Produktivität rauf, Energiekosten runter – aktuelle Trends bei der Vakuumtechnologie

eine nasenlänge voraus

09.11.2006 Der immer schärfere Wettbewerb zwingt Unternehmen, sämtliche Potenziale zur Produktivitätssteigerung auszuschöpfen. Moderne Vakuum-Lösungen spielen dabei eine Schlüsselrolle. Sie können die Produktivität erhöhen und gleichzeitig zu einer deutlichen Senkung des Energieverbrauchs beitragen.

Die „schlanke Fertigung“ ist en vogue, wie etwa die Automatisierungswelle auch in der Nahrungsmittelindustrie belegt. Als ein wichtiger Ansatzpunkt, um zusätzliche Optimierungspotenziale bei der Fertigung auszuschöpfen, erweist sich mehr und mehr die Vakuumtechnik. Moderne Systeme sind mit den herkömmlichen Lösungen kaum mehr vergleichbar. Doch auch wenn sich nahezu alle Hersteller tagtäglich auf funktionierende Vakuumsysteme verlassen (müssen), so kommt es immer wieder vor, dass viele Entscheider noch relativ uninformiert sind, wenn es darum geht, welche Möglichkeiten moderne Vakuumlösungen heutzutage bieten. Dabei können diese dazu beitragen, Produktionsprozesse deutlich zu beschleunigen und gleichzeitig Energiekosten signifikant zu senken.

Trend zur Dezentralisierung

Wer sich in den Betrieben umschaut, erkennt, dass das Gros zentral installierte Vakuumsysteme nutzt, bei denen die Vakuumerzeugerquelle durch oftmals Meter lange Leitungen und Verteiler mit den Anwendungspunkten verbunden sind. Ausfälle, Störungen des Vakuumflusses und reduzierte Leistungen sind weit verbreitet. Ein schwedischer Hersteller für Vakuumtechnik setzt hingegen seit geraumer Zeit auf dezentrale Systeme. Sie bieten den Vorteil, die Vakuumpumpen in unmittelbarer Nähe der Anwendungspunkte zu bringen. Hierfür stehen je nach Bedarf zwei Systemvarianten zur Verfügung. Abhängig von der Situation im Unternehmen kann die Lösung ein in Zonen eingeteiltes System darstellen, wobei jede Zone aus Saugnapfgruppen besteht, die zusammenwirken. Bei der zweiten Systemvariante ist jeder Saugnapf von den anderen völlig unabhängig.

Durch die Entwicklung der so genannten Coax-Technologie ist es sogar gelungen, die Ejektorpumpen direkt in die Materialhandhabungs-Ausrüstung zu integrieren. Die neuen mit Druckluft betriebenen Vakuumpumpen können somit direkt am Nutzungsstandort eingesetzt werden. Denn die Coax-Mehrstufen-Vakuumejektorpumpen sind nicht größer als ein Bleistift. Sie bestehen aus leichtgewichtigen Verbundwerkstoffen und können dank ihrer geringen Größe direkt an Saugnäpfen oder anderen Geräten integriert werden. Dadurch ist ein sehr viel höherer und störungsfreierer Vakuumfluss möglich als bei einem herkömmlichen Vakuumdesign. Das sehr niedrige Profil der Ejektorpumpen hat darüber hinaus den Vorteil, dass sich Produkte während der Fertigung leichter sortieren und Zutaten bei der Nahrungsmittelproduktion besser trennen lassen.
Kennzeichnend für das neue Vakuumdesign sind die Miniaturisierung der Produkte und deren dezentrale Einsatzmöglichkeit. Anwender profitieren doppelt: Die neue Produktgeneration steigert die Leistungsfähigkeit und Flexibilität, während gleichzeitig Kosten und Stellflächen reduziert werden, weil die externe Ausrüstung mit Schlauch- und Rohrleitungen nicht mehr erforderlich ist.
Andere Vakuumanbieter stehen dezentralen Systemen skeptisch gegenüber. Begründet wird dies vor allem damit, dass die Systeme schwierig zu installieren seien. Außerdem weise die Vakuumerfassungstechnik mehrere Einheiten auf, die zusätzliche Gebläseschläuche für alle Saugnäpfe erforderten. Anders die Denkweise in Schweden: Für eine perfekte dezentrale Vakuumlösung benötige man indes das entsprechende Wissen und die richtigen Komponenten. Die Coax-Technologie sei die derzeit effizienteste Ejektortechnologie, zudem müsse eine dezentralisierte Lösung die richtige Kombination aus Luft sparenden Mehrphasen-Ejektoren, Vakuumventilen und Freigabeventilen einsetzen. Druckluft sparende Merkmale sollten daher ein grundlegender Faktor sein, der bei der Lieferantenauswahl für ein dezentrales Vakuumsystem in Erwägung gezogen werden müsse.

