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Schnellverschlusskupplungen

« Eine Alternative zu Schlauchverschraubungen »

Schläuche werden vielseitig verwendet. Schnellverschlusskupplungen sind Schlauchverbinder, die ohne Werkzeug installiert werden können. Diese Art der Schlauchkupplung bringt gewünschte Vorteile hinsichtlich der Wirtschaftlichkeit mit sich. Um jede Anforderung an ein Schlauchsystem befriedigen zu können, wurden spezifische Schnellverschlusskupplungen aus Hochleistungskunststoffen und Metallen entwickelt.

Was sind Schnellverschlusskupplungen?

Während der Otto Normalverbraucher beim Wort „Schlauch“ gegebenenfalls an seinen Garten denkt, löst der Begriff bei Beschäftigen in chemisch-technischen Fachbereichen wahrscheinlich eine Denkprozesskaskade rund um ihren Arbeitsplatz aus.

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Aufgrund ständiger technischer Weiterentwicklung und wirtschaftlicher Faktoren werden die Anforderungen an Schlauchsysteme stetig komplexer. Flexibilität, Mobilität und Ökonomie sind wichtige Faktoren beim Auf-, Ab- oder Umbau von chemisch-technischen Anlagen. Diesem Umstand wird mithilfe passender Schlauchsysteme Rechnung getragen. Die Schläuche können auf verschiedene Arten miteinander zu Systemen verbunden werden.

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An dieser Stelle kommen die Schnellverschlusskupplungen ins Spiel. Mit ihnen lassen sich Schläuche exakt verbinden. Aufgrund der hohen Diversität der Anwendungsfelder finden sich viele Modellvariationen von Schnellverschlusskupplungen vor.

Schnellverschlusskupplungen oder feste Verschraubungen?

Im Gegensatz zu fest verbauten und verschraubten Anordnungen ergeben sich dadurch eine Reihe von Vorteilen.

Wie bereits im Wort angezeigt, handelt es sich nicht nur um Kupplungen von Schläuchen, sondern es wird auch der Aspekt der Schnelligkeit betont. Die Montage kann ohne Arbeitswerkzeuge schnell und unkompliziert von statten gehen. Im Kern betrifft das die Zeit- und Platzersparnis (und damit auch den Trend zur Miniaturisierung), die Praktikabilität und im Endeffekt direkt die Wirtschaftlichkeit von Arbeitsprozessen.

Die Durchflussraten bleiben unbeeinflusst.

Und durch das zusätzliche Maß an Flexibilität können die Teile in Schlauchsystemen leicht kombiniert, umgebaut oder ausgetauscht werden. Diese Möglichkeit des Modulierens macht Verfahrensprozesse effizienter. Wartungsprozesse sind so einfacher. Die Transparenz von Schlauchsystem erleichtert zudem die Früherkennung von reparaturbedürftigen Elementen. Statt auf Leckagen zu reagieren, kann also präventiv per Wartung einfach und unkompliziert die beständige Funktionssicherheit gewährleistet werden.

Auch der Sicherheitsaspekt ist zu erwähnen, da im Fall von Fehlabläufen ein schnelleres Handeln möglich ist.

Die Schlauchleitungen sind flexibler als feste Verschraubungen von Rohren. Dank elastischer Formbarkeit können sie platzsparend installiert werden, die mit verschraubten Installationen entweder gar nicht oder nur unter größerem Platzangebot realisiert werden könnten. Es gibt quasi kein Totvolumen.

Ein weiterer Vorteil gegenüber fixen System betrifft die Stabilität unter Vibration.

Kunststoffleitungen sind nicht nur in ihrer Wirtschaftlichkeit vorteilhaft, sondern sind auch in speziellen Bereichen einsetzbar, in denen metallfreies Arbeiten erforderlich ist. Dank der Unanfälligkeit für Korrosionsprozesse und der Beständigkeit gegen viele Chemikalien können sie zusätzlich in biochemischen Kontexten (Genetik, Blutanalysen, uvm.) verwendet werden.

