Zuverlässige Entgasung an der Strangpresse mit Trockener Vakuumtechnologie

Groß Ammensleben, Deutschland Die Dachziegelwerke Nelskamp GmbH produzieren um die 40 Millionen Dachziegel sowie Zubehör am Standort Groß Ammensleben bei Magdeburg. Die Tondachziegel in NIBRA®-Qualität werden in verschiedensten Formen, Ausführungen und Größen vor allem in Deutschland, den Benelux-Ländern und Skandinavien über den Baustoffhandel vertrieben. In zwei modernen Produktionslinien im Standort Groß Ammensleben hat Nelskamp je eine Strangpresse in Betrieb. Eine der Strangpressen ist seit April 2018 mit einer COBRA Tonentgasungsanlage der Firma Busch ausgestattet. Aufgrund der äußerst guten Erfahrungen in punkto Zuverlässigkeit, Betriebssicherheit und Wirtschaftlichkeit ist nun auch die zweite Strangpresse mit einer identischen Entgasungsanlage von Busch ausgerüstet worden.
Fig. 1: Tonentgasungsanlage COBRA von Busch, installiert an einer Strangpresse in der Dachziegelproduktion bei der Dachziegelwerke Nelskamp GmbH. Quelle: Busch Dienste GmbH
Fig. 1: Tonentgasungsanlage COBRA von Busch, installiert an einer Strangpresse in der Dachziegelproduktion bei der Dachziegelwerke Nelskamp GmbH. Quelle: Busch Dienste GmbH

Bereits 1953 startete Nelskamp mit der „Finkenberger-Pfanne" die Produktion von Dachsteinen als hochwertige Alternative zu Dachziegeln aus Ton. Heute hat Nelskamp insgesamt sechs Produktionsstandorte in ganz Deutschland und stellt Dachsteine, Dachziegel, Zubehör und Energiedächer her. Im Jahr 1995 entstand das erste Werk in Groß Ammensleben, in dem Dachziegel und Zubehör produziert werden. Seit 2002 werden im neugebauten zweiten Werk die großformatigen Flächenziegel hergestellt, von denen nur fünf bis sechs Stück zum Decken eines Quadratmeters Dachfläche benötigt werden.

Qualität wird bei Nelskamp großgeschrieben. So wird zu einhundert Prozent nur Westerwälder Ton verwendet, der sich durch seine geringe Wasseraufnahme auszeichnet. Die Ziegel aus Westerwälder Ton werden bei hohen Temperaturen gebrannt. Sie sind sehr hart, weisen eine hohe Biegebruchfestigkeit auf und sind äußerst frostresistent. Insgesamt 230 Mitarbeiter arbeiten in den beiden Dachziegelwerken von Nelskamp in Groß Ammensleben im Schichtbetrieb in einer Sieben-Tage-Woche.

Zum Absaugen der Luft aus der Tonmasse direkt aus der Vakuumkammer an den Strangpressen wurden in der Vergangenheit Flüssigkeitsring-Vakuumpumpen eingesetzt. Als Betriebsmittel wurde zuerst ein Öl-/Wassergemisch, später nur noch Wasser verwendet. Für den Leiter der Mechanischen Instandhaltung war dies keine zufriedenstellende Lösung, weil das Vakuumniveau Schwankungen unterworfen war. Bei einer Wassertemperatur von 15° Celsius erreichten die Flüssigkeitsring-Vakuumpumpen den niedrigsten Enddruck von 33 Millibar. Erhöhte sich die Temperatur des Betriebsmittel Wasser etwa durch die Umgebungstemperatur verschlechterte sich das Vakuumniveau. Außerdem waren Wartungsarbeiten an den Vakuumpumpen sehr aufwändig und trieben die Betriebskosten in die Höhe. Auch kam es zu Ausfällen bei den Vakuumpumpen. Die Flüssigkeitsring-Vakuumpumpen waren ungeregelt, liefen also permanent mit voller Leistung.

