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Meilenstein Ventiltechnik/Fluid Control

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Meilenstein Ventiltechnik/Fluid Control

Mehr als nur Magnetventile: Bürkert hält Prozesse im Fluss

| Autor/ Redakteur: Dominik Stephan* / Dominik Stephan

Lösungskompetenz für fluidische Aufgaben – Die Firma Bürkert Fluid Control Systems hält seit über 70 Jahren Medien, Prozesse und Ideen im Fluss. Wie das gelingt? Indem man nie die Bedürfnisse der Anlagenbetreiber aus dem Blick verliert und da anfängt, wo andere aufhören.

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Bürkert liefert nicht nur die vielfältigsten Komponenten vom Ventil bis zum Durchflussmesser, sondern entwickelt in seinen Systemhäusern Fluidiklösungen nach Maß.
Bürkert liefert nicht nur die vielfältigsten Komponenten vom Ventil bis zum Durchflussmesser, sondern entwickelt in seinen Systemhäusern Fluidiklösungen nach Maß.
(Bild: Bürkert)

Was kann man bei der Produktion von Sportwagen für die Herstellung von Babynahrung lernen? Nicht viel, möchte man meinen – wenn man aber etwas um die Ecke denkt, eine ganze Menge. In modernen Verbrennungsmotoren hat Öl viele Aufgaben: Öle schmieren bewegliche Teile, setzen die Reibungswiderstände herab und führen Wärme von Ventilen und Co. ab. Logisch, dass Luftblasen dabei stören würden. Kommt es zur Blasenbildung, beeinflusst das nicht nur die Schmierwirkung und Kühlleistung, sondern führt im Extremfall zur Kavitation oder Selbstentzündung. Deswegen interessiert beim Test von Sportwagenmotoren im Leistungsprüfstand nicht nur der Öldurchfluss, sondern auch die Gasblasenbildung.

Meilensteine aus 70 Jahre Fluidik-Kompetenz: Wie Bürkert zum Global-Player der Ventiltechnik wurde:

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Genau wie bei der Zubereitung von Babynahrung: Hier werden Breie mit wertvollen Speiseölen angereichert, um sie noch gesünder und bekömmlicher zu machen. Und auch hier sind Luftblasen unerwünscht. Auftritt für ein Messgerät, das scheinbar alles kann: Der Flowave des Ingelfinger Fluidikspezialisten Bürkert. Dieser Durchflussmesser, der ohne Einbauten im Rohr auskommt, kann u.a. genutzt werden, um Blasen im Medium zu erkennen – so viel war dem Hersteller aus Projekten in der Autoindustrie bekannt. Aber wäre das Gerät auch für die Babynahrungsproduktion geeignet?

Warum nicht, dachten die Experten, und ließen ihr bei der Gestaltung des Motorenprüfstandes gewonnenes Know-how in die Applikation des Baby­brei-Herstellers einfließen. Ohne Einbauten, ohne Blasen und ohne Probleme gelang es, auch die Breiherstellung sicher und zuverlässig im Fluss zu halten.

Ob Brei oder Öl, Wasser oder Chemikalien: Es geht um Fließprozesse. Überall wollen Medienströme geregelt und gesteuert werden. Die Dirigenten dieser konzertierten Produktion sind Ventile, Durchflussmesser und Armaturen. In großen Industrieanlagen sind hunderte, zum Teil tausende derartige Stellglieder verbaut. Dazu kommen Antriebe, Anschlüsse sowie die nötige Mess-, Leit- und Steuerungstechnik. Genau das ist die Welt von Bürkert: Seit über 70 Jahren entwickelt das Unternehmen Komponenten und Systeme für das Messen, Steuern und Regeln von Flüssigkeiten und Gasen.

