Adblue Tankdeckel, wie er millionenfach im Einsatz ist. Ein solcher Verschluss benötigt ein Druckausgleichelement (DAE). (Bild: Berghof)
Ähnlich wie Kraftstofftanks benötigen auch Tanks für Adblue ein wirksames System zum Be- und Entlüften. Es sorgt dafür, dass die durch Temperatur-, Füllstands- oder Lageveränderungen entstehenden Änderungen des Innendrucks ausgeglichen werden. Diese Aufgabe übernimmt ein Druckausgleichselement (DAE) im Deckel des Tanks. Die Herausforderung dabei: Harnstoff, die Grundsubstanz von Adblue, neigt stark zur Kristallbildung. Durch das Verdunsten von Wasser entstehen weiße Kristalle, die der Tankdeckelmembran zusetzen können. Im Idealfall sollte die Membran also so beschaffen sein, dass die Harnstofflösung rückstandsfrei abperlt, damit sich keine Kristalle festsetzen können. Darüber hinaus muss die Membran einerseits extrem gasdurchlässig sein – und darf andererseits keinerlei Flüssigkeiten durchlassen.
Membranmaterial muss Schwapptest bestehen
Funktionsprinzip atmungsaktiver Membranen. (Bildquelle: Herrmann Ultraschalltechnik)
Wer Teflon hört, denkt oft unweigerlich an Bratpfannen, aber Polytetrafluorethylen (PTFE), wie das unter anderem unter dem Markennamen Teflon vermarktete Material korrekt heißt, kann mehr als Lebensmittel nicht anhaften zu lassen. Neben der Tatsache, dass es extrem antihaftend ist, zeichnet sich PTFE durch eine hohe chemische und thermische Beständigkeit aus.
Deshalb hat ein Anbieter im Bereich Verschlusstechnik, der für viele Fahrzeughersteller Adblue-Tankdeckel produziert, diesen Werkstoff einem Härtetest unterzogen: Über mehrere Wochen hinweg wurde Permeaflon, der PTFE-Werkstoff von Berghof, Eningen, in einem sogenannten Schwapptest immer wieder Adblue ausgesetzt. Das Ergebnis: Über die komplette Testperiode perlte die Substanz rückstandsfrei ab, Kristalle durchdrangen die robuste Porenstruktur nicht.
Membrane gleichzeitig stanzen und schweißen
Ultraschallschweißmaschine zum gleichzeitigen Stanzen und Siegeln von Membranen als Druckausgleichselemente. (Bildquelle: Herrmann Ultraschalltechnik)
Um die Membrane kostengünstig und einwandfrei einzubringen, wurde auf der Basis einer von Herrmann Ultraschalltechnik, Karlsbad, entwickelten Ultraschallschweißmaschine ein effizientes Fertigungsverfahren etabliert, das Prozessschritte reduziert und Montagehilfsstoffe einspart:
Schritt 1: Die Maschine stanzt die Membrankontur aus einem Materialband heraus.
Schritt 2: Die sogenannte Sonotrode, ein spezielles Ultraschallsiegelwerkzeug mit Vakuumansaugung, transportiert die ausgestanzte PTFE-Membran zum Kunststoffbauteil.
Schritt 3: Die Maschine verbindet Membran und Kunststoffbauteil per Ultraschallschweißen.
Die Produktion erfolgt mit einem kostengünstigeren, weil nicht vorkonfektionierten Membranmaterialband, das der Materialhersteller verarbeitungsfertig liefert. Der neue Prozess ist material- und zeitsparend, denn die Zykluszeit beträgt weniger als zwei Sekunden pro Schweißzyklus. Zudem ist die bisher notwendige optische Qualitätskontrolle überflüssig, da das System selbst per Vakuumabfrage zuverlässig kontrolliert, ob die Membran korrekt ausgestanzt und positioniert ist. So profitiert der Verarbeiter mehrfach und kann effizient produzieren.