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Spritzgießmaschinen
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Spritzgießmaschinen ‒ Dem Takt der Maschine folgen
Hohe Kräfte bei moderaten Bewegungen, extrem unterschiedliche Vor- und Rückhubgeschwindigkeiten, kürzeste Hübe bei hohen Taktzahlen, teilweise unter permanenter Last oder schnellen Lastwechseln – die Einsatzbedingungen für Dichtungen in Hydraulikzylindern für Spritzgießmaschinen sind vielfältig und stets herausfordernd. Gefragt sind höchste Zuverlässigkeit, eine stick-slip-freie Performance und geringe Betriebskosten.
Spritzgießmaschinen verarbeiten Kunststoff in Granulat- oder Pulverform zu verschiedensten Formteilen. Der Aufbau der Maschine lässt sich mit zwei Baugruppen beschreiben. Die Spritzeinheit, auch Plastifiziereinheit genannt, bereitet das Kunststoff-Rohmaterial auf und spritzt es in das spätere Werkzeug/Form. Die Schließeinheit kümmert sich um dieses formgebende Werkzeug, öffnet und schließt es. Während für die damit verbundenen Bewegungen bei kleineren Spritzgießmaschinen vermehrt elektromechanische Antriebe verwendet werden, arbeiten großformatige Maschinen überwiegend hydraulisch. Die Vorteile eines hydraulischen Antriebs liegen auf der Hand. Auf kompaktem Raum können große, genau einstellbare Schließ- und Zuhaltekräfte erzeugt werden.
Auf Herz und Nieren geprüft
Die unterschiedlichen Bewegungsmuster der zum Einsatz kommenden Hydraulikzylinder erfordern speziell abgestimmte Dichtsysteme. Allen gemein sind eine hohe geforderte Dichtwirkung und eine lange Funktionsdauer. Die Dichtungen und Dichtsysteme von Freudenberg Sealing Technologies (FST) erfüllen diese Forderungen zuverlässig seit Jahrzehnten. Marktführer der Branche vertrauen den FST-Qualitätsdichtungen.
Dichtsysteme für die Schließeinheit
Maximale Betriebssicherheit durch druckentlastete Primärdichtung
Im Schnellhubzylinder der Schließeinheit kommt eine druckentlastete Merkel® Omegat Primär-Stangendichtung zum Einsatz. Sie vermeidet einen permanenten Druckaufbau im Raum zwischen der Primär- und Sekundärdichtung durch Schleppöl. Eine mögliche Extrusionsgefahr für beide Dichtelemente und somit Ausfall des Dichtsystems ist gebannt.
Typische Betriebsparameter
Bewegung: linear
Druck: 20 MPa
Hub: 1000 mm
Geschwindigkeit: 1,0 m/s
Stangen-Ø: 80 mm
Kolben-Ø: 120 mm
Sicheres, langes Halten des Betriebsdrucks
Der großformatige Plunger-Zylinder der Schließeinheit muss den Arbeitsdruck über mehrere Minuten sicher halten können. Schnelle, lange Hübe sind hier ebenfalls gefordert. Deshalb kommt für diese Anwendung ebenfalls das leistungsstarke Dichtsystem mit druckentlasteter Merkel® Omegat Primärdichtung zum Einsatz. Langlebigkeit ist das Ergebnis.
Typische Betriebsparameter
Bewegung: linear
Druck: 20 MPa in Endposition über 20 mm Hub
Hub: 800 mm
Geschwindigkeit: 1,0 m/s bei geringem Druck
Stangen-Ø: 400 mm
Mangel an Schmierung bei kurzen Hüben überwinden
Beim Druckkissenzylinder der Schießeinheit liegt der maximale Betriebsdruck über einen kurzen Hub bei gleichzeitig minimaler Hubgeschwindigkeit in der Endlage an. Dabei baut sich in diesem Betriebszustand ein nur unzureichender Ölfilm unter den Dichtkanten und den Führungselementen auf. Diese Mangelschmierung erfordert den Einsatz geeigneter Dichtungswerkstoffe und ein spezielles Design der Führungen. Die hauseigenen PTFE Glas- und Kohlefaser-Compounds stellen sich ideal auf diese Betriebsbedingungen ein. Die konvexe Geometrie der verwendeten Merkel® Guivex Führung verhindert Kantenpressung. Somit wird der Einzug von Betriebsmedium begünstigt und eine ausreichende Schmierung des Führungselements gewährleistet, was kürzeste Hübe erlaubt.
Typische Betriebsparameter
Bewegung: linear
Druck: 20 MPa
Hub: 5 mm
Geschwindigkeit: - m/s
Stangen-Ø: 440 / 760 mm
Kolben-Ø: 800 mm
Von der Anwendung direkt zum einzelnen Produkt des Dichtsystems
Dichtsysteme für die Spritzeinheit
Das Beherrschen extrem unterschiedlicher Hubgeschwindigkeiten
Den Spritzzylinder der Spritzeinheit erwartet eine besondere Bewährungsprobe: extreme Geschwin-digkeits- und Druckunterschiede beim Vor- und Rückhub beeinflussen die Stärke des verbleibenden Schmierfilms auf der Zylinderstange. Die Ölbilanz insbesondere auf der Niederdruckseite des Hydraulikzylinders ist unausgeglichen. Um den ausgeschleppten Ölfilm zu minimieren, wird bei dieser Anwendung die Merkel® Omegat OMSU-MR PR aus Polyurethan eingesetzt.
Typische Betriebsparameter
Bewegung: linear
Druck (Einspritzen): 20 MPa / 0,2 MPa
Druck (Rückzug): 3 MPa / 0…3 MPa
Hub: 120 mm
Geschw. Einspritzen: 0,4 m/s
Geschw. Rückzug: 0,04 m/s
Stangen-Ø: 80 mm
Kolben-Ø: 120 mm
Multifunktionale Dichtelemente für kombinierte Hub-/Rotationsbewegung
Beim Dreh-/Hub-Spritzzylinder der Spritzeinheit beherrschen die Elemente des Dichtsystems gleich zwei Disziplinen: eine Hubbewegung mit einem Arbeitsdruck von i. d. R. 25 MPa und eine Rotations-bewegung unter 2 MPa Arbeitsdruck für maximal 5 Sekunden. Eine ausgetüftelte Geometrie des Abstreifers und der Haupt- bzw. Kolbendichtung verhindert das unerwünschte Mitdrehen der Elemente bei Rotation.
Weitere, typische Betriebsparameter
Hub: 300 mm
Geschwindigkeit: 0,5 m/s
Geschw. Rotation: 3,0 m/s
Stangen-Ø: 250 mm
Kolben-Ø: 300 mm
Perfekt aufeinander abgestimmt: Simmerring® + Merkel® Omegat Stangendichtung
Neben einer rein statischen Dichtfunktion bis 25 MPa wird das Dichtsystem für den Antrieb der Spritzeinheit einer Rotationsbewegung mit kurzzeitiger Druckbelastung bis 2 MPa ausgesetzt. Die Stangendichtung Merkel® Omegat OMS-DR HB mit ihrer Dreh-Hub-Funktionalität ist ideal für diesen Einsatz. Der für reine Rotations-bewegung konzipierte Simmerring® BAUMSX7 besitzt in dieser Anwendung neben einer Dichtlippe, die den Restölfilm zurückhält, eine zusätzliche Staublippe gegen Schmutz von außen. Der Simmerring® wird dabei nicht mit Druck beaufschlagt.
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