456327 A offenbaren Dichtungen für dynamische Belastungen.
Die DE 102004051781 A1 schlägt vor eine Dichtung mit einer plasmapolymeren Schicht zu versehen. Dabei wird einerseits keinerlei Angabe zur Ausführungsform der Beschichtung gemacht, außer dass ein Precursormaterial vorgeschlagen und die gewünschte Schichteigenschaft angegeben wird. Zudem werden weder Hinweise zu den mechanischen Eigenschaften der Beschichtung gegeben, noch ist zu erkennen, wie sich der beschichtete Verbund verformt.
Die WO 2015193442 A1 schlägt eine Dichtungsanordnung vor, bei der die Dichtschnur beim Schließen des Werkzeuges im Wesentlichen nur senkrecht zur Oberfläche belastet wird. Dabei weist das schließende Werkzeugteil vorzugsweise eine Wulst auf. Durch diese Wulst wird die Dichtung lokal stark verformt. Bei der Entlastung der Dichtung kommt es durch die Rückstellkräfte des Elastomers vorteilhaft zu einem Abschälen vom ausgehärteten Kunststoff. Jedoch ist eine solche Anordnung aufgrund der starken Verformung der Dichtung im (Funktions-)Kontaktbereich zum reaktiven Kunststoff für eine Funktionsschicht gänzlich ungeeignet.
In eine ähnliche Richtung weist die WO 2015014601 A1 . Auch hier wird der dichtende Bereich der Dichtschnur durch das Schließen des Werkzeugdeckels ausgewölbt und in den dafür vorgesehenen Aufnahmeraum gedrückt. Nach der Aushärtung des Bauteils und der Werkzeugöffnung soll sich die Dichtung vom Bauteil aufgrund der Rückstellkräfte abschälen. Diese Rückstellkräfte werden ggf. durch eine PTFE-Beschichtung der Dichtung reduziert. Selbst wenn es gelingt sollte die Rückstellkräfte trotz Beschichtung hoch zu halten und gleichzeitig dabei das nicht elastische PTFE-Material kein Rissnetzwerk aufweist, so wird PTFE-Material aufgrund von Kohäsionsversagen auf das hergestellte Bauteil übertragen.
Die EP 1764533 A2 schlägt eine Dichtungsgeometrie vor, welche sich durch mindestens eine Rille (Groove) auszeichnet, so dass mindestens ein Fortsatz (Extension) benötigt wird. Bei Belastung der elastischen Dichtung durch einen vertikalen Formschluss sorgt die geometrische Gestaltung dafür, dass eine Dichtungskraft in horizontaler Richtung aufgebaut wird. Im Sinne einer beschichtungsgerechten Dichtung ist diese Gestaltung nicht ausreichend, da gerade die Rille dafür sorgt, dass die elastischen Fortsätze stark deformiert werden.
Ein weiterer Lösungsansatz besteht in der Integration der Dichtung in den Preform (vorfixierte Faserhalbzeuge) (Fraunhofer Gesellschaft, ICT). Nach der Preformherstellung wird ein Dichtmittel, z.B. ein elastisches Polyurethan, auf die Preformkante aufgetragen und ausgehärtet. Dieser mit einer Dichtung versehene Preformling wird sodann dem RTM-Prozess zugeführt und übernimmt dort die Harzabdichtung. Die Vakuumdichtung wird an anderer Stelle angeordnet, so dass diese nicht mit Harz in Berührung kommt. Durch dieses Prinzip wird dem RTM-Prozess immer eine neue Harzdichtung zugeführt, welche jedoch auch später zu verwerfen ist.
Plasmapolymere Dünnschichten können nicht nur als trockene Trennschicht eingesetzt werden, sondern in anderer Schichtzusammensetzung auch zur Reibungsreduktion von dynamischen Dichtungen, insbesondere Radialwellendichtungen (RWDR) eingesetzt werden ( DE 102008002515 A1 ). Derartige Dichtungen zeichnen sich unter anderem durch eine Dichtlippe aus, welche die eigentliche Dichtungsfunktion gegenüber der Welle übernimmt. Hierbei wird die Dichtlippe verformt, um Anpressdruck aufzubauen und die gewünschte Dichtwirkung herzustellen. Auch in einer solchen Anwendung wird die Beschichtung durch die verwendungsgemäße Elastomerverformung übermäßig beansprucht, insbesondere dann, wenn sogenannte gestochene Dichtkanten eingesetzt werden. Solche Dichtkanten sind weitgehend üblich und werden durch einen mechanischen Nachbearbeitungsschritt hergestellt. Dabei entsteht eine Spitze mit sehr kleinem Spitzenradius, welche im Betrieb ohne Beschichtung während der Einlaufphase abgetragen und verrundet wird. Drückt eine derartige Dichtlippe jedoch im beschichteten Zustand auf die Wellenoberfläche, so wird die Funktionsschicht zusammen mit dem elastomeren Dichtungsmaterial verformt. Es kommt lokal zu Schichtstauchungen, welche sehr schnell zu Schichtdefekten führt. Diese sehen im entlasteten Zustand häufig aus wie Risse und können von diesen nur durch genaue Betrachtung unterschieden werden. Im Detail erkennt man meist nach Außen gewölbtes Material und insbesondere viele kleine Schichtpartikel. Insbesondere diese Defekte können zu kleinen abrasiven Partikeln im Dichtspalt führen, welche die Lebensdauer der Funktionsschicht signifikant reduziert. Dehnungsrisse weisen deutlich weniger Partikel auf. Zudem ist die Risskante aufgrund der Druckspannungen der Schicht eher nach Innen geneigt.
Dieses Verhalten kann durch die Einführung einer abgerundeten Dichtkante deutlich abgeschwächt werden, allerdings verringert sich dadurch auch die Anpresskraft und es muss mit einem Dichtigkeitsverlust gerechnet werden.
