Wie werden Dichtungen hergestellt?

Dichtungen  sind in Industrie und Alltag allgegenwärtig, doch wie werden sie hergestellt und welche Verfahren zur Herstellung können dabei zum Einsatz kommen? Einem Hersteller stehen je nach Anforderung an die Dichtung - etwa der verwendete Werkstoff, die benötigte Menge oder Geometrie - unterschiedliche Möglichkeiten zur Auswahl. In diesem Artikel erklärt Ihnen Kremer mehrere bewährte Verfahren in der Dichtungsherstellung und stellt Ihnen deren Eigenschaften näher vor. 

Das Formpressen von Dichtungen

Auch unter den Begriffen Compression Molding oder auch Pressverfahren bekannt, stellt das Formpressen eine traditionelle und zugleich kostengünstige Methode in der Herstellung von Dich-tungen und Formteilen aus Silikon, EPDM oder auch NBR dar. Es kommt vor allem für komplexere Werkstücke infrage, von denen weder ein fehlerfreies Finish noch hohe Toleranzen gefordert werden.

Die Vorteile am Formpressen liegen besonders in der schnellen Produktion bei nied-rigen Werkzeugkosten. Auch können sowohl hohe als auch niedrige Stückzahlen per Formpressen gefertigt werden. Zunächst wird ein Mischungsrohling, welcher mengenmäßig dem Fertigteil entspricht, in eine geöffnete, beheizte Vulkanisierform gelegt. Dies geschieht meist manuell. Anschließend wird die Form in einer Presse unter Druck verschlossen. Pressdruck und Temperaturen von 140 bis 200 °C haben zur Folge, dass die Mischung erweicht, in die Kavität der Form fließt, diese ausfüllt und vulkanisiert. Die nun vernetzte Dichtung kann schließlich entnommen werden.

Gestanzte oder wasserstrahlgeschnittene Flachdichtungen

Für flache Dichtungen haben sich das Stanzen oder das Wasserstrahlschneiden bewährt. Gestanzte Flachdichtungen lassen sich in großer Stückzahl auf relativ unkomplizierte und schnelle Weise und mit niedrigen Werkzeugkosten fertigen. Je nachdem wie dick und weich das Dichtungsmaterial ist, kann das Schnittbild konkav ausfallen. Möchte man dies vermeiden, so bietet sich das äußerst präzise Wasserstrahlschneiden an, um rechtwinklige Schnittflächen erzielen zu können. Auf diese Weise lassen sich sehr dünne Wanddicken bei gleichbleibend sauberem und präzisem Kantenschnitt erzielen. Darüber hinaus bietet das Wasserstrahlschneiden von Flachdichtungen viel Flexibilität und schnelle Reaktionsmöglichkeiten, wenn kurzfristige Geometrieänderungen an der Dichtung gefordert sind.

Für gestanzte Flachdichtungen und Flanschdichtungen sind in der DIN 7715 Teil 5 drei Toleranzklassen - P1 (fein), P2 (mittel) und P3 (grob) - festgelegt. Für wasserstrahlgeschnittene Dichtungen gilt hingegen die DIN 2768 Teil 1. Welche Toleranzklasse die richtige für Sie ist, können Sie mit dem Toleranzberechnung-Tool  von Kremer ermitteln.

Extrusion von Dichtungen

Zur Herstellung von Profildichtungen aus EPDM  sowie aus Silikon kommt die Extrusion zum Einsatz. Das zu verarbeitende Material wird in diesem Extrusionsprozess unter hohem Druck und kontinuierlich durch das Extrusi-onswerkzeug, einer formgebenden Matrize, gepresst. Auf diese Weise entsteht ein endloses Profil welches je nach Anwendungsfall unterschiedlich weiterverarbeitet, zum Beispiel zu Abschnitten konfektioniert, zu Ringen verklebt oder zu Rahmen eckvulkanisiert wird. 

Dichtungen per Spritzgießen herstellen

Das Spritzgießverfahren ist optimal für große Serien von kleinen Dichtungen, etwa aus Silikon, NBR oder EPDM, an die hohe Anforderungen in puncto Toleranzen gestellt werden. Es ist ein schnelles, einfaches und kostengünstiges Verfahren mit hohem Wiederholungsniveau.

Im Vergleich zum Formpressen ist das Spritzgießen die deutlich modernere Herstellvariante für technisch hochwertige Dichtungen. Sie ist auch als Injection Molding bekannt wobei der Gummi durch Reibungswärme über eine Schnecke im Spritzaggregat plastifiziert und homogenisiert wird. Anschließend gelangt er über Angusskanäle in die geheizte Form. Druck, Temperatur und Geschwindigkeit, mit der das Material in die Gussform eingespritzt wird, können genau kontrolliert werden.

Das Injection Molding ist im Vergleich zum Formpressen daher wesentlich präziser. Das Endprodukt erfordert zudem keine Nachbearbeitung. Für Dichtungen aus Flüssigsilikon werden hingegen speziell konstruierte Spritzgießmaschinen verwendet, da der zwei komponentige Werkstoff über eine äußerst niedrige Viskosität verfügt und beim Einspritzen daher höchste Werkzeugpräzision erfordert.

Das Compression-Transfermolding-Verfahren

Beim Compression-Transfermolding handelt es sich um ein Spritzpress-Verfahren. Hierbei wird die Kautschukmischung in den oberen Teil einer Vulkanisierform eingelegt. Diese wird beim Zufahren der Presse durch Kanäle in die Formnester eingespritzt beziehungsweise transferiert. Die Vulkanisierformen zum Compression-Transfermolding bestehen aus einem Ober-, Mittel- und Unterteil.

Auch hier verkürzen sich die Vulkanisationszeiten dank der Friktionswärme, die beim Einspritzen in die Nester zusätzlich auftritt. Wird die im oberen Teil der Form befindliche Transfereinheit über das Spritzaggregat einer Spritzgießmaschine gefüllt, so ist die Rede vom sogenannten Injection-Transfermolding-Verfahren. Generell eignet sich das Transfermolding-Verfahren besonders gut zur Fertigung von kleinen Gummidichtungen in Formen mit vielen Nestern.

Injection-Transfermolding in der Dichtungsherstellung

Wenn ein Herstellverfahren gesucht ist, das die Vorteile des Spritzgieß- und Formpressverfahrens miteinander vereint, so stellt das Injection-Transfermoulding eine hervorragende Kombination dar. Wie beim Spritzgießen lässt sich der Vorgang gut automatisieren und regeln, während die plastifizierte Kautschukmischung nicht direkt ins Werkzeug, sondern in die Transfereinheit im oberen Teil der Form über ein Spritzaggregat eingespritzt wird. Dadurch, dass die Kautschukmischung bereits plastifiziert ist, kann die Vulkanisationsform gleichmäßiger gefüllt werden. Die Transferkammer wird durch den Schließdruck der Maschine zugefahren und die Masse wird in die Formen gedrückt

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