Magnetventile mit sehr kurzen Reaktionszeiten Schalten im ms-Bereich - KEM

Magnetventile mit sehr kurzen Reaktionszeiten

Schalten im ms-Bereich

GSR-Geschäftsführer Wolfgang Heil: „Im Wesentlichen war es notwendig die Ergebnisse aus der Grundlagenforschung der DLR in konkrete Anwendungen für die Verfahrens- oder Fluidtechnik umzusetzen“
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Extrem kurze Reaktionszeiten im Millisekunden-Bereich werden in der Verfahrenstechnik zunehmend auch von Schaltventilen gefordert. Immer dann wenn es zum Beispiel auf die sehr genaue Dosierung von kleinen Mengen Gasen oder Flüssigkeiten ankommt, werden Ventile benötigt, die zum Beispiel für die Abfüllung von Arzneimitteln und für das gleichmäßige Einbringen von Wirkstoffen oder Chemikalien in Reaktionsbehälter geeignet sind.

Mit dem „Rapid Reaction Valve“ (kurz RRV) hat die GSR Ventiltechnik GmbH aus Vlotho nun eine, wie es heißt, vollkommen neue Ventiltechnologie im Markt eingeführt. Was ist aber neu? Es wird bei dieser besonderen Magnetventilbauweise eine magnetisierbare Ventilkugel, die gleichzeitig auch als Anker im magnetischen Kreis dient, durch die wirkenden Magnetkräfte aus ihrem Sitz gezogen. Wegen der geringen Masse – die Kugel wiegt bei einem Durchmesser von 5 mm nur 0,5 g – sind sehr kurze Schaltzeiten möglich. Die Kugel gleitet nach dem Abschalten des Magnetisierungsstromes bedingt durch das fließende Medium wieder sicher zurück in den Ventilsitz. In der Praxis werden mit diesem Prinzip inzwischen Frequenzen bis 500 Hz erzielt. Durch die Einstellung der Pulsbreite erreicht man eine sehr präzise Regelung mit einem nahezu kontinuierlichen Durchfluss und linearem Regelverhalten. Trotz dieser sehr hohen Schaltfrequenzen ist die Standzeit des Ventils sehr hoch. Im Prüffeld vom GSR wurden Ventile getestet, die ohne Verschleiß mehr als eine Milliarde Schaltspiele erreicht haben. Dabei blieb die Schaltzeit konstant bei unter 1 ms.

Erfolgreicher Wissenstransfer
Das Wirkprinzip dieser Ventile wurde ursprünglich vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Köln entwickelt. GSR und das DLR verabredeten schon vor einigen Jahren die Lizenzvergabe. Ziel war es, auf der vorliegenden Basis die Rapid Reaction Ventile zur Serienreife zu entwickeln. Wie sich der GSR-Geschäftsführer Wolfgang Heil in diesem Zusammenhang erinnert, war es die unbürokratische Kontaktaufnahme und danach vor allem die Entscheidungsfreudigkeit seines Managements, die letztendlich zur Kooperation mit der DLR führte. Schon unmittelbar nach dem Vertragsabschluss begann der Wissenstransfer zwischen beiden Partnern, der dann nach rund drei Monaten bereits abgeschlossen war. Noch einmal Wolfgang Heil: „Im Wesentlichen war es notwendig die Ergebnisse der Grundlagenforschung wie sie bei der DLR in Köln vorlagen in konkrete Anwendungen für die Verfahrens- oder Fluidtechnik umzusetzen. Und das ist uns sehr gut gelungen.“ Ein typisches Anwendungsfeld für die neuartigen Hydraulikventile sind Regelkreise der Mobil- und Stationärhydraulik, in denen extrem schnelle Ansprechzeiten gefordert werden.
Hans-Ulrich Tschätsch
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