Allen beschriebenen Lösungen ist gemein, dass sie nicht gewährleisten, dass der Bereich der Dichtung, der in Kontakt mit den Medien kommt, gegen die abgedichtet werden soll, mechanisch stabil ist und dauerhaft eine trennende/abweisende Oberflächeneigenschaft gegenüber diesen Medien gewährleistet. Somit war es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein abzudichtendes System oder einen Dichtkörper oder ein Verfahren zum Abdichten eines Systems anzugeben, in dem die Dichtung über einen langen Zeitraum mechanisch stabil ist und/oder gegenüber den Medien, gegen die abgedichtet werden soll, über einen langen Zeitraum eine abweisende/trennende Funktion verfügt.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein abzudichtendes System für in Form zu bringende Materialien, umfassend einen elastischen Dichtkörper mit einem mit einer Funktionsschicht beschichteten Funktionskontaktbereich,
wobei die Funktionsschicht im aufgebrachten Zustand über eine Dehnung bis Mikroriss von ≤ 5%, bevorzugt ≤ 3%, weiter bevorzugt ≤ 1,5% verfügt,
und (i) keine Dichtnut oder (ii) eine Dichtnut, wobei der Dichtkörper so ausgestaltetet ist, dass er (i) alleine oder (ii) in Zusammenspiel mit der Ausgestaltung der Dichtnut beim Übergang vom nicht-dichtenden in den dichtenden Zustand im Funktionskontaktbereich so wenig gestaucht und gedehnt wird, dass nach ≥ 10, bevorzugt ≥ 100, weiter bevorzugt ≥ 500 Zyklen, umfassend Abdichtung und Entdichtung des Systems, bei 50-facher Vergrößerung im Stereomikroskop keine Risse in der Funktionsschicht auf dem Funktionskontaktbereich erkennbar sind, wobei die Funktionsschicht im aufgebrachten Zustand über eine Dehnung bis Mikroriss von ≤ 5%, bevorzugt ≤ 3%, weiter bevorzugt ≤ 1,5% verfügt.
Ein abzudichtendes System im Sinne der vorliegenden Erfindung ist hierbei jedes System, dass über wenigstens einen abgeschlossenen Raum verfügt, in dem sich ein Medium befindet, das vor einem Austritt aus diesem abgeschlossenen Raum bewahrt werden soll. Medien können hierbei bevorzugt Materialien sein, die aushärtbar sind und durch das abzudichtende System eine bestimmte Form gebracht werden sollen und/oder Flüssigkeiten und/oder Gase, die durch das abzudichtende System vor Druckausgleich, insbesondere Druckverlust bzw. Medienverlust geschützt werden sollen.
Die Funktionsschicht im Sinne der vorliegenden Erfindung ist eine Beschichtung, die sich vom Material des elastischen Dichtkörpers in ihren Eigenschaften unterscheidet. Bevorzugt hat die Funktionsschicht die Funktion, eine Trennung von den Medien und/oder eine zusätzliche Haltbarkeit des Dichtkörpers und/oder eine verminderte Reibung des Dichtkörpers zu gewährleisten.
Unter Haltbarkeit des Dichtkörpers ist hierbei zu verstehen, dass er seine Funktion (Dichten und gegebenenfalls Trennen vom Medium oder gegebenenfalls reibungs- und/oder verschleißreduzierend wirksam) gewährleisten kann.
Der Funktionskontaktbereich ist hierbei der Bereich, bei dem die Funktionsschicht mit den entsprechenden Medien bestimmungsgemäß in Kontakt kommen könnte. Für den Fall, dass das abzudichtende System eine Form in einem Gießverfahren, insbesondere in einem RTM-Gießverfahren ist, ist der Funktionskontaktbereich der Bereich des Dichtkörpers, der in Kontakt mit dem Medium (hier mit dem auszuhärtenden Material) kommt, wenn sich das abzudichtende System im abgedichteten Zustand befindet. Für den Fall, dass das abzudichtende System eine Radialwellendichtung ist, ist der Funktionskontaktbereich, der Bereich des Dichtkörpers, der in Kontakt mit der Welle kommt.
Der abgedichtete Zustand des abzudichtenden Systems ist dabei der Zustand, in dem gewährleistet ist, dass das Medium an einem ungewünschten Übertritt gehindert wird.
Funktionsschichten können verhältnismäßig dünn sein, daher ist die Prüfung der Dehnung bis Mikroriss im aufgebrachten Zustand, das heißt in dem Zustand, in dem die Funktionsschicht auf dem elastischen Dichtkörper angebracht ist, entscheidend. Je dünner die Schicht ist, desto wahrscheinlicher ist es, dass für die Messung „Dehnung bis Mikroriss“ auch der elastische Dichtkörper bzw. des Grundmaterial eine Rolle spielt. Die Messung „Dehnung bis Mikroriss“ erfolgt wie weiter unten beschrieben.
Eine Dichtnut im Sinne der vorliegenden Erfindung ist eine Vertiefung, in die der elastische Dichtkörper wenigstens teilweise eingeführt und/oder beim Übergang in den dichtenden Zustand hineingedrückt wird.
Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, dass es möglich ist durch eine an das abzudichtende System angepasste Ausformung des elastischen Dichtkörpers, derart dass die Schicht im Funktionskontaktbereich beim Abdichten so wenig gedehnt wird, dass eine erfindungsgemäß einzusetzende Funktionsschicht über einen langen Zeitraum Ihre Funktion behalten kann, das heißt insbesondere, dass sie mechanisch nicht durch Risse beeinträchtigt wird.
Erfindungsgemäß ist die Funktionsschicht eine Schicht, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus plasmapolymerer Schicht oder a-C:H Schichten, wobei eine plasmapolymere Schicht bevorzugt und eine siliziumorganische plasmapolymere Schicht weiter bevorzugt ist.
Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, dass plasmapolymere Schichten und insbesondere siliziumorganische plasmapolymere Schichten besonders geeignet sind, in einem erfindungsgemäßen abzudichtenden System als Funktionsschicht im Funktionskontaktbereich zu wirken. Bevorzugte plasmapolymere Schichten in diesem Zusammenhang finden sich in folgenden Patentanmeldungen Dichtungsartikel ( WO 2009/153306 A1 ), Plasmapolymerer Festkörper, insbesondere plasmapolymere Schicht, deren Herstellung sowie deren Verwendung als Korrosionsschutz ( DE 10 2013 219 337 B3 ), Flexible plasmapolymere Produkte, Entsprechende Artikel und Verwendung ( EP 2 012 938 B1 ).
Im Sinne der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass die Funktionsschicht den gesamten Funktionskontaktbereich bedeckt. Selbstverständlich ist es auch möglich, dass sie auch Bereiche bedeckt, die nicht dem Funktionskontaktbereich zuzuordnen sind. Dies wird im Regelfall sogar zu bevorzugen sein, da nur so sichergestellt sein kann, dass auch wirklich in jedem Anwendungsfall der gesamte Funktionskontaktbereich von der Funktionsschicht bedeckt ist, dadurch dass auch Teile der Anpressbereiche, die benachbart zum Funktionskontaktbereich sind, von der erfindungsgemäß einzusetzenden Funktionsschicht bedeckt sind.
Im Falle von bewegten Dichtungen ist es ebenso wünschenswert, dass neben dem Funktionskontaktbereich, der hier ja die dynamisch belastete Dichtfläche darstellt, auch ein Bereich noch mit der Funktionsschicht bedeckt ist, da selbstverständlich aufgrund der Dynamik und der Eigenschaften des Dichtkörpers die Möglichkeit besteht, dass sich der Funktionskontaktbereich auf dem Dichtkörper etwas verschiebt.
Die Funktionsschicht weist einen E-Modul von ≤ 5 GPa auf, bevorzugt ≤ 3 GPa, weiter bevorzugt ≤2 GPa. Der E-Modul wird mit Hilfe der Nanoindentationsmethode (siehe Beispiel 4) bestimmt.
Es hat sich herausgestellt, dass ein zu hoher E-Modul für die Funktionsschicht schnell zu Rissen aufgrund von Sprödigkeit führt und somit zum Systemversagen beiträgt.
Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes abzudichtendes System, wobei der elastische Dichtkörper aus einem Material besteht ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Gummi (vulkanisierter Kautschuk) insbesondere Naturkautschuk (NR), Nirilkautschuk (NBR), Acrylatkautschuk (ACM), Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR), Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM), Fluorkarbon-Kautschuk (FKM), Silikon und thermoplastisches Elastomer, insbesondere Thermoplastisches Polyurethan (TPU) und Thermoplastisches Polyethylen (TPE).
Die genannten Materialien haben sich als besonders geeignet für das erfindungsgemäße abzudichtende System erwiesen.
Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes abzudichtendes System, wobei die Funktionsschicht eine plasmapolymere Schicht mit einem E-Modul von 0,5 bis 5 GPa ist, bevorzugt von 0,5 bis 3 GPa, weiter bevorzugt von 1,0 bis 2 GPa.
Diese E-Modulbereiche haben sich gerade für plasmapolymere Schichten als besonders geeignet erwiesen.
Erfindungsgemäß bevorzugt ist ein abzudichtendes System, wobei die Funktionsschicht wenigstens eine Funktion hat, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: Abrieb vermindernd, Gleitfähigkeit erhöhend, Entformung fördernd, Adhäsion verringernd und Losbrechmoment verringernd.
Solche abzudichtenden Systeme können beispielsweise sein: Dichtschnüre, Radialwellendichtringe, Kolbendichtungen.
In manchen Fällen ist ein erfindungsgemäßes System bevorzugt, wobei zwischen dem Dichtkörper und der Funktionsschicht eine metallische Schicht angeordnet ist.
Die metallische Schicht hat folgende Vorteile und Funktionen: erhöhte Wärmeleitung, insbesondere oberflächennah, Schutzfunktion gegen Lösungsmittel, Öle und andere leicht in das Elastomer eindiffundierende Medien.
Ein bevorzugtes erfindungsgemäßes System ist ein solches, wobei der Funktionskontaktbereich wenigstens zwei Teilflächen umfasst.
Zwei Teilflächen ergeben sich beispielsweise in Fällen, wie in den 1 bis 3 unten beschrieben, wo es zueinander gewinkelte Flächen gibt, die mit dem jeweiligen zu formenden Material in Berührung kommen können.
Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes abzudichtendes System auswählt aus der Gruppe bestehend aus RTM-Werkzeug, Presse, Spritzgussform, Radialwellendichtring mit Welle.
Diese Anwendungen profitieren hinsichtlich ihrer Haltbarkeit und/oder Anwendbarkeit besonders von einer Ausgestaltung als erfindungsgemäßes System. Dabei wird der Fachmann die werkstoffspezifische Verformbarkeit und Härte des Elastomers berücksichtigen.
Bei der Ausgestaltung der Dichtung wird der Fachmann darauf achten, dass der oder die Funktionskontaktbereich(e) Druck gegenüber dem abzudichtenden Körper(n) aufbauen, dort, wo eine Dichtung Wirkung gewünscht ist.
Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes abzudichtendes System, wobei der Dichtkörper auf der Seite, wo er zuerst beim Übergang des Systems in den dichtenden Zustand kontaktiert wird, eine mit einem Winkel von ≤ 5°, bevorzugt ≤ 2,5° zu zwei gegenüberliegenden Rändern der Seite auslaufende Erhöhung umfasst, welche so angeordnet ist, dass sie zuerst berührt wird, wenn der dichtende Zustand hergestellt wird.