Insgesamt stellen die Systeme im Bereich von Drücken unterhalb von 10 bar eine kostengünstigere, flexiblere Lösung dar, ohne dabei an Sicherheit zu verlieren.

Bestandteile von Schnellverschlusskupplungen

Die Kupplungen für die Schläuche sind zweiteilig. Solch eine Schlauchkupplung besteht aus

  • dem Kupplungsteil und
  • dem Steckerteil,

die jeweils mit Tülle oder Verschraubung zum Einbinden in die Schlauchenden ausgerüstet sind.

Optional können sowohl im Kupplungsteil, als auch im Steckerteil Ventile verbaut sein. Dementsprechend können die Schnellverschlusskupplungen als einseitig oder beidseitig absperrend kategorisiert werden. Bei Trennung der Leitung werden die Dichtventile automatisch aktiv und verhindern dadurch Leckagen.

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Kupplungen mit zusätzlichem Außengewinde werden für die Montage an Schalttafeln eingesetzt. Gerade oder gewinkelte Formen sorgen dabei für benötigten Kombinationsspielraum.

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Ebenso sind Kupplungen von mehreren Schläuchen auf einmal mit entsprechenden Varianten von Multikupplungen verfügbar.

Anwendungsgebiete

Prinzipiell sind Schläuche überall dort, wo Flüssigkeiten oder Gase gefördert werden müssen, gefragt. Und überall dort, wo Schläuche zum Einsatz kommen, werden geeignete Schlauchverbinder benötigt.

Die Anwendungsfelder solcher Kupplungen sind breit gefächert und betreffen die Hydraulik, Pneumatik, Medizin, Laboranalytik, Biochemie, Lebensmittelindustrie, Landwirtschaft, Maschinenbau, und viele weitere. Konkret reicht das Spektrum über Pumpen, Maschinenantriebe, Atemgasuntersuchungen, Bluttests, Dialyseapparaturen bis hin zum Schlauchsystem in einer Molkerei.

Pneumatische Schaltung
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Anforderungen an Schlauchverbinder

Das Anforderungsprofil nimmt zentrale Wichtigkeit bei der Auswahl einer geeigneten Schlauchkupplung ein. Wichtige zu klärende Fragen für den Einsatz von Schnellverschlusskupplungen sind unter anderem:

  • Welche Stoffe werden gefördert?
  • Welche Schläuche werden verwendet? (Material; Abmessungen)
  • Welche Temperaturbelastungen treten auf?
  • Mit welchem Druck wird gearbeitet?
  • Welche Durchflussraten sind gefordert?
  • Welche Umgebungsmaterialen kommen mit dem Schlauchverbinder in Kontakt?
  • Welche Elastizität und Robustheit sind gefordert?
  • Welche elektrostatischen Gegebenheiten bestehen?
  • Welche Biokompatibilität ist nötig?
  • Auf welche Aspekte chemischer Inertheit ist zu achten?
  • Welche gesetzlichen Anforderungen müssen beachtet werden? Welche Normierungen sind relevant?

Um die passende Auswahl treffen zu können, stehen eine Reihe der Schnellverschlusskupplungen in Standardgrößen aus verschiedenen Materialien zur Auswahl. Sie geben dem Anwender die Möglichkeit, die geeignete Schnellverschlusskupplung für seine Problemlösung zu finden.

Varianten, Materialien und Charakteristika

Passend zur Breite des Einsatzspektrums werden Schnellverschlusskupplungen in verschiedenen Variationen passend für Schläuche hergestellt. Die Produkte unterscheiden sich hinsichtlich Form (gerade oder gewinkelt), Anschluss, Größe, und Material. Es folgt eine kurze Beschreibung gängig verwendeter Materialien für die Herstellung von Kupplungen für Schläuche.

