Die meisten Ink-Jet-Systeme erfordern eine sorgfältige Drucksteuerung der Tinte im Druckkopf. (Bild: DmyTo - adobe.stock.com)
Die Miniaturpumpe arbeitet hoch präzise und gleichzeitig nahezu geräuschlos mit einer Dynamik im Millisekunden-Bereich. So können Entwicklungsingenieure Systeme und Geräte besonders flexibel und leistungsstark konstruieren.
Lee Ventus gehört seit 2022 zur The-Lee-Company-Familie. Das britische Unternehmen passt mit seiner piezobetriebenen Disc-Pump-Technologie optimal ins Portfolio der Mikrofluidik-Experten aus Westbrook, Connecticut, USA. Die Disc-Pump-Familie findet mit ihren extrem geringen Maßen und dem geringen Gewicht vor allem Einsatz in medizinischen portablen Geräten – es gibt jedoch auch eine große Zahl an Applikationen in der Industrie und dem Automotive-Sektor, die vom Einsatz der Miniaturpumpen profitieren.
Jürgen Prochno, Geschäftsführer der deutschen Niederlassung der The Lee Company, erläutert: „Lee-Produkte kommen seit jeher dort zum Einsatz, wo maximale Leistung und Zuverlässigkeit bei minimalem Bauraum gefordert ist. Wir kommen traditionell aus der Luftfahrt. Die Disc Pump von Lee Ventus kann zum Beispiel auch in Flugzeugen dabei helfen, wichtiges Gewicht einzusparen.“
Mehr Komfort in der Luft und auf der Straße
Eine Anwendung, die vom Einsatz der Disc Pump besonders profitiert, findet sich in modernen Sitzsystemen. Diese werden immer komplexer, da die Hersteller gleichzeitig nach mehr Sicherheit und Komfort streben. Lendenwirbelstützen und Massagesysteme verbessern beispielsweise den Komfort der Passagiere und reduzieren – im Pkw-Einsatz – die Ermüdung des Fahrers.
Herkömmliche Komfortsysteme des Sitzes verwenden eine einzige Pumpe, die über eine Reihe von Ventilen mit verschiedenen Blasen verbunden ist. Aufgrund ihrer Größe wird die Pumpe meist möglichst weit vom Passagier entfernt montiert, um die Beeinträchtigung durch Geräusche und Vibrationen zu begrenzen. Somit brauchen diese Systeme komplexe und umfangreiche Leitungssysteme.
Die Produkte der Disc-Pump-Familie kann an einer beliebigen Position des Sitzes montiert werden. Dank ihres Ultraschallbetriebs (20.000 Zyklen pro Sekunde) ist die Disc Pump nahezu geräuschlos und vibrationsfrei im Betrieb. Ihr Gewicht von lediglich fünf Gramm und der Durchmesser von 30 Millimeter bei einer Höhe von zehn Millimeter tragen ebenfalls zur Flexibilität in der Konstruktion bei. So lassen sich verteilte Pumpenarchitekturen realisieren, die durch Redundanz und optimales Ansprechverhalten eine höhere Zuverlässigkeit bieten. Jede Pumpe kann direkt an eine entsprechende Blase montiert werden, wodurch komplexe Verbindungssysteme überflüssig werden.
Jürgen Prochno fasst die Vorteile zusammen: „Der Einsatz der Disc Pump in Komfortsitzsystemen in Automotive oder Luftfahrt vereinfacht Konstruktion und Montage gleichermaßen. Da die Hersteller auf komplexe Rohr- und Leitungssysteme verzichten können, ist die Gefahr von Leckage deutlich geringer, zudem steigt die Wirtschaftlichkeit. Und nicht zuletzt macht das minimale Gewicht der Pumpe den Unterschied, um die Masse des Gesamtsystems zu reduzieren, insbesondere in Flugzeugsitzen.“
Starter- und Entwicklungskits verfügbar
Für erste Tests können Gerätehersteller Starter- und Entwicklungskits nutzen. Sie enthalten alle notwendigen Systemkomponenten, um die Leistungsfähigkeit und Vorteile für die jeweilige Applikation zu eruieren. Hierzu gehören zwei Pumpen, die Antriebselektronik, die PC-Software zur Konfiguration, Steuerung und Datenerfassung sowie ein Zubehörkit.
