L'origine dei nomi e la storia produttiva di Stepseal e Glyd Ring

Premessa

La tenuta dinamica è una componente fondamentale dei cilindri idraulici. Attualmente, i cilindri idraulici ad alta pressione e per impieghi gravosi utilizzano prevalentemente gli anelli Glyd e le guarnizioni Stepseal. Questi erano i prodotti principali della società Busak+Shamban (indicata come Busak+Shamban). Oggi numerose aziende nazionali producono anch’esse questi due tipi di tenute.

Negli anni ’90, l’ex azienda idraulica Shanghai Sanxin agiva come agente di Busak+Shamban. Eravamo responsabili dell’assistenza tecnica e delle vendite nella regione dell’Est della Cina. In quel periodo, abbiamo redatto manuali e materiale promozionale in lingua cinese. Abbiamo inoltre registrato i marchi depositati per i loro prodotti e tenuto presentazioni tecniche.

Abbiamo visitato la sede centrale dell'azienda in Germania, nonché le filiali negli Stati Uniti e in Giappone. Abbiamo effettuato un tour dei loro laboratori e degli stabilimenti produttivi. Nel 1996, durante una visita alla filiale statunitense, ho incontrato gli ingegneri che avevano originariamente sviluppato il Glyd Ring e il Stepseal. Abbiamo discusso di questioni tecniche e ho appreso moltissimo.

Storicamente, la maggior parte delle guarnizioni prende il nome dalla propria forma. Ad esempio, esistono le guarnizioni a O, le guarnizioni a Y e le guarnizioni a U. Tuttavia, il Glyd Ring e il Stepseal costituiscono delle eccezioni. Questo articolo fornisce una panoramica completa di queste guarnizioni.

1. Struttura e principio

Queste due guarnizioni sono composte da un corpo elastico e da un anello di tenuta. Il corpo elastico utilizza una comune guarnizione toroidale (O-ring) in gomma nitrilica. Può inoltre impiegare una guarnizione a X o un anello rettangolare. L'anello di tenuta è realizzato in fluoroplastica caricata. Il suo nome commerciale registrato è Turcon. Viene lavorato partendo da un grezzo tubolare sinterizzato.

L'anello Glyd è stato sottoposto a continui miglioramenti dal 1971 al 1992 ed è giunto alla sua terza generazione. Anche lo Stepseal ha subito progressivi miglioramenti: dopo lo Stepseal di tipo K, nel 2004 è stato introdotto lo Stepseal di tipo 2K.

Turcon è un eccellente materiale per tenute. Decenni di utilizzo ne hanno dimostrato l’eccezionale capacità di tenuta e resistenza all’usura. Si basa sul PTFE (politetrafluoroetilene) ed è caricato con bronzo, disolfuro di molibdeno, grafite o fibra di carbonio. Ciò lo rende estremamente resistente all’usura. Mantiene la rigidità anche in condizioni severe ed è resistente quasi a tutti i prodotti chimici. Il suo assorbimento d’acqua è inferiore allo 0,01%. Presenta inoltre un basso coefficiente di attrito; i coefficienti di attrito statico e dinamico sono molto simili tra loro, prevenendo così il fenomeno del "gattonamento" (stick-slip) nei cilindri idraulici.

La guarnizione combina la fascia elastica in gomma (O-ring) con l'anello di tenuta Turcon. L'O-ring funge da tenuta statica e applica contemporaneamente una pressione radiale sull'anello di tenuta. Ciò consente all'anello di tenuta di svolgere efficacemente la propria funzione. L'anello Turcon si occupa invece della tenuta dinamica. Questa combinazione sfrutta i punti di forza di entrambi i componenti.

L'anello Glyd viene utilizzato per la tenuta tra il cilindro e il pistone ed è una guarnizione a doppio effetto. Il Stepseal viene impiegato per lo stelo del pistone ed è una guarnizione a semplice effetto, progettata con una forma a gradini per migliorare le prestazioni di tenuta. Quando due Stepseal vengono installati in serie, possono raggiungere una condizione di "tenuta assoluta".

2. Denominazioni e norme

Dopo che queste guarnizioni ebbero raggiunto un livello di maturità e diffusione tale da renderle ampiamente utilizzate, la società Shamban guidò l’elaborazione di norme tedesche e internazionali. All’inizio degli anni ’90, il Comitato cinese per la standardizzazione nei settori idraulico e pneumatico inserì tali guarnizioni nei propri piani di lavoro. L’Istituto di ricerca sulle macchine per ingegneria di Tianjin redasse la norma, equivalente alla corrispondente norma internazionale.

