Ablösung trumpft auf

Andrea Heuser, Max Rudin

Der 2-Wege Kugelhahn Typ 546 löst das Modell 346 ab und baut auf den Stärken des Vorgängers auf. Bei der neuen Kugelhahngeneration hat man sich für den neusten Stand der Technik bei Gewinden für Kunststoffe entschieden: ein Sägezahngewinde bei Überwurfmutter und Einschraubteil. Das Sägezahngewinde zeichnet sich durch optimal geringe Spannungen im Belastungsfall und hohe Festigkeit in der Beanspruchungsrichtung aus. Zudem kann mit diesem Gewinde eine kleinere Gewindesteigung umgesetzt werden, welche die Feinjustierung begünstigt.

Der Kugelhahn Typ 546 ist kompakt gebaut. Die Baulänge wurde abhängig von der Dimensionsreihe und der Anschlussart gegenüber dem Typ 346 um bis zu 12% verkürzt. Unterstützt wird die Anlagenplanung durch die 2D/3D-CAD-Produktebibliothek, die Georg Fischer zusammen mit dem Kugelhahn Typ 546 im Markt einführt.

Beim Öffnen und Schließen eines Kugelhahns passiert der Volumenstrom einen engen Spalt. Dadurch entstehen hohe Strömungsgeschwindigkeiten, die einen Unterdruck erzeugen. Dies kann die Kugeldichtung aus ihrem Sitz anheben und die Hinterlagedichtung herausspülen. Die Folge ist eine Undichtheit der Armatur im Durchgang. Beim Typ 546 liegt die Kugeldichtung formschlüssig in der Kammer der Hinterlagedichtung. Dies verhindert ein Anheben der Kugeldichtung und schließt damit die Gefahr des Herausspülens der Hinterlagedichtung aus.

Der Zapfen ist der eigentliche Drehpunkt des Kugelhahns. Über ihn werden die vom Antrieb oder manuell über den Hebel aufgebrachten Kräfte auf die Kugel übertragen. Gleichzeitig muss durch die Formgebung und die entsprechenden O-Ringe über viele Stellzyklen hinweg eine uneingeschränkte Dichtheit nach außen gewährleistet sein. Der Zapfen des Kugelhahns ist auf diese Anforderungen bestens vorbereitet. Zwei O-Ringe mit großer Schnurstärke bieten hohe Sicherheit.

In Funktionsprüfungen wurde eine auch nach über 50 000 Stellzyklen niedrige Leckrate erreicht (Wasser 20 °C, 10 bar).

Der Zapfen weist als weiteres Detail eine definierte Sollbruchstelle auf. Wenn eine Stellbewegung der Kugel nicht möglich ist, führt eine Überlast zu einem Bruch des Zapfens an dieser Sollbruchstelle. Die Dichtheit der Armatur gegen außen bleibt jedoch gewährleistet.

In den vergangenen Jahren wurden die Armaturen mit einer integrierten Befestigung ausgestattet. Hierzu werden Gewindebuchsen aus rostfreiem Stahl direkt in den angespritzten Fuß der Armatur eingeschraubt. Die Armatur kann somit direkt, ohne den Einsatz einer zusätzlichen Halterung, auf dem Untergrund befestigt werden. Im Sinne des Baukastensystems kann der Kugelhahn 546 auf Wunsch mit oder ohne diese integrierte Befestigung bestellt werden.

Als Lösung für die Befestigung von vorn wird für die neue Generation eine glasfaserverstärkte Polypropylen-Platte angeboten, deren Höhe auf die neuen Klip-it Rohrklemmen 061 H und die bestehenden Distanzhalter abgestimmt ist.

Der Kugelhahn Typ 546 ist noch griffiger geworden. Nicht zuletzt durch den ergonomischen Hebel, der in zwei verschiedenen Ausführungen erhältlich ist: als Standardhebel in den Farben Rot und Schwarz und als Multifunktions-Hebel mit integrierter Verriegelungs- und Abschließfunktion. Der Hebelclip aus glasfaserverstärktem Polypropylen dient als Werkzeug zur Montage des Einschraubteils – eines Elements zur Fixierung und Justierung der Kugel. Dieser Clip kann beim Multifunktionshebel herausgenommen werden, um diesen mit der darunterliegenden Torx-Schraube auf dem Kugelhahn zu fixieren. So bleibt der Hebel fest mit der Armatur verbunden und kann auch im abgeschlossenen Zustand nicht ohne Manipulation entfernt werden.

