Vacuümdrogen: Alles hangt af van de pomp

Veel van de productielijnen van de VW-motorenfabriek in Salzgitter hebben geïntegreerde stations voor de reiniging van onderdelen. Een vacuümdroogsysteem maakt deel uit van elk reinigingsstation. Het vacuüm in de vacuümkamer wordt opgewekt met een schroefvacuümpomp van Elmo Rietschle, een rendabele en beproefde oplossing.

Elmo Rietschle case study VW image 1

De motorenfabriek in Salzgitter is de hoofdmotorfabriek. De medewerkers monteren hier wel 7000 Otto en dieselmotoren van auto's en bedrijfsvoertuigen in een dag. Het motorassortiment omvat 3- tot 16-cilinder-motoren in een serie, V en W-motorontwerp met motorvermogen vanaf 55 kW.

De mechanische productie in de fabriek omvat de verwerking van de belangrijkste motorcomponenten, zoals cilinderkop, cilinderkrukkast, krukas, nokkenas en zuigerstangen, en de productie van montageonderdelen, modules en kleine componenten voor de motoren.

Steeds strengere prestatie-eisen voor moderne verbrandingsmotoren en de bijbehorende componenten, hogere milieudoelstellingen ten aanzien van producten en productie en energiebesparende strategieën van de groep vereisen een verdergaande ontwikkeling van productietechnologieën voor machinale verwerking. De reinheid van motorcomponenten speelt een zeer belangrijke rol.

Strenge eisen voor de reinheid van componenten

VW Group heeft zeer hoge normen vastgesteld voor de reinheid van componenten, die gelden voor alle componenten. Naleving van deze norm is alleen mogelijk met de bijbehorende reinigingstechnologie en -technieken.

De centrale reinigingstechniek die wordt toegepast in de fabriek in Salzgitter is gebaseerd op het reinigen met vloeibare middelen. Hier gebruikt men meer dan 130 reinigingssystemen op basis van vloeibare middelen. Veel van deze reinigingssystemen worden gebruikt voor wasprocessen, waarbij de componenten 100% gedroogd moeten worden na natte reiniging.

Vanuit een technisch- en procesperspectief kan bij zeer complexe componenten, zoals cilinderkoppen en cilinder-krukassen, uitsluitend aan deze eis worden voldaan door gebruik te maken van vacuümdrogen; dit vanwege de complexe externe geometrie met talloze holle ruimtes en gaten in de component.

Het ontwerp van de stations voor het vacuümdrogen is gestandaardiseerd en dat geldt ook voor de reinigingssystemen. Vacuümpompen worden gebruikt voor het genereren van het vereiste vacuüm in de kamer. Tijdens het vacuümdrogen wordt de component, die resterend vocht heeft op het oppervlak, in gaten en schroefdraden, blootgesteld aan vacuümdruk in een gesloten en afgedichte kamer.

Deze vacuümdruk verlaagt het kookpunt van water. De waterresten op de component verdampen zelfs bij lage temperaturen. Gaten en oppervlakken op de component worden dus vrijgemaakt van water (gedroogd). Met de verdamping van waterresten, wordt thermische energie verwijderd uit de component, met als neveneffect dat de component wordt gekoeld.

Elmo Rietschle案例研究大众形象2。

Oorspronkelijk werden schottenpompen gebruikt voor vacuümprocessen in wassystemen voor het genereren van vacuüm. In een reinigingssysteem voor een cilinderkop of een cilinderkrukas moeten twee schottenvacuümpompen worden gebruikt met ca. 7,5 kW pompvermogen vanwege de geometrische vorm, de afmetingen van componenten en vanwege de korte cyclustijden in elk wassysteem.

Peter Tomaschewski van de onderhoudsdienst van de fabriek in Salzgitter: "Dit vereist grote investeringen in termen van tijd en kosten, en die willen we juist beperken, temeer daar sommige onderdelen die slijtagegevoelig zijn, zoals het oliescheidende element, een aparte afvalverwijdering vereisen. Bovendien vereist elke onderhoudsactiviteit ook het compleet afsluiten van het systeem voor het verrichten van onderhoud".

Schottenvacuümpompen waren al problematisch vanwege de kortere levensduur en onhaalbare procesveiligheid. Daarom is in 2007 een alternatief pompsysteem gecontroleerd en getest in de fabriek in Salzgitter en dit bleek zeer efficiënt te zijn.

