Stecken, drehen, kühlen – Parkers Lösungen 2020

Die Ingenieure der Parker High Pressure Connectors Europe (HPCE) haben mit ihren Entwicklungen die Marken Parker und Ermeto in den vergangenen Jahrzehnten erfolgreich am Markt etablieren können. „Seit 70 Jahren produzieren wir hier in Bielefeld unter dem Markennamen Ermeto unsere weltbekannten Schneidringverschraubungen. Diese Produktreihe wurde stetig verbessert und es kamen ständig neue Serien, wie zum Beispiel die weichdichtende EO-2-Verschraubung hinzu“, betont Marketingleiter Siegfried Geisler stolz. „Unser Winovation-Programm ist die tragende und für alle Beteiligten verbindliche Basis für unsere Produkt- und Systementwicklungen“, so Geisler weiter.

„Der Entwicklungsprozess wird von der ersten Idee bis zur Produktionsfreigabe in verschiedene Stadien unterteilt. Am Ende jedes Zwischenabschnittes steht ein Gate-Meeting, in dem der erzielte Entwicklungsfortschritt nach einem detaillierten Prüfschema auf Herz und Nieren gecheckt wird. Damit sind unsere Ingenieure in der Lage, ohne Umwege zielgerichtet und kosteneffizient zu entwickeln und die Produktionsreife zum vereinbarten Termin sicherzustellen. Ein ergiebiger Quell für neue Produktideen sind die intensiven Gespräche mit unseren Kunden. Wir erfahren, wo ihnen in der täglichen Praxis der Schuh drückt und sind innovativ genug, praktikable Lösungen anzubieten“, ergänzt Geisler.

Die Parker-Entwicklung Universal Push-to-Connect (UPTC) kommt unter anderem im Nutzfahrzeugbereich zum Einsatz. Hier hat der Trend zu kompaktem Design direkte Auswirkungen auf die Arbeit von Konstrukteuren und Monteuren. Die Leistungsstärke eines Aggregats soll bei gleichbleibend geringem Raum durch immer mehr Anwendungen verbessert werden. Dies verlangt von den Mitarbeitern der Endmontage Geschick und hohen Kraftaufwand. Bei beengten Einbauverhältnissen müssen sie in Taktsystemen oft Überkopf arbeiten. Schnell wird hier zu individuellen Montagehilfen wie abgesägten Maulschlüsseln gegriffen, die der Montagequalität und -sicherheit nicht förderlich sind.

Dabei bieten sich gerade in der Serienfertigung intelligente Alternativen zu herkömmlichen Verschraubungssystemen an, die die eingangs beschriebene Problematik lösen können. Parkers Universal Push to Connect (UPTC) gehört dazu. UPTC ist eine patentierte, druckverriegelbare, weichdichtende Steckverbindung (Pressure-Lock) für Stahlhydraulikrohre und Hydraulikschläuche. Zentrales Element ist die Systemmutter, die mit beliebigen 24°-DIN-Verschraubungen oder Schlaucharmaturen verbunden werden kann. Die Systemmutter ist unter anderem mit einem Klemm- und einem Edelstahl-Sicherungsring versehen. Das Gegenstück zur Systemmutter bildet der Stecker, den der Monteur an eine Rohr- und Schlauchleitung anschließt.

Der UPTC-Stecker besitzt mit der roten Staubdichtung eine visuelle Montageerkennung. Wird der Stecker in die Systemmutter eingeführt, rastet der darin befindliche Edelstahlring ein. Beide bilden fortan eine Einheit. Er stößt im Inneren der Systemmutter an eine gelbe Dichtung, die eine hermetische und spielfreie Abdichtung garantiert. Der schwarze Klemmring der Systemmutter verriegelt die Verbindung unter Systemdruck (Pressure-Lock) ein zweites Mal. Diese permanente Druckverriegelung (Pressure-Lock) unterbindet Vibrationen in der Steckverbindung. Das ist ein Alleinstellungsmerkmal in der Welt der Stecksysteme. Für den Austausch löst der Monteur das UPTC-Stecksystem an der Systemmutter mit einem handelsüblichen Maulschlüssel.

Zum einen erfordert Stecken im Vergleich zum traditionellen Schrauben nur circa die Hälfte der Zeit. Zum anderen ergeben sich bei der Montage geringere Steckkräfte. Verschwindet die rote Staubdichtung nach dem Stecken, ist die Steckverbindung sicher und korrekt hergestellt. Monteure können die Steckverbindung bei starker Verschmutzung ohne Spezialwerkzeuge wieder lösen.

Das UPTC-System ist zum Beispiel mit den Verschraubungen EO-PSR, EO-2, EO2-Form sowie über eine Systemmutter auch mit O-Lok kombinierbar. Dies bedeutet, dass bestehende Konstruktionen nicht grundlegend geändert, sondern mit dem UPTC-System weiter optimiert werden können. Aus dieser vielseitigen, täglichen Praxis heraus ergeben sich immer wieder neue Ergänzungen des Stecksystems: Bei der Cartridge-Variante werden beispielsweise Systemmutter und Stutzen in einer Komponente vereint, sodass der Monteur noch kleinere Einbauhöhen erreicht. „Das UPTC-System ist aus dem konkreten Bedarf eines Kunden an einer für ihn adäquaten Lösung entstanden. Es lässt sich aber, wie uns die Nachfrage beweist, für viele andere Anwendungen einsetzen. Das Beispiel zeigt, dass wir uns im Vergleich zu unseren Marktbegleitern nicht nur im klassischen Verschraubungssegment bewegen, sondern auch andere Produktlösungen anbieten, mit denen wir weitere Märkte erschließen, in denen wir uns vorher nicht so stark bewegten. Thermal Management ist solch ein Segment“, wie Geisler ausführt.

