Energieeffiziente Vakuumversorgung bei der Produktion von Windschutzscheiben

Leingarten, Deutschland Fuyao Europe komplettiert in seinem hochmodernen Fertigungswerk in Leingarten aus Rohglas einbaufertige Glasscheiben für die Automobilindustrie. Bei der Herstellung von Windschutzscheiben hat man sich bei Fuyao Europe zum Halten bei der Veredelung der Scheiben für eine äußerst effektive und effiziente Art der Vakuumerzeugung entschieden: Eine zentrale Vakuumversorgung der Firma Busch Vacuum Solutions liefert das Vakuum zum sicheren Handling für die acht Produktionslinien für Windschutzscheiben.
Fig. 1: Eine zentrale Vakuumversorgung liefert bei Fuyao Europe das Vakuum für acht Produktionslinien für Windschutzscheiben. Source: Busch Vacuum Solutions.
Fig. 1: Eine zentrale Vakuumversorgung liefert bei Fuyao Europe das Vakuum für acht Produktionslinien für Windschutzscheiben. Source: Busch Vacuum Solutions.

Die Fuyao Europe GmbH ist die europäische Tochtergesellschaft der Fuyao Glass Industry Group. Das Unternehmen wurde 1987 in China gegründet und stellt Automobilgläser her. Diese werden soweit verarbeitet, dass sie von Automobilherstellern direkt in die Fahrzeuge eingebaut werden können. Die Fuyao-Gruppe ist mit insgesamt 25.000 Mitarbeitern inzwischen zu einem der größten Hersteller von Automobilgläsern geworden. Das 2017 eingeweihte Produktionswerk im baden-württembergischen Leingarten ist mit den modernsten Fertigungstechnologien ausgestattet. Von dort aus werden die europäischen Automobilhersteller beliefert, unter anderem die VW-Gruppe, BMW, Audi, Ford und Opel. Produziert wird an diesem Standort im Drei-Schichtbetrieb rund um die Uhr.

Um die Produktion ständig weiter zu optimieren, ist CTO Torben Ludwig immer auf der Suche nach neuen, innovativen technischen Lösungen. So suchte er auch nach einer Möglichkeit, die Rüstzeiten bei der Produktion von Windschutzscheiben zu verkürzen. Windschutzscheiben werden auf acht Produktionslinien gefertigt. Diese beinhalten  jeweils eine Halte- und Montagevorrichtung, mit der die eingelegte Windschutzscheibe in der korrekten Position gehalten wird. In diesen Vorrichtungen wird dann das Dichtungsprofil aus EPDM (Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk) aufgeklebt. Außerdem wird an der Unterseite der Scheibe das Wasserkastenprofil angebracht, das dafür sorgt, dass Regenwasser in den gewünschten Bahnen abgeleitet wird.
Windschutzscheiben haben je nach Fabrikat und Serie der Automobile unterschiedliche Geometrien. Das heißt, für jedes Fabrikat und jeden Typ muss eine spezielle Halte- und Montagevorrichtung verwendet werden, die dann bei jedem Produktwechsel ausgetauscht wird. Bislang war jede dieser Vorrichtungen mit einer einzelnen Vakuumpumpe ausgestattet, die beim Wechsel der Vorrichtung angeschlossen werden musste.
Um diesen Vorgang zu beschleunigen, schlugen die Vakuumspezialisten von Busch vor, eine zentrale Vakuumversorgung zu verwenden. Über Rohrleitungen versorgt diese alle acht Vorrichtungen mit Vakuum, die über Schnellverschlüsse einfach angeschlossen werden können. Außerdem können durch eine solche zentrale Vakuumversorgung enorme Energieeinsparungen erzielt werden. CTO Torben Ludwig entschied sich für diese Lösung, die dann im September 2019 installiert wurde und in Betrieb ging.


Fig. 2: CTO Torben Ludwig konnte durch die Umstellung von dezentraler auf zentrale Vakuumversorgung die Rüstzeiten signifikant verkürzen, den Stromverbrauch erheblich reduzieren und die Wärme- und Geräuschemission von den Produktionslinien fernhalten. Source: Busch Vacuum Solutions.

Neben einer signifikanten Verkürzung der Rüstzeit zeigten sich schnell weitere Vorteile. Waren zuvor acht ölgeschmierte Vakuumpumpen mit einem Nennstrom von je 2,2 kW rund um die Uhr im Einsatz, arbeitet nun eine zentrale Vakuumversorgung bedarfsabhängig mit drei MINK Klauen-Vakuumpumpen. Die Auslegung der Klauen-Vakuumpumpen erfolgte großzügig, weil eventuell künftig noch weitere Halte- und Handling-Vorrichtungen mitversorgt werden sollen. Momentan ist in aller Regel nur eine der drei MINK Klauen-Vakuumpumpen in Betrieb, bei Verbrauchsspitzen schaltet sich teilweise eine zweite Klauen-Vakuumpumpe kurz hinzu. Durch den bedarfsabhängigen Betrieb wird nur soviel Leistung abverlangt, wie tatsächlich benötigt wird. Ein zwischengeschalteter Vakuumpuffer sorgt dafür, dass sofort bei Bedarf das benötigte Vakuumniveau direkt an den Vorrichtungen anliegt. 

Jede der drei MINK Klauen-Vakuumpumpen wird von einem 5,5 kW-Nennstrom-Motor angetrieben. In der Praxis ist aber nur eine der drei Vakuumpumpen ständig in Betrieb. Eine zweite Vakuumpumpe läuft maximal die Hälfte der Betriebszeit. Verglichen mit den ursprünglich acht Vakuumpumpen mit je einem 2,2 kW-Antrieb, die während des Drei-Schichtbetriebs permanent im Einsatz waren, ergibt sich eine Energieeinsparung von über 50 Prozent.

Ein weiterer Vorteil ist, dass die zentrale Vakuumversorgung in einem separaten Raum aufgestellt ist. So entfallen die Geräusch- und Wärmeemissionen an den Arbeitsplätzen.

MINK Klauen-Vakuumpumpen von Busch arbeiten völlig trocken. Das heißt, es befindet sich weder Öl noch ein anderes Betriebsmittel im Verdichtungsraum. Dadurch sind sie weitestgehend wartungsfrei. Gegenüber ölgeschmierten Vakuumpumpen entfallen somit alle mit dem Betriebsmittel Öl zusammenhängenden Wartungsarbeiten, wie Öl-, Filter- und Dichtungswechsel, sowie die Kosten für die Beschaffung der Betriebsmittel und deren Entsorgung.  

Die Vakuumanlage arbeitet redundant. Das bedeutet zum einen höchste Betriebssicherheit und zum anderen genügend Leistungsreserven, um weitere Vakuumverbraucher anzuschließen. Auch eine Erweiterung der Anlage ist jederzeit möglich. Die bedarfsabhängige Steuerung ist so aufgebaut, dass alle drei MINK Klauen-Vakuumpumpen auf die gleiche Anzahl von Betriebsstunden kommen. 


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