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Lee-Komponenten: Klein, präzise und zuverlässig

70 Jahre Perfektionierung einer Idee

| Autor / Redakteur: Klaus Vollrath* / Marc Platthaus

Mit dem „Lee-Plug“ begann die 70-jährige Erfolgsgeschichte des Mikrofluiidik-Spezialisten Lee.
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Mit dem „Lee-Plug“ begann die 70-jährige Erfolgsgeschichte des Mikrofluiidik-Spezialisten Lee. (Bild: ©Krafla; ©Dmytro Smaglov; ©triwaw - stock.adobe.com_[Kübert/Götzelmann])

Ausgereifte Miniatur-Hydraulikkomponenten werden nicht „mal eben so“ erfunden. Natürlich steht am Anfang wie stets bei bedeutsamen technischen Neuerungen eine Inspiration, d.h. eine pfiffige Idee. Die Reifung vom ersten Entwurf bis zum heutigen hoch zuverlässigen, millionenfach bewährten Produkt erfordert jedoch vor allem Transpiration, d.h. jahrzehntelange geduldige Detailarbeit an jedem Aspekt, am Design, dem Werkstoff, der Qualitätssicherung sowie der Fertigungsorganisation.

Jürgen Prochno, Geschäftsführer der Lee Hydraulische Miniaturkomponenten GmbH in Sulzbach erläutert die 70-jährige Erfolgsgeschichte des Unternehmens: „Das bedeutsame am Lee-Stopfen, den Leighton Lee II in seiner 1948 gegründeten Start-up-Firma erfand, war nicht so sehr das Produkt an sich.“ Im Prinzip war es ein eher simpel anmutendes Bauteil. Doch gerade diese Einfachheit war das Geniale daran.

Es ging um das sichere Verschließen der Bohrungen in Hydrauliksystemen. Klassische Methode war das Einsetzen eines Gewindestopfens, was jedoch erheblichen Bearbeitungsaufwand für das Schneiden eines entsprechenden Gewindes voraussetzte. Firmengründer Lee fand hierfür eine einfachere und dennoch sichere Lösung: In eine geriebene Bohrung setzte er eine vergleichsweise dünnwandige und daher verformbare Hülse in der Form eines Fingerhuts. In diese Hülse wird ein leicht konischer Pin gedrückt. Dadurch wird die Hülse mit großer Kraft an der Wand gepresst und hält reibschlüssig hunderten von Bar Gegendruck stand.

Dieser Verschluss bietet gleich zwei wesentliche Vorteile: Bei der Verwendung sind keine zusätzlichen Bearbeitungsgänge erforderlich, und der Platzbedarf ist wesentlich geringer als bei anderen Veschlussmethoden.

Der Lee-Plug, der inzwischen aus unterschiedlichen Materialien hergestellt wird, wurde schon über 500 Millionen Mal eingesetzt. Er wurde in vielen Details immer weiter perfektioniert und hat sich in der Luft- und Raumfahrt als auch in anderen sensiblen Industrien als das Maß aller Dinge erwiesen.

Vor 45 Jahren: Start der Magnetventil-Entwicklung

Mit dem wirtschaftlichen Erfolg begannen sowohl die zähe Detailarbeit an der Perfektionierung des Produkts als auch die Suche nach neuen Ideen zur Eroberung weiterer Märkte. Der Lee-Stopfen wurde in immer mehr Varianten und Abmessungen produziert und dabei perfektioniert. Darüber hinaus beschäftigte man sich auch mit sehr anspruchsvollen Systemen im Bereich der Luft- und Raumfahrt wie z.B. hochgenauen Treibstoffversorgungen für Raketentriebwerke. Lee-Komponenten befanden sich in Minuteman-Raketen und in der Mond-Rakete Apollo 11. Vor 45 Jahren startete Lee dann mit der kommerziellen Verbreitung seiner Entwicklung von kleinen Magnetventilen für die riesigen Ink-Jet-Druck-Maschinen für Teppiche und die haushohen Poster und Werbeplakate, die für die USA charakteristisch sind. Damit gelang der Firma der Einstieg in die Niederdruck-Mikrofluidik mit elektrischer Ansteuerung. Der Markt war riesig, denn in solchen Drucksystemen waren teilweise bis zu 40 000 Einzelventile verbaut. Gleichzeitig waren die Anforderungen sehr hoch, da eine gleichmäßige und reproduzierbare Dosierung der teuren Tinten zu gewährleisten war. Zeitgleich wurde auch die Entwicklung und Herstellung geeigneter Dosierpumpen aufgenommen.

Dosierventile für die Mikrofluidik

Diese Ventile wurden immer kleiner und ausgefuchster, während die Schaltfrequenzen auf bis zu 1200 Hz gesteigert werden konnten. Auch ihr innerer Aufbau wurde immer weiter verfeinert. Heute stellt man in Westbrook auch mediengetrennte Ventile her. In diesen hat das durchströmende Medium keinerlei Kontakt mit den metallischen oder elektronischen Komponenten. Es kommt ausschließlich mit hochresistenten Kunststoffen wie PEEK (festes Material für Gehäuse) oder FFKM (Elastomer für Membranen sowie Dichtungen) in Berührung. Solche Ventile eignen sich für vielfältigste Aufgabenstellungen in Bereichen der Medizin, Pharmazie, Biotechnologie oder Labortechnologie. Sie kommen auch im Bereich Patientenversorgung zum Einsatz, beispielsweise bei der Dialyse, der Beatmung, der Notfallmedizin oder der Intensiv Pflege.

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