Verbindungsarmatur Einsatz von Schnellverschlusskupplungen für effiziente Temperierung im Druckguss

Redakteur: Dipl.-Ing. Dorothee Quitter

Bei der Druckguss-Herstellung nimmt die Teilevielfalt bei gleichzeitig sinkenden Stückzahlen pro Losgröße zu. Rüstvorgänge steigen dadurch an. Um Kosten zu minimieren, bieten Schnellkupplungen zum Anschluss der Temperier- und Kühlleitungen einen lohnenswerten Ansatz.

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Schnellkupplungen sind im Druckguss extrem rauen Umgebungsbedingungen ausgesetzt: Hohe Betriebs- und Medientemperaturen greifen die Dichtungen im Inneren an und Gussspritzer sowie Sprühmittel verursachen starke äußere Verkrustungen. Letzteres kann womöglich eine Blockade der Verriegelung herbeiführen und ein Entkuppeln nur unter hohem Kraftaufwand oder mit Hilfe von Werkzeugen möglich machen. Hier hat sich das Druckbolzen-Verriegelungsprinzip der Stäubli Schnellkupplungen bewährt.

Weitere große Hürden, die einen reibungslosen Einsatz dauerhaft behindern, sind die sehr hohen Temperiertemperaturen von bis zu +300°C im Fertigungsprozess und die chemischen Eigenschaften der Temperieröle. Beides greift in hohem Maße und in kürzester Zeit die Dichtungswerkstoffe an. Weil die als Dichtungsmaterialien eingesetzten Elastomere mit der Zeit hart werden, wird die Kupplung sowohl im gekuppelten als auch im ausgekuppelten Zustand undicht.

Nur mit großer Erfahrung ist es möglich, die passenden Dichtungswerkstoffe auszuwählen und so das Optimum zwischen Standzeit und Kosten zu erreichen.

Auch die Lagerung des Verschlussnippels in der Kupplung hat wesentlichen Einfluss auf die Lebensdauer der Dichtungen. Hierfür bietet Stäubli verschiedene innovative Lösungen, die entsprechend der vorhandenen Situation angepasst werden können. Die preislich günstigste und effiziente Alternative ist die Kombination verschiedener Elastomere in einer Kupplung.

Noch im Entwicklungsstadium: Metallische Dichtungswerkstoffe

Derzeitig führt Stäubli eine Versuchsreihe mit metallischen Dichtungswerkstoffen durch. Zwar bleibt dieses Dichtungsmaterial im eingekuppelten Zustand auch bei hohen Temperaturen lange dicht, weist aber auch Nachteile auf: die Herstellung von hochwertigen metallischen Dichtungen ist sehr teuer und erfordert eine sehr hohe Kuppelkraft.

Beim häufigen Wechsel der Formen und angesichts der heutigen Preissituation ist diese Dichtungsart noch keine Alternative zu den Elastomerdichtungen. Die Verluste an Thermoöl sind bereits nach kurzer Zeit sehr hoch, und die Druckgussmaschinen werden sehr stark mit diesen Leckagen verschmutzt.

Optimaler Durchfluss mit Baureihe CBI

Eine weitere wichtige Komponente in der Temperierung der Werkzeuge ist der Durchfluss. Gerade hier werden bei der Auslegung der Temperierung die größten Fehler gemacht. Sowohl der gleichmäßige Abtransport der Wärme als auch der Volumenstrom und die Strömungsgeschwindigkeit sind für die Temperaturdifferenzen entscheidend.

Gemäß neuesten Erkenntnissen ist bei den derzeitig eingesetzten Temperiergeräten ein Innendurchmesser im Werkzeug wie auch in allen Schläuchen und Schnellverschlusskupplungen von 12 bis 14 mm ideal. Bei Thermoöl ist dieser große Innendurchmesser notwendig, da Öl (Wärmeleitwert 0,13) Wärme schlechter leitet als zum Beispiel Wasser (Wärmeleitwert 0,6). Auch die Aufnahme verläuft nicht so schnell wie bei Wasser.

Um den hohen Anforderungen im Druckguss gerecht zu werden, hat Stäubli die Baureihe CBI für Hochtemperaturen entwickelt. Selbst bei kleinsten Außenabmessungen bietet diese Baureihe ein extrem hohes Durchflussvolumen. Zusätzlich vermeidet die Clean-Break-Konstruktion das Verschmutzen der Maschinen und Werkzeuge – ein entscheidender Beitrag für mehr Sicherheit am Arbeitsplatz.

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