Selbstverständlich, besonders in der Lebensmittelproduktion: Ein Dichtsystem, das zur Abdichtung einer rotierenden Welle dient, sollte ohne Leckage funktionieren. Klassische Dichtsysteme können dies aufgrund der Relativbewegung zwischen der Welle und dem Dichtelement nur sehr eingeschränkt leisten. Denn genau an dieser Stelle sollte absolute Dichtigkeit gegeben sein. Diese Anforderung wird heute meist mit einer großen Vorspannung auf die Welle gelöst. Damit nimmt man allerdings eine erhöhte Reibung (Energieeffizienz) und geringere Standzeiten der Welle und des Dichtsystems in Kauf.

Darüber hinaus sollten keine versteckten Hohlräume vorhanden sein, in denen sich Rückstände von Lebensmitteln festsetzen, die in der Folge zu hygienischen Problemen führen können. Bei verwendeten Dichtsystemen, z. B. Stopfbuchspackungen, sind diese Hohlräume aber erforderlich, um überhaupt die Funktionsfähigkeit des Systems sicherzustellen. Der Spalt zwischen Welle und Stopfbuchspackungen kann aber schnell zu Hygieneproblemen führen. Deshalb suchen Anwender und Maschinenhersteller schon länger nach einer Lösung für diese Probleme.

Hochfunktionale Lösung

Das CinchSeal®-System wurde u. a. für diese Anforderungen entwickelt und besteht aus mehreren Komponenten: einem Gehäuse zur Aufnahme des Dichtsystems, zwei Rotor-Cups und einem Elastomer-Boot. Für die verschiedenen Einsatzbereiche sind Standard-Gehäuse aus Aluminium und Edelstahl verfügbar. Alle Gehäuse können geteilt ausgeführt werden. Dies erleichtert die Montage „um die Welle herum“ und macht diese teilweise auch erst möglich. Rotor-Cup und Elastomer-Boot sitzen fest auf der Welle und drehen sich mit der Welle. So wird sie nicht beschädigt − und keine Hohlräume zwischen Dichtung und Welle sind vorhanden. Zwar gibt es auch hier die genannte Relativbewegung. Diese ist aber von der Welle in das Gehäuse verlagert, wo sie keine Probleme macht.

Die Dichtungen sind bei Temperaturen von –40 °C bis 220 °C und bis 4 bar Überdruck und bei Vakuum einsetzbar. Alle Anwendungen sollten mit Sperrluft betrieben werden. Hierfür ist jedes Gehäuse mit den entsprechenden Anschlüssen ausgestattet. Bezogen auf den Wellendurchmesser sollte die Umfangsgeschwindigkeit <1,2m/s sein. Je nach abzudichtendem Medium können die Dichtkörper aus unterschiedlichen Materialien gefertigt werden.

Eingesetzt wird CinchSeal ® heute – neben der Lebensmittelindustrie, darunter die Fleisch- und Geflügelverarbeitung, Schokoladenherstellung, Teigverarbeitung für Pizza, Brot oder Brötchen, Getreideverarbeitung und Gewürzherstellung sowie Zucker- und Salzproduktion – auch in der Kunststofftechnik, der Ton-, Steine-, Glas-Industrie, Agrar- und Farbchemie, Papierindustrie, Verpackungstechnik, Pharmatechnik und der Erdölindustrie.

Das CinchSeal ®-System ist kein Standard-Produkt. In der Praxis wird grundsätzlich der „Ist-Zustand“ aufgenommen. Anschließend erlauben speziell angefertigte Gehäuse einen schnellen und unkomplizierten Umbau auf das System. Der nachfolgende Austausch der eigentlichen Dichtungen ist einfach und schnell möglich, da aufgrund der geteilten Ausführungen nicht die ganze Welle freizulegen ist. Das Dichtsystem lässt sich in einen kleinen Bauraum einfügen und um die Welle herum montieren.

Ein System, das sich rechnet

Bei einer Schokoladenconche  wurden beispielsweise Stopfbuchspackungen an sechs Dichtstellen verwendet. Die Conche leckte Schokolade und musste alle zwei Monate gewartet werden. Die Wartung dauerte aufgrund des engen Platzes auf der Antriebsseite 8 Stunden x 4 Personen. Zusätzliche 2 Stunden Reinigungssitzung waren ebenfalls erforderlich, um die Conche wieder in Produktion zu bringen. Das Problem konnte mit der Installation von 6 CinchSeals für Gesamtkosten von 24 000 € gelöst werden. Vorher hatte es Kosten in Höhe von 25 000 bis 30 000 € pro Jahr bereitet. Die Investition von 24 000 € in CinchSeals führte daher zu Einsparungen von 6 000 € im ersten Jahr und 30 000 € im zweiten Jahr.

Bei einer weiteren Anwendung von gefrorenem Kuchen trat in einem Mixer für Obst mit vertikaler, freitragender Welle ein starker Produktverlust von Fruchtsaft durch die Stopfbuchspackung auf. Der Getriebemotor unter der Welle wurde beschädigt und zweimal jährlich ersetzt. Der Austausch dauerte 8 Stunden x 2 Personen. Die Gesamtkosten für Getriebemotor, Ausfallzeit, Reinigungszeit und Dichtungsmaterial beliefen sich auf 15 000 € pro Jahr. Die Installation von einem CinchSeal für 3 500 € brachte hier eine Ersparnis von 11 500 € im ersten Jahr und 15 000 € im zweiten Jahr.

Bei einer sechs Meter langen horizontalen Förderschnecke für Kaffeeextrakt drang aus den vorhandenen Stopfbuchspackungen ausgetretener Kaffeeextrakt, der abrasiv wirkt, in die vorgeschalteten Wälzlager ein und zerstörte diese regelmäßig. Fluchtungsfehler der Welle und des Schneckenförderers verursachten den Lagerschaden, der jedes Jahr ersetzt werden musste. Es dauerte 8 Stunden x 2 Personen, um die Wälzlager und Dichtungen auf beiden Seiten der Schnecke auszutauschen, da die Förderschnecke in 5 m Höhe aufgehängt war. Das abrasive Material zerstörte auch regelmäßig die Welle, an der die Packung installiert war, was eine beträchtliche Menge an Bearbeitungszeit kostete, da die verschlissene Welle entfernt und repariert werden musste. Die Kosten für Ausfallzeiten und Schachtreparaturen betrugen etwa 10 000 € pro Jahr. Nach der Installation von 2 CinchSeals für 4 000 € konnten die Produktleckagen und Ausfällen eliminiert werden. Die Einsparungen im ersten Jahr betrugen 6 000 € und im zweiten Jahr 10 000 €.

Auch Anwendungen in Teigmischern sowie in einem Mischer für Gluten wurden bereits erfolgreich realisiert.

Revolution in der Dichtungstechnik

Die Dichtungen sind für Wellenumfangsgeschwindigkeiten von <1,2 m/s verfügbar. Sie sind für Drücke bis 4 bar und für Vakuum, Temperaturen von –40 °C bis +220 °C sowie für abrasive Medien einsetzbar. Da alle Medien leckagefrei abgedichtet werden können, sind sie eine Alternative zu Stopfbuchspackungen, Lippendichtungen und Gleitringdichtungen.

Im Sinne des Hygienic Design werden Hohlräumen vermieden, sodass zudem Sicherheit in Bezug auf das Qualitätsmanagement geboten ist: Die Dichtstellen sind nach dem Einbau sauber und bleiben über einen langen Zeitraum FDA-konform. Sie sind USDA-zertifiziert und entsprechen der Verordnung EG Nr.: 1935/200

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