Wie werden Dichtungen hergestellt?

Haben Sie sich schon einmal gefragt, wie genau Dichtungen hergestellt werden und welche Werkstoffe wie verarbeitet werden? Hier bei Kofler - Dichtungen zeigen wir Ihnen die gängigsten modernen Verfahren zur Produktion von Dichtungen: von der hochpräzisen computergesteuerten Maßanfertigung bis zur Massenherstellung mit Spritzguss-Maschinen.

Sie werden einen breiten Überblick erhalten, welche Werkstoffe wie verarbeitet werden können und welches Verfahren bei den für Sie relevanten Seriengrößen zur Anwendung kommen kann.

Wie werden Dichtungen hergestellt - gedrehte Dichtungen in der Dichtungstechnik

Gedrehte Dichtungen

Gedrehte Dichtungen werden mit einer CNC-Drehmaschine aus einem Rohling geschnitten. Wenn die Vermessung einer vorhandenen Dichtung präzise genug gelingt, so kann man Dichtungen nach Muster anfertigen.

Der Dreh-Vorgang an sich läuft computergesteuert und automatisch ab. Einmal programmiert, können viele Werkstücke mit geringem Personalaufwand hergestellt werden. Da diese Drehmaschine so flexibel auf Werkstücke eingestellt werden kann, fallen dabei keine zusätzlichen Werkzeugkosten an.

Dieses Verfahren ist für eine große Anzahl an Werkstoffen geeignet, darunter auch Kunststoffe und Gummi. Es ist also auch zur Herstellung von hochpräzisen Kolbendichtungen und Stangendichtungen für Anwendungen in der Hydraulik bestens geeignet.

Wasserstrahl geschnittene Dichtelemente

Wasserstrahl geschnittene Dichtelemente

Beim Wasserstrahlschneiden wird ein dünner Wasserstrahl (< 1 mm) mit sehr hohem Druck auf das Werkstück gerichtet. Dem Wasser können je nach Härte des Werkstoffes abrasive Zusätze (z. B. Sand) beigesetzt sein, allerdings ist dies bei Kunststoffdichtungen nicht erforderlich. Die hohe kinetische Energie des Wassers trägt Material ab, wobei sich das Werkstück nicht nennenswert erwärmt.

Diese Eigenschaften machen die Wasserstrahlschneide Technik zu einer sehr gut geeigneten Methode für das Zuschneiden von Dichtungen aus weichen, elastischen Kunststoffen. Die Schnittkanten sind sehr gerade, da der Werkstoff während des Schnitts nicht gepresst bzw. deformiert wird. Wie bereits erwähnt, ist dies ein Vorteil gegenüber dem Ausstanzen von Dichtungen. Bei manchen Materialien können sich allerdings bei dieser Methode unschöne Fransen und Reste an der Dichtkante bilden.

Die Düse der Wasserstrahlschneidemaschine wird CNC-gesteuert ausgerichtet, sodass der Schneideprozess vollautomatisch ablaufen kann. Dadurch wird die Herstellung größerer Stückzahlen günstiger. Außerdem fallen keine zusätzlichen Werkzeugkosten an.

Geplottete Dichtungen

Geplottete Dichtungen

Geplottete Dichtungen werden mit einem CNC-gesteuerten Schneideplotter mit einer beweglichen Klinge aus einer Platte ausgeschnitten. Somit können Dichtungen nach individuellem Maß mit nur einer Maschine hergestellt werden, sodass keine zusätzlichen Werkzeugkosten anfallen. Dieses Verfahren verläuft nach der Programmierung am Computer automatisch ab und erfordert nach der ersten Programmierung nur wenig Personal.

Verfahrensbedingt eignet sich das Plotten von Dichtungen vor allem für relativ weiche Werkstoffe in geringer Materialdicke. Es ist bestens für die Herstellung von Flachdichtungen in Kleinserien geeignet.

Auch die Schnitttiefe kann hochpräzise eingestellt werden, sodass beispielsweise eine Schutzfolie auf der eigentlichen Dichtung nicht geschnitten wird. Und im Vergleich zur Herstellung mittels Wasserstrahl-Technik, können die Dichtungen auch als ein- oder zweiseitig, selbstklebende Flachdichtungen gefertigt werden. 

Extrusion von Profildichtungen

Extrusion von Profildichtungen

Bei der Extrusion werden die Rohmaterialien unter Druck und evtl. hohen Temperaturen (Hochtemperaturextrusion) durch eine Düse hindurchgepresst. Hierbei können auch chemische Reaktionen wie z. B. Vulkanisation ablaufen. Das dabei entstehende Werkstück (Extrudat) hat im Querschnitt die Form der Düse und eine theoretisch beliebige Länge.

Dies bedeutet, dass durch Extrusion in einem Arbeitsschritt sehr lange Profildichtungen hergestellt werden können, die sodann auf die gewünschte Länge abgeschnitten werden. Diese Methode ist also insbesondere für Profildichtungen, die in variablen Längen benötigt werden und in großer Menge hergestellt werden, sehr gut geeignet.

Ein typisches Beispiel für extrudierte Profildichtungen ist die Silikondichtung, wie sie in Fenstern, Türrahmen, Autos usw. verwendet wird.

Diese Technik wird auch zur Fertigung von aufblasbaren Dichtungen verwendet. Die extrudierten Schläuche werden danach ringförmig zusammen vulkanisiert.

 

Spritzgussverfahren zur Herstellung von Dichtungen

Spritzguss

Beim Spritzgussverfahren werden die Rohmaterialien durch Erhitzen geschmolzen, miteinander vermischt, und dann unter Druck in eine Form eingespritzt. Dort verfestigt sich der Werkstoff durch Abkühlen oder eine chemische Vernetzungsreaktion. Nachdem der Werkstoff fest ist, öffnet sich die Form und das Werkstück (Formteil) wird ausgeworfen. Häufig muss das Werkstück noch vom Anguss getrennt und entgratet werden.

Heutzutage sind mit der Spritzgusstechnik sehr komplexe Formteile zugänglich. Außerdem kann die Oberflächenbeschaffenheit nahezu beliebig gestaltet sein: glatt, rau, geriffelt usw.

Für Dichtungen besonders relevant sind sogenannte Gummiformteile, die aus Elastomeren bestehen, z. B. O-Ringe, Abstreifer oder Nutringe für hydraulische und pneumatische Anwendungen können durch Spritzguss herstellt werden.

Häufige Werkstoffe sind:

  •         NBR (nitrile butadiene rubber)
  •         FPM/FKM (Fluorkautschuk, Viton(R))
  •         EPDM (Ethylen-Propylen-Dien, M-Gruppe)
  •         Silikone

Dieses Verfahren kann vollautomatisch ablaufen, sodass sehr schnell große Stückzahlen zugänglich sind. Allerdings ist das Etablieren eines neuen Werkstücks recht aufwändig, sodass am Anfang mit sehr hohen Investitionskosten und einer langen Herstellungszeit zu rechnen ist, die sich bei großen Stückzahlen aber deutlich rentieren. 

Fabian Kofler Produktion & Qualitätssicherung Tel. +43 5223 - 433 99 - 12