Schell
Druckspül-
kartusche

Klassische Dichtheitsprüfungen sind z. B. Wasserprüfungen oder Differenzdruckmessungen. Die Wasserprüfung ist ein Verfahren ohne große Technik. Dabei wird ein Bauteil unter Wasser gehalten und unter Druck gesetzt. Steigen Luftblasen auf, ist das Teil nicht dicht. Die Differenzdruckprüfung ist eine etwas kostenintensivere, aber dafür schnellere Prüfung mittels Luftdruck.

Solche Undichtigkeiten können bspw. durch Lufteinschlüsse im Kunststoff, sog. Vakuolen, entstehen. Und genau das ist beim Kolben der Druckspülkartusche passiert. Weil wir die Geometrie des Teils nicht ändern konnten, haben wir uns etwas anderes einfallen lassen. Und haben zwei Spritzparameter – Einspritzgeschwindigkeit und Nachdruck – geändert, wodurch wir die Vakuole verkleinern konnten. Zusätzlich haben wir die Lüftung in unserem Werkzeug angepasst, um die Vakuole weiter zu verkleinern. Herausforderung gemeistert.

Aber da haben wir nicht aufgehört. Denn wir wollten unseren Prozess weiter verbessern und uns nicht nur auf die Wasserprüfung verlassen. Und haben deshalb eine zusätzliche Prüfmethode eingesetzt: eine Rundheitsprüfung. Indem wir die Rundheit im Innendurchmesser unserer Teile auf ein Zehntel genau messen, kommen wir jeder Vakuole in diesem Bereich auf die Spur. Und können potenzielle Undichtigkeiten beseitigen.

So haben wir es geschafft, dass z. B. der Verschlusskopf und der Kolben jeweils so rund sind, dass die Dichtlippe des Kolbens den Verschlusskopf während der gesamten Hubbewegung zuverlässig abdichtet.

Damit das Zeitverhalten der Druckspülkartusche stimmt, war die Düsenbohrung besonders wichtig. Hier war es gar nicht so einfach, die Toleranzen weniger Hundertstel Millimeter einzuhalten. Denn Kunststoffteile haben immer eine Trennung. Und damit auch einen Grat.

Was bei vielen Teilen kein Problem ist, hätte bei unserem Kolben alles verändert. Denn ein Grat würde den Durchmesser unserer Düsenbohrung verkleinern und damit die Wassermenge beeinflussen. Und weil Grate nie wirklich gleichmäßig sind, wäre die Wassermenge und damit die Funktion der Druckspülkartusche durch den Grat unberechenbar geworden. Also musste der Grat an der Düsenbohrung weg.

Gut, dass wir einen hauseigenen Werkzeugbau haben! So konnten wir die Köpfe zusammenstecken und eine Lösung finden: Wir haben unser Werkzeug für den Kolben so umkonstruiert, dass der Grat hochkant zur Düsenbohrung verläuft. Dadurch beeinflusst er den Durchmesser der Bohrung nicht. Und durch die Druckspülkartusche fließt genau die vorgesehene Menge Wasser.

Damit der weniger fest verpresste O-Ring am Verschlusskopf dicht abschließt, musste der Grat in der O-Ring-Nut weg. Aber im Spritzprozess hatten wir keine Möglichkeit, den Grat klein genug zu bekommen. Also haben wir den Grat in der 2,5 mm breiten Nut nach dem Spritzen abgedreht, also mechanisch entfernt.

Und wir haben uns noch etwas überlegt. Nämlich unsere Verschlussköpfe zu wiegen. Dabei haben wir für das Teilegewicht eine enge Toleranz von +- 0,1 g ermittelt. Und zwischen dem Gewicht des Verschlusskopfes und dem Durchmesser der O-Ring-Nut eine Korrelation gebildet. So konnten wir mit unserer Gewichtsprüfung schnell, einfach und serienbegleitend feststellen, ob ein Verschlusskopf hinsichtlich der O-Ring-Nut in Ordnung ist. Und haben unseren Prozess so weiter verbessert.