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Mikrofluidik und DosiertechnikFett ganz fein

Serienproduktion der neuen Gleitringdichtung

Viele verbinden den Begriff Mikrofluidik noch immer ausschließlich mit der Medizin- oder Biotechnik, aber mittlerweile findet man Anwendungen in fast allen industriellen Bereichen.

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FluidkomponentenAls Renner erwiesen

haben sich bei Maximator bereits einige Produkte. Das zu den führenden Anbietern rund um das Thema Hochdrucktechnik zählende Unternehmen fertigt Fluidkomponenten, die sich auch für extreme Hochdruckanwendungen ab 600 bar eignen. Ein Entwicklungsteam um Jörg Bock konstruiert dazu passende Ventile, Rohre und Armaturen ¿ für Einsätze in Branchen aller Art. Zu den Abnehmern zählen unter anderem die Prüfindustrie, Automobilhersteller, Chemiekonzerne und die Offshore-Industrie. Eines der Kennzeichen des Unternehmens: Eigenentwicklung. Bock: "Oberhalb von 600 bar wird es schwierig. Die am Markt erhältlichen Produkte genügten unseren Ansprüchen nicht, hinsichtlich Qualität als auch Lieferzeiten." Christopher Schätz aus der Exportabteilung ergänzt: "Das betraf sogar die Eigennutzung derartiger Komponenten, denn Hochdruck-Fittings setzen wir beispielsweise in unseren Prüfsystemen ein." Und wie hält es das Unternehmen mit eigenen Lieferzeiten? Bock: "Wir grenzen uns deutlich von denen der Wettbewerber ab. Sind Komponenten am Lager und lediglich noch zu montieren, liefern wir innerhalb von zwei Wochen, für neu zu fertigende kommen wir maximal auf vier Wochen." Das Produktprogramm startet mit Komponenten für Drücke oberhalb 600 bar und umfasst Ventile, Fittings und Rohre für Drücke bis zu 1 500, 4 500, sowie 10 500 bar. Bauteile bis zu Drücken von 15 000 bar befinden sich in Vorbereitung. Diese Neuentwicklungen entstehen vor allem für die eigene Prüftechnik oder auch für Anlagen zur Autofrettage (mechanisches Verfahren zum Einbringen von Eigenspannungen in ein Bauteil). Das Schnittbild eines typischen, manuellen Ventils im Katalog verdeutlicht die spezielle Bauweise: Zentrales Element bildet die nichtdrehend gelagerte Spindel, die durch die Spindelschraube führt und mit Muttern gekontert wird. Bock zu einem der Vorteile dieser Bauart: "Bei Aufliegen der Spindel auf dem Ventilsitz besteht keinerlei Gefahr des'Festfressens', das erhöht die Standzeit erheblich."

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Jedes Bauteil wird laserbeschriftet

Fluidkomponenten: Als Renner erwiesen

Sämtliche Bauteile, auch sehr kleines Zubehör wie Druckringe und -schrauben, erhalten per Laserbeschriftung Angaben zu Druckbereich, Artikel-Nummer, Rohrart und -werkstoff sowie die Chargennummer. Bock: "Anhand der Chargennummer lässt sich zum Beispiel der Werkstoff feststellen und auch nachträglich noch ein 3.1-Materialzeugnis ausstellen. Insbesondere Anwender aus der chemischen Industrie fragen oftmals diese Information nach. Denn diese Kennzeichnung ist im Bereich Verbindungstechnik noch nicht üblich." Gemeinsamer Nenner aller Ventile: Es gibt sechs Baureihen jeweils mit Zwei-Zwei-Wege-Funktion. Sie entsprechen von Abmessungen und Funktionen her Bauteilen anderer Hersteller, so dass sie auch als Ersatzteil infrage kommen. Maximator bietet darüber hinaus optional eine besondere Verschraubung an: Der Anwender kann bei Einsätzen an stark vibrierenden Anlagen mit einer Antivibrationsverschraubung das Rohr zusätzlich fixieren. Maximator liefert auch die passenden Schläuche (bis 4 000 bar), die sich dank aufgepresster Rohre mit Gewinde direkt mit dem Hochdrucksystem verschrauben lassen. Dickwandige Rohre aus kaltverfestigtem Edelstahl (1.4301 und 1.4401) decken den gesamten Druckbereich bis zu 10 500 bar ab. Die Rohrenden weisen Konen und Linksgewinde auf und stehen auch in gebogener Form oder gewickelt zur Verfügung. Anwender können die Rohre aber auch mit entsprechenden Werkzeugen selbst bearbeiten, montieren und warten, etwa zum Nachreiben eines verschlissenen Ventilsitzes. "Wir stellen sie selbst her, denn Anwendern fällt es schwer, auf dem Markt die passenden Werkzeuge zu finden", so Bock, "denn welcher Anbieter führt überhaupt Werkzeuge im Programm, mit dessen Hilfe sich Dichtkonen auf Hochdruckrohren fertigen lassen?" Für das 'Kombinieren' unterschiedlicher Rohrgrößen sowie das Anschließen an nationale und internationale Standardgewinde (zum Beispiel G, JIC, NPT) bietet das Unternehmen Adapter und Verbindungsstücke an. Bock: "Insbesondere in diesem Punkt besteht großer Beratungsbedarf, denn im Hochdruckbereich kommen nicht nur Standardprodukte zur Anwendung. Unser Katalog weist zwar rund 500 Adapterbauarten aus, darüber hinaus entstanden aber als Spezialentwicklungen schätzungsweise 2 000 weitere Adapter." Zum Druckbereich bis 1 500 bar: Maximator bietet die komplette Baureihe mit Rohrdurchmessern von einem Viertel bis zu einem Zoll an. Die Nennweiten betragen 1,6 bis 14,3 Millimeter. Und bis zu welchen Drücken lassen sich Rückschlagventile einsetzen? Der Konstrukteur: "Kugelrückschlagventile eignen sich eher für höhere Drücke ab etwa 500 bar, da die Kugel mit einer gewissen Kraft in den Sitz gedrückt werden muss. Wahlweise kommt auch das 'weichere' O-Ring- Rückschlagventil in Betracht. Der Anwender muss dann aber darauf achten, dass er passend zum Medium den richtigen O-Ring-Werkstoff auswählt." Bleibt eine weitere Produktlinie: Berstscheibenhalter inklusive Berstscheiben mit 3.1-Zeugnis für Drücke bis zu 4 500 bar oder darüber. Bock: "Oberhalb von 1 000 bar sind Sicherheitsventile bei bestimmten Anwendungen eher ungeeignet. Ich rate daher den Anwendern in den meisten Fällen zur Berstscheibe zu greifen". Sein Tipp: Gleich mehrere Scheiben ordern und in der Nähe des Einsatzortes deponieren.

