Lekdichte STC-koppeling brengt montagetijd spectaculair terug

De Amerikaanse fabrikant van industriële slangen Aeroquip Eaton heeft een nieuw type koppeling ontwikkeld voor vloeistofslangen. Deze schroefdraadloze koppeling, toepasbaar in mobiele en stationaire hydraulische installaties en is veel eenvoudiger te monteren en garandeert een absolute lekdichtheid. Daarom is dit nieuwe type koppeling met name interessant voor OEM’ers en retrofitting-bedrijven.

De koppeling draagt de naam ‘Snap-To-Connect’ (STC), wat verwijst naar de eenvoudige wijze waarop de verbinding tot stand komt: door een eenvoudige klik. De STC-koppeling werd door Aeroquip ontworpen als eenvoudig, lekkagevrij verbindingssysteem voor slangen in hydraulische installaties.

Men kan daarbij denken aan gemotoriseerde landbouwmachines, tractoren, graafmachines, allerlei vast opgestelde installaties, productie-apparatuur, grondverzetmachines, kranen e.d. Met het oog op de strenger wordende milieunormen en -wetgeving was een lekvrije verbinding de voornaamste eis.

Sinds de koppeling verkrijgbaar is en wereldwijd wordt toegepast, blijkt het vooral de gemakkelijke montage te zijn die de gebruikers aanspreekt. Door het simpelweg inklikken kunnen fabrikanten van machines en installaties met hydraulische componenten profiteren van een aanzienlijke tijdwinst bij de assemblage.

Vanzelfsprekend zijn het ook de bedrijven die zich bezighouden met grondige revisie en vervanging van oude componenten door nieuwe (retrofitting) die in het nieuwe koppelingstype geïnteresseerd zijn. Dat het montage-aspect zo aanspreekt – terwijl de lekdichtheid als vanzelfsprekend wordt ervaren – blijkt wel uit het feit dat bij componenten als kleppen, pompbehuizingen, stuureenheden, pompen en motoren het ‘female’ deel van de STC-koppeling (zie hierna) als alternatief voor conventionele schroefdraadaansluitingen steeds vaker standaard wordt ingebouwd met het oog op reductie van assemblagetijd en -kosten. Een speciale adapter is dan niet meer nodig; de slang wordt direct aangesloten op het betreffende onderdeel, met als ‘bonus’ een lekvrije afdichting.

Werking
Hoe werkt het STC-koppelingssysteem? Zoals bij iedere koppeling zijn er twee delen die moeten worden samengevoegd; voor de duidelijkheid noemen we die de female- en de male-connector. In de female-connector bevindt zich een roestvaststalen verende blokkeerring. De male-connector is voorzien van een wig, die bij het koppelen van de twee delen de blokkeerring naar buiten drukt (in een uitsparing van de female connector). Wanneer de wig de uitsparing is gepasseerd, veert de blokkeerring weer terug in zijn oorspronkelijke stand en is de koppeling tot stand gebracht.

Een O-ring zorgt voor een lekvrije afdichting. Deze O-ring is standaard vervaardigd van Buna-N, maar kan afhankelijk van de toepassing – afdichting voor vloeistof of lucht, koeltechniek – ook van andere materialen gemaakt zijn. Het is de O-ring die bepaalt in welk temperatuurgebied de koppeling kan worden ingezet.

De STC koppeling is niet-permanent; demontage is bijna net zo gemakkelijk als montage. Inderdaad: bijna, want terwijl het monteren zonder gereedschap geschiedt, is voor het demonteren een eenvoudig specifiek hulpgereedschap vereist.

De bekjes van het hulpgereedschap worden achter de ontkoppelingsring geschoven waardoor de roestvaststalen blokkeerring weer in de uitsparing van de female connector worden geduwd. Daarna kunnen de beide delen zonder weerstand uit elkaar worden getrokken. De gemakkelijke demontage is een ander voordeel van het STC-concept, dat vooral tot zijn recht komt bij onderhoud en reparatie.

