Fallstudie: Wenn der Werkstoff zur Lösung wird

Herausforderung des Kunden

Ein Hersteller von Hochdruckventilen für Wasserstoff-Elektrolyse entwickelte eine neue Ventilgeneration für Betriebsdrücke von über 700 bar. Die Vorspannung der Dichtung musste dauerhaft erhalten bleiben, obwohl die Baugruppe permanent hohen Druckschwankungen, Feuchtigkeit und Wasserstoff ausgesetzt war.

Die ursprünglich eingesetzte Edelstahlfeder zeigte bereits während der Erprobung erste Anzeichen von Materialermüdung. Zudem bestand das Risiko einer Wasserstoff-versprödung, wodurch die Lebensdauer der gesamten Baugruppe deutlich reduziert worden wäre. Gesucht wurde deshalb eine kompakte Federlösung aus einem Werkstoff, der diesen extremen Einsatzbedingungen dauerhaft standhält.

AFC-Lösung

Die Konstrukteure entschieden sich für eine Smalley® Crest-to-Crest® Wellenfeder, gefertigt aus Elgiloy®. Der kobaltbasierte Sonderwerkstoff kombiniert eine sehr hohe Korrosionsbeständigkeit mit ausgezeichneter Dauerfestigkeit und behält seine Feder-kennwerte auch unter anspruchsvollen chemischen und mechanischen Belastungen zuverlässig bei.

Da Smalley® Wellenfedern werkzeuglos im Kantenwindungsverfahren gefertigt werden, konnte die Feder zusätzlich exakt an die erforderliche Vorspannkraft und den verfügbaren Bauraum angepasst werden – ohne Werkzeugkosten und bereits für die Prototypen-phase.

Mehrwert für den Kunden

Mit der neuen Lösung konnte die Ventilbaugruppe dauerhaft zuverlässig betrieben werden. Die konstante Vorspannung erhöhte die Dichtheit des Systems und reduzierte den Wartungsaufwand erheblich. Gleichzeitig profitierte der Kunde von einer kompakteren Baugruppe und einer deutlich höheren Lebensdauer der Feder.

Durch die freie Werkstoffwahl sowie die individuelle Anpassung der Federgeometrie entstand eine Lösung, die mit Standardfedern wirtschaftlich kaum realisierbar gewesen wäre.

Gut zu wissen

Viele Konstrukteure denken bei Wellenfedern zunächst an Standardwerkstoffe wie Kohlenstoffstahl oder 17-7 PH-Edelstahl. Smalley® fertigt seine Produkte jedoch auch aus zahlreichen Sonderwerkstoffen, darunter AISI 316, Elgiloy®, Inconel X-750, Titan, Hastelloy®, Berylliumkupfer, Phosphorbronze und weiteren Hochleistungs-legierungen. Dadurch lassen sich Wellenfedern und Sicherungsringe exakt auf extreme Anforderungen wie Korrosion, hohe Temperaturen, aggressive Medien oder Vakuum-anwendungen auslegen.