Die Ventil-Produktreihen

Die Produktreihe High Pressure umfasst zwei Ventilbaureihen für maximal 2 500 und 4 500 bar. Die Nennweiten: maximal 4,8 Millimetern bei den Fittings. "Die relativ geringen Durchmesser wirken sich nicht negativ aus, da in 90 Prozent der Anwendungsfälle der Durchflusswert eine unkritische Größe ist", so Bock. Und: "In der Regel handelt es sich um Prüfaufgaben, bei denen es nicht auf Sekunden ankommt. Das kleinste Rohr mit einem Viertel Zoll hat sich daher als absoluter Renner erwiesen." Die Komponenten der Baureihe Ultra High Pressure (bis 10 500 bar) eignen sich beispielsweise für die so genannte Autofrettage (mechanisches Verfahren zum Einbringen von Eigenspannungen in ein Bauteil). Ventilbaureihen für maximal 7 000 und 10 500 bar mit entsprechenden Fittings decken diesen Bereich ab. Für den automatisierten Ventilbetrieb bietet Maximator zwei pneumatische Aktoren als NC- oder NO-Version (normally closed/normally open) an, die im Druckbereich bis zehn bar arbeiten. Bock: "Elektromagnetische Antriebe kamen nicht in Frage, denn sie würden wegen der enormen Kräfte zum Betätigen Leistung im Kilowatt-Bereich benötigen. Wir können in Sonderfällen mit sehr hohen Drücken auch Ventile mit hydraulischen Aktuatoren fertigen." Eine Ausnahme: Das Unternehmen bestückt Zwei- und Drei-Wege-Kugelventile (Druckbereich bis 1 500 bar) wahlweise mit pneumatischen oder elektrischen Antrieben. Zu den jüngsten Entwicklungen zählen Ventile für den Einsatz in Offshore-Anlagen, bei denen unter anderem der im Öl enthaltene hohe Schwefelwasserstoff die Korrosionsgefahr erheblich erhöht. Bock: "Mit Hilfe besonderer Behandlungsverfahren sorgen wir dafür, dass die Korrosionsgefahr geringer ausfällt und die Ventile den strengen Vorschriften der NACE MR075 entsprechen."

Auswechselbare Ventilsitze

Tritt an Spindel oder Ventilsitz bei extremen Einsätzen (zum Beispiel: Abrasiv- Wasserstrahlschneiden mit schmirgelnden Zusätzen) dennoch Verschleiß auf, kann sie der Anwender bei speziellen Ventilen mit auswechselbaren Verschleißteilen austauschen. Maximator schneidet auf die Rohre zudem einen Konus, der zugleich die Dichtfläche bildet. Der Konstrukteur: "Eine sehr schmale Fläche, um die hohen Drücke beherrschen zu können." Jedes Rohr erhält ein Linksgewinde, eine Schraube drückt das Rohr in den Ventilsitz. Sämtliche Teile bestehen aus kaltverfestigten Edelstählen, da Standardwerkstoffe die vorgeschriebenen Streckgrenzen nicht erreichen würden. Für das Abdichten kommen ausschließlich Sonderdichtungen zum Einsatz. Bock: "Bei Handventilen reicht diese Dichtung in der Regel aus. Für automatisierte Prozessen hingegen bieten sich abweichende Dichtungsgeometrien zur Erhöhung der Standzeit an."

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