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Fertigungstechnik: Schläuche mit Muskeln

Peristaltische Pumpen bilden beispielsweise Hohlorgane nach, die sich wellenförmig zusammenziehen. Das verwendete Schlauchmaterial muss entsprechend hohen Belastungen standhalten.

Bild 1: Schläuche in vielen Formen und Farben Bildquelle: © © Spetec

Bild 1: Schläuche in vielen Formen und Farben.

Untrennbar verbunden mit den auch Rollenpumpen genannten Systemen sind die prinzipiell notwendigen Schläuche. Unter Peristaltik ist das wellenförmige, synchronisierte sich Zusammenziehen der Muskulatur von Hohlorganen zu verstehen, wodurch deren Inhalt in eine Richtung befördert wird. So funktioniert beispielsweise die menschliche Speiseröhre oder der Darm, die dann quasi dem Pumpenschlauch entsprechen. Diese menschlichen Hohlorgane haben eine sehr hohe Qualität, die sie oft 80 Jahre und länger arbeiten lässt. Hieraus kann abgeleitet werden, wie hoch prinzipiell die Qualität des Schlauchmaterials bei peristaltischer Arbeitsweise sein muss, um ausreichend lange Standzeiten gewährleisten zu können.

Von der Pumpe zum Schlauch

Wer sollte besser wissen als der Pumpenkonstrukteur und Schlauchhersteller, was die Schläuche bei ständig alternierend erzeugten Drück- und Entlastungsphasen an Elastizität und Haltbarkeit aufweisen müssen? Hinzu kommt durch die Kommunikation mit den Anwendern das Wissen über die zu transportierenden Medien, die sehr unterschiedlich sein können. Es ist leicht zu verstehen, dass wässerige, saure oder alkalische Flüssigkeiten und andererseits organische Lösemittel völlig verschiedene Einwirkungen auf die Innenseiten der Schläuche ausüben. Folglich stellt Spetec, Hersteller peristaltischer Pumpen, auch die dazugehörigen Schläuche kurzerhand selbst her.

Damit hat die Firma vor einigen Jahren begonnen und seither wichtige Erfahrungen sammeln können. Heute werden dort allerlei Schläuche unterschiedlicher Art – und nicht nur für peristaltische Pumpen – hergestellt und ebenso wie die Pumpen maßgetreu und nach Kundenspezifikationen gefertigt (Bild 1).

Forschung und Verfahrenstechnik

Inzwischen werden Schläuche zur weiteren Anwendung in der analytischen Chemie, wie in der Fließinjektionstechnik (FIA, Continuous Flow Apparate) und auch für die Medizin-, Pharma- und Bioverfahrenstechnik sowie allgemein weitere Applikationen in Laboratorien hergestellt. Als Materialien kommen PVC, Polyurethan, Solvent Flex (lösemittelbeständig), Santoprene, Silikon und Fluorkautschuk zum Einsatz, deren Anwendung und Eigenschaften sich in der Tabelle finden.

Material Verwendung Vorschriften Bemerkungen
PVC Standardu.a. Medizinprodukte, ETO-Sterilisation geeignetUSP Klasse VI ISO 10993 erfülltPhthalat- und DEHP-frei
Polyurethanu.a. Medizinprodukte, für Sterilisation geeignetNach FDA 21CFR USP Klasse VI-
Solvent Flexu.a. Peristaltische Pumpen, für Benzin/ÖleRoHS/REACHPhthalat- und DEHP-frei
Santopreneu.a. nichtfetthaltige LebensmittelEntspricht NSF Standard 51-
Silikonu.a. für technische ProdukteUSP Klasse VI ISO 10993 erfülltPhthalat- und DEHP-frei
Flurkautschuk (entsprechend Viton)u.a. für technische ProdukteRoHS/REACHHohe Beständigkeit, großer Temperaturbereich
Tabelle: Details zu verschiedenen Schlauchmaterialien.

Alle Schläuche gibt es in verschiedenen Konfigurationen. Standardmäßig weisen die Schläuche zwei oder drei Reiter auf. Auf Wunsch können jedoch mehr Reiter gemäß dem Anwendungsfall in unterschiedlichen Abständen angebracht werden. Außerdem sind die Schläuche in mehr als 21 Farbkombinationen lieferbar. Die Farbkombination der Reiter bestimmt den Innen- und Außendurchmesser des Schlauches. Somit ist zu jeder Zeit identifizierbar, welcher Schlauch sinnvoll ist.

Bild 2: Mikroschlauchverbinder aus Acrylglas. Bildquelle: © Spetec

Bild 2: Mikroschlauchverbinder aus Acrylglas.

Für die Schläuche mit geringsten Innendurchmessern hat der Hersteller Verbindungsmodule entwickelt, die medienbeständige Platin- oder Edelstahlkapillaren enthalten. Einen Mikroschlauchverbinder aus Acrylglas für Schläuche mit Innendurchmessern ab 0,10 mm zeigt Bild 2. Zudem bietet Spetec auch Schläuche mit aufgeweiteten Enden an sowie Sonderschläuche nach kundenspezifischen Anforderungen.

Seit der Aufnahme der eigenen Schlauch-Produktion vor 15 Jahren wurde das Produktespektrum komplettiert. So kann die Pumpenkonstruktion direkt auf die Eigenschaften der zu verwendenden Schläuche abgestimmt werden, wobei laufend praxisnahe Tests der Schläuche stattfinden.