Teil der Erfindung ist auch ein Dichtkörper mit Funktionsschicht wie oben beschrieben, wobei der Dichtkörper bevorzugt als Formkörper entsprechend dem Dichtnutverlauf hergestellt ist.
Diese Dichtkörper eignen sich für eine Vielzahl von Anwendungen, insbesondere für solche, bei denen Formkörper hergestellt werden.
Teil der Erfindung ist auch ein Verfahren zum Abdichten eines Systems, umfassend die Schritte:

a) Bereitstellten eines erfindungsgemäßen abzudichtenden Systems und
b) Zusammenführen der abzudichtenden Teile des Systems, so dass der Dichtkörper (i) alleine oder (ii) in Zusammenspiel mit der Ausgestaltung der Dichtnut beim Übergang vom nicht-dichtenden in den dichtenden Zustand im Funktionskontaktbereich so wenig gestaucht und gedehnt wird, dass nach ≥ 10, bevorzugt ≥ 100, weiter bevorzugt ≥ 500 Zyklen umfassend Abdichtung und Entdichtung des Systems bei 50-facher Vergrößerung im Stereomikroskop keine Risse in der Funktionsschicht auf dem Funktionskontaktbereich erkennbar sind.

Mit diesem Verfahren werden die Vorteile des erfindungsgemäßen Systems genutzt.
Nachfolgend werden noch Ausführungen gemacht zu Beispielen und bevorzugten Varianten der erfindungsgemäßen abzudichtenden Systeme:

In erfindungsgemäßen abzudichtenden Systemen, die dynamischen Belastungen ausgesetzt sind, d.h. insbesondere solchen, bei denen der Dichtbereich einer dynamischen Belastung ausgesetzt ist, ist der Funktionskontaktbereich regelmäßig zwischen Dichtkörper und Gegenkörper, gegen den abgedichtet werden soll. Im Falle eines Wellendichtringes ist zum Beispiel der Bereich gegen den abgedichtet werden soll die Welle.

Für andere Anwendungen, wie z.B. einem RTM-Werkzeug kann es bevorzugt sein, dass ein zweiter Funktionsschichtbereich vorhanden ist, der die Dichtnut selbst gegen das Eindringen von Reaktionsstoffen (wie z.B. des zu formenden Materials) in dem Dichtspalt schützt.
Bevorzugt ist der elastische Dichtungsbereich so ausgelegt, dass bei dem Anpressvorgang beim Übergang in den dichtenden Zustand der Dichtkörper sich so verformt, dass der sich durch die Verformung aufbauende Pressdruck möglichst wenig auf nicht zur Verformung vorgesehene Bereiche, d.h. insbesondere im Regelfall auf den Funktionskontaktbereich, Auswirkungen hat.
Wie bereits oben beschrieben, kann das abzudichtende System zur Kombination mit dem erfindungsgemäß einzusetzenden Dichtkörper mit einem formstabilisierenden (Metall-) Einleger versehen werden. Der Dichtkörper kann aber auch aufblasbar ausgestaltet sein.
Flachdichtungen oder ein Dichtungsband erfüllen im Regelfall eine beschichtungsgerechte Dichtung für Trennanwendungen nicht, da die Kantenbereiche bei der Verpressung stark verformt werden, insbesondere wenn es sich um Elastomere mit niedriger Shore-Härte handelt oder das Werkzeug geometriebedingt eine Verformung verhindert. Ähnliches gilt für klassische Schwalbenschwanzdichtnuten, die für RTM-Werkzeuge nicht eingesetzt werden sollten, da die Verpressung durch die Oberform nicht die notwendige Verpressung in Richtung der harzseitigen Formseite aufbaut.
Ein Beispiel für ein erfindungsgemäßes abzudichtendes System stellt schematisch jeweils die 1 bis 4 dar.
Die 1 bis 4 stellen jeweils alternative erfindungsgemäße abzudichtende Systeme dar, wobei jeweils die Variante a) im nicht-dichtenden Zustand und Variante b) im dichtenden Zustand dargestellt ist.
Dabei handelt es sich jeweils um Systeme für Formverfahren.
Die 5 und 6 stellen wiederum alternative erfindungsgemäße abzudichtende Systeme dar, wobei hier Systeme für dynamische Dichtbelastungen dargestellt sind. Auch hier ist wiederum die Variante a) die nicht-dichtende Situation, während die Variante b) eine dichtende Situation darstellt.
Die Bezugszeichen bedeuten dabei Folgendes:

1: unterer Bereich des abzudichtenden Systems
2: oberer Bereich des abzudichtenden Systems
3: Dichtkörper
4: Funktionsschicht
5: Harzseite
6: Luftseite
7: Fußbereich
11: Wellenaußenseite
13: Dichtkörper
14: Funktionsschicht
15: Ölseite
16: Luftseite
18: Verlauf der Flächenpressung (Kräfte)

1 zeigt eine erfindungsgemäße Dichtkörperauslegung für ein RTM-Werkzeug, die Dichtung 3 befindet sich in einer Nut des unteren Bereich des Systems, die Funktionsschichten 4 sind gegen den oberen Teil des abzudichtenden Systems 2 und gegen die Harzseite 5 der Nut ausgerichtet. Dabei ist der Dichtkörper so ausgelegt, dass die Funktionsschichten 4 beim Übergang in den dichtenden Zustand (1b) praktisch ohne Verformung an die jeweilige Gegenfläche gedrückt werden oder als Gegenfläche (für das Harz) zur Verfügung stehen.
