Vakuumtorkning: Allt beror på pumpen

Många produktionslinjer i VW:s motorfabrik i Salzgitter är utrustade med integrerade stationer för rengöring av delar. Ett vakuumtorkningssystem är en del av varje rengöringsstation. Vakuum i vakuumkammaren genereras av Elmo Rietschle skruvvakuumpumpump - en kostnadseffektiv och beprövad lösning.

Elmo Rietschle case study VW image 1

Motorfabriken i Salzgitter är den viktigaste motorfabriken. De anställda monterar upp till 7000 Otto och dieselmotorer för bilar och nyttofordon per dag. Motorprogrammet omfattar tre- till 16-cylindriga motorer i serie-, V- och W-motordesign med en motoreffekt från 55 kW.

Anläggningens mekaniska produktion omfattar bearbetning av centrala motorkomponenter som cylinderhuvud, vevhus, vevaxel, kamaxel och kolvstänger samt tillverkning av monteringsdelar, moduler och små komponenter för motorerna.

Allt högre krav på prestanda för moderna förbränningsmotorer och tillhörande komponenter, högre miljömål för produkter och tillverkning samt koncernens energibesparingsstrategier kräver fortsatt utveckling av produktionsteknik inom mekanisk bearbetning. Motorernas komponenters renhet spelar en mycket viktig roll.

Höga krav på renhet i komponenterna

VW-koncernen har definierat mycket höga standarder för komponenternas renhet, som gäller för varje komponent, och det är endast möjligt att följa dessa standarder med hjälp av motsvarande rengöringsteknik och -tekniker.

Den kärnrengöringsteknik som används i Salzgitter-anläggningen är baserad på rengöring med flytande medier. Här används mer än 130 rengöringssystem baserade på flytande medier. Många av dessa rengöringssystem används för tvättprocesser där 100 % torkning av komponenterna måste uppnås efter våtrengöring.

I mycket krävande komponenter som cylinderhuvuden och vevaxlar kan detta krav endast uppfyllas med hjälp av vakuumtorkning - ur ett tekniskt och processmässigt perspektiv - på grund av den komplexa yttre geometrin med många hål och hål i komponenten.

Utformningen av vakuumtorkstationerna är standardiserad precis som rengöringssystemen. Vakuumpumpar används för att skapa det nödvändiga vakuumet i kammaren. Under vakuumtorkningsprocessen utsätts komponenten, som har kvarvarande fukt på ytan samt i hål och gängor, för vakuumtryck i en sluten och förseglad kammare.

Detta vakuumtryck sänker vattnets kokpunkt. Vattenresterna på komponenten förångas även vid låga temperaturer. Hål och ytor på komponenten befrias på så sätt från vatten (torkas). När vattenresterna förångas avlägsnas värmeenergi från komponenten, vilket också har som sekundär effekt att komponenten kyls.

Elmo Rietschle case study VW image 2

Från oljesmorda roterande skovlar till skruvvakuumpumpar

Ursprungligen användes roterande lamellpumpar för vakuumprocesser i tvättsystem för att skapa vakuum. I ett rengöringssystem för cylinderhuvud eller vevaxel måste två vakuumpumpar med roterande skovel med ca 7,5 kW pumpeffekt vardera användas på grund av komponenternas geometri och storlek och på grund av systemets korta cykeltider i varje tvättsystem.

Peter Tomaschewski från underhållsavdelningen på Salzgitter-anläggningen: "Detta krävde stora investeringar i tid och kostnader, som vi ville minska - särskilt när vissa slitdelar, t.ex. oljeavskiljarelementet, måste bortskaffas separat. Dessutom krävde varje underhållsaktivitet att systemet stängdes av helt och hållet för att genomföra underhållet.

Vakuumpumpar med roterande skivblad stod i fokus även med tanke på den lägre livslängden och den ohållbara processäkerheten. Därför kontrollerades och testades ett alternativt pumpsystem i Salzgitterverket 2007 och det visade sig vara mycket effektivt.

