Dichtungen für den Weltmarkt

Hydraulik, Gas und Wasser. Wo hohe Drücke herrschen oder damit zuhause der Wasserhahn nicht tropft, kommen sie zum Einsatz: Dichtungen. Unscheinbar jedoch unverzichtbar sind diese Teile in einer Vielzahl technischer Geräte verbaut. Das Unternehmen Parker Prädifa aus dem belgischen Boom, hat sich auf die Entwicklung und Produktion von Dichtungslösungen spezialisiert. Für die Fertigung setzen die Spezialisten auf Werkzeuglösungen der Paul Horn GmbH. Zum Einsatz kommen auf den Maschinen hauptsächlich die Systeme Supermini und Mini.

„Aufgrund der Vielfalt unserer unterschiedlichen Dichtungen, setzen wir zu 90 Prozent Sonderwerkzeuge ein. Die Werkstoffe sowie die verschiedenen Dichtungsprofile verlangen nach sehr scharfen Werkzeugen mit speziellen Schneidenprofilen“, erzählt Peter Schockaert. Schockaert verantwortet zusammen mit Johan Willems die Produktion bei Parker in Boom. „Die Möglichkeit, die Schneidenprofile direkt nach unseren Wünschen und Anforderungen zu gestalten ist uns sehr wichtig. Deshalb setzen wir seit Jahren auf die Werkzeuge aus Tübingen“, so Willems.

Bei der Bearbeitung fließt kein Span. Die Schneide des Superminis schneidet, beziehungsweise ritzt das Gewinde auf die Fläche.
Bild: HORN/Sauermann

Führender Anbieter von polymeren Dichtungen

Das Produktportfolio der Parker Prädifa Technology Division enthält eine breite Palette von Standard-Dichtelementen und -Dichtsystemen, kunden- und anwendungsspezifischer Dichtungen sowie anderer technische Bauteile. Zu den Kunden zählen Unternehmen aus der Luft- und Raumfahrt, Automobilindustrie, Pharma- und Chemieindustrie sowie Hydraulik und weiteren Branchen. Das Unternehmen gilt als führender Anbieter von polymeren Dichtungslösungen. Neben den unterschiedlichsten Branchen verarbeitet man bei Parker auch eine hohe Anzahl unterschiedlicher Dichtungs-Werkstoffe. Dies gilt auch für die Größen der Dichtungen. Diese erstrecken sich von einem Durchmesser von wenigen Millimetern bis hin zur Weltrekord-Dichtung mit einem Durchmesser von über vier Metern.

„Wir nennen die Werkzeuge oftmals nur noch Klingen, da diese mit einem sehr scharfen Keilwinkel geschliffen sind“, so Schockaert. Eine „Klinge“ kommt auch im folgenden Anwendungsbeispiel zum Einsatz. An eine Lenkwellen-Dichtung aus einem Kohlefaser-Teflon-Werkstoff muss eine Art axiales Gewinde gedreht werden. Das Gewinde dient dazu, den Dichtring axial flexibel zu machen. So lässt er sich bei der späteren Montage über die Welle schieben und schmiegt sich bei der Verschraubung an die Welle an.

Die Miniatur-Dichtung verlangt nach scharfen Werkzeugen.
Bild: HORN/Sauermann

Messerscharfe Klinge

Die ersten Versuche und Aufträge liefen mit selbstgeschliffenen Werkzeugen. „Für Prototypen und kleine Stückzahlen schleifen wir die Werkzeuge selbst. Wenn die Volumen dann größer werden, suchen wir nach der passenden Werkzeuglösung“, so Willems. In diesem Fall lieferte Horn den Typ Supermini mit einer geschliffenen Klinge für die axiale Bearbeitungsrichtung. Das zu fertigende Gewinde hat eine Tiefe von 0,2 mm. Das Werkzeug schneidet das Gewinde mit einer hohen Vorschubgeschwindigkeit. „Auf den ersten Blick sieht die Bearbeitung sehr leicht aus. Aber die geforderte Gratfreiheit verlangt eine sehr hohe Schärfe der Schneidkante“, so Schockaert. Bei der Bearbeitung fließt kein Span. Die Schneide des Superminis schneidet beziehungsweise ritzt das Gewinde auf die Fläche.

Das Axialeinstechen und Innenausdrehen geschieht mit dem System Supermini.
Bild: HORN/Sauermann

Mikrobearbeitung

Für eine andere Dichtung aus einem Kunststoff setzt man ebenfalls auf das Supermini-System. Die Dichtung hat einen Durchmesser von knapp 4 mm. Neben einem Axialeinstich muss die Bohrung mit einem Durchmesser von 1 mm ausgedreht werden. „Die Schärfe der Werkzeuge ist hierzu ebenfalls sehr wichtig, da die Wandungen sehr dünn sind und bei einem zu hohen Schnittdruck verziehen könnten“ so Willems. Nach dem Axialeinstich mit einem Supermini des Typs 105, übernimmt ein weiterer Supermini des gleichen Typs das Ausdrehen der vorgebohrten Bohrung auf das eng tolerierte Endmaß.