Wird das Werkzeug 1, 2 geschlossen, wird der Dichtkörper 3 also komprimiert, ohne die Funktionsschichten 4 zu überdehnen oder zu stauchen. Die Verformungsbereiche der Dichtung liegen den Funktionsschichtbereichen 4 gegenüber. Die Dichtung 3 ist für ein RTM-Werkzeug bevorzugt so auszulegen, dass das Volumen der Nut in etwa dem Volumen des Dichtkörpers 3 entspricht. Bevorzugt steht die Dichtung im unbelasteten Zustand etwa 10 bis 20 % über die Dichtnut heraus.
Beim Verpressungsvorgang wird zunächst die zum oberen Teil des abzudichtenden Systems ausgerichtete Funktionsschichtflächen gleichmäßig mit Druck belegt und herabgedrückt. Der Dichtkörper 3 fängt an sich zu verformen, wobei er dazu neigt, sich zu verbreitern. Da dies durch die Nut nicht möglich ist, wird zusätzlich ein Pressdruck für den zweiten, harzseitigen Schichtfunktionsbereich 4 aufgebaut.
Dadurch, dass der Dichtkörper 3 im unteren Bereich nicht vollflächig an der Nut anliegt gibt es Verformungsreserven, die das gewünschte Verformungsverhalten unterstützen.
2 stellt die gleichen Bedingungen für eine Schwalbenschwanznut dar. Die Lösung der 2 kann bevorzugt sein, da hier eine Rückhaltekraft bei der Öffnung des Werkzeuges aufgebaut wird, und so der Ablösevorgang der aus dem Harz hergestellten Bauteiloberfläche unterstützt wird.
Eine alternative Lösung zeigt die 5. Bei dieser Dichtkörpersauslegung ist ein Fußbereich 7 eingeführt, durch den wiederum ein optimales Verformungsverhalten des Dichtkörpers 3 bewirkt wird. Beim Entdichten „federt“ der Fußbereich.
4 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Dichtkörperauslegung für ein RTM-Werkzeug, der Dichtkörper 3 befindet sich in einer Nut des unteren Bereich des Systems, die Funktionsschichten 4 sind gegen den oberen Teil des abzudichtenden Systems 2 und gegen die Harzseite 5 der Nut ausgerichtet. Dabei ist der Dichtkörper 3 so ausgelegt, dass die Funktionsschichten 4 beim Übergang in den dichtenden Zustand (4b) mit geringer Verformung an die jeweilige Gegenfläche gedrückt werden, obwohl ein höherer Anpressdruck als in 1, und auch ein inhomogen verteilter Druck im Dichtungsinneren aufgebaut wird.
Wird das Werkzeug 1, 2 geschlossen, wird der Dichtkörper 3 also komprimiert, ohne die Funktionsschichten 4, insbesondere im Bereich zur Harzseite, zu überdehnen oder zu stauchen. Die Verformungsbereiche der Dichtung liegen den Funktionsschichtbereichen 4 gegenüber. Die Dichtung 3 ist für ein RTM-Werkzeug bevorzugt so auszulegen, dass das Volumen der Nut in etwa dem Volumen des Dichtkörpers 3 entspricht. Bevorzugt steht die Dichtung im unbelasteten Zustand etwa 10 bis 20 % über die Dichtnut heraus.
Beim Übergang in den dichtenden Zustand wird zunächst die zum oberen Teil des abzudichtenden Systems ausgerichtete Funktionsschichtflächen gleichmäßig mit Druck belegt und herabgedrückt, dabei wird der hochstehende Bereich zuerst erreicht und dort auch der größte Druck aufgebaut. Der Dichtkörper 3 fängt an sich zu verformen. Er wird einerseits als Ganzes komprimiert, so dass der über die Nut herausstehende Teil in dieselbe hinein gedrückt wird, als auch dazu neigen, sich zu verbreitern. Da dies durch die Nut nicht möglich ist, wird zusätzlich ein Pressdruck für den zweiten, harzseitigen Schichtfunktionsbereich 4 aufgebaut. Welcher Effekt überwiegt ist abhängig von der Elastizität und der Härte des ausgewählten Materials.
Dadurch, dass der Dichtkörper 3 im unteren Bereich nicht vollflächig an der Nut anliegt gibt es Verformungsreserven, die das gewünschte Verformungsverhalten unterstützen.
Die 5 (nicht erfindungsgemäß) stellt eine schematische Situation für Radialwellendichtringe (RWDR) dar. Hier ist die Ausbildung eines elastischen Fußbereiches, das heißt eines Bereiches, der unterhalb einer Verschmälerung des Dichtkörpers sich wiederum verbreitert, bevorzugt, weil so die Bewegung an dieser Stelle aufgenommen werden kann. Hierdurch ist es möglich, einen Pressungsgradienten 18 aufzubauen. In der 5 ist nur die Dichtlippe des Dichtkörpers dargestellt, da im klassischen Aufbau einer Dichtung sonst nicht eingegriffen wird. Es ist zu sehen, dass es mit dem schematischen Aufbau der 5 möglich ist, den Verlauf der Flächenpressung 18 so einzustellen, dass in dem Bereich, in dem die höchsten Dichtungsanforderungen sind, nämlich beispielsweise zur Ölseite 15 hin, den höchsten Anpressdruck zu erzeugen.
Einen vereinfachten Dichtkörper 13 für eine ähnliche Anwendung bildet die 6 (nicht erfindungsgemäß) schematisch ab. Hier ist zu erkennen, dass durch den aufgebauten Pressdruck derjenige Dichtungsbereich, der unmittelbar neben dem Funktionsschichtbereich 14 liegt, sich im belasteten Zustand verformt und eine kleine Wulst bilden kann (in der 6b schematisch überzeichnet dargestellt). Dieser Bereich ist ausdrücklich zur Verformung vorgesehen, sodass der Bereich der Funktionsschicht 14 zwar druckbelastet ist, jedoch selbst nicht verformt wird.
