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Der Betriebsleiter 4/2017

Der Betriebsleiter 4/2017

01 Die Vakuumtrocknung

01 Die Vakuumtrocknung ist in eine Roboter-Waschanlage integriert des Konzerns erfordern eine ständige Weiterentwicklung der Fertigungstechnologien in der mechanischen Bearbeitung. Die Bauteilsauberkeit der Motorkomponenten spielt dabei eine besonders wichtige Rolle. Auf die Pumpe kommt es an Optimierung der Vakuumtrocknung bei der industriellen Teilereinigung Bauteilsauberkeit spielt im VW-Motorenwerk Salzgitter eine große Rolle. Und nach dem Reinigen folgt das Trocknen. Hier kommen Schraubenvakuumpumpen ins Spiel. Das VW-Motorenwerk Salzgitter ist Leitmotorenwerk. Die Mitarbeiter fertigen pro Tag bis zu 7000 Otto- und Dieselmotoren für Pkw und Nutzfahrzeuge. Das Motorenspektrum umfasst dabei Dreizylinder- bis 16-Zylinder-Motoren in Reihen-, V- und W-Motorenbauweise mit Motorleistungen Autor: Harald Weber, Regionaler Vertriebsleiter/ Produktbereich Elmo Rietschle, Gardner Denver Deutschland GmbH Urspünglich wurden für Vakuumprozesse in Waschanlagen Drehschieberpumpen zur Erzeugung des Vakuums eingesetzt. In einer Reinigungsanlage für Zylinderkopf- oder Zylinderkurbelgehäuse mussten aufgrund der Bauteilgeometrie und -größe und wegen der zu erreichenden kurzen Taktzeiten der Anlagen pro Waschanlage zwei Drehschiebervakuumpumpen mit jeweils ca. 7,5 kW Pumpenleistung eingesetzt werden. Peter Tomaschewski aus der Instandhaltungsabteilung des Werkes Salzgitter: „Das erforderte in Summe hohen Aufwand, den wir reduzieren wollten – zumal einige Verab 55 kW. Die mechanische Fertigung des Werkes beinhaltet die Bearbeitung der Motorkernkomponenten Zylinderkopf, Zylinderkurbelgehäuse, Kurbelwelle, Nocken - welle und Pleuel sowie die Herstellung von Anbauteilen, Modulen und Kleinkomponenten für die Motoren. Die immer höheren Leistungsanforderungen an moderne Verbrennungsmotoren und deren Komponenten, die Erreichung hoher Umweltziele für Produkt und Fertigung und die Energieeinsparungsstrategien Hohe Anforderungen an die Bauteilsauberkeit Für die Bauteilsauberkeit hat der VW-Konzern sehr hohe Standards definiert, die für jedes Bauteil gelten und deren Einhaltung nur mit entsprechender Reinigungstechnik und -technologie möglich ist. Der Hauptteil der Reinigungstechnik im Werk Salzgitter basiert auf wässrigen Medien. Viele dieser über 130 Reinigungsanlagen sind eingesetzt für Waschprozesse, bei denen nach der Nassreinigung eine 100%ige Bauteiltrocknung erzielt werden muss. Bei sehr anspruchsvollen Bauteilen wie z. B. Zylinderkopf und Zylinderkurbelgehäuse ist diese Anforderung aufgrund komplexer Außengeometrie mit zahlreichen Hohlräumen, Bohrungen und Gewindebohrungen im Bauteil nur mit einer Vakuumtrocknung technisch und prozesssicher erreichbar. Der Aufbau der Vakuumtrockenstationen ist wie auch der der Reinigungsanlagen standardisiert. Die Erzeugung des erforderlichen Vakuums in der Kammer erfolgt mit Vakuumpumpen. Bei der Vakuumtrocknung wird das Bauteil, das Restfeuchte an der Oberfläche sowie in Bohrungen und Gewinden enthält, in einer geschlossenen, abgedichteten Kammer einem Unterdruck ausgesetzt. Durch den Unterdruck sinkt die Siedetemperatur von Wasser. Die Wasserrückstände am Bauteil werden so auch bei niedrigen Temperaturen verdampft. Bohrungen und Oberflächen am Bauteil werden somit vom Wasser befreit. Mit dem Verdampfen der Wasserrückstände wird dem Bauteil Wärmenergie entzogen, was als Nebeneffekt eine Bauteilabkühlung bewirkt. Von ölgeschmierter Drehschieberzu Schraubenvakuumpumpe 38 Der Betriebsleiter 4/2017

