Warum zweidimensionale Lösungen nicht genügten
Elektrische Antriebe, aber auch reine Elektronikgeräte, erwärmen sich im Betrieb. Dadurch dehnt sich die Luft im Inneren aus. Beim Abkühlen zieht sie sich wieder zusammen. Die extrudierten Leitungen sind im Mantel nicht verklebt, sondern liegen lose. Durch sie kann beim Abkühlen feuchte Außenluft angesaugt werden. Sie sammelt sich mit der Zeit und führt zu Ausfällen. Ein Druckausgleichselement soll den entstehenden Druckunterschied ausgleichen.
Übliche Elemente arbeiten zweidimensional, also in einer Ebene. Zeigt ein solches Element nach oben und trifft Wasser unter Druck darauf, gelangt es in die seitlichen Schlitze und bleibt dort. Die Funktion der Membran wird dadurch beeinträchtigt. Der Kunde montierte die Elemente deshalb bereits im Werk lageabhängig, stets nach unten. Aber auch dort bildeten sich Tropfen, die hängen blieben. Gesucht war daher eine räumliche Lösung, die unabhängig von der Einbaulage funktioniert.
Die räumliche Lösung
Friedrich Joerg entwickelte rund zehn Jahre an dieser Aufgabe. Ein erster Ansatz als an vier Seiten offener Pyramidenstumpf funktionierte grundsätzlich, löste sich unter Reinigungsmitteln jedoch immer wieder ab. Gleichzeitig musste das Element wegen benachbarter Steckverbinder zunehmend kleiner werden.
Auch zahlreiche Varianten mit Ultraschallschweißen führten nicht zum Ziel: Die erforderliche Wiederholgenauigkeit beim Fügen der Komponenten war nicht gegeben, sodass die Anforderungen nicht reproduzierbar erfüllt werden konnten.
Die spätere Lösung ist eine räumlich ausgeführte Membran in Form eines kleinen U. In jeder Einbaulage bleibt ein Bereich frei. Dafür wird die Membran auf ein einschraubbares Trägerteil gelegt und mit thermoplastischem Elastomer umspritzt. Dieser anspruchsvolle Prozess lieferte die ersten reproduzierbaren Ergebnisse. Bei der Ausführung in einer Edelstahl-Einhausung zeigte sich danach der obere O-Ring als kritischer Punkt, nicht die Membran. Ein zweites Dichtelement darunter, eine Scheibe, löste diese Aufgabe.
Vom Drucktest in die Felderprobung
Für die Reinigung waren zunächst 60 bar aus 1,60 Meter Entfernung angesetzt. Tatsächlich geprüft wurde mit 100 bar aus 15 Zentimetern, fünf Düsen und einem rotierenden Bauteil. Mit dem zusätzlichen Dichtelement bestand das Bauteil den Test.
„Geprüft wurde mit 100 bar aus 15 Zentimetern, fünf Düsen und einem rotierenden Bauteil.“