Beispiele
Beschichtungsbeispiel:
Beschichtung einer O-Ring Schnur (Durchmesser 10mm, Material: FKM (Härte: 75 shore A) und einem Rechteck Dichtungsprofil aus EPDM (Härte: 70 shore A, Höhe 6,4mm, Breite 6mm; Geometrie) mit einer plasmapolymeren Trennschicht mit folgenden Eigenschaften: E-Modul: 2,5 GPa, Oberflächenenergie: 23 mN/m, Schichtdicke: 1915 nm Vor der Beschichtung sind die Elastomere mit einem wässrigen Ultraschallreiniger der Fa. Dr. H. Stamm, Tickopur TR13, 2% in demineralisiertem Wasser für 5min bei 60°C im Ultraschallbecken gereinigt worden. Danach wurde nochmals mit demineralisiertem Wasser gespült.
Für die Beschichtung wurde ein Niederdruck-Hochfrequenzplasma mit einer Frequenz von 13,56 MHz verwendet. Dabei wurde das zu beschichtende Produkt direkt auf die Elektrode platziert. Die Elektrode war so ausgelegt, dass sich während des Plasmapolymerisationsprozesses kein Self-Bias von > 10 V ausbildete. Die Vakuumkammer war rechteckig und verfügte über ein Volumen von ca. 1,4 m³. Die Gaseinspeisung war in unmittelbarer Nähe der Elektrode angeordnet, der Absaugflansch gegenüberliegend.

Als Beschichtungsparameter wurden verwendet:

	Teilschritt 1	Teilschritt 2	Teilschritt 3	Teilschritt 4
HMDSO		20	32	92	Sccm
O2	400	198	95	53	Sccm
Leistung	1500	1500	1500	1600	W
Druck	0,03	0,03	0,017	0,015	Mbar
Zeit	600	120	180	3600	sec

Nach der Beschichtung hat die Schnur fühlbar ihre gummiartige Haptik verloren, sie fühlt sich glatt und samtig an. Optisch hat sich die beschichtete Schnur auf den ersten Blick nicht verändert. Die Beschichtung ist lediglich unter Kunstlicht (Neonröhre) an den Farben dünner Schichten erkennbar.
Hälftiges einbetten der beschichteten Elastomerprodukte in eine Epoxidmasse (RTM 6 der Fa. Hexcel), welche bei 180°C für 30 min ausgehärtet wurde, zeigt, dass eine sehr gute Trennwirkung gegeben war. Unbeschichtete Vergleichsprodukte waren nicht zerstörugsfrei ablösbar.
Das Rechteckdichtprofil wurde zudem in eine Rechtecknut (6 mm Breite, 6 mm Tiefe) einer RTM-Form eingebracht. Dort verhinderte sie das Eindringen von dünnflüssigen Harzen in die Dichtnut und sorgt für ein häufiges, leichtes Ablösen des ausgehärteten Produktes bzw. seiner Schwimmhaut.
Dehnungsexperiment:
Ein flacher Elastomerstreifen aus NBR mit einer Dicke von 3,2mm und einer Breite von 11mm wird mit einer Trennschicht versehen, wie im Beschichtungsbeispiel. Allerdings beträgt die Schichtdicke jetzt 1,4µm.
Biegt man diesen Elastomerstreifen über einen bekannten Radius, so kann man mit einem einfachen Stereomikroskop (Zeiss Stemi 2000) schon bei 50facher Vergrößerung erkennen, dass einerseits Strukturen im Elastomeren herausgedrückt werden und andererseits können feine Haarrisse in der Beschichtung erkannt werden. Optisch erkennbar wird die Haarrissbildung derart untersucht ab ca. 15% Dehnung.
Messung der freien Oberflächenenergie bzw. der Oberflächenspannung:
Für die Messungen der freien Oberflächenenergie wurde ein „MobilDrop GH11“ der Firma Krüss GmbH, Hamburg, verwendet. Hierbei handelt es sich um ein Kontaktwinkel-Messgerät mit händisch zu bedienbarer Dosiereinheit. Der Prüftropfen wird mittels einer manuellen Dosiereinheit vorsichtig auf der möglichst ebenen Probenoberfläche abgelegt und weist ein Volumen von ca. 4 - 6 µl auf. Nach dem Aufbringen des Tropfens wird die Spritze entfernt und eine manuelle Basislinienausrichtung vorgenommen, so dass der Kontaktwinkel zeitnah, statisch nach dem Verfahren des ruhenden Tropfens (sessile drop) im Dreiphasen-Kontaktwinkel bestimmt werden kann. Zur Konturanalyse wird die „circle“-Methode verwendet. Diese Messung nimmt das Gerät 10 mal vor und bildet einen Mittelwert des Tropfenrandwinkels.
Um die Oberflächeneigenschaften des beschichteten Produktes besser beschreiben zu können, werden zudem an sechs örtlich unterschiedlichen Positionen derselben Probe Messungen mit der ersten Prüfflüssigkeit vorgenommen. Hieraus wird der Mittelwert gebildet. Danach wird die Prüfflüssigkeit gewechselt und der Vorgang an weiteren zehn Positionen der Probenoberfläche wiederholt.
Diese Vorgehensweise ist wichtig, da bei der Kontaktwinkelmessung unter anderem der Oberflächenrauigkeit eine große Bedeutung zukommt. Beispielsweise wird der Kontaktwinkel mit Wasser auf einer rauen Oberfläche gegenüber einer glatten Oberfläche vergrößert sein, wenn die Oberflächenchemie einen Wasserrandwinkel von >90° auf der glatten Oberfläche ermöglicht. In der Konsequenz wird dadurch die aus den Randwinkeln ermittelte Oberflächenenergie zu niedrig angegeben.
