Dichtungen, Bild: 0frog - Fotolia
Dichtungen könnten in einer Maschine oder Anlage durchaus noch weitere Funktionen übernehmen, neben dem Führen und Abdichten. Bild: 0frog - Fotolia

Mit intelligenten Dichtungen sind aber auch Funktionen realisierbar, die über die reine Selbstüberwachung hinausgehen. So forscht Freudenberg Sealing Technologies auch an verschiedenen dynamischen Dichtelementen wie Membranen, die als Bewegungs- oder Kraftsensor dienen können, wie beispielsweise das Monitoren der Absolutposition. Möglich ist dies mit sogenannten dielektrischen Elastomeren. Die Membran ist dabei wie ein Sandwich aufgebaut: Die beiden Außenschichten bestehen aus einem elektrisch leitfähigen Elastomer, die Innenschicht hingegen aus einem elektrisch isolierenden Elastomer. Damit bilden die drei Schichten einen Kondensator. Wenn in der Anwendung die Membran bewegt wird, ändert sich dessen Kapazität. Dadurch ist es möglich, die auf die Membran einwirkende Kraft zu messen.

Wenn man bei dielektrischen Elastomeren aktiv eine Spannung anlegt, dann kann man solche Dichtelemente nicht nur als Sensor, sondern auch als Aktuator nutzen. Denn mithilfe einer elektrischen Spannung ist es möglich, das Elastomer zu verpressen. Wenn man nun nicht nur ein „Sandwich“, sondern einen ganzen Stapel aus vielen Schichten verwendet, könnten solche Elastomeraufbauten auch eine Ventilfunktion übernehmen: Wird der Strom betätigt, dann verpresst sich der ganze Stapel und das Ventil öffnet sich; liegt kein Strom an, dann „entspannen“ sich die Elastomerschichten wieder und das Ventil schließt. Ein solches Ventil könnte sich stufenlos verstellen lassen; zudem ist der Energiebedarf gering, weil der Strom nur beim Ausüben der Funktion benötigt wird. Hier ist das Unternehmen noch weit entfernt von einer Anwendung in der Serie, dennoch sieht sich Freudenberg Sealing Technologies gut aufgestellt, um entsprechende Materialien weiterzuentwickeln.

Elastomere beheizen

Die Anwendungsbereiche für intelligente Dichtungen sind vielfältig. Eine wesentliche Prämisse ist dabei, dass sie in allen denkbaren Medien eingesetzt werden können, weil ihr Grundwerkstoff auf die entsprechenden Anwendungen abgestimmt wurde, denn die Dichtung soll dem Grundsatz nach immer noch dichten. So können thermochrome Beschichtungen für Temperaturmessungen exakt an den Stellen arbeiten, an denen eine Dichtung thermisch beansprucht wird, wie beispielsweise im Inneren eines Motors. Das ist insbesondere an Stellen, an denen sich kein Messfühler anbringen lässt, von Vorteil. Umgekehrt kann die elektrische Leitfähigkeit die Grundfunktion des Elastomers erweitern, etwa indem eine Dichtung mit geringer Kältetoleranz für den Einsatz in kalten Weltregionen beheizt wird. Auch wenn viele Ansätze noch Forschungscharakter haben: Science-Fiction ist das schon lange nicht mehr.