 
Výkon S-VSI

På grund av S-VSI:s mycket goda vakuumprestanda minskar den tid som krävs för att torka de rengjorda delarna på
med 25 %.

 
 
Porovnání nákladů na nemazanou šroubovou vývěvu a olejem mazanou vývěvu

Jämförande kostnader för torrskruv
vakuumpump och oljesmorda vakuumpumpar

 

Kortare torktid, lägre energibehov

Efter en intensiv marknadsundersökning och långa testfaser med intensivt stöd från Gardner Denver fattades beslutet att köpa den oljefria skruvvakuumpumpen S-VSI 300 från Elmo Rietschle/Gardner Denver.

Som torrgående pump klarar den jobbet utan oljetillförsel och levererar ett högsta slutvakuum på 0,1 mbar (absolut) med en vakuumkapacitet på upp till 360 m3/h. Detta skapar goda förutsättningar för kortare evakueringstider, vilket är absolut nödvändigt vid In-Line-torkning.

Betydande förbättringar och besparingar kan uppnås med skruvvakuumpumpen. Antalet nödvändiga vakuumpumpar reducerades till en pump per system i stället för tidigare två, eftersom skruvvakuumpumpen är effektivare och säkrare. Detta resulterade också i ett minskat energibehov på ca 7,5 kW för varje tvättsystem.

Även pumparnas totala livslängd är mycket tillfredsställande. Högre initiala investeringar amorteras på grund av färre systemavbrott och kraftigt minskade underhållsbehov. Skruvvakuumpumparna har ett underhållsintervall på 7500 drifttimmar, vilket är tre gånger mer än konventionella lamellpumpar.

 

Peter Tomaschewski nämner också en annan fördel med den nya pumpstandarden: "Oljefri pumpdrift är mycket mer positiv ur miljösynpunkt, eftersom vi inte behöver göra oss av med stora mängder spillolja och oljeavskiljningselement. Även luftkvaliteten i anläggningen har förbättrats avsevärt med oljefria pumpar, eftersom det inte finns några oljeångor, vilket ofta var fallet med konventionella pumpar med roterande skovelhjul".

Gemensamt förbättringsinitiativ: Pump med recirkulationskylning

Pump S-VSI 300 med integrerad recirkulationskylning


Samarbetet var så bra att Elmo Rietschle även utvecklade en kundspecifik variant av S-VSI 300 på begäran av Volkswagen. Sven Finger, Planning Cleaning Technology på VW:s avdelning för motorplanering på Salzgitter, säger: "Vi letar alltid efter förbättringsmöjligheter. Normalt kräver pumparna en kylmedelsanslutning. Det är dock mycket svårt att genomföra i vissa fall. Där använder vi pumpar med cirkulationskylning".

För den här varianten har Elmo Rietschle installerat en luft-/vattenkylare så att pumpen kan användas som en "Plug and Play"-lösning utan extern kylning.

 

Eftersom Volkswagen arbetar enligt principen "Best Practice" i alla sina fabriker installeras "Twister"-pumpar från Elmo Rietschle inte bara i delrengöringssystemet i Salzgitter. Skruvvakuumpumparna används också i VW-anläggningar i Kina, Mexiko och Polen.

Översikt över mervärdet

  • Torrgående vakuumpumpar utan oljetillförsel med tillräcklig vakuumkapacitet och slutvakuum för kortare evakueringstider vid In-Line-torkning
  • Endast en skruvvakuumpump i stället för två pumpar per system minskar elbehovet och underhållskostnaderna
  • Längre underhållsintervall, bevisligen färre fel och högre livslängd för de nya pumparna
  • Kundspecifik modifiering genom installation av en recirkulationskylning med Elmo Rietschle som "Plug and Play"-lösning utan extern kylmedelsförsörjning
  • Modeller med integrerad kylning har blivit standard i hela företaget i enlighet med principen "Best Practice" och används även i andra anläggningar