Bei der Serienfertigung von Motor-Gummilagern im Spritzgießverfahren kam es bislang im sogenannten Kaltkanalverteiler zu Ungleichmäßigkeiten der Gummiverteilung und damit zu einer leichten Variation der Eigenschaften der Fertigprodukte, was zu einem gewissen Ausschuss führte. Nach einer Möglichkeit suchend, die Ursachen für die Entstehung dieser Ungleichmäßigkeit zu verstehen und den Herstellungsprozess im Sinne einer Null-Fehler-Produktion weiter zu optimieren, stieß die Firma ContiTech, ein Konzernbereich der Continental AG, mit Hilfe von MST Aerospace auf die Firma CFX Berlin, die Software, Dienstleistungen und umfangreiches Know-how für strömungstechnische Fragestellungen anbietet.

Für die Untersuchung der Strömungsverhältnisse im Kaltkanalverteiler wurde die CFX-5 Software eingesetzt, deren Vorläufer als Analysetool für Luft- und Raumfahrtanwendungen wie die Simulation des Eintritts von Raumflugkörpern in die Atmosphäre oder die Auslegung der Hochdruck-Treibstoffpumpe des Space Shuttle entwickelt und eingesetzt wurde. CFX-5 erlaubt die Simulation von Strömungen mit Wärmeübergängen für alle Geschwindigkeitsbereiche von der Schleichströmung bis zum hohen Überschall und für unterschiedliche Fluide. Von besonderer Bedeutung für die vorliegende Fragestellung ist der Effekt der Aufheizung aufgrund der inneren Reibung im Fluid, der oft auch bei Hochgeschwindigkeitsströmungen in der Raumfahrt auftritt.

Die Simulation zeigte, dass die Ungleichmäßigkeit der Volumenströme im modellierten Verteilersystem auf die ungleiche Materialtemperatur in einzelnen Verteilerdüsen zurückzuführen war. In Wandnähe erhöhte sich die anfänglich überall gleiche Temperatur der Gummimischung (80°C) infolge innerer Reibung um bis zu 37°C im Vergleich zur Kanalmitte. Die nach oben begrenzte Gummiviskosität verstärkte diesen Effekt. Nach jeder Kanalverzweigung wurde das Temperaturprofil asymmetrischer und der Volumendurchsatz unterschiedlicher.

Nachdem die Simulation die Ursachen des Problems aufzeigte, konnte durch gezielte Korrekturen an den einzelnen Düsen ein weitestgehend gleicher Durchsatz erreicht werden. Der anfängliche Ausschuss ließ sich dadurch auf quasi Null reduzieren.