Als modernes auf nachhaltiges Wirtschaften bedachtes Familienunternehmen achtet man bei Nelskamp auf eine ressourcenschonende und umweltgerechte Produktion. Für sein Umweltkonzept wurde Nelskamp bereits im Jahr 2006 mit dem Umweltpreis des Landes Sachsen-Anhalt ausgezeichnet. Außerdem ist Nelskamp Mitglied der Umwelt-Allianz Sachsen-Anhalt, einem Bündnis zur nachhaltigen Standortpolitik durch kooperativen Umweltschutz. Der Energieverbrauch in den Werken wird deshalb äußerst kritisch betrachtet und man sucht permanent nach Einsparmöglichkeiten. Dies war auch mit ein Grund nach Alternativen für die Flüssigkeitsring-Vakuumtechnik zu suchen. Bei der Firma Busch Vacuum Solutions wurde schlussendlich eine geeignete Tonentgasungsanlage gefunden, deren Herzstück eine Schrauben-Vakuumpumpe des Typs COBRA NX ist. Diese Schrauben-Vakuumpumpen benötigen keinerlei Betriebsmittel zum Verdichten, das heißt sie arbeiten völlig trocken, also ohne Wasser, Öl oder eine andere Flüssigkeit. Der Vakuumpumpe vorgeschaltet ist ein Standfilter, der für die Abscheidung von Stäuben und Partikeln aus Tonmassen optimiert wurde. Durch den frequenzgeregelten Antriebsmotor der COBRA Vakuumpumpe und die integrierte bedarfsabhängige Steuerung kann der definierte Sollwert des Vakuumniveaus in der Vakuumkammer exakt eingehalten beziehungsweise bei Temperaturschwankungen im Material oder der Umgebung angepasst werden. Dies ist für die Betriebsleitung ein wichtiger Aspekt, denn so ist sichergestellt, dass immer exakt mit dem richtigen Vakuumniveau gefahren wird und dadurch eine gleichbleibend hohe Qualität produziert werden kann.

Die COBRA Tonentgasungsanlage (Fig. 1) wurde komplett auf einem Grundgestell montiert angeliefert und musste nur noch angeschlossen werden. Die kompakte Einheit besteht neben der Vakuumpumpe und dem Steuerschrank aus einem vorgeschalteten Standfilter für die Staub- und Partikelabscheidung, einem zusätzlichen Ansaugfilter mit Polyestereinsatz sowie einer kompletten Kühlwasser-Zirkulationseinheit. 

Grundsätzlich kann eine COBRA Schrauben-Vakuumpumpe (Fig. 2) bei Drücken zwischen 0,01 Millibar und Atmosphärendruck gefahren werden. Da die üblichen Vakuumniveaus zum Entgasen von Ton zwischen 50 und 100 Millibar liegen, hat die Vakuumpumpe genügend Reserven, sowohl nach unten als auch nach oben. Durch die bedarfsabhängige Steuerung arbeitet die COBRA Vakuumpumpe fast nie mit voller Leistung bei 50 Hertz. Das heißt, der Stromverbrauch reduziert sich, weil nur so viel Strom verbraucht wird, wie für den tatsächlichen Bedarf notwendig ist. Verglichen mit der bisherigen Lösung mit Flüssigkeitsring-Vakuumpumpe wird so eine erhebliche Energieeinsparung realisiert, zumal durch die Schrauben-Vakuumtechnologie ohnehin die Stromaufnahme gegenüber der Flüssigkeitsring-Vakuumtechnik geringer ist. Da die Vakuumpumpe bis auf kurze Unterbrechungen praktisch ganzjährig rund um die Uhr in Betrieb ist, kommen pro Jahr um die 8.000 Betriebsstunden zusammen. 


Fig. 2: Funktionsprinzip einer Schrauben-Vakuumpumpe COBRA, die ohne Betriebsmittel den Ton in der Strangpresse entgast. Quelle: Busch Dienste GmbH


Seit der Inbetriebnahme der COBRA Tonentgasungsanlage im April 2018 arbeitet diese ohne jegliche Störung oder gar Ausfall. Die Wartungsarbeiten beschränken sich auf ein absolutes Minimum. In einem Wartungsvertrag mit Busch ist festgelegt, dass ein Vakuumtechniker von Busch die Anlage einmal jährlich wartet und überprüft. Ansonsten beschränkt sich die Überprüfung auf regelmäßige Sichtkontrollen.


Die Firmenleitung sowie der Verantwortliche für die Instandhaltung sind sich einig, dass sie sich mit der Tonentgasungsanlage COBRA für die technisch und wirtschaftlich richtige Lösung entschieden haben. Deshalb ist jetzt auch an der zweiten Strangpresse die bisherige Flüssigkeitsring-Vakuumpumpe durch eine COBRA Tonentgasungsanlage ersetzt worden.


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