Als Prüfflüssigkeiten werden Wasser (Oberflächenspannung: 72,80 mN/m ; disperser Anteil: 21,80 mN/m ; polarer Anteil: 51,00 mN/m) und Dijodmethan [DJM] (Oberflächenspannung: 50,80 mN/m ; disperser Anteil: 50,80 mN/m ; polarer Anteil: 0,00 mN/m) verwendet. Der Fachmann wird im Zweifel die Oberflächenenergie der Prüfflüssigkeiten z.B. mit der Wilhelmy-Waage überprüfen und auch immer auf frische und reine Prüfflüssigkeiten achten.
Aus den Einzelmessungen je Prüfflüssigkeit wird der Mittelwert gebildet und diese Mittelwerte der Kontaktwinkel über die Gleichung von Owens-Wendt-Rabel-Kaelble hinsichtlich der freien Oberflächenenergie (OFE) des Festkörpers ausgewertet. Durch diese statistische Auswertung gibt die Standardabweichung die Homogenität der Probe wieder.
Bestimmung der Nanohärte und des E-Moduls:
Die Nanoindentierung ist eine Prüftechnik, mit der über eine feine Diamantspitze (dreiseitige Pyramide [Berkovich], Radius wenige 100nm) die Härte von Oberflächenbeschichtungen ermittelt werden kann. Es wird hierbei entgegen der makroskopischen Härtebestimmung (wie z.B. Vickershärte) nicht die durch eine Normalkraft eingeprägte verbliebene Indentierungsmulde vermessen, sondern eine eindringtiefenabhängige Querschnittsfläche des Nanoindentors angenommen. Diese tiefenabhängige Querschnittsfläche wird über eine Referenzprobe mit bekannter Härte ermittelt (i.d.R. Fused Silica).
Die Nanoindentierung verwendet während der Aufbringung der Normalkraft eine empfindliche Auslenkungssensorik (kapazitive Platten), mit der die Eindringtiefe bei steigender und wieder sinkender Normalkraft präzise gemessen werden kann - ganz anders als bei der klassischen Vorgehensweise. Die Normalkraft-Eindringtiefe-Kurve gibt während der Anfangsphase der Entlastung insitu die Steifigkeit der Probe an. Mithilfe der von der Referenzprobe bekannten Querschnittsfläche des Nanoindentors kann so das Elastizitätsmodul und die Härte der Probe bestimmt werden. Die maximale Prüfkraft für die Nanoindentierung liegt in der Regel unterhalb von 15 mN.
Zur Messung der reinen Eigenschaften der Beschichtung ohne Beeinflussung durch das Substrat wird eine Faustregel von 10% der Schichtdicke verwendet. Tiefer gehendere Eindringkurven beinhalten einen Einfluss durch das verwendete Substrat. Bei steigenden Eindringtiefen von über 10% der Schichtdicke nähern sich die gemessenen Werte für Elastizitätsmodul und Härte sukzessive an die des Substrats an. Die beschriebene Auswertung nach diesem Messverfahren wird nach Oliver & Pharr benannt [W.C. Oliver, G.M. Pharr, An improved technique for determining hardness and elastic modulus using load and displacement sensing indentation experiments, J. Material Res. (1992) Vol. 7, No. 6, 1564-1583].
Zur einfacheren Variation der Eindringtiefen bei verschiedenen Lasten wird das sogenannte multiple Be- und Entlastungsverfahren, kurz Multiindentierungsverfahren, verwendet. Hierbei werden auf einer festen Stelle segmentweise Be- und Entlastungen vorgenommen. Die lokalen Belastungsmaxima werden dabei kontinuierlich gesteigert. Auf der festen Stelle können so tiefenabhängige Werte des Elastizitätsmoduls und der Härte ermittelt werden. Zusätzlich werden aus statistischen Zwecken auf einem Messfeld verschiedene unbeeinflusste Stellen der Probe ebenfalls angefahren und getestet. Durch Vergleich zwischen Einzelindentierung und Multiindentierungsverfahren haben Schiffmann & Küster nachgewiesen, dass es nur sehr kleine Abweichungen zwischen den ermittelten Werten der beiden Verfahren gibt [K. I. Schiffmann, R. L.A. Küster; Comparison of Hardness and Young's Modulus by Single Indentation and Multiple Unloading Indentation. In: Zeitschrift für Metallkunde 95 (2004) 5, 311-316]. Zur Kompensation werden längere Haltezeiten zur Verhinderung von Kriecheffekten der Piezoscanner vorgeschlagen [K. I. Schiffmann, R. L.A. Küster; Comparison of Hardness and Young's Modulus by Single Indentation and Multiple Unloading Indentation. In: Zeitschrift für Metallkunde 95 (2004) 5, 311-316].
Dementsprechend wurde beispielsweise bei Proben aus Ausführungsbeispiel 2mit 10 Multilndents pro Stelle mit maximal 0,055 mN gemessen. Die Multiindents haben lokale Kraftmaxima, die dann auf 20% der Kraft reduziert wurden. Diese Entlastungskurven wurden in der Form einer Tangente von 98 bis 40% ausgewertet. Es wurden 10 Messpunkte für die Statistik und Homogenität getestet. Die Entfernung der Messpunkte betrug 50 µm, um Einflüsse wie beispielsweise plastische Deformationen der zu prüfenden Schicht durch vorherige Messungen zu vermeiden. Die Schichtdicke betrug 1839 nm. Für die Einhaltung der Faustformel für die Eindringtiefe von max. 10% der Schichtdicke sind die Entlastungskurven bei den Multiindents des gezeigten Beispiels bis zur maximalen Kraft von 0,055 mN zulässig für die Auswertung. Bei geringeren Schichtdicken ist auf die zugehörige max. lokale Kraft zu achten, um die 10% - Regel nicht zu überschreiten.
