Silikonmembranen werden häufig in Ventilen, Pumpengehäusen und in der Pneumatiksteuerung eingesetzt. Ihre Zuverlässigkeit hängt von der Gleichmäßigkeit der Dicke, dem Druckunterschied, dem Hub, der Befestigungskonstruktion sowie dem langfristigen Rückstellverhalten des Materials ab.
1. Klärung der Funktionen, die die Membran erfüllt
Membranen können dazu dienen, Medien zu trennen, einseitig zu öffnen und zu schließen oder Druck weiterzuleiten; je nach Funktion liegen unterschiedliche strukturelle Schwerpunkte vor.
- Bei isolierten Ausführungen liegt der Schwerpunkt auf der Beständigkeit gegenüber dem Medium und der Randklemmdichtung.
- Bei Ventilklappen sind vor allem der Öffnungsdruck, der Hub und die Ermüdungslebensdauer entscheidend.
- Bei Sensoren kommt es vor allem auf Empfindlichkeit, Hysterese und Wiederholgenauigkeit an.
2. Dicke und Härte müssen aufeinander abgestimmt sein
Sowohl eine Erhöhung der Härte als auch eine Verringerung der Dicke können das Druckverhalten verändern; dies sollte anhand der Kurven der Proben überprüft werden.
- In dünnwandigen Bereichen sollten spitze Ecken vermieden werden, um Spannungskonzentrationen zu verringern
- Die Klemmkanten sollten ausreichend breit sein und eine gleichmäßige Klemmfläche aufweisen.
- Bewertung des Risikos von Ausdehnung, Umstülpung oder Rissen anhand des Differenzdruckbereichs
3. Werkzeug- und Fertigungssteuerung
Die Entlüftung der Formkammer, die Position der Trennlinie und die Gleichmäßigkeit der Vulkanisierung beeinflussen die Konsistenz der Membranen.
- Die kritische Dicke als Schwerpunkt der Messung festlegen
- Die Trennlinie sollte dynamische Biegungen und Dichtungsbereiche vermeiden
- Grate beseitigen, um Beeinträchtigungen beim Spannen und bei der Bewegung zu vermeiden
4. Projektüberprüfung
Es wird empfohlen, Materialprüfungen mit Funktionstests des gesamten Geräts zu kombinieren, anstatt sich nur auf das äußere Erscheinungsbild einzelner Teile zu beschränken.
- Messung der Öffnungsdruck-, Durchfluss- oder Verdrängungskurven
- Durchführung von Zyklustests und Eintauchversuchen
- Prüfung der Rückfederung und der Dichtungshaltung nach längerer Kompression
FAQ
1. Ist die Ansprechempfindlichkeit umso höher, je dünner die Membran ist?
Sie neigen in der Regel eher zu Verformungen, sind aber auch anfälliger für Schwankungen des Druckunterschieds, Ermüdung und Fertigungstoleranzen.
2. Kann man das direkt nach dem alten Muster kopieren?
Dies kann als Ausgangspunkt dienen, allerdings sollte überprüft werden, ob die Anforderungen hinsichtlich des Mediums, des Drucks und der Lebensdauer bei unveränderter Verwendung weiterhin gelten.