Vom Ventilknoten bis zur Duchflussmessung, vom Magnetventil zur Industrie-4.0-Umgebung findet sich für nahezu jede fluidische Herausforderung eine Lösung im Bürkert-Portfolio, wie Heribert Rohrbeck betont, der als CEO seit 2005 am Ruder der Fluidikspezialisten steht. So sieht Rohrbeck das Unternehmen nicht nur als klassischen Ventilhersteller: „Wir kümmern uns um Volumenströme“ – oder eben „We make ideas flow“, wie es der Bürkert-Claim vorgibt.

Not macht erfinderisch: So lernen Ideen das Fließen

Um Ideen zum Fließen zu bringen, braucht es mehr als nur das passende Ventil, ist man sich bei Bürkert sicher. „Für mich ist das Interesse am Gegenüber und am Kundenproblem neben der Technologie entscheidend“, erklärt Frank Hils, Geschäftsführer der Bürkert-Verkaufsgesellschaften Deutschland, Österreich und Schweiz. „Nur wenn wir mit dieser Haltung Herausforderungen angehen, können wir unsere Technologien im Sinne des Kunden einsetzen.“ Dafür kann es notwendig sein, um die Ecke zu denken. Dinge anders zu machen und Ideen regelrecht sprudeln zu lassen.

„Christian Bürkert war ein unruhiger Geist“, charakterisiert Rohrbeck den Unternehmensgründer. Ohne die unbändige Lust des umtriebigen Tüftlers auf neue Ideen wäre die beispiellose Erfolgsgeschichte nicht denkbar gewesen, die aus einem Bastelkeller im baden-württembergischen Hohenlohe einen Global Player der Ventiltechnik machte. Schon 1946 brütet Bürkert erste Innovationen aus: In der unmittelbaren Nachkriegszeit ist Geflügel gefragt – besonders bei den amerikanischen Besatzungstruppen. Ein Brutapparat muss her, doch der einzig verfügbare ist kaputt. Christian Bürkert baut im Keller seiner Eltern aus den Trümmern eines abgestürzten Flugzeuges einen Bimetall-Temperaturregler und steigt aufgrund der Nachfrage in die Produktion von Brutapparaten und Wärmeplatten ein. Damit ist er lange noch nicht am Ende: Wo er einen Bedarf sieht, sucht Bürkert nach Lösungen.

Ventiltechnik-Meilensteine in Serie

Mitte der 50er Jahre schafft Bürkert mit Magnetventilen für Waschmaschinen den Durchbruch ins Massengeschäft. Doch der enorme Preiskampf bei der „Weißen Ware“ setzt auch den frischgebackenen Unternehmer unter Druck. Da trifft es sich gut, dass Bürkert auf einer USA-Reise eine elektrische Zahnbürste in die Hände bekommt. Begeistert von der Möglichkeit, diese unter fließendem Wasser abspülen zu können, arbeiten die Entwickler an einer entsprechenden Hülle für ihre Magnetventile. Der Lohn der Mühe: In den 1960ern setzt die kunststoffummantelte Epoxy-Spule Maßstäbe in Bezug auf Leistung, Dauerhaftigkeit und Baugröße. Mit so ausgestatteten Ventilen gelingt Bürkert der Sprung in den Indus­triebereich.

Die Abkehr vom Consumer-Markt macht aus Bürkert einen auf High-Value-Produkte und knifflige Herausforderungen fokussierten Spezialisten. In Folge dessen läuft die Globalisierung aus Ingelfingen auf Hochtouren: In Frankreich, wo es nach dem Krieg Vorbehalte gegen den Markteintritt deutscher Unternehmen gibt, baut Bürkert mit Unterstützung der französischen Regierung eine Fertigung im Elsass auf. Auch im Vereinigten Königreich gelingt es, wichtige Großkunden an Land zu ziehen, weshalb Bürkert vor Ort Niederlassungen gründet.

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Ventile aus dem Kochertal für die Welt: Damit könnte die Erfolgsgeschichte auserzählt sein, doch die umtriebigen Entwickler machen immer weiter: In den 1990er Jahren landet Bürkert mit der Erweiterung des Portfolios um Prozessventile, Sensoren und Massendurchflussregler einen Coup, der das Unternehmen zum Komplettanbieter für Fluidik-Lösungen macht. Dazu kommen Komponenten und Systeme für die Prozessautomation. In diese Zeit fällt auch die Entwicklung kleiner, mediengetrennter Magnetventile für Life-Science-Applikationen, die helfen, neue Betätigungsfelder in Arztpraxen und Krankenhäusern zu erschließen.

