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Sicherheitsarmatur Druckentlastung auf kleinstem Raum

| Redakteur: Dorothee Quitter

Bormann & Neupert by BS&B bietet Berstscheiben für jede Gelegenheit. Mit der Entwicklung der neuesten Generation konnte der Einsatzbereich der bewährten Druckentlastungen großflächig erweitert werden. Um höchste Präzision auch bei bis zu drei Millimeter kleinen Bauteilen zu gewährleisten, war Forschungs-Know-how gefragt.

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Die FRB-Berstscheibe weist Wölbungen in verschiedene Richtungen auf. Sie verbindet so die positiven Eigenschaften von zugbelasteten und Umkehrberstscheiben.
Die FRB-Berstscheibe weist Wölbungen in verschiedene Richtungen auf. Sie verbindet so die positiven Eigenschaften von zugbelasteten und Umkehrberstscheiben.
(Bild: Bormann & Neupert by BS & B)

Der Trend zu immer kleineren, leichteren und dabei leistungsfähigeren Bauteilen und Produkten bedeutet auch für die Zulieferindustrie eine Herausforderung, wenn man diesen Trend mitgestalten will. Vor allem in hochsicherheitsrelevanten Anwendungen wie Sicherheitssystemen zum Schutz vor Feuer, in Kühlsystemen aber auch in der Luftfahrt oder der Automobilindustrie, sind kleinste funktionssichere Lösungen gefragt.

Berstscheiben sind bewährte Sicherheitsarmaturen, die auch in anspruchsvollen Umgebungen eine zuverlässige, schnelle Druckentlastung sicherstellen. Die Gestaltung von sehr kleinen Berstscheiben für geringe Druckbereiche – etwa mit nur drei Millimetern Durchmesser und Ansprechdrücken ab 8 Bar – stellt Entwickler jedoch vor neue Herausforderungen. Denn bei derart kleinen Bauteilen verstärken sich neben der Abhängigkeit von Qualität und Maßhaltigkeit der Fertigungsmaterialien auch die Einflüsse von Haltern und Einbauart.

Neugestaltung notwendig

Darum werden Berstscheiben in solchen kleinsten Durchmessern – anders als diejenigen in herkömmlichen Abmessungen, die per Flansch in Druckgeräte eingebaut werden – in der Regel als integrierte einbaufertige Baugruppe angeboten. Berstscheibe und Halter sind dann untrennbar verbunden. Die Montage erfolgt je nach Einsatzbedingung geschraubt, geschweißt, gelötet oder geklemmt, um höchste Leckagesicherheit zu gewährleisten.

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Die Abmessungen bei der Miniatur-Berstscheibe auf Basis der bisherigen Gestaltung einfach zu verkleinern führt allerdings nicht zum Ziel, da sie sich konstruktiv von größeren Exemplaren unterscheidet. Der Grund liegt in der Funktionsweise: Der Ansprechdruck klassischer zugbelasteter Berstscheiben ergibt sich aus der Festigkeit des verwendeten Rohmaterials und des Durchmessers.

Für eine Anwendung mit kleinen Abmessungen und geringen Drücken ergäben sich extrem geringe Materialstärken. Die Scheibe müsste so dünn sein, dass eine Beschädigung bei der Montage kaum auszuschließen ist. Zudem sind Standard-Materialien wie Aluminium dann sehr empfindlich gegenüber atmosphärischer oder anwendungsbedingter Korrosion und hohen Prozesstemperaturen. Mögliche Alternativmaterialien wie Silber kommen in der Regel aus wirtschaftlichen Gründen nicht in Betracht.

Ein Ausweichen auf andere Druckentlastungen wie Sicherheitsventile bringt ebenso Nachteile: Zwar lassen sich diese für kleine Drücke auslegen; in zahlreichen maßgeblichen Eigenschaften wie Dichtigkeit, Durchflusscharakteristik oder Widerstandsfähigkeit gegen Vibrationen, reichen sie jedoch nicht an die Leistungsfähigkeit von Berstscheiben heran. Zudem sind letztere leichter, kompakter und benötigen weniger Wartungsaufwand. Die Mitarbeiter der Forschungs- und Entwicklungsabteilung von Bormann & Neupert by BS&B setzten darum bei der Entwicklung neuer Miniatur-Druckentlastungen auf das bewährte Prinzip der Berstscheiben, gestalteten diese aber grundlegend neu.

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