Chytře přemostěno

Berlínský start-up Mitte vyvinul zařízení, které filtruje vodu z kohoutku a obohacuje ji o minerály. Je určen především pro použití v místech, kde je voda z vodovodu pitná jen částečně. Aby bylo možné utěsnit přechod mezi plynovou kartuší a redukčním ventilem na straně spotřebiče, bylo nutné překlenout neobvyklé šířky tolerancí – což nebylo technicky triviální. Vývojáři ve Schwalmstadtu se úkolu zhostili a vyvinuli chytré těsnicí řešení.

Podle posledních studií se kvalita pitné vody celosvětově zhoršuje. Stále více znečišťujících látek, zejména mikroplastů, ale také bakterií, virů, organických a anorganických sloučenin, pesticidů, léků a hormonů kontaminuje jednu z nejdůležitějších potravin. Berlínský start-up Mitte se s tímto problémem vypořádal a vyvinul přístroj pro domácí použití, který dokáže filtrovat vodu z kohoutku a obohacovat ji o minerály a stopové prvky. V budoucnu se má používat především v místech, kde není voda z kohoutku zcela bezpečná k pití a užívání. Uvedení přístroje na trh se však ukázalo jako obtížné. Jeden kritický bod: vyskytly se problémy se spolehlivým utěsněním přechodu mezi ventilem plynové kartuše a redukčním ventilem na straně spotřebiče. Protože připojovací výška ventilů plynových kartuší není standardizována, bylo zde nutné překlenout neobvyklé toleranční rozmezí.
Začátkem dubna se zákazník obrátil na FST s žádostí o pomoc prostřednictvím online kontaktního formuláře. „Poptávka, kterou nebylo možné zpracovat běžným způsobem,“ popisuje projekt Ulrich Wüstenhagen z oddělení vývoje produktů pro pneumatiku. „Nebyla k dispozici žádná podrobná specifikace. Nejprve jsme se museli vypořádat s mnoha detaily, i když šlo o čas.“ Úkol: Plynová láhev s CO2 se do zařízení zašroubuje pomocí lichoběžníkového závitu na připojeném mosazném ventilu. Jakmile je plynová kartuše zakotvena, je na vnitřní straně těsnění trvale přítomen plynný oxid uhličitý o tlaku 60 barů. CO2 proniká do těsnění v různé míře v závislosti na zvoleném materiálu. Při náhlém uvolnění tlaku na atmosférický tlak plyn z materiálu těsnění opět uniká, což může způsobit značné poškození těsnění – v takových případech se hovoří o explozivní dekompresi.

Proto bylo nutné najít materiál, který by byl vhodný pro tento tlakový rozsah a zároveň měl potravinářské schválení. Za tímto účelem byly provedeny konzultace s odborníky na materiály na stavbě a ve Weinheimu. Protože pro popsaný problém nebyly k dispozici žádné výsledky zkoušek daných materiálů a rozsáhlé série zkoušek by přesáhly časový rámec, jedinou možností byl empirický přístup – takříkajíc pokus a omyl na reálném objektu.

Polyuretan jako řešení problémů

Tyto testy byly provedeny přímo u výrobce spotřebičů za použití variant těsnění, které společnost Freudenberg Xpress® vyrobila v krátké době obráběním.

V užším výběru nakonec zůstaly dva typy materiálů: EPDM v různých stupních tvrdosti a relativně tvrdý polyuretan. Při počátečních zkouškách u zákazníka byla nejprve testována trvalá těsnost, tj. odolnost vůči_CO2 nebo náhlému uvolnění tlaku. Současně bylo třeba zajistit, aby uživatelé mohli kartuši při její výměně snadno zašroubovat a vyjmout, aniž by uniklo významné množství plynu. Pomocí vhodně zušlechtěných vzorků bylo zjištěno, že povlak by mohl být nápomocný při snižování třecího momentu a zjednodušení manipulace. Pomocí analýzy konečných prvků analyzovali aplikační inženýři Patrick Kinsch a Mert van Dawen varianty těsnění navržené konstruktérem Alexanderem Mayem. Výsledky byly použity k porovnání toho, jak se příslušný materiál chová v kombinaci s geometrií těsnění při odpovídajícím tlaku, zda lokální deformace a zatížení zůstávají v rámci přípustných hodnot a jaký třecí moment lze očekávat.

Nyní je k dispozici úspěšně otestovaná geometrie polyuretanového těsnění a zákazníkovi byla dodána předběžná série přibližně 1 000 kusů z výroby Freudenberg Xpress®. Dalším krokem je nyní výroba a vzorkování vstřikovací formy, kterou si již zákazník objednal a z níž lze hospodárně vyrábět sériové díly. „Vzhledem k poměrně složité výchozí situaci jsme dokázali překvapivě rychle najít funkční řešení – i díky nápadům a pragmatickému přispění jednotlivých členů týmu,“ shrnuje Ulrich Wüstenhagen.