Lösungen im Fokus: Fluid Control ist mehr als nur Ventile

Die Wirtschaftskrise 2008/2009 wirft das Unternehmen nur kurzzeitig zurück, wie Rohrbeck berichtet: „Wir haben versucht, auch ohne Geschäft weiterhin für unsere Kunden da zu sein – das hat sich in den Folgejahren bezahlt gemacht: Wir sind mit voller Stärke zurückgekommen und schon 2010 um mehr als 30 % gewachsen“, erklärt der Manager. Direkt am Kunden ist auch der Geschäftsbereich Dienstleitungen, der individuell abgestimmte und präzise auf die Bedürfnisse der Anwender zugeschnittene Servicepakete anbietet. So steht die Maximierung von Standzeiten durch vorbeugende Wartung im Mittelpunkt des Rundum-Services ‚BürkertPlus‘. Doch auch Inbetriebnahme, Störfallbeseitigung und Anlagenmodernisierung bis hin zu Parametrierung, Training sowie Analyse und Optimierung gehören zum Angebot der Fluidikexperten.

Besonders wichtig sind Geschäftsführer Hils in diesem Zusammenhang Kundenverständnis auf der einen, maximale Transparenz auf der anderen Seite: Dem Anwender stehen genau kalkulierbare Ressourcen und eine exakt planbare Produktion zur Verfügung. So stehen unter dem Strich höhere Verfügbarkeit, längere Produktionszeiten und höherer Output, ist sich der Manager sicher: „Profitiert der Kunde von unserem Service, haben wir gut gearbeitet“, fasst Hils das Selbstverständnis des Dienstleistungs-Teams zusammen.

Aktorik, Elektronik und Pneumatik unter einem Dach: Indem sie den Fokus auf Fluidik-Systeme setzen, ohne die Einzelkomponenten zu vernachlässigen, gelingt es Bürkert, sich als ganzheitlicher System­anbieter zu positionieren. Ihre physikalische Entsprechung findet diese Strategie in der Ventil­insel, die Ventile, Antriebe und Regelglieder in einem Modulbaustein zusammenfasst. So können ganze Ventilgruppen über eine gemeinsame Busleitung angesteuert werden.

Die individuelle Kombination verschiedener Komponenten in einer Baugruppe ermöglicht zudem eine beispiellose Flexibilität, betont Hils: Immerhin gleicht kaum eine Anlage der anderen – auch nicht in der Feinchemie, in der hochspezialisierte Produkte, kleine Chargen und häufige Produktwechsel an der Tagesordnung sind. Etwa bei einem schwäbischen Hersteller, der neben Silicone-Additiven auch neue und spezielle Produkte entwickelt. Bei einer Werkserweiterung wurden die Experten von Bürkert von Anfang an in die Planung einbezogen. Als den Fachleuten jedoch die beengten räumlichen Verhältnisse der neuen Anlage auffielen, entstand eine Idee: Ließe sich dieser Zustand durch eine Bündelung der Geräte verbessern? Entwicklung und Fertigung der Schaltschränke erfolgten in enger Zusammenarbeit mit den Ingenieuren im ATEX-zertifizierten Werk bei Bürkert. Das Ergebnis: Zwei XXL-Gehäuse in einer dreizeiligen Anordnung beherbergen je drei Ventilinseln inklusive dem passenden eigensicheren dezentralen Peri- pheriesystem. Planung und Montage profitieren von der kompakten Lösung genauso wie die Mitarbeiter im Betrieb.