Die Dichtung mit zwei Axialeinstichen lässt sich fertig fallend, in einer Aufspannung bearbeiten.
Bild: HORN/Sauermann

Ausdrehen, Profildrehen, Inneneinstechen, Gewindedrehen, Fasen, Axialstechen, Bohren sowie Nutstoßen. Das Werkzeugsystem Supermini lässt sich für zahlreiche Bearbeitungsoperationen anpassen und einsetzen. Zum Einsatz kommt die Vollhartmetall-Schneidplatte in der Bohrungsbearbeitung von Durchmesser 0,2 mm bis rund 10 mm. Horn entwickelte den Rohling des Werkzeugs als eine Tropfenform. Diese Form ermöglicht präzise Anlageflächen im Werkzeughalter. Des Weiteren verhindert die Tropfenform das Verdrehen der Schneidplatte, welches zu einer stets präzisen Lage der Spitzenhöhe des Werkzeugs führt. Bei langen Werkzeugauskragungen reduziert sie die Durchbiegungen und minimiert Vibrationen während des Drehprozess. Je nach Einsatz und zu bearbeitendem Durchmesser bietet Horn die Schneidplatte in drei unterschiedlichen Größen (Typ 105, 109 und 110) und verschiedenen Rohlingstypen an. Alle Varianten ermöglichen eine interne Kühlmittelzufuhr direkt an die Wirkzone. Das Horn Werkzeugportfolio enthält rund 2.500 verschiedene Standardvarianten des Supermini. Darüber hinaus löste Horn mit unzähligen Sonderlösungen die Aufgaben der Anwender.

System Mini im Einsatz

Für hohe Stückzahlen setzen Schockaert und Willems auf spezielle Doppelspindel-Maschinen, die zwei Dichtungen synchron bearbeiten. Die Spindeln sind in vertikaler Position über den Werkzeugen positioniert. Der Stangenlader für das Rohmaterial gleicht einem Revolver und wird von oben beladen. Der Drehprozess benötigt keinen Werkzeugwechsel. Die Werkzeuge sind als Werkzeugkamm unter der Spindel fix montiert. Im Prozess fährt die Maschine nach jedem Bearbeitungsschritt zur nächsten Station, bis alle Bearbeitungen abgeschlossen sind.

Auf dem Werkzeugkamm ist für jede Bearbeitung ein Werkzeug montiert.
Bild: HORN/Sauermann

Zum Einsatz kommt hierbei, neben Supermini-Werkzeugen, das System Mini. „Das Mini-System lässt sich sehr gut auf die jeweiligen Bearbeitungsschritte anpassen“, so der Horn-Techniker Kees van Bers. Auf dem Werkzeugkamm ist für jede Bearbeitung ein Werkzeug montiert. „Bei den hohen Stückzahlen war uns eine sehr kurze Taktzeit wichtig. Durch die Werkzeuge können wir von der Stange ohne Abgreifen, außen Kopierdrehen, außen Einstechen, beidseitig axial Einstechdrehen, Innenausdrehen sowie Abstechen“, erklärt Willems.

Seit rund 10 Jahren arbeitet man bei Parker nun mit den Werkzeuglösungen von Horn. Rund 90 Prozent der eingesetzten Werkzeuge sind speziell auf den jeweiligen Prozess ausgelegte Sonderlösungen. „Wir sind froh mit Horn einen Werkzeugpartner an der Hand zu haben, der genau auf unsere Wünsche und Anforderungen der in Schneidengestaltung eingeht“, so Willems.

Eine erfolgreiche Zusammenarbeit: Peter Schockart im Gespräch mit Kees van Bers und Johan Willems.
Bild: HORN/Sauermann

Parker

Parker ist ein weltweit führender Hersteller in der Antriebs- und Steuerungstechnologie. Das Unternehmen entwickelt und konstruiert Systeme und Präzisionslösungen für mobile und industrielle Anwendungen sowie den Luft- und Raumfahrtsektor. In nahezu allem was sich bewegt, sind heute Technologien von Parker enthalten. Um die Anforderungen der Kunden zu erfüllen, liefert Parker die umfangreichste Produktpalette, die von einem einzigen Anbieter im Bereich der Antriebs- und Steuerungstechnologie bereitgestellt wird. Dies wird durch die Expertise in den neun Technologiebereichen Hydraulik, Pneumatik, Elektromechanik, Filtration, Prozesssteuerung, Verbindungstechnik, Kälte-Klimatechnik, Dichtungstechnik und EMI-Abschirmung sowie Luft- und Raumfahrt unterstützt. Die Produkte und Technologien von Parker stimmt das Unternehmen auf die Bedürfnisse seiner Kunden ab, kombiniert Komponenten und entwickelt speziell auf die Anforderungen des Kunden zugeschnittene Systeme.