 
Výkon S-VSI

Dankzij de uitstekende vacuümprestaties van S-VSI is de tijd voor het drogen van de schoongemaakte onderdelen met 25% verminderd.

 
 
Porovnání nákladů na nemazanou šroubovou vývěvu a olejem mazanou vývěvu

Vergelijkende kosten van ongesmeerde schroefvacuümpomp en oliegesmeerde vacuümpomp

 

Kortere droogtijd, lager energieverbruik

Na intensief marktonderzoek en lange testfasen die intensief werden ondersteund door Gardner Denver, werd besloten om de olievrije schroefvacuümpomp S-VSI 300 van Elmo Rietschle/Gardner Denver aan te schaffen.

Deze ongesmeerde pomp doet zijn werk zonder olietoevoer en levert een maximaal eindvacuüm van max. 0,1 mbar (absoluut) met een vacuümvermogen van max. 360 m3/uur. Dit schept goede voorwaarden voor de kortere afvoertijden die onmisbaar zijn bij drogen in een lijn.

Significante verbeteringen en besparingen kunnen worden bereikt met de technologie van de schroefvacuümpomp. Het aantal vereiste vacuümpompen werd teruggebracht naar één pomp per systeem in plaats van de eerdere twee pompen, omdat de schroefvacuümpomp effectiever en veiliger is. Dit resulteerde ook in een lager energieverbruik van ca. 7,5 kW motorvermogen voor elk wassysteem.

Zelfs de totale levensduur van de pompen is zeer bevredigend. Hogere startinvesteringen kunnen worden afgeschreven door een teruggedrongen systeemuitval en sterk verminderde onderhoudseisen. De schroefvacuümpompen hebben een onderhoudsinterval van 7500 bedrijfsuren: driemaal meer dan conventionele schottenpompen.

 

Peter Tomaschewski noemt ook een ander voordeel van de nieuwe pompstandaard: "Een olievrije werking van de pomp is veel positiever vanuit milieu-oogpunt, omdat we geen grote hoeveelheden gebruikte olie en oliescheidingselementen hoeven af te voeren. Zelfs de luchtkwaliteit in de fabriek is sterk verbeterd door de olievrije pompen, omdat er geen oliedampen meer zijn. Die waren er vaak wel bij conventionele schottenpompen".

Gezamenlijk verbeteringsinitiatief: Pomp met circulatiekoeling

S-VSI 300 pomp met geïntegreerde circulatiekoeling


De samenwerking verliep zo goed dat Elmo Rietschle op verzoek van Volkswagen ook een klantspecifieke variant ontwikkelde van de S-VSI 300. Sven Finger, Planning Cleaning Technology van de VW motorplanningsdivisie bij de Salzgitter locatie, zegt: "Wij zijn altijd op zoek naar verbetermogelijkheden. Pompen vereisen normaal gesproken een koelvloeistofverbinding. Maar die is soms heel moeilijk uit te voeren. In zulke gevallen gebruiken we pompen met circulatiekoeling".

Voor deze uitvoering heeft Elmo Rietschle een lucht/waterkoeler geïnstalleerd, zodat de pomp wordt gebruikt als "plug-en-play"-oplossing zonder uitwendige toevoer van koelvloeistof.

 

Volkswagen past het "Best Practice"-beginsel toe op alle fabrieken. Daarom worden de "Twister"-pompen van Elmo Rietschle niet alleen geïnstalleerd in het systeem voor de reiniging van onderdelen in Salzgitter. De schroefvacuümpompen worden ook gebruikt in VW-fabrieken in China, Mexico en Polen.

Overzicht van toegevoegde waarde

  • Ongesmeerde vacuümpompen zonder olietoevoer met voldoende vacuümvermogen en eindvacuüm met kortere afvoertijden bij het drogen in een lijn
  • Slechts 1 schroefvacuümpomp in plaats van 2 pompen per systeem beperkt de elektriciteitseisen en de onderhoudskosten
  • Langere onderhoudsintervallen, aantoonbaar minder storingen en een langere levensduur van de nieuwe pompen
  • Een klantspecifieke aanpassing door het installeren van een circulatiekoeling samen met Elmo Rietschle als "plug-en-play"-oplossing zonder van buitenaf toegevoerde koelvloeistof
  • Modellen met geïntegreerde koeling zijn nu standaard in het hele bedrijf op basis van het beginsel van de "Best Practice" en ze worden ook gebruikt in andere fabrieken