Nicht nur Medien fließen

Dienstleistungen, Modulbausteine oder Automatisierungstechnik: Bürkert kann mehr als „nur“ Magnetventile. Doch im neuen Jahrtausend kommen zunehmend neue Ströme auf die Fluidikspezialisten zu. So sollen Systeme vernetzt und integriert funktionieren, sich in komplexe Fertigungsprozesse einbinden lassen und natürlich leicht zu steuern, regeln und überwachen sein. Kurz: Auch Daten müssen fließen. 2014 stößt Bürkert mit der Efficient Device Integration Platform (EDIP) das Tor ins Industrie-4.0-Zeitalter auf: Die intelligente Geräteplattform vernetzt einzelne Feldgeräte über das Bürkert büS-Protokoll (basierend auf dem etablierten CANopen-Standard). Das reduziert die Aufwände für Kommunikation, Software und Hardware deutlich.

Da EDIP mit Industriestandards wie Profinet, Profibus, Ethernet/IP oder Modbus TCP kompatibel ist, lassen sich derartig vernetzte Geräte einfach in bestehende Prozesse integrieren, erklären die Spezialisten. Auch ist kein Master notwendig, da die Teilnehmer automatisch adressiert werden – das vereinfacht nicht nur den Einstieg in die schöne neue Industrie-4.0-Welt, sondern macht auch die nachträgliche Integration zusätzlicher Geräte zum Kinderspiel.

Ein Jahr später erwischt Bürkert die „perfekte Welle“: Wenn hochreine und empfindliche Medien abgefüllt werden, dürfen auf keinen Fall Fremdstoffe oder Verunreinigungen in den Fluidstrom ein­gebracht werden. Typische Durchflussmesser haben aber Messelemente im Rohr, an denen sich Toträume bilden können. Wie also messen, ohne ins Rohr eindringen zu müssen?

Eben mit der Welle  –  Oberflächenwelle, um genau zu sein: Diese Körperschallwellen breiten sich über eine Oberfläche aus, ohne weit in das Material einzudringen. Der Flowave-Durchflussmesser nutzt die unterschiedliche Ausbreitungsgeschwindigkeit der Wellen in fließenden Medien, um durch die Messung der Laufzeitunterschiede an der Rohraußenseite Rückschlüsse auf das im Rohr fließende Medium zu ziehen. Und nicht nur das: Der Rayleigh-Winkel, unter dem die Schallwellen in die Flüssigkeit ausgekoppelt werden, ist für jede Ausbreitungsgeschwindigkeit individuell. Auf diese Weise kann zusammen mit den gemessenen Laufzeitunterschieden, der Beschaffenheit des Signals und der Tatsache, ob die Wellen einfach oder mehrfach das Medium durchlaufen, eine Art „akustischer Fingerabdruck“ des Mediums gewonnen werden. So lassen sich neben der Durchflussgeschwindigkeit auch Dichte und Temperatur bestimmen oder Medien voneinander unterscheiden.

Die perfekte Welle für die Durchflussmessung

Fluidmessung neu gedacht: Die Adaption eines physikalischen Konzeptes wie der akustischen Oberflächenwellen in einem ganz neuen Kontext hätte auch Christian Bürkert gefallen, ist sich Rohrbeck sicher – war doch der Leitspruch des 1971 verstorbenen Firmengründers „Da anfangen, wo andere aufhören“. Der Impuls, Dinge anders zu machen, brauche Mut, wie der Bürkert-CEO betont – aber nicht als leichtsinniger Wagemut, sondern bedacht und gepaart mit Technologieverständnis und dem Begreifen der Anforderungen der Kundenbranchen. Mut mit System quasi. Und der hat bei Bürkert seit 2007 ein besonderes Gesicht: das Systemhaus. Unweit des Bürkert-Hauptsitzes in Ingelfingen errichtet das Unternehmen ein „Zuhause für Ideen“.

