Aus der Praxis: Wirtschaftliches und sicheres Vakuumspannen bei der Sitzmöbelproduktion

Aus der Praxis: Wirtschaftliches und sicheres Vakuumspannen bei der Sitzmöbelproduktion

Hochwertige Sitzmöbel sind das Hauptprodukt von Kvist Industries A/S. Die Holzteile der dänischen Designermöbel bestehen aus Massivholz oder geformtem Holz. Um dem hohen eigenen Qualitätsanforderungen und den exklusiven Wünschen der Kunden zu entsprechen, spielt die manuelle Bearbeitung durch erfahrenes Personal eine wichtige Rolle. Vor allem auf das perfekte Finish der Oberflächen wird großes Augenmerk gelegt, was viel fachmännische Handarbeit erfordert. Das maschinelle Bearbeiten der Teile erfolgt auf sechs unterschiedlichen CNC-Bearbeitungsmaschinen. Das Spannen der Einzelteile erfolgt mit Vakuum, welches von Mink Klauen-Vakuumpumpen der Firma Busch generiert wird.
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Schwerpunktmärkte für Kvist sind dabei Deutschland und Skandinavien, wobei sich zunehmend auch chinesische Kunden für Kvist-Produkte interessieren und der chinesische Markt somit immer bedeutender wird. Nach 50 Jahren sind Stühle und Sessel im Design der ersten Jahre zu Klassikern geworden, die nun eine Renaissance im Produktionsprogramm erleben. Aber auch Sitzmöbel im neuesten Design (Fig. 1) gehören zum Portfolio von Kvist. Im dänischen Årre befindet sich der Hauptsitz von Kvist Industries A/S mit zwei Produktionswerken, in einem dieser Werke werden Sitzmöbel, im anderen Tische gefertigt.

Fig. 1: Hochwertige Stühle und Sessel in allen Formen und Ausführungen sind das Hauptprodukt von Kvist Industries A/S

Ein weiteres Produktionswerk betreibt Kvist in Lettland. Dort sind 650 Mitarbeiter mit der Fertigung von Einzelteilen beschäftigt. Die Endmontage und die Qualitätsprüfung dieser Sitzmöbel erfolgt dann weitestgehend am Hauptsitz in Årre.

In den beiden dänischen Werken wird zur Erzeugung des zum Spannen notwendigen Vakuums je eine Vakuumzentralanlage eingesetzt, welche aus drei Mink Klauen-Vakuumpumpen besteht. Beide Vakuumzentralanlagen sind seit Juli 2015 in Betrieb und lösten die damals eingesetzten trockenlaufenden Drehschieber- und Flüssigkeitsring-Vakuumpumpen ab. Die Drehschieber-Vakuumpumpen erforderten, bedingt durch den Verschleiß der Schieber, einen hohen Wartungsaufwand. Außerdem gaben diese Vakuumerzeuger ihre Abwärme direkt in den Produktionsraum ab. Ihr lautes Laufgeräusch wurde von den Mitarbeitern als äußerst unangenehm empfunden. Bei den Flüssigkeitsring-Vakuumpumpen musste der Wasserstand permanent geprüft und Wasser nachgefüllt werden oder das durch den Holzstaub verunreinigte Wasser ausgetauscht werden.

Mit beiden Arten von Vakuumerzeugern war der Technische Leiter Rune Kvist nicht zufrieden, zumal ihre Leistung nicht konstant war. Dies führte teilweise zu Problemen beim Spannen, weil das Vakuum das notwendige Niveau nicht oder zu langsam erreichte. Mit den zwei Vakuumzentralanlagen von Busch hat Rune Kvist die optimale Vakuumversorgung gefunden: „Früher hatten wir in der Sitzmöbelproduktion an drei CNC-Bearbeitungszentren mit je zwei Bearbeitungstischen insgesamt sechs Vakuumpumpen installiert, die durch Wärmeabstrahlung und Geräuschemission die Arbeitsplätze negativ beeinflussten. Heute haben wir drei Mink Klauen-Vakuumpumpen außerhalb des Gebäudes, von denen wir nichts bemerken außer dass wir immer das erforderliche Vakuum zum Spannen verfügbar haben", so das positive Resümee von Rune Kvist.