Ingenieure verwenden Standard-Drehverschraubungen im Bereich mobiler Anwendungen, aber auch in der Land- und Forstwirtschaft oder bei Werkzeugmaschinen. Generell werden durch Drehverschraubungen die Torsion und enge Biegeradien von Schläuchen vermieden. Der Ingenieur erhöht damit die Lebensdauer des gesamten Hydrauliksystems, senkt die Ausfallzeiten und macht die Auslegung des gesamten Systems flexibler.

Immer mehr Anwender in der Mobilhydraulik haben es mit unwegsamem Gelände, harten klimatischen Bedingungen und teilweise schlechter Infrastruktur zu tun. Als Antwort darauf schuf Parker mit der Serie Heavy Duty 360° eine neue Produktgeneration. Die Kombination der Kugellager mit einem neuen Design- und Dichtungskonzept kann in Bezug auf Druck-, Temperatur- und Korrosionsbeständigkeit sowie Haltbarkeit und Durchflusseigenschaften zu deutlichen Verbesserungen führen. Heavy-Duty-360°-Komponenten arbeiten bei einem Nenndruck von 420 bar. Die neue Dichtungseinheit ist speziell auf dauerhafte Dichtungsleistung in Kombination mit Tieftemperaturtauglichkeit ausgelegt, sodass die Funktion der Drehverschraubung auch bei einer Umgebungs- und Medientemperatur zwischen -40 und bis zu +95 Grad Celsius gewährleistet ist. Zudem ist die Kippneigung aufgrund des neuen Designs geringer. Darüber hinaus wird die Extrusion von Dichtungselementen verhindert. In den Endabnahmeprüfungen zeigten die neue Konstruktion und der reduzierte Reibungswiderstand eine sehr gute Haltbarkeit aller Komponenten – ohne nennenswerte Verschleißerscheinungen im Anlagensystem.

Die konkreten Auswirkungen der Anstrengungen für die Industrie 4.0 lassen sich am Beispiel von Grossrechneranlagen beschreiben. In diesem Zusammenhang taucht der Begriff Thermomanagement auf. Er definiert die Steuerung von Energie- und insbesondere Wärmeströmen. So erzeugen Mikroprozessoren im Betrieb Abwärme. Dies kann zur Überhitzung der Einheit, zu Fehlfunktionen oder zur kompletten Zerstörung ganzer Baugruppen führen. Daher sollten diese Anlagen immer über eine optimale Kühlung verfügen, die das schnelle Ableiten der Wärme gewährleistet. Unabhängig vom Einsatzgebiet sollen die Systemkomponenten durch zuverlässige Funktionen und hohe Materialqualität jederzeit optimal kühlen. Die Kühlung mit Wasser oder anderen Flüssigkeiten erweist sich als effizienter als die Temperaturregelung über Luftströme. Über Flüssigkeiten zu kühlen ist zudem geräuscharm und beansprucht weniger Bauraum.

Parker bietet für das Thermomanagement Schnellverschluss-Kupplungen an, die zum Verbinden von Kühlelementen und -leitungen eingesetzt werden. Dies geschieht ohne den Einsatz zusätzlicher Werkzeuge. Stark reduzierte Baugrößen wie beispielsweise die Parker RNS-Systeme für Block- und Platteninstallation ermöglichen den Einsatz auf engstem Raum und erweitern die konstruktiven Möglichkeiten. Das flachdichtende Ventildesign ist allen Serien gemein. Durch sein Design verhindert es, dass Luft in das Medium eintritt. Zudem blockiert es den Medienaustritt während des Kuppelns und Entkuppelns. Dieser Austritt startet vor dem Beginn von Wartungsarbeiten. Die Instandhaltung wird durch das schnelle Kuppeln und Entkuppeln verkürzt. Aufgrund der abriegelnden Kupplungen, verbleibt die Flüssigkeit im Kreislauf. Ein weiteres Plus der Schnellverschlusskupplungen ist die Materialvielfalt. Die NSA-Kupplungen bestehen zum Beispiel aus Aluminium und entsprechen dem Trend zu leichten Bauweisen. Durch die verschiedenen Baugrößen (3, 6, 9, 12, 16, 19 und 25 Millimeter) können sie an den jeweiligen Kühlkreislauf angepasst werden. Gerade beim Einsatz in Transportsystemen, wie zum Beispiel der Kühlung von Bordnetz- oder Traktionsstromumrichtern von Schienenfahrzeugen oder der energetischen Optimierung des Wärmehaushaltes in Kraftfahrzeugen, stellen die Kupplungen ihre Widerstandsfähigkeit gegen Vibrationen und Drehbewegungen unter Beweis.