SPECIAL I DRUCKLUFTTECHNIK Mehrwert im Überblick n Trockenlaufende Pumpe ohne Ölzufuhr mit ausreichend Saugvermögen und Endvakuum für kurze Evakuierungszeiten in der Inline- Trocknung. n Nur noch 1 Schraubenvakuumpumpe statt 2 der bisherigen Pumpen je Anlage reduziert Energiebedarf und Wartungsaufwand. n Längere Wartungsintervalle, nachweislich geringere Ausfälle und höhere Gesamtlebensdauer der neuen Pumpen. n Kundenspezifische Modifikation mittels Einbau einer Umlaufkühlung durch Elmo Rietschle als „Plug and play“-Lösung ohne externe Kühlwasserzufuhr. n Modelle mit eingebauter Kühlung sind gemäß „Best practice“-Prinzip konzernweiter Standard geworden und in anderen Werken im Einsatz. schleißteile wie Luftentölelemente eine separate Entsorgung erforderten. Jede Wartung war zudem mit einem Anlagenstillstand während der Durchführung der Arbeiten verbunden.“ Auch hinsichtlich zu geringer Lebensdauer und nicht erreichbarer Prozesssicherheit standen die Drehschiebervakuumpumpen stark im Fokus. Deshalb wurden im Werk Salzgitter ab 2007 alternative Pumpensysteme für die Vakuumtrocknung untersucht, getestet und sehr schnell effiziente Aggregate gefunden. Verkürzte Trocknungszeiten, geringerer Energiebedarf Nach intensiver Marktrecherche und längeren, durch Gardner Denver intensiv unterstützten, Testphasen fiel die Wahl auf die ölfreie Schrauben-Vakuumpumpe S-VSI 300 von Elmo Rietschle/Gardner Denver. Als trockenlaufende Pumpe kommt sie ohne Ölzufuhr aus und liefert ein maximales Endvakuum von 0,1 mbar (abs.) bei einem Saugvermögen bis zu 360 m³/h. Das schafft gute Voraussetzungen für kurze Evakuierungszeiten, wie sie bei der Inline-Trocknung erreicht werden müssen. Mit der Technologie der Schraubenvakuumpumpe konnten wesent liche Verbesserungen und Einsparungen erzielt werden. Die Anzahl der erforderlichen Vakuumpumpen wurde von zwei auf eine Pumpe je Anlage reduziert, da die Schraubenvakuumpumpe effektiver und prozesssicherer arbeitet. Damit verbunden ergab sich eine Energiebedarfsreduzierung von ca. 7,5 kW Motorleistung je Waschanlage. Auch mit der Gesamtlebensdauer der Pumpen ist man zufrieden: Die höhere Anfangsinvestition amortisiert sich erwiesenermaßen über geringere Ausfälle und den stark reduzierten Wartungsaufwand. Die Wartungsintervalle der Schraubenvakuumpumpen liegen bei 7500 Betriebsstunden und sind damit mehr als dreimal so groß wie bei den Drehschieberpumpen. Gemeinsame Verbesserungsarbeit: Pumpe mit Umlaufkühlung Inzwischen ist die Zusammenarbeit so eingespielt, dass Elmo Rietschle auf Wunsch von Volkswagen auch kundenspezifische Varianten der S-VSI 300 entwickelt hat. Sven Finger, Planung Reinigungstechnik im VW- 02 Ergebnis gemeinsamer Verbesserungsarbeit: Pumpe mit Umlaufkühlung, die als Plug-and-Play-Lösung eingesetzt werden kann Geschäftsfeld Motorplanung am Standort Salzgitter: „Wir suchen immer nach Verbesserungsmöglichkeiten. Normalerweise benötigen die Pumpen einen Kühlwasseranschluss. In einigen Fällen ist das aber schlecht realisierbar. Dort verwenden wir Pumpen mit Umlaufkühlung.“ Bei dieser Variante hat Elmo Rietschle einen Luft-/ Wasser-Kühler angebaut, sodass die Pumpe als Plug-and-Play-Lösung ohne externe Kühlwasserzufuhr eingesetzt werden kann. Da Volkswagen werksübergreifend im Sinne des „Best practice“-Prinzips mit Standards arbeitet, sind die „Twister“-Pumpen von Elmo Rietschle nicht nur in den Teilereinigungsanlagen in Salzgitter installiert. Die Schraubenvakuumpumpen sind inzwischen auch in VW-Werken u. a. in China, Mexico und Polen im Einsatz. www.gardnerdenver.com www.gd-elmorietschle.com Im Fokus Effizienz Sicherheit Nachhaltigkeit Mehr Informationen unter: www.boge.de/hst „Vielleicht die effizienteste Art, ölfreie Druckluft zu erzeugen. Mit Sicherheit die intelligenteste.“ Thorsten Meier, Geschäftsführer BOGE Kompressoren BOGE zündet mit der High Speed Turbo-Technologie die nächste Stufe der ölfreien Druckluft! Schon dass die Aggregate auf halbe Größe und ein Drittel des Gewichts geschrumpft sind, kommt einem Quantensprung gleich. Einzigartig macht die BOGE HST-Technologie jedoch das geniale Konstruktionsprinzip, das auf eine luftgelagerte Motorwelle setzt. Drehzahlen jenseits von 120.000 U/Min. schrauben die Effizienzwerte nachhaltig in die Höhe und lassen die Gesamtkosten um ca. 30% sinken. BOGE High Speed Turbo – der neue Antrieb für die Industrie.

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