Außerdem konnte die Betriebssicherheit deutlich erhöht werden. Das erforderliche Vakuum liegt jederzeit sofort an, da das Rohrleitungssystem zwischen den Vakuumpumpen und den CNC-Maschinen (Fig. 2) als Vakuumpuffer dient, in dem ständig ein Unterdruck von 200 Millibar aufrechterhalten wird. Die hohe Betriebssicherheit wird auch durch die bedarfsabhängige Steuerung garantiert. Es sind immer genau so viele Vakuumpumpen in Betrieb, die auch tatsächlich benötigt werden, um das Vakuumniveau im Leitungssystem aufrecht zu halten. In der Praxis bewerkstelligen dies maximal zwei der drei installierten Mink Vakuumpumpen. Sollte also eine davon ausfallen, hätte dies keinerlei Auswirkungen auf die Produktion.

Fig. 2: Die Bearbeitung von Massivholz und Formholzeilen erfolgt auf mehreren CNC-Maschinen

Durch die bedarfsabhängige Steuerung und den frequenzgeregelten Antrieb der Mink Klauen-Vakuumpumpen ergibt sich ein weiterer essentieller Vorteil der Vakuumzentralanlagen: Es können enorme Energieeinsparungen erzielt werden. Zum einen benötigt eine Mink Klauen-Vakuumpumpe weniger Energie als vergleichbare Vakuumpumpen ähnlicher Baugröße. Dies ermöglicht die berührungs- und somit verschleißfreie Klauen-Vakuumtechnologie. Ferner bleibt dadurch die Saug- und Vakuumleistung über die gesamte Lebensdauer konstant, während sich bei einer trockenlaufenden Drehschieber-Vakuumpumpe durch den Verschleiß an den Schiebern sowohl das Saugvermögen, als auch das erreichbare Vakuumniveau verschlechtern. Deshalb kann oft eine kleinere Mink Klauen-Vakuumpumpe eine größere trockenlaufende Drehschieber-Vakuumpumpe ersetzen. In der Praxis bedeutet dies, dass bei vergleichbarer Saugleistung weniger Motorleistung erbracht werden muss.

Bei der Zentralisierung der Vakuumversorgung werden grundsätzlich weniger Vakuumpumpen als bei einer dezentralen Aufstellung direkt an den CNC-Bearbeitungszentren benötigt. So wurden die ehemals installierten sechs Drehschieber-Vakuumpumpen durch nur drei neue Mink Vakuumpumpen ersetzt. In der Vergangenheit waren die sechs Drehschieber-Vakuumpumpen während der gesamten Arbeitszeit in Betrieb. Bei der Vakuumzentralanlage hat sich in der Praxis gezeigt, dass während der Arbeitszeit nur eine Mink Vakuumpumpe bei 50 Hertz in Betrieb ist und eine zweite zeitweise automatisch zugeschaltet wird, jedoch dann nur kurzfristig meist bei niedriger Frequenz läuft. Dies bringt Kvist alleine in der Sitzmöbelproduktion eine Energieeinsparung von 61 Prozent oder 22.600 Kilowattstunden pro Jahr (Fig. 3). Auf ähnliche Werte kommt auch die zweite Vakuumzentralanlage in der Tischproduktion.


Fig. 3: Vergleich des Energieverbrauchs bei der früheren dezentralen Vakuumgenerierung durch trockenlaufende Drehschieber-Vakuumpumpen und der jetzigen zentralen Lösung mit Mink Klauen-Vakuumpumpen

Rune Kvist ist von der Zentralisierung der Vakuumversorgung überzeugt und hat deshalb im neuen Werk in Lettland auch auf diese Technik gesetzt und dort ebenfalls zwei baugleiche Vakuumzentralanlagen mit Mink Klauen-Vakuumpumpen installiert.

„Die Wartung der Mink Klauen-Vakuumpumpen", so Rune Kvist, „liegt bei nahezu Null." Es besteht ein Wartungsvertrag mit Busch, der beinhaltet, dass einmal jährlich sämtliche Mink Klauen-Vakuumpumpen überprüft werden, inklusive Wechsel des Getriebeöls. Durch den verschleißfreien Betrieb der Klauen-Vakuumtechnologie entfällt der Austausch von Verschleißteilen wie der Schieber bei den Drehschieber-Vakuumpumpen oder sämtliche Arbeiten im Zusammenhang mit der Betriebsflüssigkeit bei Flüssigkeitsring-Vakuumpumpen.   

 


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