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POM (Polyoxymethylen)

Das mit „POM“ abgekürzte Polyoxymethylen wird auch unter weiteren Trivialnamen wie Polyacetal, Acetalharz, Polyformaldehyd oder Polytrioxan geführt. POM ist beständig gegen alle üblichen organischen Lösungen (mit Ausnahme von Ketonen und perfluorierten Alkoholen). Bei Temperaturen bis -40 °C ist ein hohes Maß an Härte, Steifheit und Zähigkeit gegeben. Erst bei 240°C kommt es zu thermisch bedingten Zersetzungen.

multilumen-schnellverschluss-stecker-aus-pomNeben einem ausgezeichnetem Verschleißverhalten sind besonders die nützlichen elektrischen Isolationseigenschaften hervorzuheben. Zu beachten ist, dass keine Beständigkeit gegen starke Säuren, Oxidationsmittel, UV-Strahlung oder ionisierende Strahlung gegeben ist. POM eignet sich gut zur Massenproduktion und kann in der Technikanwendung eine Lücke zwischen Kunststoffen und Metallen füllen – wobei POM preislich günstiger ist. Für Außenanwendungen ist der Stoff aber nicht geeignet.

PP (Polypropylen)

Der Thermoplast Polypropylen wurde in den 1950er Jahren entwickelt. Der Kunststoff ist ebenfalls preisgünstig und kann durch seine thermischen und mechanischen Eigenschaften exzellent teurere Metallprodukte ersetzen. Insbesondere die hohe Härte und Festigkeit ist von Belang. Bei geringer Dichte werden hier Werte von Stahl erreicht. Vorteilhaft ist ebenso die physiologische Unbedenklichkeit, was den Einsatz in sensiblen biochemischen Bereichen erlaubt. Zwar ist PP nicht bedruckbar, aber eine Färbung mit Pigmenten ist möglich. Gegen viele Lösungsmitteln (Lipide, Öle, Benzin, Laugen, nicht oxidierende Säuren) ist PP beständig. Allerdings eignet sich der Einsatz mit Stoffen wie oxidierenden Säuren, halogenierten Lösungen oder Aromaten nicht. Auch UV-Strahlung zersetzt das Material, was den Einsatz in Außenbereichen limitiert. Auch kommt es bei Minustemperaturen zur Versprödung, was zum Teil aber durch Herstellungsmodifikationen behebbar ist.

PSU (Polysulfon)

Der unter dem Trivialnamen Polysulfon bekannte Thermoplast wurde in den 1960er Jahren auf den Markt gebracht. PSU ist thermisch sehr Beständigkeit (-100 °C bis +170 °C) ohne mechanische Formbarkeitsbeständigkeit zu verlieren. Weder Laugen, Säuren, Öle noch Oxidation schaden PSU. Zudem ist das Material schwer entflammbar.

PA (Polyamide)

Zur Gruppe der Polyamide gehören mehrere Derivate, die gegen Zug, Biegung, Schlag und Abrieb sehr resistent sind. Auch hohe Temperaturen stellen kein Problem dar. Die Beständigkeit gegen die meisten organischen Lösungsmittel ist gegeben, jedoch nicht gegenüber Säuren und Oxidationsmitteln. Ebenso wie POM sind Polyamide wegen ihrer guten elektrischen Isolationseigenschaften hervorstechend.

PVDF (Polyvinylidenfluorid)

Polyvinylidenfluorid wurde 1960 auf den Markt gebracht. Auch PVDF eignet sich für den Einsatz bei hohen Temperaturen. Zudem sind die ausgeprägten piezoelektrischen Eigenschaften von Wert. Chemisch ist der Stoff inert und biokompatibel.

Metall (Edelstahl, Messing)

Zwar weisen Kunststoffe gegenüber Metallen eine Reihe von Vorteilen auf (preisgünstige Massenprodukte, chemikalien- und korrosionsfest), doch es kommen auch metallische Schnellverschlusskupplungen aus Edelstahl oder Messing-Verbindungen (Messing, Messing-verchromt, Messing-vernickelt) zum Einsatz.

Über einen detaillierten Vergleich hinsichtlich Vor- und Nachteile von Metallen gegenüber Kunstsoffen informiert der Artikel Kunststoff vs. Edelstahl – Was eignet sich besser beim Umgang mit Chemikalien?