Das gläserne, „hybride“ Bauwerk bietet offene und kommunikative Büro-, Labor- und Produktionsarbeitsplätze. Auf diese Weise kann der gesamte Entwicklungsprozess von der Idee bis zur Fertigung unter einem Dach nachvollzogen werden. Eben ein Raum um „Ideen fließen“ zu lassen. Wer glaubt, dass sich die Firma hier „lediglich“ einen schicken Vorzeige-Inkubator leistet, täuscht sich: Tatsächlich geht es im Systemhaus um drängende Kundenprobleme, die mit Katalogteilen alleine nicht zu lösen wären. Also nutzen die Fluidexperten ihr Applikations-Know-how, um Kunden von Beratung über Entwicklung und Fertigung bis zum Service abgestimmte Komponenten und maßgeschneiderte Systemlösungen zu bieten.

Vom Problem über den Entwurf bis zur Ausarbeitung der Details arbeiten die Bürkert-Spezialisten Hand-in-Hand daran, eine genaue Produktdefinition und -spezifikation der nötigen Systemlösung zu finden. Der Kunde bleibt dabei nicht außen vor, sondern wird in jede Phase des Projektes einbezogen. Stimmen die Rahmenbedingungen, stehen innerhalb von 24 Stunden erste Prototypen oder Funktionsmodelle bereit. Dabei übernimmt Bürkert auch die nötigen Tests und Zertifizierungsprozesse, sodass ohne Verzögerung die Produktion anrollen kann – entweder vor Ort in Ingelfingen oder einer der anderen Bürkert-Fertigungen in Gerabronn, Öhringen, Criesbach oder dem französischen Triembach-au-Val.

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Ideen im Fluss: Fünf starke Zentren der Fluid-Lösungen

Nicht in Asien, Osteuropa oder Übersee: Tatsächlich entstehen über 100 000 Bürkert-Produktvarianten in Deutschland und Frankreich. Dahinter steckt kein Chauvinismus, wie Rohrbeck betont, sondern die Nähe zu Forschung und Entwicklung sowie das Bestreben, Schlüsselkompetenzen im Haus zu entwickeln und zu halten. Um trotzdem in wesentlichen Kundenmärkten Präsenz zu zeigen, unterstützen weitere Systemhäuser in Deutschland, den USA und China Projekte vor Ort. „Wir sprechen die Sprache der Kunden“, ist Rohrbeck stolz. Das gilt wortwörtlich genauso wie im übertragenen Sinne, ist doch jeder Markt und jede Branche anders.

So profitieren auch die Kollegen in den Stammwerken von den kreativen Köpfen aus der Ideenwerkstatt: Die im Systemhaus entwickelten Konzepte finden nicht selten ihren Weg in die Serienfertigung. So entsteht aus einer maßgeschneiderten Idee das Katalogteil der Zukunft, wie der Bürkert-CEO erklärt. So etwa bei einer Anwendung, bei der die wenigsten an Ventile der Spitzenklasse denken: Zahnarztstühle.

Eine Ventil-Idee weiter

Moderne Zahnarztstühle sind längst komplexe Hightech-Systeme – und Ärzte und Patienten verlassen sich zu Recht darauf, dass die darin verbaute Technologie sicher, zuverlässig und hygienisch funktioniert. So hat Bürkert für KaVo Dental den „Wasserblock“ zu einem regelrechten Hygienecenter weiterentwickelt. Dieser übernimmt Wasseraufbereitung und Entkeimung genauso wie die Versorgung der Behandlungseinheit mit Wasser in unterschiedlichen Qualitäten, Drücken und Durchflussmengen. Auch in Sachen Druckluft liefert Bürkert die passende Lösung in Form des Luftblocks, der Druckregler, Filter und Kondensat-Abscheider in einem Modul kombiniert.

Lösungen für jede fluidische Herausforderung, auch solche, die mancher Anwender noch gar nicht auf dem Schirm hat, so fasst CEO Rohrbeck die Mission der Fluidikpioniere zusammen. Oder eben „Ideen fließen lassen“, vom ersten Entwurf zu fertigen Komponenten für über 300 Kundenbranchen. Geht nicht, gibt’s nicht – wenn man den Mut zum Andersdenken und den nötigen Flow hat.

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