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Weg von Bypass und Kugelhahn

Flachdichtende Schnellkupplungen: beidseitig unter Druck kuppelbar
Weg von Bypass und Kugelhahn

Die beidseitig unter Druck kuppelbare Schnellkupplung ermöglicht das Verbinden von Systemen bei laufenden Betrieb
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Kein Installationsmehraufwand für Bypassleitungen oder Kugelhähne, Proben entnehmen, ohne laufende Prozesse zu unterbrechen – per beidseitig unter Druck kuppelbarer Schnellkupplung ist genau das möglich.

Denise Fröhlich, Redaktion KEM, erstellte den Beitrag nach Informationen der Gather Industrie GmbH, Mettmann

Seit langem war es Wunsch der Gather Industrie, eine Kupplung zu entwickeln, die beidseitig unter Druck von Hand zu kuppeln ist. Mit bestehendem technischen Know-how gab man sich nicht zufrieden.
Seit 1965 vertreibt Gather hochwertige Schnellkupplungen der Firma Hansen. „Vor knapp 1 ½ Jahren begannen wir, Schnellkupplungen selbst zu entwickeln und zu fertigen“, so Geschäftsführer Klaus Lübke.
Besonderes Interesse galt dabei leckagefreien Produkten. Die Aufgabe lautete, den Druck hinter den Ventilen zu eliminieren. Mit der CUP-Kupplung stellten die Mettmanner dann ein entsprechendes Produkt vor. Die Teamarbeit fand in der Patentanmeldung ihren Abschluss, ein völlig neues Design – die Kupplungsreihe DBG – wurde entwickelt und zur Serienreife gebracht.
Von der Idee zum Produkt
Die bis dato von Gather importierten, beidseitig absperrenden Kupplungen haben auf beiden Seiten ein integriertes Kegelventil, die sich beim Einkuppeln gegeneinander aufschieben und den Medienstrom freigeben. Während nach außen über einen Dichtring abgedichtet wird, sind die Ventile noch geschlossen. „Das ist ein bewährtes Prinzip“, sagt Dirk Becker, Produktmanager Kupplungstechnik, „aber es gibt ein eingekammertes Volumen.“ Diese sogenannte Restleckage geht beim Öffnen verloren. „Oft nicht tragisch, bei giftigen Medien oder Dampf beispielsweise aber schon“, erklärt er weiter.
Deshalb gibt es flachdichtende Kupplungen, die Gather auch selbst herstellt. Bei ihnen tritt keine Restleckage auf. Ihr Wirkprinzip: Auf der Rückseite des Kupplungsnippels lagert die Flüssigkeit. Auf der anderen, der Mutterseite, befindet sich ein Ringventil, das beim Einkuppeln nach hinten geschoben wird und rückseitig nicht Druck belastet ist. So kann es Druck unabhängig arbeiten. „Das Prinzip ist ähnlich dem Öffnen eines Schleusentors“, meint Becker. „Zwar lässt sich die Fassung unter Druck kuppeln, der Nippel aber nicht.“ Bei diesen Produkten hat Gather besonders auf Totraumfreiheit geachtet. „Ihr Nachteil aber ist“, gibt Becker zu verstehen, „dass ab 4 bar die Handkraft nicht mehr reicht, um die Kupplung zu betätigen.“
Beidseitig unter Druck kuppelbar
„Unsere Eigenfertigung wurde von den Kunden anerkannt. Wir haben stets neue Ideen umgesetzt und immer wieder kam der Gedanke auf, beidseitig unter Druck zu kuppeln – und das vor allem mit Flüssigkeit“, sagt der Gather-Chef.
Ergebnis der Mühen ist eine Schnellkupplung, die sich tropffrei verbinden und trennen lässt, wenn beide Kupplungsseiten unter Druck stehen. Damit ist es möglich, fluidische Leitungen ohne vorherige Druckentspannung und ohne Lufteinschlüsse zu verbinden. So entstehen neue Möglichkeiten, Verbindungen leicht von Hand ohne Medienaustritt herzustellen.
Vorteile für die Anwender
Der Installations-Mehraufwand für Ausgleichsleitungen, Mehrwegehähne oder Entspannungsgefäße entfällt. Proben lassen sich aus laufenden Prozessen einfach und sicher entnehmen, Stichleitungen schnell an Hauptleitungen ankuppeln. Vor- und Rücklauf an Temperiersystemen können abgekuppelt und ohne Entlüften direkt wieder verbunden werden. „Bei Probeentnahmesystemen beispielsweise muss-te bislang mit Absperrhähnen gearbeitet werden, das heißt der eine Hahn musste auf-, der andere zu- oder beide aufgedreht werden. Mit unserem neuen Produkt nicht nötig: Einkuppeln, Probe entnehmen, Flüssigkeit raus, auskuppeln – Fall erledigt“, macht Dirk Becker deutlich.