Vorteile durch Zahleneindeutig belegt

Die Erfahrungen eines Nahrungsmittel-Verpackungsherstellers bestätigen, dass ein modernes, dezentrales Vakuumsystem durchaus Vorteile bietet. Vor knapp einem halben Jahr wurde das Vakuumsystem in enger Zusammenarbeit mit dem Hersteller neu konzipiert. Bestandteile sind seitdem neben einer leistungsstarken Coax-Vakuumpumpe mit Druckluft sparender Automatikfunktion und Mehrphasen-Ejektortechnologie auch Duraflex-Saugnäpfe. Denn bis dato war die Handhabung von Verpackungen mit Saugnäpfen sehr schwierig, so dass es immer wieder zu Fehlern und Maschinenstopps kam.

Diese neuen Saugnäpfe bestehen aus einem robusten, elastischen Material mit sehr guten Dichtungseigenschaften. Sie ermöglichen nun einen sicheren Griff auf eine Vielzahl von Werkstoffen, gleich ob Wellpappe, dünnes Papier oder nicht poröse Materialien wie Glas und Polyethylenfilm. „Die Handhabung verschiedener Kartons, Gehäuse, Blister-Packungen und anderer Verpackungstypen ließ sich dadurch beträchtlich verbessern“, bestätigt der Geschäftsführer. Auf diese Weise erhöhten sich die Prozesszuverlässigkeit und die Maschinenlaufzeit. Außerdem muss die Produktion jetzt nicht mehr bei jedem neuen Produkt angehalten werden. Die Effekte des neuen Systems können sich sehen lassen: Die Produktivität wuchs um 128%, der Energieverbrauch sank um stattliche 20%.
Die direkte Integration von Pumpen am Saugpunkt erwies sich auch bei den Hochgeschwindigkeits-Anforderungen als optimale Lösung, wie die so erzielten schnelleren Zykluszeiten bei Delta- und Spider-Roboter-Materialhandhabungs-Anwendungen eindrucksvoll belegen. Aufnahme und Ablegen dieser Roboter erfolgt in einem komplexen Muster auf unterschiedlichen Ebenen. Daher sind die unauffällige Flexibilität und der maximale Vakuumfluss, die nur integrierte Vakuumpumpen bieten können, für sie von beträchtlichem Vorteil.

Unterm Strich ein großes Plus

Die Integration der Vakuumpumpen in die Greifer der Verpackungsmaschinen machte darüber hinaus deren bislang erforderliche externe Ausrüstung mit Schlauch- und Rohrleitungen obsolet, was sich auch Platz sparend auswirkte. Der Verpackungshersteller ist daher zufrieden, denn die Zeiten, in denen Fertigungsstraßenverluste und Ineffizienzen an der Tagesordnung waren, sind nun vorbei. Hinzu kommt: „Wir können unsere Maschinen nun jederzeit ohne viel Aufwand an neue Geschwindigkeits-, Design- und Energieeffizienz-Anforderungen anpassen“, zeigt sich der Verpackungshersteller mehr als zufrieden. Außerdem laufen die Maschinen störungsfrei, ohne plötzliche Unterbrechungen aufgrund von defekten Vakuumpumpen. Selbst Wartungskosten entstehen keine, da die kleinen kompakten und leicht zu installierenden Ejektoren keine beweglichen Teile haben und praktisch wartungsfrei sind.

Die wichtigsten Vorteile einer dezentralen Vakuum-Lösung sind reduzierter Energieverbrauch und höhere Systemzuverlässigkeit.

Heftausgabe: November-Dezember 2006

Über den Autor

Michael Gestmann , freier Fachjournalist
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