Für die Nanoindentierungen der Ausführungsbeispiele wurde ein Universal Material Tester (UMT) mit Nanoindentierungsmodul Nano-Head (NH2) der Fa. CETR (nunmehr unter Fa. Bruker AXS S.A.S.) mit entsprechender Vibrationsdämpfungstechnik (Minus k) in einer thermisch und akustischen Isolierungskammer eingesetzt.
Entsprechend dem Multiindentierungsverfahren wurde beispielsweise Proben, welche entsprechend Ausführungsbeispiel 1 hergestellt wurden, mit 10 Multiindents pro Stelle mit maximal 0,055 mN gemessen. Die Multiindents haben lokale Kraftmaxima, die dann auf 20% der Kraft reduziert wurden. Diese Entlastungskurven wurden in der Form einer Tangente von 98 bis 40% ausgewertet. Es wurden 10 Messpunkte für die Statistik und Homogenität getestet. Die Entfernung der Messpunkte betrug 50 µm, um Einflüsse wie beispielsweise plastische Deformationen der zu prüfenden Schicht durch vorherige Messungen zu vermeiden. Die Schichtdicke betrug 2017 nm. Für die Einhaltung der Faustformel für die Eindringtiefe von max. 10% der Schichtdicke sind die Entlastungskurven bei den Multiindents des gezeigten Beispiels bis zur maximalen Kraft von 0,055 mN zulässig für die Auswertung. Bei geringeren Schichtdicken ist auf die zugehörige max. lokale Kraft zu achten, um die 10% - Regel nicht zu überschreiten.
Die maximale Kraft für die Eindringtiefe und die korrespondierende Entlastungskurve ist also hier im Zweifelsfall ≤ 0,055 mN, bevorzugt ist sie bei Schichtdicken von ≤ 1000 nm im Zweifelsfall ≤ 0,020 mN.

Claims

Abzudichtendes System (1, 2) für aushärtbare und durch das System in Form zu bringende Materialen, umfassend einen elastischen Dichtkörper (3) mit einem mit einer Funktionsschicht (4) beschichteten Funktionskontaktbereich, wobei die Funktionsschicht (4) im aufgebrachten Zustand über eine Dehnung bis Mikroriss von ≤ 5%, verfügt, und (i) keine Dichtnut oder (ii) eine Dichtnut, wobei der Dichtkörper so ausgestaltetet ist, dass er (i) alleine oder (ii) in Zusammenspiel mit der Ausgestaltung der Dichtnut beim Übergang vom nicht-dichtenden in den dichtenden Zustand im Funktionskontaktbereich so wenig gestaucht und gedehnt wird, dass nach ≥ 10 Zyklen, umfassend Abdichtung und Entdichtung des Systems, bei 50-facher Vergrößerung im Stereomikroskop keine Risse in der Funktionsschicht (4) auf dem Funktionskontaktbereich erkennbar sind, wobei die Funktionsschicht (4) eine Schicht ist, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus plasmapolymerer Schicht oder a-C:H Schichten, und wobei die Funktionsschicht (4) ein E-Modul von ≤ 5 GPa aufweist.
Abzudichtendes System (1, 2) nach Anspruch 1, wobei der elastische Dichtkörper aus einem Material besteht ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Gummi (vulkanisierter Kautschuk) insbesondere Naturkautschuk (NR), Nirilkautschuk (NBR), Acrylatkautschuk (ACM), Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR), Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM), Fluorkarbon-Kautschuk (FKM), Silikon und thermoplastisches Elastomer, insbesondere Thermoplastisches Polyurethan (TPU) und Thermoplastisches Polyethylen (TPE).
Abzudichtendes System (1, 2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Funktionsschicht (4) eine plasmapolymere Schicht mit einer Nanohärte von 0,05 - 5 GPa ist.
Abzudichtendes System (1, 2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Funktionsschicht wenigstens eine Funktion hat, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: Abrieb vermindernd, Gleitfähigkeit erhöhend, Entformung fördernd, Adhäsion verringernd und Losbrechmoment verringernd.
Abzudichtendes System (1, 2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei zwischen dem Dichtkörper (3) und der Funktionsschicht (4) eine metallische Schicht angeordnet ist.
Abzudichtendes System (1, 2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Funktionskontaktbereich wenigstes eine oder mehrere Teilflächen umfasst.
Abzudichtendes System (1, 2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das System ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus RTM-Werkzeug, Presse, Spritzgussform.
Abzudichtendes System (1, 2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Dichtkörper (3) auf der Seite, wo er zuerst beim Übergang des Systems in den dichtenden Zustand kontaktiert wird, eine mit einem Winkel von ≤ 5° zu zwei gegenüberliegenden Rändern der Seite auslaufende Erhöhung umfasst, welche so angeordnet ist, dass sie zuerst berührt wird, wenn der dichtende Zustand hergestellt wird.
Dichtkörper (3) mit Funktionsschicht (4) wie in einem der vorangehenden Ansprüche definiert, wobei der Dichtkörper entsprechend dem Dichtnutverlauf hergestellt ist.
Verfahren zum Abdichten eines Systems, umfassend die Schritte: a) Bereitstellen eines abzudichtenden Systems (1, 2) wie in einem der Ansprüche 1 bis 8 definiert und b) Zusammenführen der abzudichtenden Teile des Systems, so dass der Dichtkörper (3) (i) alleine oder (ii) in Zusammenspiel mit der Ausgestaltung der Dichtnut beim Übergang vom nicht-dichtenden in den dichtenden Zustand im Funktionskontaktbereich so wenig gestaucht und gedehnt wird, dass nach ≥ 10 Zyklen umfassend Abdichtung und Entdichtung des Systems bei 50-facher Vergrößerung im Stereomikroskop keine Risse in der Funktionsschicht (4) auf dem Funktionskontaktbereich erkennbar sind.