Eine hohe Funktionalität weist die Oberseite des Gehäuses rund um den Zapfen auf. So ist in diesem Bereich der Hebelanschlag (90°) für die offene und geschlossene Kugelstellung umgesetzt. Durch die Asymmetrie des Zapfens ist eine eindeutige Hebelposition gewährleistet. Weiter ist am Zapfen selbst durch das aufgeprägte Symbol die Kugelstellung eindeutig ablesbar. Die unterschiedlichen Konturen am Rand der Oberseite stellen eine eindeutige Positionscodierung für die Montage des Multifunktionsmoduls dar.

Für die Handarmatur wird das Multifunktionsmodul z. B. als elektrische Rückmeldeeinheit eingesetzt. Diese zuverlässige elektrische Signalisierung der Kugelstellung erhöht die Sicherheit im Betrieb. Dem Anwender stehen fünf verschiedene Endschaltertypen zur Auswahl.

Es bietet außerdem für die Handarmatur die Möglichkeit der Hinterwandmontage. Während heute vielfach ein direkt an die Armatur angespritzter Flansch als Schnittstelle zum Aufbau von Antrieben dient, übernimmt beim Typ 546 das Multifunktionsmodul diese Aufgabe. Der Umbau für die Befestigung des Antriebs ist mit wenigen Handgriffen ausgeführt. Die neue Antriebsgeneration wird über eine ISO-5211- Schnittstelle verbunden. Weil das Multifunktionsmodul direkt auf das Gehäuse aufgesetzt wird und das Stellungssignal immer am Zapfen abgegriffen wird, ist auch bei Nutzung der Handbetätigung das ausgegebene Signal korrekt.

Georg Fischer hat zwei neue Antriebsgenerationen – elektrisch und pneumatisch – entwickelt, welche die Automationsanforderungen im Kunststoffrohrleitungsbau der Zukunft erfüllen. Die elektrischen Antriebe, der Typ EA 11 für Standardapplikationen und der Typ EA 21 für Anwendungen mit hohen Anforderungen, haben ein breites Anwendungsfeld und bieten dem Anwender einen hohen Nutzen, der sich sowohl in der Planung als auch im Einsatz zeigt:

• Vollkunststoffgehäuse mit Schutzart IP 67

• automatische Anpassung der Versorgungsspannung

• die verschiedensten Überwachungen wie Motorstrom, Zykluszeit, Temperatur etc.

• ausbaubar mit autoadaptivem PID-Regler

• Interface für Profibus DP

• weltweit einsetzbar, da CE-, UL- und CSA-konform

• Handnotbetätigung als Standard eingebaut

Die pneumatische Antriebsreihe mit den Typen PA 11 und PA 21 wurde nach den gleichen Marktkriterien entwickelt. Durch die Aufteilung der Reihe nach dem Drehmoment der Kugelhahnreihe 546 konnte die Baugröße des Antriebes wie des Gesamtventils sehr kompakt gehalten werden. Die wichtigsten Produktmerkmale dieser Antriebe auf einen Blick:

• Vollkunststoffgehäuse ohne Metallteile gegen außen (Umgebung)

• symmetrischer Aufbau beider Antriebsgrößen

• vorgespannte Federpakete, die individuell angepasst werden können

• bei Bedarf Stellungsrückmeldung mittels Multifunktions-Modul, auch bei Handbetätigung

• verschiedene Endschaltertypen

• alle Anschluss-Schnittstellen nach ISO/Namur/EN

• Namur Anschlussmöglichkeit für Stellungsregelung

Der Kugelhahn Typ 546 ist seit April 2003 in den Dimensionen DN 10 bis DN 50 in PVC-U verfügbar. Die Materialien PVC-C, PP-H, ABS und PVDF folgen sukzessive bis zum 1.Quartal 2004. Der Kugelhahn wird mit Anschlüssen von Stutzen über Gewindemuffen bis hin zu Flanschbaugruppen angeboten – dies in allen gängigen Standards (EN, ISO, DIN, BS, ASTM/ANSI und JIS). Jeder Kugelhahn, der die Produktion verlässt, wurde auf seine Dichtheit hin geprüft. Zeitgleich mit dem neuen Kugelhahn führt Georg Fischer eine Generation von pneumatischen (PA 11 und PA 21) und elektrischen Antrieben (EA 11 und EA 21) ein. Nach der Ablösung des 2-Wege-Kugelhahns werden weitere Armaturen auf die neue Generation umgestellt werden.

Halle 8.0, Stand M15-N19