Il progetto è stato approvato nel 1994. L’attuazione è iniziata nell’aprile 1995. La norma è denominata GB/T 15242.1-94 in inglese, il titolo è Trasmissione idraulica – Guarnizioni per aste e pistoni di cilindri per applicazioni alternate con guarnizioni coassiali – Dimensioni e tolleranze .

"Glyd Ring" e "Stepseal" sono marchi commerciali registrati. Talvolta, in base al loro utilizzo, vengono semplicemente chiamati "guarnizioni combinate per pistoni" o "guarnizioni combinate per aste".

Il nome inglese "Glyd Ring" originariamente indica uno stile ad anello scorrevole; "Stepseal" indica invece uno stile a gradini. Si dice che i nomi cinesi (Ge-lai e Si-te) siano stati tradotti foneticamente da agenti di Hong Kong utilizzando la pronuncia cantonese. Questi sono diventati i nomi comuni che usiamo ancora oggi, molto diversi dai nomi ufficiali previsti dalle norme tecniche sui prodotti.

3. Storia produttiva

Nel 1952, l’azienda statunitense W.S. Shamban iniziò a sviluppare materiali di tenuta in PTFE per il settore aerospaziale. Registrò il marchio Turcon e fu pioniera dei sistemi brevettati Stepseal e Glyd Ring. Oggi questi nomi sono noti a ogni progettista di cilindri idraulici.

Nel 1992, l’azienda tedesca Busak acquisì la W.S. Shamban. Per mantenere entrambi i marchi, diede vita alla nuova azienda Busak+Shamban (B+S), che divenne un fornitore multinazionale di guarnizioni e dispositivi di supporto di alta qualità.

B+S possiede 11 laboratori di sviluppo materiali e 17 centri di progettazione in tutto il mondo. Dispone di 6 centri di ricerca e sviluppo e di 80 stabilimenti. È leader nei settori aerospaziale, delle macchine per le costruzioni, della metallurgia e della cantieristica navale.

Busak+Shamban collabora da anni in modo stretto con i clienti cinesi. Dopo l’ingresso della Cina nell’OMC, ha incrementato i propri investimenti. Dal 2000 ha aperto uffici a Wuhan, Shanghai, Dalian, Guangzhou, Xi’an e Chengdu, fornendo soluzioni avanzate di tenuta su tutto il territorio cinese.

Nel 2003, Busak+Shamban è diventata parte di Trelleborg AB, società quotata in Borsa in Svezia. Nel mese di aprile 2004, l’azienda è stata ufficialmente rinominata Trelleborg Sealing Solutions.

4. Conclusione

La maggior parte delle aziende del settore idraulico e pneumatico cinese è costituita da piccole o medie imprese, spesso a conduzione familiare. Queste aziende sono generalmente carenti di capitale, di competenze tecniche e di una gestione moderna. Competono prevalentemente sul mercato low-end, offrendo prodotti molto simili tra loro. Quando la domanda rallenta, scoppiano guerre di prezzo. Prodotti più economici comportano margini di profitto inferiori, rendendo così difficile l’accesso al mercato high-end.

Sha Baosen, Presidente dell’Associazione, ritiene che l’unica via d’uscita sia la riorganizzazione: sia essa realizzata tramite aggregazioni o fusioni, una ristrutturazione è indispensabile. I prodotti per la trasmissione di potenza fluida (idraulica, pneumatica, guarnizioni) sono componenti fondamentali che richiedono scala industriale e ampia varietà. Una singola piccola impresa non può riuscire da sola.

Grandi aziende del settore come Bosch Rexroth, Parker, Eaton e Moog ne sono la prova. Si tratta di grandi gruppi con numerose fabbriche specializzate. Questo settore è intensivo sia in termini di capitale che di tecnologia. È necessaria una certa scala per ottenere profitti. Di conseguenza, fusioni e riorganizzazioni sono inevitabili.

Dal 2009 la domanda nel settore è aumentata. Il Ministero dell’Industria e delle Tecnologie dell’Informazione ha elaborato un piano per risolvere i problemi legati ai componenti fondamentali. I principali ostacoli sono la mancanza di innovazione e gli investimenti in R&S insufficienti. La struttura dei prodotti è squilibrata.

Il paese deve accelerare lo sviluppo delle industrie di base. Dobbiamo risolvere il problema per cui il settore delle attrezzature è «grande ma non forte». Dobbiamo porre fine alla dipendenza da paesi esteri per quanto riguarda i componenti chiave. Il settore deve attuare il «Piano di adeguamento e rilancio della produzione di attrezzature». Dobbiamo superare il «punto critico» rappresentato dalla dipendenza da prodotti d’alta gamma importati. Con le nuove linee guida governative sulle fusioni pubblicate nel 2010, il settore potrebbe cogliere nuove opportunità di sviluppo.