Im Extremen bestehen

Im Armaturenbau hat sich der Werkstoff Edelstahl vor allem für produktberührte Bauteile durchgesetzt. Gründe hierfür sind die hohen Anforderungen an die drucktragenden Bauteile der Armaturen in Bezug auf Festigkeit, Steifigkeit und Korrosionsbeständigkeit. Zur Optimierung der kleinstmöglichen Strömungswiderstände und Anpassung an Einsatzbereiche mit Betriebstemperaturen von -200 bis zu +550 °C und Betriebsdrücken über 16 bar wird dann als Konstruktionswerkstoff häufig Stahlguss eingesetzt. Die Vorteile dieser Gusskonstruktionen sind fertigungs- und beanspruchungsgerechte Gestaltung, geringer mechanischer Bearbeitungsaufwand sowie anisotrope Werkstoffeigenschaften. Die Nachteile von Stahlgusskonstruktionen liegen vor allem in der Häufigkeit von Gussfehlern. Diese entstehen bei den unterschiedlichen Abkühlungsstadien in kritischen Bauteilbereichen. Während des Erstarrungsprozesses bilden sich zudem grobkörnige Kristalle. Die Folge der Grobkornbildung ist ein Verspröden des Gefüges, das die Festigkeit, aber vor allem die Zähigkeit des Materials negativ beeinflusst. Bei der Schmiedeherstellung dagegen werden durch die mehrfache Warmverformung und die daraus resultierende steigende Gefügeverdichtung hervorragende Eigenschaften in der Zugfestigkeit, Warmfestigkeit und Zähigkeit erzielt. Das Schmieden hilft, nicht nur durch den wesentlich besseren rechnerischen Sicherheitsfaktor, sondern auch durch die genaue Bearbeitungsmöglichkeit schwieriger Konturen, Material einzusparen.

Die grundlegenden Eigenschaften der Guss- und Schmiedetechnik sind auf die Antriebsherstellung in Edelstahl mit ihren, wenn auch geringer, druckbelasteten Gehäusen weitgehend übertragbar. Hier wird jedoch vor allem an die inneren Flächen sowie die Gleitflächen der Dichtungen und Lagerungen ein hoher Anspruch gestellt. Die Qualität dieser Oberflächen ist maßgeblich mitentscheidend für den Verschleiß der dynamischen Bauteile. Eine zu erwartende Oberflächenrauigkeit Rz bei Formgusswerkstücken von etwa 25 µm ist nicht ausreichend. Eine Verbesserung der Oberflächenrauigkeiten um einen Faktor von 2,5 lässt sich, bedingt durch den Formgebungsprozess der Werkzeuge, bei Verwendung von Schmiedestahl erreichen.

Mit Hilfe der Schmiedetechnik lässt sich auch das reinigungsfreundliche Design der Edelstahlantriebe der vierten Generation von Air Torque exakt umsetzen. Das kompakte Gehäuse besitzt dadurch eine verschmutzungs- und ablagerungsarme Oberfläche. Das ermöglicht den Einsatz in schmutzfreier oder steriler Umgebung. Ein Einsatz in der pharmazeutischen oder kosmetischen Industrie und der Reinraumtechnik ist erst durch eine optional polierte Oberfläche mit Rautiefen Rz von 0,06 µm oder besser möglich. Die Gehäuse mit polierter Oberfläche sind ebenfalls hervorragend für eine Anwendung in aggressiver Umgebung geeignet. Für den Einsatz im Off-Shore-Bereich gibt es zusätzlich die Bedingung der Feuersicherheit. Um die hier vorgegebenen, hohen Anforderungen zu erfüllen, müssen auch die Kolben in wärmebeständigem Material ausgeführt werden. Die Dichtungen bestehen in diesem Fall aus Graphit. Falls keine Fire-Safe-Anforderung vorliegt, werden Standardkolben aus Aluminium eingesetzt. Durch die hochwertige Bearbeitung der dynamischen Bauteile eignen sich die Antriebe sehr gut für Regelaufgaben.

Die Adaption des Zubehöranschlusses nach VDI/VDE, die im Standardanwendungsfall von der Multifunktionsanzeige zur Verfügung gestellt wird, kann ebenfalls in Edelstahl ausgeführt werden. In diesem Fall wird eine spezielle Achtkanthülse, mit dem erforderlichen 4 x 4-mm-Einstich, über den Wellenabgang auf der Antriebsoberseite gesteckt und verschraubt. Die Verwendung einer Achtkantadaption ermöglicht die Einstellung der Anzeige in 45° Schritten, abhängig von der Stellung des Vierkants des Wellenabtriebs auf der Antriebsunterseite. Die Verwendung der herkömmlichen Multifunktionsanzeige empfiehlt sich, sollte für die Stellungsrückmeldung des Antriebs ein offener Aufbau gewünscht oder erforderlich sein. Eine zeitsparende Lösung bei eventueller Anpassung an neue Drehwinkel oder der Justage der Einheit, ist durch die Konzeption der Endlageneinstellung bei allen Antrieben der Baureihe der vierten Generation möglich. Das Prinzip ist ein spezielles Welle-Nocken-System, mit dem über die externen Einstellschrauben direkt auf die Drehbewegung der Welle, den Weg der Kolben und somit auf den Drehwinkel des Antriebs Einfluss genommen werden kann.

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