Ein Langzeittest brachte es an den Tag: Mit der neuen Drehschieber-Vakuumpumpe R 5 RA 0760 A PLUS von Busch sind erhebliche Energieeinsparungen möglich. Der Autozulieferer IAC Group AB hat die […]
Ein Langzeittest brachte es an den Tag: Mit der neuen Drehschieber-Vakuumpumpe R 5 RA 0760 A PLUS von Busch sind erhebliche Energieeinsparungen möglich. Der Autozulieferer IAC Group AB hat die neue Drehschieber-Vakuumpumpe an einer seiner Kaschieranlagen, auf der Armaturentafeln 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 % 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 Armaturentafeln und Türinnenverkleidungen für Volvo hergestellt und mehrmals täglich just-in-time direkt an die Montageplätze von Volvo geliefert.
Kalibrieranlage zum Schaumformen von Armaturentafeln: Instandhaltungsleiter Markel Jordansson überwacht die Funktion des Vakuums (Foto: Busch).
Bislang waren an einer Kaschieranlage für Armaturentafeln 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 kWh. 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 Vakuumpumpen und Systeme um eine praktikable und wirtschaftliche Lösung. Die Vakuumexperten von Busch empfahlen ihm die neu entwickelte R 5 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 % der angegebenen Nennleistung aufgenommen.
Die neue Drehschieber-Vakuumpumpe R 5 PLUS arbeitet druckgeregelt und passt sich somit den tatsächlichen Leistungsanforderungen des Prozesses an (Foto: Busch).
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 Armaturentafeln 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.
Auf dem Display der Vakuumpumpe können verschiedene Parameter direkt abgelesen werden. Hier werden der Stromverbrauch, der durchschnittliche Stromverbrauch und das Vakuumniveau am Pumpeneinlass angezeigt (Foto: Busch).
Mit der Inbetriebnahme der R 5 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 100 % Leistung durchliefen. Markel Jordansson hat intern von einem Elektroingenieur die Stromersparnis ausrechnen lassen und kann belegen, dass durch den Einsatz der neuen R 5 PLUS Drehschieber-Vakuumpumpe pro Jahr 8.400 Euro an Energiekosten gespart werden. Darin nicht eingerechnet sind weitere Einsparpotenziale 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 R 5 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 R 5 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 R 5 PLUS die ideale Vakuumpumpe für seine Anwendung gefunden zu haben.
