Protolabs arbeitet an neuer Lecksuchtechnik

Unternehmen: Rotork Gears

Produkt: Leckschutzgehäuse für Ventile mit integrierter Kommunikation

Branche: Maschinenbau:  Ventile und Antriebe

Dienstleistung: CNC-Bearbeitung (Aluminium)

Ventile – Bauteile, die zur Steuerung oder Regelung des Flüssigkeitsdurchflusses dienen – können undicht sein oder werden.  Selbst bei bestem Design und höchsten Fertigungsstandards kommt es immer wieder zu Ausfällen. In der petrochemischen Industrie, in der strenge Umweltvorschriften gelten, ist die Vermeidung von Leckagen, die zu einer Belastung der Atmosphäre führen können, zu einem strategischen Ziel geworden.

INNOVATIVE LECKPRÄVENTION

Im Jahr 2015 wurde Rotork Gears – ein Tochterunternehmen von Rotork PLC, einem führenden Hersteller von Stellantrieben – damit beauftragt, ein Produkt zu entwerfen und herzustellen, dass Ventilleckagen erkennen und reduzieren kann. Das Ergebnis: Eine neue, patentierte, bahnbrechende und von Rotork-Ingenieuren getestete Lösung, die sich als äußerst effektiv erwiesen hat. Es handelt sich um ein maßgefertigtes Gehäuse, das den Flüssigkeitsaustritt aus einer Ventilspindel und damit Emissionen in die Atmosphäre verhindert. Die Aussichten für dieses Produkt sind sehr positiv. Es wird erwartet, dass es eine erhebliche Bedeutung für die Suche und Vermeidung von Lecks hat und, wie später beschrieben, auch Leckmanagement- und Wartungsprozesse unterstützen kann.

ENTWURF UND PROTOTYPING

Damit der Test so bald wie möglich stattfinden konnte, benötigte Rotork einen schnell zu fertigenden „Proof of Concept”-Prototyp.

Die Wahl von Protolabs als Produktionspartner war laut Tom Pawinski, Konstruktions- und Entwicklungsingenieur bei Rotork, eine einfache Entscheidung: „Protolabs ist einer unserer akkreditierten Lieferanten, bei dem wir uns darauf verlassen können, dass er innerhalb eines vereinbarten Zeitraums liefert.” 

Nach der Erstellung des CAD-Modells bei Rotork wurden die Dateien in das Angebotssystem von Protolabs hochgeladen, und nach der Freigabe erfolgte die Herstellung der Gehäuseprototypen mittels CNC-Bearbeitung in nur vier Tagen nach Auftragseingang.

„Die Zusammenarbeit mit Protolabs bei diesem Projekt war für uns sehr kosteneffizient, da keine Investitionen in Werkzeuge erforderlich waren, um die Gehäuseprototypen herzustellen. Und obwohl wir in der Zeichnungsphase mehrere Entwürfe erstellt haben, entsprach der Prototyp nach der Designanalyse (durch Protolabs) auf Anhieb unseren Vorstellungen”, so Pawinski.

MASCHINENBAU TRIFFT ELEKTRONIK

Das neue Leckgehäuse ist nur ein Teil der Lösung. Eine wichtige andere Entwicklung ist die Fähigkeit des Produkts, Gaslecks mit Hilfe eingebauter elektronischer Sensoren zu erkennen und zu messen.  Erkannte Leckagen werden per Funk an eine Überwachungsstation gemeldet.  Das gesamte Projekt hat den Maschinenbau- und Elektroingenieuren von Rotork die Möglichkeit gegeben, ihr Fachwissen auszutauschen und in einer disziplinübergreifenden Umgebung zu arbeiten.

Pawinski kommentierte: „Es war besonders hilfreich zu verstehen, wie wir unserer diversen Fähigkeiten und Erfahrungen kombinieren müssen, um zu einer Lösung zu gelangen.”

SIGNIFIKANTE KOSTENEINSPARUNGEN

Einer der Hauptvorteile, die sich aus der Meldung erkannter Lecks ergeben, ist die Reduzierung des Wartungsaufwands. Statt vorsorglich Ventile auszutauschen oder zu reparieren, die sich dem Ende ihrer Lebensdauer nähern, minimiert die neue Lösung den Wartungsaufwand, sofern kein Leck auftritt. „Ein weiterer Vorteil von weniger Wartung ist die geringere Ausfallzeit der Produktion, was für unsere Kunden ein erhebliches Plus darstellt”, sagte Pawinski. 

AUSBLICK

Rotork arbeitet nicht nur beim Leckgehäuse mit Protolabs zusammen, sondern auch bei der Herstellung des Prototyps eines Kunststoffgehäuses für die Elektronik.  Sobald das Design dieses Prototyps und die internen Tests abgeschlossen sind, wird mit Feldversuchen für beide Produkte begonnen, um sicherzustellen, dass die Entwürfe die strengen europäischen Zertifizierungsstandards erfüllen.

„Wir erwarten nun mit Spannung die Erprobung eines echten Ventils in einer Betriebsanlage noch in diesem Jahr. Es ist großartig für uns, ein patentiertes Produkt zu haben, das wir aktiv bei den Stakeholdern bewerben können, was bereits zu erheblichem Interesse bei potenziellen Kunden geführt hat”, so Pawinski abschließend. Kurzum, dies ist ein wegweisendes Projekt für Rotork.