Die Kugel singt

Rhytmisch zieht ein Magnet die flinke Kugel vom Sitz − das Funktionsprinzip einer neuen Ventiltechnik ist ebenso simpel wie wirkungssicher. Im Testfeld hat der Lizenznehmer der spektakulären Technologie, die Vlothoer Firma GSR, über eine Milliarde Schaltspiele erzielt.

Klacken, knattern, rattern, brummen, rauschen, singen…, möglich ist alles, ganz davon abhängend, wie die Ventilsteuerung die Impulse gibt. Alle angeführten Geräusche (und etliche mehr) generiert ein momentan noch ziemlich neues Ventilprinzip. Das überraschend einfache Verfahren, soviel steht jetzt schon fest, kann in einer Vielzahl von fluidtechnischen Anwendungen zum Teil völlig neue Möglichkeiten erschließen.

Bei der vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt DLR entwickelten ‚Rapid Reaction Valve Technologie‘ (die Markenbezeichnung RRV ist gesetzlich geschützt!) handelt es sich um ein ebenso einfaches wie elegantes Prinzip, für das die in Vlotho ansässige Firma GSR Ventiltechnik GmbH & Co. KG alleinige Lizenznehmerin ist. Bei der revolutionären Methodik wird eine magnetisierbare Ventilkugel nur durch die Druckdifferenz zwischen Ventileingang und Ventilausgang in den Ventilsitz gepresst.

Soll das Ventil öffnen, wird im Ventilgehäuse eine Magnetspule mit Strom beaufschlagt. Die Folge ist: Die Kugel rollt aus dem Sitz. Schaltet die Spule die Stromzufuhr aus, ziehen die Strömungskräfte des Mediums die Kugel zurück auf den Dichtsitz. Über die Ventilsteuerung sowie über Kugelgröße und Kugelgewicht (nebst weiteren Parametern) lassen sich hochvariabel die gewünschten Ventileigenschaften an den jeweiligen Anwendungsfall anpassen.

Neues Ventilprinzip für die Fluidtechnik

Auf einer Fachpressekonferenz kehrte der Vlothoer Technologieanbieter GSR als großen Vorteil von Rapid Reaction Valve vor allem die erreichbaren Schaltzeiten hervor. Wolfgang Heil, der Geschäftsführer des Hauses, erklärte vor der Presse: „Die Schaltzeiten sind extrem kurz und gehen in den Millisekundenbereich.“ Als weiteren enormen Vorteil verwies Heil auf die „sehr hohe Lebensdauer“. Im hauseigenen Testfeld habe man, so der Chef des Hauses, „über eine Milliarde Schaltspiele erreicht“.

Auf der Pressekonferenz Ende März in Vlotho stellte der 1971 gegründete Hersteller, der heute per annum über 3.000 Spezialventile nach Kundenvorgaben baut, und der in seinem Sortiment eine große Vielfalt an servo-, zwangs- und direktgesteuerten Magnetventilen, weiters an fremdgesteuerten Ventilen, Motorregelventilen sowie an Zubehör anbieten kann, erstmals RRV-Serienventile vor. Die Produkte, die sich ohne anwendungsspezifisches Engineering einsetzen lassen, sind inzwischen in drei unterschiedlichen Varianten verfügbar.

RRV-Ventile für definierte Anwendungsfelder

Da ist zunächst das speziell für Hydraulikanwendungen entwickelte Ventil RRV 95. Das ‚Hydraulikventil‘ schaltet in 10 msec bei 200 bar und erlaubt somit extrem schnelle Regelvorgänge. Zu der für einen Druckbereich von 20 bis 200 bar ausgelegten Neuheit erläutert Wolfgang Heil: „Mit Abmessungen von 35 mal 40 mm bei 65 mm Länge baut das mit 24 VDC-Industriespule versehene Produkt, das zum Schalten nur geringe elektrische Ströme braucht, sehr kompakt und lässt sich in hydraulische Regelkreise integrieren.“

Ein Ventil für gasförmige Medien, das sehr lange Standzeiten bei konstanter Schaltzeit von unter 1 msec gewährleistet (über 1 Mrd. Schaltspiele laut Hersteller), ist zweitens das RRV 250. Dank der Fähigkeit für hochgenaue Dosierung kleiner Mengen von Gasen oder Flüssigkeiten fasst diese Neuheit speziell die Abfüllung von Pharmazeutika und die gleichmäßige Einbringung von Wirkstoffen oder Chemikalien ins Auge. Zu den Zielmärkten gehören demnach die Dosier- und die Regelungstechnik in der allgemeinen Industrie, aber auch in der Pharma-, Chemie- und Lebensmitteltechnik.

Als dritte Serienlösung nicht vergessen werden darf RRV 258. Laut GSR zeichnet sich diese in Edelstahl ausgeführte Version durch einen Strömungskanal aus, der speziell auf die hydrodynamischen Verhältnisse bei hochviskosen Medien wie z. B. Klebstoffen angepasst ist. Geeignet ist es genauso für das Handling dickflüssiger Medien wie für Anwendungen, bei denen große Durchflüsse gefordert sind. Wolfgang Heil kommentiert: „Nachdem wir umfangreiche Erfahrungen des Rapid Reaction Valve gesammelt hatten, ist das RRV 258 eines der ersten Serienventile in dieser Technologie. Bewährt hat es sich speziell auch bei Nutzern, die eine Dosierung von Leimen und Klebstoffen mit extrem kurzen Schaltzeiten brauchen.“

Neue Möglichkeiten

Übrigens: Die Rolle der leistungsfähigen Elektronik des Rapid Reaction Valve spielt der RRV-Driver. Er sorgt für schnelle Reaktion des Ventils; durch ihn wird nach Aufbau des Magnetfeldes die Stromversorgung automatisch reduziert. Ferner beugt der Driver Energieverlusten vor und schont die Spule.

Als Lizenznehmer der DLR nutzt GSR die Rapid Reaction Valves seit sieben Jahren und hat bis dato kundenspezifische Anwendungen u. a. in der Verfahrenstechnik „bei hochgenauen Sprüh- und Dosiervorgängen“, in der Fluidtechnik „für schnelle, adaptive Regelvorgänge speziell für Hydraulik“ und in der Energietechnik zur „Dosierung von Wasserstoff in Niederdruck-Brennsoffzellen“ realisiert (alle Angaben gemäß Geschäftsführung). Ausgestattet mit diesem Erfahrungsschatz ist Wolfgang Heil überzeugt, den Konstrukteuren „in ganz unterschiedlichen Anwendungsfeldern des Maschinen- und Anlagenbaus erschließen sich jetzt völlig neue Möglichkeiten für die Regelung von Prozessen und für das Fluid-Handling“. W

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