Der häufigste Denkfehler bei der Konstruktion von Maschinen

Betrachten Sie Dichtungen nicht als Abschlusskomponente, sondern als Hauptkomponente

Dichtungen erfüllen ihre Funktion in einer Vielzahl von Anwendungen. Denken Sie an alltägliche Gegenstände wie eine Kaffeemaschine oder das Profil einer Autotür, aber auch an sehr kritische Anwendungen wie eine Ölpipeline oder einen chemischen Reaktorbehälter. Eine Dichtung ist daher eine essenzielle Komponente. In der Praxis wird sie jedoch immer noch regelmässig als Abschluss der Maschinenkonstruktion angesehen. Eine falsche Auswahl kann grosse Probleme verursachen.

Im Jahr 1986 explodierte beispielsweise die Raumfähre Challenger kurz nach ihrem Start. Die Ursache war teilweise auf einen defekten O-Ring zurückzuführen. Schlimmer noch: Einige Ingenieure hatten den möglichen Fehler an die NASA gemeldet, diese hat ihre Warnungen jedoch angeblich ignoriert.

Vor diesem Hintergrund ist die Überarbeitung einer Maschine aufgrund einer falschen Dichtung nur ein winziges Problem. Dies führt jedoch zu einer Verzögerung bei der Auslieferung.

Wenn eine fehlerhafte Dichtung unbemerkt bleibt, handelt es sich um ein viel grösseres Problem: Dies reicht von Schäden und Lecks an wichtigen Komponenten Ihrer Maschine bis hin zu Gefahren für die Maschinenbediener. Mit allen damit verbundenen nachteiligen Auswirkungen, Schadensersatzansprüchen und Sicherheitsrisiken. Sie werden es folglich nicht bereuen, wenn Sie der Abdichtung Ihrer Maschinenkomponenten bereits in der Konstruktionsphase Aufmerksamkeit schenken, um «Probleme» – im weitesten Sinne des Wortes – zu vermeiden.

Eine Dichtung ist keine Abschlusskomponente Ihrer Konstruktion

Leider kommt es gelegentlich vor, dass sich nach der Montage eines Pretotyps oder Prototyps der Einbau der Dichtung als unmöglich erweist. Oder die Dichtung erfüllt nach einigen Tests nicht die erhofften Erwartungen. Dann ist eines sicher: Sie müssen wieder ans Reissbrett. Dies führt zu Verzögerungen im Prozess, unvorhergesehenen Kosten und manchmal ist gar die Lieferfrist für die Gesamtkonstruktion in Gefahr.

Was ist die Ursache? Die Annahme, dass die gewählte Dichtung passt. Kurz gesagt: Dichtungen werden allzu oft als Details in einer Maschine oder Anlage betrachtet. Somit werden Lieferanten, die die richtigen Fragen zur Dichtungsfunktion in der Maschine stellen können, zu spät an den Tisch gebeten. Daher ist es höchste Zeit, die Rolle der Dichtungen im Konstruktionsprozess aufzuwerten.

Wohin soll die Dichtung also in Ihrer Maschinenkonstruktion?

Das einwandfreie Funktionieren einer Dichtung ist daher für den Betrieb und die Sicherheit der Maschine äusserst wichtig. Der Dichtungstyp, die Nut und das Material, aus dem die Verbindung hergestellt ist, hängen unter anderem von Folgendem ab:

  • Anwendung, Standort und geplante Lebensdauer der Maschine
  • Position und Funktion der Dichtung in Ihrer Maschine
  • Bedingungen wie Druck, Medium und Temperatur (sowie die Dauer), denen die Dichtung ausgesetzt ist
  • Weitere qualitätskritische Anforderungen an die Dichtung
Es ist ein recht grosser Unterschied für die Vorlaufzeit, ob Sie für Ihre Dichtung einen bereits vorhandenen Verbundwerkstoff benötigen oder ob das von Ihnen benötigte Elastomer erst noch entwickelt werden muss. Ausserdem müssen die Dichtungen im Laufe der Zeit ausgetauscht werden. Aber haben Sie dies bei Ihrer Konstruktion berücksichtigt? Ausserdem werden Dichtungen oft mit Chemikalien gereinigt oder müssen auf spezifische Weise montiert werden. Dies alles sind Überlegungen, die Sie nicht ausser Acht lassen sollten.
 

Diese Fragen werden jedoch nicht immer berücksichtigt, was dazu führt, dass die Konstruktion der Dichtung oder sogar der gesamten Maschine modifiziert werden muss. Verhindern können Sie dies, wenn Sie die richtigen Schritte unternehmen und sich frühzeitig an Fachleute wenden, die über Toleranzen und die einzigartigen Eigenschaften von Gummi Bescheid wissen.

Maschinenkonstruktion mit Design for Six Sigma

Mit der Methode Design for Six Sigma sind Sie all diesen Problemen einen Schritt voraus. Es ist ein proaktiver Ansatz, mit dem Sie durch Ihre Zeitinvestition den Kundenbedarf präzise ermitteln und ihn dadurch konkret sowie messbar machen. Dieser Ansatz gewährleistet die Konzentration auf die Entwicklung mit Tools wie:

  • Anwendung von Methoden wie DMAIC oder DIDOV für einen hochwertigen Konstruktions- und Produktionsprozess
  • Durchführung von Tests wie einer Konstruktions-FMEA zur rechtzeitigen Ermittlung, Priorisierung und Beseitigung von möglichen Fehlern
  • Einbindung der richtigen Stakeholder (zum Beispiel Einkäufer und Zulieferer) zum richtigen Zeitpunkt


Sie wollen eine Maschine so konstruieren, dass (Produktions-)Prozesse optimal ausgestaltet werden können? Und die Produkte alle Anforderungen erfüllen, um eine gleichbleibend hohe Qualität zu gewährleisten?

Dann ist Design for Six Sigma als Ansatz und als Philosophie ein leistungsfähiges Instrument, um sicherzustellen, dass Sie in einem frühen Stadium die richtigen Konstruktionsentscheidungen treffen.

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