Die Medizintechnik wird in den nächsten Jahren überproportional wachsen und somit eine Nachfrage nach hygienisch einwandfreien Produkten mit hoher Qualität und Zuverlässigkeit generieren. Ein optimaler Anspritzpunkt ist hierbei oft entscheidend. Dafür empfehlen sich Nadelverschluss-Systeme, die neben Wartungsfreundlichkeit auch den Bedingungen von Reinraum-Anwendungen gerecht werden. Da der konsequente Einsatz von hochfachigen Nadelverschluss-Heißkanal-Systemen heute leider noch bei vielen Verarbeitern aus Kostengründen und an vermeintlicher Wartungsintensität scheitert, sind nach kundenspezifischen Angaben konfigurierte Systeme, auch mit Nadelverschluss einbaufertig montiert, gefragt. Bereits im Automotivbereich sind sogenannte „Plug and Play“- oder „Drop in“-Systeme eine feste Größe.

Entscheidend für die Auswahl geeigneter Nadelverschluss-Systeme ist primär der Nadelantrieb. Je nach Anwendung sind die Antriebe unterschiedlich ausgelegt – pneumatisch oder hydraulisch, direkt oder über Plattenantrieb. Hasco hat nun in die Entwicklung von Nadelverschluss-Antrieben investiert, welche alle Vorteile eines High-End-Systems bieten, und dabei die eigentlich gegenläufigen Kriterien Standardisierung und Flexibilität, aber auch Wartungsfreundlichkeit und Verfügbarkeit von Verschleißteilen vereinen. Das neue Nadelventil-Programm Z107900/… kombiniert das Unternehmens-Know-how im Bereich Nadelventiltechnik mit der neuesten Dichtungstechnik und solidem Verstellmechanismus.

Einfach zu montieren und exakt positioniert

Vorgaben bei der Entwicklung der Bauteile waren in erster Linie die einfache Montage und das servicefreundliche Bedienen in Kombination mit einem hohen Maß an Flexibilität und modularer Bauweise. Ein universaler, für Pneumatik und Hydraulik einsetzbarer Antrieb ist physikalisch und technisch nicht sinnvoll, eine Gleichteilestrategie ist bei beiden Varianten aber durchaus möglich. Somit wird der Wartungsaufwand für den Kunden minimiert. Die Modularität der Baugruppen sichert daneben die Verfügbarkeit der Einzelteile im Bedarfsfall.

Jede Antriebseinheit ist mit einem speziellen Verstellmechanismus ausgestattet, der den Mittenversatz durch Wärmeausdehnung von bis zu 1,5 mm ausgleicht. Die Nadelmontage erfolgt von außen über die Aufspannplatte. Dabei wird die Ventilnadel, deren geometrische Abmessungen einem Auswerferstift nach DIN ISO 6751 entsprechen, in den Nadelhalter gesteckt, mit einer Passfeder gesichert und mit dieser in die Nadelaufnahme geschraubt. Mögliche Hübe reichen von 2 bis 12 mm, die anschließende Feinjustierung der Nadelposition, welche immer im betriebswarmen Zustand erfolgen sollte, wird mit einem Schraubendreher vorgenommen. Das Feingewinde und eine gut ablesbare Markierung am Nadelhalter erleichtern das exakte Positionieren der Nadel im Hundertstelbereich am Anschnitt.

Für das hydraulische Betätigen wurden zwei verschiedene Gehäusevarianten in jeweils drei Baugrößen und zwei Hublängen, bis 8 und 12 mm für unterschiedliche Nadeldurchmesser realisiert. Ein kompletter Rückzug der Nadel aus dem Kalottenbereich ist somit sichergestellt. Das Nadelventil-Programm Z107900/… ist für den Einbau in die Aufspannplatte vorgesehen und beinhaltet den Kolben und ein Gehäuse mit entsprechend hoher Oberflächengüte für die angestrebte Leckagefreiheit. Dieser innere Kolben samt Verstellmechanik wird ebenfalls für die zweite Gehäusevariante Z107920/… als Flanschversion auf den Heißkanalblock verwendet. Somit wird auch der Gleichteilestrategie Rechnung getragen.

In Kombination mit Distanz- und Kühlplatte können komplett verdrahtete, verrohrte und einbaufertige Systeme konzipiert werden. Eine thermische Trennung zwischen Heißkanal-block und adaptiertem Nadelventil ist für die Funktion zwingend erforderlich und wird mit einer Kühlplatte umgesetzt. Diese ist auf Umschlag ausgelegt und lässt so auch bei engen Einbauräumen eine Vielzahl an Konstruktionsmöglichkeiten für die Temperier- und Hydraulikanschlüsse zu.

