Druckgeregelte Vakuumtechnologie hilft Energie sparen
Ein Langzeittest brachte es an den Tag: Mit der neuen Drehschieber-Vakuumpumpe R5 RA 0760 A PLUS von Busch sind erhebliche Energieeinsparungen möglich.
(industrietreff) - Der Autozulieferer IAC Group AB hat die neue Drehschieber-Vakuumpumpe an einer seiner Kaschieranlagen, auf der Armaturenbretter für verschiedene Volvo-Typen gefertigt werden, im Einsatz. Durch die integrierte Druckregelung der Vakuumpumpe ist ein bedarfsabhängiger Betrieb möglich, was eine monatliche Ersparnis bei den Stromkosten von über 50 Prozent einbrachte.
Die IAC Group ist ein weltweit tätiger Zulieferer für die Automobilindustrie mit insgesamt mehr als 50 Fertigungswerken und 22.000 Mitarbeitern. Im Werk in Göteborg werden von 650 Mitarbeitern vornehmlich Armaturenbretter und Türinnenverkleidungen für Volvo hergestellt und mehrmals täglich just-in-time direkt an die Montageplätze von Volvo geliefert.
Bislang waren an einer Kaschieranlage für Armaturenbretter zwei herkömmliche Drehschieber-Vakuumpumpen installiert. Diese Vakuumpumpen waren ungeregelt und liefen permanent im Drei-Schicht-Betrieb, fünf Tage pro Woche. Durch das Vakuum werden die Dekofolie und die Basisfolie nach dem manuellen Einlegen in die Form in der gewünschten Position gehalten. Da jede Vakuumpumpe mit einem 15-Kilowatt-Motor angetrieben wurde, summierte sich der Stromverbrauch pro Jahr auf circa 120.000 kW/h. Da die beiden Vakuumpumpen schon um die 30 Jahre alt waren, standen eine Generalüberholung oder eine Ersatzbeschaffung an. Instandhaltungsleiter Markel Jordansson bat die Firma Busch Vacuum Solutions um eine praktikable und wirtschaftliche Lösung. Die Vakuumexperten von Busch empfahlen ihm die neu entwickelte R5 PLUS.
Dabei handelt es sich auch um eine ölgeschmierte Drehschieber-Vakuumpumpe, eine seit vielen Jahrzehnten in der Industrie bewährten robusten Vakuumtechnologie. Die Drehschieber-Vakuumtechnologie hat grundsätzlich den Vorteil, dass mit abnehmendem Druck der Stromverbrauch sinkt. Die höchste Stromaufnahme erfolgt zwischen Atmosphärendruck, also beim Einschalten, und einem Vakuumniveau von 300 mbar. Im eigentlichen Arbeitsbereich von 30 bis 40 mbar wird nur noch ungefähr 70 Prozent der angegebenen Nennleistung aufgenommen.
Diese Neuentwicklung von Busch ist serienmäßig mit einer integrierten Steuerung ausgestattet. Sie kann druckabhängig ein voreingestelltes Vakuumniveau akkurat einhalten oder bei vorgegebener Drehzahl ein gewisses Saugvermögen permanent gewährleisten. Markel Jordansson entschied sich für einen mehrmonatigen Test mit dieser Vakuumpumpe. Der Betrieb mit Druckregelung sollte gewährleisten, dass der vorgegebene Soll-Druck von 30 mbar an der Vakuumpumpe unabhängig vom tatsächlich bei den verschiedenen Prozessschritten benötigten Saugvermögen sicher eingehalten wird.
Bei dem Fertigungsprozess auf der Kaschieranlage, auf der täglich um die 200 Armaturenbretter gefertigt werden, war zuvor der eigentliche Bedarf an Saugvermögen praktisch nicht zu ermitteln. Insgesamt werden acht Prozessschritte auf der Anlage durchgeführt, die zeitlich miteinander nicht getaktet sind und unterschiedlich viel Saugvermögen benötigen. Bislang hat man direkt am Werkzeug zum Halten der eingelegten Formteile ein Vakuumniveau von 40 mbar vorgegeben. Da die Vakuumversorgung nicht direkt an der Kaschieranlage installiert ist, entstehen in der langen Vakuumleitung Leckagen, so dass die Vakuumpumpe selbst ein Vakuumniveau von 30 mbar erbringen muss.