Omdat het hulpgereedschap alleen maar behoeft te worden ingestoken (rechtlijnige beweging) en niet hoeft te worden rondgedraaid, is het bij complexere aansluitsituaties niet meer nodig meerdere slangen te ontkoppelen om één defecte slang of koppeling te vervangen. Nu is dat wel vaak nodig om de steeksleutel de nodige ruimte te geven.

Daartoe behoort in ieder geval de zojuist al genoemde ontkoppelingsring. Dit is een rubberonderdeel met ringvormige stalen kern die als inlage in de matrijs wordt meegegoten en een tweeledige functie heeft. De rubberen huls voorkomt het binnendringen van stof in de koppeling terwijl de stalen ring, zoals we gezien hebben, voor de deblokkering van de koppeling zorgt. De uit PTFE vervaardigde tegenhoudring biedt weerstand aan de t.g.v. hoge druk vervormende O-ring bij kritische pulstoepassingen.

Geen defect
Sinds de introductie zijn nu al meer dan dertien miljoen STC-koppelingen wereldwijd toegepast in uiteenlopende machines en installaties; tot op heden is er volgens de fabrikant vanuit het veld nog geen defect gemeld. Nog onlangs is de STC-technologie verder verfijnd; tot de laatste verbeteringen behoort een toename van de toelaatbare druk tot ruim 400 bar (6000 psi).

Inmiddels is ook een ruim programma onderdelen beschikbaar die op deze technologie zijn gebaseerd (fig. 4), zoals universele krimpnippels (male connectoren) voor bevestiging op slangen, in rechte en gebogen (45º en 90º) uitvoering, nippels voor specifieke slangtypen, (FC699, PTFE, SAE100R5 enz.), pijpen met geïntegreerde male connector (fig. 5), diverse typen rechte en gebogen adapter (bijvoorbeeld female connectoren die op een bepaald type schroefdraad kunnen worden aangesloten), T-stukken enz.

Tijdwinst
Dat het STC-concept assemblagetechnisch gunstig is, zal inmiddels duidelijk zijn, maar hoe gunstig? Ook hier geeft de praktijk inzicht in de mogelijke besparingen. Aeroquip Eaton weet te melden dat een aantal OEM’ers die de overstap van conventioneel naar STC hebben gemaakt, per koppeling een tijdwinst boeken van 55 tot 70 seconden, wanneer de female connector in de aan te sluiten component is ingebouwd.

Waar vroeger al gauw meer dan een minuut nodig was voor het handvast aandraaien en vervolgens met gereedschap op de voorgeschreven torque-waarde verder vastdraaien, is de koppeling nu in enkele seconden vastgeklikt. Wanneer er zo per dag bijvoorbeeld 5000 koppelingen tot stand komen, wat niet ongewoon is, heeft men minstens 90 arbeidsuren bespaard.

Nog een voorbeeld: een Japans bedrijf heeft de 120 draadfittingen in oogstmachines voor suikerriet vervangen door STC-connectoren. De montagetijd van het hydraulische systeem is daardoor met de helft teruggedrongen. Na deze overtuigende aanpassing hebben ook Japanse fabrikanten van maaimachines, laadplatforms en vorkheftrucks belangstelling getoond. Andere Aziatische firma’s zijn geïnteresseerd in een licentiename van het STC-systeem.

De centrale vraag die iedere fabrikant van hydraulische machines zich zou moeten stellen is: in hoeverre kan ik door mijn componenten (pomphuizen, kleppen enz.) te voorzien van female connectoren tijdwinst in de productie behalen? En is het voordeel evident, moeten dan losse female connectoren door inschroeven aan de componenten worden bevestigd of kan de ‘female’ geometrie door verspanende bewerking (in bijvoorbeeld het kleplichaam) worden aangebracht? Deze laatste mogelijkheid wint steeds meer veld, nu Aeroquip Eaton verschillende fabrikanten licentie verleend heeft om de geometrie van de female connector als integraal onderdeel van de componenten direct aan te brengen.