Leckagen oder ungewollten Ölaustritt vermeiden

Ein Öffnen des Hydrauliksystems zur Montage und Demontage der Ventilnadeln ist bei beiden Systemen nicht erforderlich. Somit wird eine Leckage oder ein ungewollter Ölaustritt vermieden. Bei etwaigen Defekten an Führungen, Passungen oder Kolbenringen empfiehlt es sich, die kompletten Antriebe an den Hersteller zu geben, da für die fachgerechte Ausführung spezielle Werkzeuge und Kenntnisse von Nöten sind. Für die pneumatische Ausführung stehen entsprechende Reparaturkits zur Verfügung.

Für die pneumatische Antriebslösung Z107910/… als Einbauzylinder in die Aufspannplatte wurden die modularen Innenteile ebenfalls für den Verstellmechanismus verwendet. Hier stehen vier Baugrößen für die verschiedenen Nadeldurchmesser mit variablem Hub zur Verfügung. Zudem besteht die Möglichkeit eines Festsetzens des Kolbens mittels Sperrkantring. So kann bei einem Defekt eines Formnestes die einzelne Kavität stillgelegt werden, ohne die komplette Produktion abbrechen zu müssen. Dies ist eine unabdingbare Forderung.

Beschädigungen vermeiden

Hochfachige Heißkanalsysteme auf möglichst kleinem Bauraum erfordern immer engere Nestabstände, auch für die Heißkanal-Nadelverschluss-Düsen. Für die benötigten Kräfte zum Schließen der Nadeln fehlt dann häufig eine ausreichend große Kolbenfläche. Vielfach werden diese Systeme mit sogenannten Plattenpaketen, ähnlich einer Auswerferei, versehen. Dabei werden die Ventilnadeln in Plattenpaketen oder Modulen zusammengefasst und durch mindestens zwei, idealerweise vier oder mehrere Kolben angetrieben. Auch dafür wurden neue servicefreundliche Zylinder entwickelt, die entweder pneumatisch oder hydraulisch bewegt werden. Beim pneumatischen Antrieb Z2371/… wird lediglich ein Kolben, der mit Viton-Dichtringen versehen ist, in die passende Bohrung der Aufspannplatte eingesetzt. Das Verschrauben mit dem Plattenpaket geschieht dann zentral durch den Kolben.

Somit kann im Servicefall der Kolben in der Platte verbleiben, wenn das Plattenpaket gelöst werden muss. Zur einfachen Abstimmung und Montage der Kopfplatte wird ein Adapter mit Aufmaß angeboten. Ein mit einem Sicherungsring versehener Deckel dichtet das System zur Maschinenseite hin ab. Bei der hydraulischen Variante Z2380/… wurde der Kolben zusätzlich mit einem individuell gefertigten Gehäuse versehen. Die innere Lauffläche ist speziell für die Erfordernisse einer Hydraulikdichtung ausgelegt und sichert so ein hohes Maß an Dichtheit und der Ölkreislauf bleibt ein geschlossenes System.

Wie auch bei der pneumatischen Ausführung wird das Plattenpaket zentral durch den Kolben hindurch verschraubt. Bei Wartungsarbeiten oder einer erforderlichen Reparatur kann das Plattenpaket ohne Demontage des gesamten Systems entkoppelt werden. Somit bleibt der hydraulische Kreislauf geschlossen, eine Kontamination durch Hydrauliköl ist ausgeschlossen und das Umfeld des Bedieners wird nicht verschmutzt.

Die einzuarbeitende Fräsgeometrie in der Aufspannplatte ist ebenfalls recht einfach gehalten und zur Abstimmung oder Montage steht ein Adapter zur Verfügung. Die Positionierungen der Zuleitungsbohrungen sind bei beiden Varianten so gewählt, dass eine Beschädigung der Dichtringe schon beim Einbau vermieden wird. Nadelführung und Nadelhalter sind bei beiden Antriebsarten wieder identisch, ebenso entsprechen die Aufnahmen der Ventilnadel den geometrischen Abmessungen der Auswerferstifte nach DIN ISO 6751. Ein umfangreiches Zubehör rundet das neue Nadelventilprogramm ab.

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Armin Kölz