Besseres Druckbild im Ink-Jet-Printing
Industrielle Ink-Jet-Drucksysteme werden ebenfalls komplexer. Die Zahl der Druckköpfe und Druckvorgänge wächst stetig, angesichts der Forderung nach immer höherem Durchsatz. Die meisten Ink-Jet-Systeme erfordern eine sorgfältige Drucksteuerung der Tinte im Druckkopf, um die Druckleistung und -qualität zu maximieren und Ausfallzeiten im Zusammenhang mit der Wartung des Druckkopfs zu vermeiden – zum Beispiel nach dem Eindringen von Blasen oder einem ‚Wet-out‘-Ereignis. Hierbei ist eine gleichmäßige Oberflächenspannung von größter Wichtigkeit. Die Pumpe sorgt mit einem geringen Unterdruck für die optimale Bildung der Oberflächenspannung innerhalb des Druckkopfes.
Üblicherweise wird eine Reihe von acht oder mehr Druckköpfen an eine einzige Pumpe angeschlossen. Impulsdämpfer und Akkumulatoren sorgen für den gleichmäßigen Druck. Solche komplex konstruierten Systeme brauchen recht umfangreichen Bauraum. Zudem haben sie hohe Reaktionszeiten und können die Oberflächenspannung einzelner Druckköpfe nicht individuell steuern.
Dies kann zu geringerer Druckqualität führen, da es zu Schwankungen im Tröpfchenvolumen oder im Tröpfchenwurf führen kann. Ebenfalls kann es zu Abtropfen der Tinte oder dem Ansaugen von Luft kommen, angesichts fehlerhafter oder instabiler Vakuumansteuerung.
Die Disc-Pump-Familie von Lee Ventus bietet an dieser Stelle eine effiziente Alternative. Dank des pulsationsfreien Durchflusses der Disc Pump brauchen Ink-Jet-Systeme, die mit der Disc Pump betrieben werden, keine Dämpfer und Speicher. Die geringe Größe der Pumpe ermöglicht die Integration in den jeweiligen Druckkopf. Auf diese Weise lässt sich eine unabhängige und individuelle Steuerung der Oberflächenspannung realisieren und die Leistung optimieren.
Jürgen Prochno ergänzt: „Die pulsationsfreie Leistungsbereitstellung der Disc Pump ermöglicht die Aufrechterhaltung eines stabilen Vakuum-Sollwerts und die Regelgeschwindigkeit im Millisekundenbereich ermöglicht schnelles Reagieren auf Änderungen dieses Sollwerts. So werden Fehldrucke effizient vermieden.“
Maximale Qualität und Funktionalität
Neben diesen beiden Anwendungsbeispielen finden sich eine Vielzahl weiterer Applikationen in den unterschiedlichsten Industrien. Hierzu gehören etwa der 3D-Druck, Vakuumgreifer im industriellen Handling, Gasanalyse-Systeme, Prüfstände und vieles mehr. Die Disc Pump spielt überall dort ihre Vorteile aus, wo Verrohrungsaufwand und Gewicht eingespart werden können, oder potenzielle Vibrationen und Geräusche das System und die Nutzererfahrung negativ beeinflussen.
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Die Disc Pump reiht sich mit diesen Leistungsdaten und Anwendungsfeldern nahtlos in die Reihe der hoch performanten miniaturhydraulischen Komponenten der The Lee Company ein. Egal ob für den Automotive- und Industrie-Sektor, die Luft- und Raumfahrt oder die Medizintechnik – Lee-Komponenten liefern zuverlässig ihre Leistung in den Applikationen, in denen Fehler nicht verziehen werden.
Mit der Disc-Pump-Familie stehen Entwicklern nun Miniaturpumpen zur Verfügung, welche mehr Freiheitsgrade in der Konstruktion fluidischer Systeme ermöglichen. Geräte und Systeme können durch die Pumpenmontage am unmittelbaren Ort des Geschehens neu gedacht und platzsparender ausgelegt werden. Und wie alle Lee-Miniaturkomponenten unterliegen auch die Disc Pumps einer 100-Prozent-Kontrolle. Somit können sich Anwender sicher sein, dass sie höchste Qualität und garantierte Funktionalität nutzen.
Die nächste Generation
The Lee Company, Mutterkonzern der Lee Hydraulische Miniaturkomponenten GmbH, feierte am 10. Juli 2023 75-jähriges Firmenjubiläum. Anlässlich dieses Meilensteins hat mit Marietta S. Lee die dritte Generation die Führung über das Familienunternehmen übernommen. Die Enkelin des Firmengründers ist künftig CEO des Fluid-Control-Spezialistin. Sie übernimmt diese Aufgaben von ihrem Onkel William W. Lee, der die Geschicke der The Lee Company seit 2010 leitete, und auf den Posten des Chairmans wechselt.
Somit wird Marietta S. Lee die erste weibliche Person an der Spitze des Unternehmens. Sie hatte seit 2001 in verschiedenen Führungsrollen Verantwortung im Familienkonzern übernommen. Zuletzt war sie als COO tätig.
