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Molte linee di produzione dello stabilimento VW di Salzgitter sono dotate di stazioni integrate per la pulizia dei componenti. Ogni stazione di pulizia è dotata di un sistema di essiccazione sottovuoto. Il vuoto nella camera per il vuoto è generato dalla pompa per vuoto a vite Elmo Rietschle, una soluzione conveniente e collaudata.
Lo stabilimento di motori a Salzgitter è il principale stabilimento di motori. I dipendenti assemblano fino a 7000 motori Otto e diesel per auto e veicoli commerciali n un giorno. La gamma di motori comprende motori a tre cilindri fino a 16 cilindri in serie, progettazione di motori a V e a W con potenza a partire da 55 kW.
La produzione meccanica degli impianti comprende la lavorazione dei componenti principali del motore, come testata del cilindro, basamento del cilindro, albero a camme, albero a gomiti e aste dei pistoni, nonché la produzione di parti di montaggio, moduli e piccoli componenti per i motori.
I requisiti prestazionali sempre più elevati per i moderni motori a combustione e i relativi componenti, il raggiungimento di obiettivi ambientali più ambiziosi per le strategie di prodotto, di produzione e di risparmio energetico del gruppo richiedono un continuo sviluppo delle tecnologie di produzione nelle lavorazioni meccaniche. La pulizia dei componenti del motore gioca un ruolo molto importante.
VW Group ha definito standard molto elevati per la pulizia dei componenti, che sono applicabili a ciascun componente, e l'osservanza di tali standard è possibile solo con tecnologie e tecniche di pulizia appropriate.
La tecnica di pulizia principale utilizzata nell'impianto di Salzgitter si basa sulla pulizia con prodotti fluidi. Qui vengono utilizzati oltre 130 sistemi di pulizia basati su prodotti fluidi. Molti di questi sistemi di pulizia sono utilizzati per i processi di lavaggio, in cui la totale essiccazione dei componenti deve avvenire dopo la pulizia con prodotti fluidi.
In componenti molto complessi come le testate dei cilindri e gli alberi a gomito, questo requisito può essere raggiunto solo utilizzando l'essiccazione sottovuoto, dal punto di vista tecnico e di processo, a causa della complessa geometria esterna con numerosi spazi vuoti e fori nel componente.
La progettazione delle stazioni di essiccazione sottovuoto è standardizzata come i sistemi di pulizia. Le pompe per vuoto vengono utilizzate per generare il vuoto necessario nella camera. Durante il processo di essiccazione sottovuoto, il componente, che presenta un'umidità residua sulla superficie così come nei fori e nelle filettature, viene esposto alla pressione sottovuoto in una camera chiusa e sigillata.
Questa pressione sottovuoto abbassa la temperatura di ebollizione dell'acqua. I residui d'acqua sul componente vengono vaporizzati anche a basse temperature. In questo modo l’acqua viene eliminata (essiccata) dai fori e dalle superfici sul componente. Con la vaporizzazione dei residui d'acqua, l'energia termica viene rimossa dal componente, il che ha anche un effetto secondario di raffreddamento del componente.
Originariamente le pompe rotative a palette venivano utilizzate per i processi di aspirazione nei sistemi di lavaggio per generare vuoto. In un sistema di pulizia per la testata del cilindro o l'albero a gomiti, è necessario utilizzare due pompe per vuoto rotative a palette con una potenza di circa 7,5 kW ciascuna a causa della geometria e delle dimensioni dei componenti e dei ridotti tempi di ciclo del sistema in ogni impianto di lavaggio.
Nelle parole di Peter Tomaschewski del reparto di manutenzione dell'impianto di Salzgitter: “Ciò richiedeva un investimento considerevole in termini di tempo e costi, che volevamo ridurre, soprattutto quando alcune parti soggette ad usura, come il separatore dell’olio, richiedevano uno smaltimento separato. Inoltre, ogni attività di manutenzione richiedeva anche il completo spegnimento dell'impianto per eseguire la manutenzione”.
Le pompe per vuoto rotative a palette erano al centro dell’attenzione anche per quanto riguardava la minore durata utile e l'irraggiungibile sicurezza di processo. Pertanto, nel 2007 è stato esaminato e testato nell'impianto di Salzgitter un sistema di pompe alternativo, che si è rivelato molto efficiente.
Grazie alle ottime prestazioni di aspirazione della pompa S-VSI, il tempo necessario per asciugare le parti pulite è ridotto del 25%.
Costi comparativi della pompa per vuoto a vite a secco e della pompa per vuoto lubrificata ad olio
Dopo un'approfondita ricerca di mercato e lunghe fasi di test supportate attivamente da Gardner Denver, è stato deciso di acquistare la pompa per vuoto a vite oil-free S-VSI 300 di Elmo Rietschle/Gardner Denver.
Come pompa a secco può operare senza alimentazione d'olio e fornisce un vuoto finale massimo di 0,1 mbar (in valore assoluto) con una capacità di vuoto fino a 360 m3/ora. In questo modo si creano le condizioni ideali per ridurre i tempi di evacuazione, che è assolutamente necessario per l'essiccazione in linea.
Con la tecnologia delle pompe per vuoto a vite si possono ottenere notevoli miglioramenti e risparmi. Il numero di pompe per vuoto necessarie è stato ridotto a una pompa per sistema invece delle due pompe precedenti perché la pompa per vuoto a vite è più efficace e sicura. Ciò ha comportato anche un fabbisogno energetico ridotto di circa 7,5 kW di potenza del motore per ogni impianto di lavaggio.
Anche la durata complessiva delle pompe è molto soddisfacente. Gli investimenti iniziali più elevati sono ammortizzati a fronte di un minor tempo di inattività del sistema e di esigenze di manutenzione fortemente ridotte. Le pompe per vuoto a vite hanno un intervallo di manutenzione di 7500 ore di funzionamento, di tre volte maggiore rispetto alle pompe rotative a palette tradizionali.
Peter Tomaschewski fa menzione anche di un altro vantaggio del nuovo modello di pompa: “Il funzionamento delle pompe senza olio è decisamente più vantaggioso dal punto di vista ambientale perché non è necessario smaltire grandi quantità di oli usati e di elementi di separazione dell'olio. Anche la qualità dell'aria nell'impianto è notevolmente migliorata con le pompe oil-free, in quanto non vi sono vapori d'olio, come spesso è avvenuto con le pompe rotative a palette tradizionali”.
La collaborazione è stata così proficua che Elmo Rietschle ha anche sviluppato la variante specifica per il cliente della pompa S-VSI 300 su richiesta di Volkswagen. Sven Finger, Planning Cleaning Technology nella divisione produzione motori di VW presso la sede di Salzgitter, afferma: “Siamo sempre alla ricerca di opportunità di miglioramento. Solitamente le pompe richiedono un raccordo per il refrigerante. Tuttavia, in alcuni casi è molto difficile da realizzare. In questo caso utilizziamo pompe con raffreddamento a ricircolo”.
Per questa variante, Elmo Rietschle ha installato un raffreddatore aria/acqua in modo che la pompa possa essere utilizzata come soluzione “Plug and Play” senza alimentazione esterna del refrigerante.
Poiché la Volkswagen opera secondo il principio della “Best Practice” in tutti i suoi stabilimenti, le pompe “Twister” di Elmo Rietschle non sono installate solo negli impianti di pulizia delle parti di Salzgitter. Le pompe per vuoto a vite sono utilizzate anche negli impianti VW in Cina, Messico e Polonia.