Multikupplungen – ausgestattet mit CUP-System – bestehen im wesentlichen aus zwei abgedichteten Teilen, zwischen denen sich eine Feder befindet. Sie lassen sich leicht von Hand verbinden und verriegeln automatisch. Das von Gather entwickelte System berücksichtigt genau diese Tatsache: Die integrierten Absperrventile lassen sich Druck unabhängig verschieben, da sie kein Flüssigkeitsvolumen verdrängen müssen. „Das funktioniert aber nur, wenn beide Ventilflächen gegeneinander abdichtet sind“, erklärt Becker. Sonst kommt beim Entkuppeln das Ventil nach vorn, die unter Druck stehende Flüssigkeit kann eindringen und schiebt das Ventil wieder zurück. Das passiert dann, wenn der Druck größer ist als die Federkraft, die sich aus Federrate und eingeschlossener Luft ergibt.
Beim Kuppeln schiebt man wie gewohnt Fassung und Nippel ineinander, bis die Verriegelungskugeln einrasten. Auch hier gilt: Zuerst wird die Kupplung nach außen abgedichtet, dann öffnen sich die Ventile. Die sich ergebende Strömungsrichtung ist nicht relevant.
Überzeugende Einhandbedienbarkeit
Gute Produkte überzeugen neben Funktionalität durch komfortable Bedienbarkeit: Ergonomisch gestaltete Schiebehülsen unterstützen die Einhandbedienbarkeit der CUP-Kupplung – sogar wenn die Anwender Schutzhandschuhe tragen.
Innen liegende, damit vor äußeren mechanischen Einwirkungen geschützte Dichtungen sorgen für hohe Zuverlässigkeit und Funktionssicherheit. Ein Schutzring verhindert das Eindringen von Schmutz in den Kugelverriegelungsmechanismus. Der einfache Aufbau der Kupplung erlaubt einen schnellen Austausch der Dichtringe.
Ebenso gibt es die Inline-sterilisierbare Variante mit entsprechend behandelten Oberflächen und GMP konformen Materialien. Viele Anschlussarten vereinfachen das Anbringen an bereits vorhandene Anschlüsse.
Gather liefert die Kupplungsserie CUP-System derzeit in den Nennweiten DN 12, 20 und 25 in Edelstahl und Hastelloy C, ausgestattet mit auf den jeweiligen Einsatz abgestimmten Elas-tomeren. Optionen wie mechanische Codierung oder elektronische Erkennung gehören zum Lieferprogramm. Im Moment ist das System bis 20 bar limitiert. Weitere Ausbaustufen sind in Planung.
Multifunktionelle Einsetzbarkeit
Durch die multifunktionelle Einsetzbarkeit der Kupplung ergeben sich für den Konstrukteur unzählige neue Möglichkeiten. Die Anwendungsbereiche sind kaum einzugrenzen. Dies gilt insbesondere für die Chemische Industrie, Pharmazie, Biotechnologie, Medizintechnik und den Maschinenbau. „Es wird Ansätze geben, an die wir noch gar nicht denken“, zeigt sich der Gather-Chef überzeugt. Das beidseitig unter Druck kuppelbare System ist für neue und alte Anwendungen von Vorteil.
„Unsere Lösung ist zwar teurer als herkömmliche, aber durch die dargestellten Vorteile, hat sie sich schnell amortisiert,“ ist sich Dirk Becker sicher. Sein Chef fügt hinzu: „Letztes Jahr haben wir die Kupplungen fertig entwickelt und sie bei Kunden schon getestet: Sie laufen jetzt seit über einem halben Jahr fehlerfrei“.
Besonders präsentieren wird Gather die Produkte auf der Achema.
Ausführliche Informationen
Flatface-Kupplung
Pumpentechnik
Der Pumpenbereich von Gather
Pumpen sind ein weiteres Standbein von Gather. „Unser Programm konzentriert sich dabei auf die Magnet gekuppelte Zahnradpumpe“, erklärt der Produktmanager Sven Borghoff. „Unsere Spezialität ist das Fördern nicht schmierender Flüssigkeiten.“ 95 % aller Einsatzfälle gehen bis 200 mPas. Aber bis zu 2000 mPas sind genau so möglich wie 0,1 mPas. Die Differenzdrücke im wässrigen Bereich reichen bis 15 bar, Systemdrücke bis 325 bar sind möglich.
„Bei Pumpen haben wir viele Besonderheiten zu bieten“, sagt Borghoff. „Immerhin haben wir die einzige Inline sterilisierbare Magnet gekuppelte Zahnradpumpe“. Diese lässt sich also mit Dampf sterilisieren, ohne ausgebaut zu werden.
Jede Pumpe ist eine kundenspezifische Lösung. „Selbst in Hastelloy oder Titan ist eine Lieferzeit von einem Tag möglich“, untermauert der Produktmanager.
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