Mit der Inbetriebnahme der R5 PLUS war es möglich, auf dem Display die benötigte Drehzahl und somit das Saugvermögen permanent zu sehen. Als Vakuumniveau wurden 30 mbar programmiert. Schnell erkannte man, dass der Bedarf an Saugvermögen je nach Prozessschritten sehr unterschiedlich ist und die Vakuumpumpe dies durch Veränderung der Drehzahl ausgleicht. Durch den eingebauten PLC werden alle betriebsrelevanten Daten aufgezeichnet und können jederzeit auf dem Display abgerufen, mit der integrierten Speicherkarte ausgelesen oder an die Anlagensteuerung oder andere externe Ausgabegeräte übermittelt werden. Instandhaltungsmanager Markel Jordansson hat zudem den „Eco-Mode“ aktiviert. Das bedeutet, dass nach einer frei wählbaren Zeitspanne, in der vom Prozess keine Leistung von der Vakuumpumpe abverlangt wird, diese automatisch abschaltet. Sobald prozessseitig wieder Vakuum benötigt wird, fährt die Vakuumpumpe selbsttätig auf die notwendige Drehzahl hoch. Dies ist besonders energiesparend bei kurzen Produktionsunterbrechungen und Pausen, in denen früher zwei Vakuumpumpen permanent bei hundert Prozent Leistung durchliefen. Markel Jordansson hat intern von einem Elektroingenieur die Stromersparnis ausrechnen lassen und kann belegen, dass durch den Einsatz der neuen R5 PLUS Drehschieber-Vakuumpumpe pro Jahr 8.400 Euro an Energiekosten gespart werden. Darin nicht eingerechnet sind weitere Einsparpotentiale durch Prozessoptimierung. Durch die lückenlose Aufzeichnung des Enddrucks, des Stromverbrauchs und mehrerer anderer Parameter kann die Vakuumpumpe jetzt feinjustiert werden. Waren ursprünglich beispielsweise 30 mbar Arbeitsdruck direkt am Werkzeug gefordert, wurde bereits nach einigen Wochen festgestellt, dass 40 mbar für diese Anwendung ausreichend sind. Wird nun ein gröberes Vakuumniveau vorgegeben, reagiert die Vakuumpumpe mit noch niedrigeren Drehzahlen und noch weiter reduziertem Energieverbrauch.
Ein wesentlicher Vorteil für Markel Jordansson ist auch die deutlich geringere Geräuschemission der neuen R5 PLUS gegenüber den bislang eingesetzten älteren Vakuumpumpen. Jede der beiden alten Drehschieber-Vakuumpumpen hatte jeweils einen Schalldruckpegel von 79 dB(A), was eine Unterhaltung im Pumpenraum nicht möglich machte, so Markel Jordansson. Die R5 PLUS kommt bei höchster Drehzahl hingegen nur noch auf knapp 70 dB(A).
Nach den ersten Monaten Testbetrieb ist sich Instandhaltungsleiter Markel Jordansson sicher, mit der R5 PLUS die ideale Vakuumpumpe für seine Anwendung gefunden zu haben.
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Unternehmensinformation / Kurzprofil:
Busch Vacuum Solutions ist weltweit einer der größten Hersteller von Vakuumpumpen, Vakuumsystemen, Gebläsen und Kompressoren.
Das umfangreiche Produktportfolio umfasst Lösungen für Vakuum- und Überdruckanwendungen in sämtlichen Industriebereichen, wie zum Beispiel für die Chemie, Halbleiterindustrie, Medizintechnik, Kunststoffindustrie oder die Lebensmittelbranche. Dazu gehören auch die Konzeption und der Bau von individuell ausgelegten Vakuumsystemen sowie ein weltweites Servicenetz.
Die Busch Gruppe ist ein Familienunternehmen, dessen Leitung in den Händen der Familie Busch liegt. Weltweit arbeiten 3.500 Mitarbeiter in über 60 Gesellschaften in mehr als 40 Ländern für Busch Vacuum Solutions. Hauptsitz von Busch ist Maulburg im Südwesten Deutschlands. Hier befindet sich der Sitz der Busch SE sowie das deutsche Produktionswerk und die deutsche Vertriebsgesellschaft. Außer in Maulburg produziert Busch in eigenen Fertigungswerken in der Schweiz, in Großbritannien, Tschechien, Korea und den USA.
Jasmin Markanic
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www.buschvacuum.com
Datum: 15.10.2020 - 11:35 Uhr
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