Nachricht vom 22.09.2017 
Neuartiges Verbindungsverfahren zum Patent angemeldet
Die Unternehmen Federal-Mogul und TIME arbeiten erfolgreich firmenübergreifend zusammen. Das innovative Verfahren zum Fügen von Blechen vereinfacht die Herstellung von Abgaskrümmer- und Zylinderkopf-Dichtungen und konnte zum Patent angemeldet werden.
Herdorf/Wissen. Zylinderkopfdichtungen in Motoren oder Dichtungen im Abgassystem sind kaum beachtete, jedoch wichtige Elemente des Fahrzeugs. Die früher verbauten, einfachen Korkdichtungen entsprechen heutzutage nicht mehr den hohen Anforderungen moderner Motorentechnik. Federal-Mogul Sealing Systems GmbH aus Herdorf gehört zu den Spezialisten auf diesem Gebiet und fertigt unter anderem technisch sehr anspruchsvolle Mehrlagen-Stahldichtungen, wie zum Beispiel als Zylinderkopfdichtung. Zur einwandfreien Funktion dieser mehrlagigen Dichtungen ist es erforderlich, dass diese sowohl exakt zueinander als auch am Einbauort positioniert sind. Dazu werden sie nicht als Einzelteile, sondern als Paket gefügt, in exakter Reihenfolge und Orientierung ausgeliefert. Dazu werden sie üblicherweise vernietet oder verschweißt.
Im Zuge der Kosteneffizienz hat Federal-Mogul im Jahr 2016 ein Projekt angestoßen, um alternative Fügeverfahren für mehrlagige Dichtungen zu finden. Das Unternehmen beauftragte damit seinen Mitarbeiter Tobias Leukel: Als „dualer Student“ verfügte der gelernte Werkzeugmechaniker über fundierte Kenntnisse der Federal-Mogul-Technologie und konnte in seiner Bachelorarbeit über das neue Fügeverfahren seine praktischen Erfahrungen mit dem theoretischen Wissen des Maschinenbaustudiums optimal kombinieren.
Tobias Leukel erstellte unter anderem ein neuartiges 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 das es an den
„Um teure, langwierige Versuche und kostspielige Prototypenwerkzeuge zu vermeiden, haben wir das Technologie-Institut für Metall & Engineering GmbH (TIME) aus Wissen ins Boot geholt“, sagt Federal-Mogul-Geschäftsführer Holger Nix. Nach der Konstruktion erster Werkzeug- und Blechgeometrien führte TIME eine Machbarkeitsuntersuchung mittels FEM-Computersimulation (Finite Elemente Methode) durch. „Nach einer ersten Analyse konnten wir bereits 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 so realisierten Prototypen von mehrlagigen Zylinderkopfdichtungen weisen den Vorteil auf, auftragungsfrei – also ohne Verdickungen – zu sein. Somit können aufwendige Taschen im Zylinderkopf und dem Motorblock entfallen, die ansonsten z. B. für eine auftragende Nietverbindung notwendig wären.
„Wegen der vorab erfolgten FEM-Simulation bei TIME erübrigte sich die Anfertigung von weiteren Prototypen“, unterstreicht Tobias Leukel, der sein Maschinenbau-Studium an der Universität Siegen mittlerweile erfolgreich abgeschlossen hat - seine Bachelorarbeit wurde mit Note 1,0 bewertet - und nun bei Federal Mogul als Konstrukteur arbeitet.
Auch für Federal-Mogul Sealing Systems hat sich die firmenübergreifende Zusammenarbeit mit TIME bezahlt gemacht: Das innovative Verfahren zum Fügen von Blechen vereinfacht die Herstellung von Abgaskrümmer- und Zylinderkopf-Dichtungen und konnte zum Patent angemeldet werden.
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