Die Anforderungen an die Temperaturfestigkeit und chemische Beständigkeit von Klebstoffen steigen in vielen Branchen. Das gilt z.B. für die Automobil- oder die Elektronikindustrie. Um Eigenschaften wie elektrische bzw. thermische Leitfähigkeit oder angepasste Ausdehnungskoeffizienten zu erreichen, ergänzen Klebstoffhersteller ihre Produkte durch zusätzliche Rohstoffe. Diese robusten, meist mineralischen oder metallischen Füllstoffe finden also einen häufigeren Einsatz in Klebstoffen. Sie gelten jedoch als abrasiv und damit schwer dosierbar. Zu Unrecht, wie Langzeittests gezeigt haben.

Abrasiv bedeutet, dass die Materialien eine schleifende Wirkung haben. Dies kann potenziell Oberflächen abnutzen oder beschädigen. Um die Effekte abrasiver Füllstoffe auf das Equipment in der Praxis zu prüfen, haben ViscoTec und DELO eine Langzeitstudie durchgeführt. Innerhalb dieser sollte ermittelt werden, wie Klebstoffe mit Füllstoffanteil die Dosierfähigkeit von Dosiergeräten beeinflusst. Zu diesem Zweck wurden über 6 Millionen Dosierzyklen durchgeführt.

Doch um die Ergebnisse der Forschung zu verstehen, lohnt es sich, kurz auf den Aufbau moderner Dosiersysteme einzugehen.

Moderne Dosiersysteme: Das Rotor-Stator-Prinzip

Moderne Dosiersysteme, wie Exzenterschneckenpumpen, verwenden einen Rotor und einen elastischen Stator, um Klebstoffe effizient zu transportieren. Denn diese Bauweise ist besonders effizient für die Dosierung zäher, scherempfindlicher oder feststoffhaltiger Flüssigkeiten.

Transport Klebstoff: Der Rotor ist so geformt, dass er versetzt zur Statoroberfläche läuft. Dadurch entstehen temporäre Dichtungen und Hohlräume bilden sich. Sobald der Rotor beginnt, sich exzentrisch zu bewegen, bilden sich neue Hohlräume. Diese saugen das Produkt an und es wird entlang der Baugruppe "vorwärtsbewegt", bis es durch die Auslassöffnung ausgestoßen wird.

Des Weiteren sind moderne Statoren oft aus elastomerischen Material gebaut. Der Vorteil liegt darin, dass ein elastomerischer Stator eine ständige Abdichtung gewährleistet, die eine gleichmäßige und präzise Dosierung ermöglicht. Denn Elastomere gehören zu einer besonderen Klasse von Polymeren, die sich durch ihre herausragende Elastizität auszeichnen. Diese Materialien können sich bei Dehnung oder Biegung erheblich in ihrer Form verändern. Nach der Belastung jedoch kehren sie zuverlässig in ihre ursprüngliche Gestalt zurück. Ein Stator aus Elastomer besitzt die Fähigkeit, die ungleichmäßigen Bewegungen des Rotors effektiv zu absorbieren. Auch kann er sich flexibel an die Form des Rotors anpassen. Dies führt zu einer kontinuierlichen Abdichtung und gewährleistet somit eine gleichmäßige und präzise Dosierung.

In regelmäßigen Abständen (nach jeweils 20 Stunden) wurden dann drei Dosierschüsse gewogen. Diese Prüfungen dienten dazu, die Konsistenz und Präzision der Dosierungen im Zeitverlauf zu überprüfen.
Eine Zu- oder Abnahme der gewogenen Dosierschüsse im Vergleich zu früheren Messungen an Masse, könnte auf einen Verschleiß der Dosiergeräte hinweisen. Insbesondere bei abrasiven Klebstoffen könnte eine solche Veränderung darauf hindeuten, dass das Material Teile der Dosiergeräte abnutzt. Dies könnte die Dosierpräzision beeinträchtigen.

Ergebnisse: Tatsächlich war eine präzise und wiederholgenaue Dosierung über alle Versuchspaare gegeben. Die Experten von DELO zeigten sich dementsprechend begeistert:

Vor und nach den Dauerlaufversuchen wurden zudem die aus hartverchromtem Edelstahl bestehenden Rotoren und die Elastomer-Statore der Dosiergeräte vermessen. Das Ergebnis: Nach den jeweils knapp 300.000 Dosierzyklen waren an den Rotoren keine und an den Statoren nur minimale Verschleißerscheinungen erkennbar. Die Veränderungen an den Statoren war dabei so gering, dass die Maße noch immer innerhalb der engen Fertigungstoleranzen lagen.