Tellerfedern in Unterwasserventilantrieben

Tellerfedern werden häufig in Unterwasser-Ventilantrieben als Vorspann- und Energiespeichersysteme mit hoher -Kraft eingesetzt. Bei diesen großen -Schubventilantrieben für Offshore- sowie Öl- und Gasanwendungen ist der Tellerfederstapel typischerweise hinter dem Kolben und um die zentrale Schubstange herum installiert und übt kontinuierlich eine axiale Kraft auf die Stangenbaugruppe aus.

In Unterwasseraktuatoren fungieren Tellerfedern als kompakte Hochkraftsysteme, die Energie speichern, eine konstante Vorspannung aufrechterhalten, Verschleiß und thermische Veränderungen ausgleichen und eine ausfallsichere Funktionalität bieten. Tellerfedern ermöglichen eine nahezu konstante Kraft über einen kurzen Hub, was für den zuverlässigen Ventilbetrieb bei Anwendungen mit hohem -Schub und begrenztem Platz- von entscheidender Bedeutung ist.

In Unterwasser- sowie Öl- und Gasumgebungen sind Ventilsysteme häufig Temperaturschwankungen, Druckschwankungen und Dichtungsverschleiß ausgesetzt. Der Tellerfederstapel trägt dazu bei, thermische Ausdehnung und verschleißbedingte Verschiebung auszugleichen und gleichzeitig eine nahezu konstante Vorspannkraft über einen definierten Hubbereich aufrechtzuerhalten. Diese stabile Belastung ist entscheidend für eine zuverlässige Ventildichtleistung.

Eine weitere Schlüsselfunktion des Tellerfedersystems ist der ausfallsichere Schutz. Bei vielen hydraulischen Aktuatorsystemen muss das Ventil bei einem Verlust des Hydraulikdrucks oder einem Stromausfall automatisch schließen oder sicher geschlossen bleiben. Die im Tellerfederpaket gespeicherte Energie kann den Ventilschaft in Notfällen antreiben, was Tellerfedern zu einer entscheidenden Sicherheitskomponente bei der Konstruktion von Unterwasserantrieben macht.

Im Vergleich zu Schraubenfedern bieten Tellerfedern in Unterwasser-Aktuatorsystemen klare Vorteile:

• Hohe Kraft auf kompaktem Raum

Sehr hohe Belastbarkeit bei minimalem Bauraum.

• Kurzer Hub, hohe Leistung

Große Kraft bei geringer Auslenkung erzeugt.

• Flexibles Stapeldesign

Reihen-/Parallelstapelung ermöglicht eine einfache Last- und Hubanpassung.

Das Bild links zeigt ein Unterwasser-Aktuatorprojekt von OPTIMUM Disc Spring. Für diese Anwendung lieferte OPTIMUM einen Satz Hochtemperatur-Tellerfedern aus INCONEL X718. Der Federstapel bestand aus 32 Tellerfedern und erreichte eine Ermüdungslebensdauer von über 500.000 Zyklen unter anspruchsvollen Unterwasser-Betriebsbedingungen.

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