Vakuumtechnik: Neue Turbomolekularpumpe arbeitet bis zu 80.000 Stunden wartungsfrei

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Durch die berührungslose und damit verschleißfreie 5-Achsen-Magnetlagerung ist die Pumpe nicht nur wie beschrieben weitestgehend wartungsfrei. Zudem bietet diese Lagerung hohe Sicherheit gegen Kohlenwasserstoffe, wenn bei sensitiven Prozessen selbst geringste Restmengen an Schmierfett von Kugellagern nicht tolerierbar sind.

Einen weiteren bemerkenswerten Vorteil bietet die Pumpe durch ihren extrem vibrationsfreien Lauf bei schwingungsempfindlichen Anwendungen. Selbstverständlich verfügt die Pumpe über modernste Kommunikationsschnittstellen und eine intelligente Überwachung der Pumpenparameter inklusive einer Selbstschutzfunktion bei Betriebsstörungen. Die Bus-Schnittstelle kann auch nachträglich ausgetauscht und an neue Kundenanforderungen angepasst werden.

Auch die vakuumtechnischen Merkmale dieser Pumpe sind u.a. durch die Nutzung einer Holweck-Stufe überzeugend – hinsichtlich des Saugvermögens und der Drehzahlen ebenso wie mit Blick auf den Gas-Durchsatz. „In dieser Leistungsklasse sehen wir nichts Vergleichbares auf dem Markt“, so Marketingmanager Wolfgang Beck.

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Interview mit Peter Heyer, Produktmanager bei Oerlikon Leybold Vacuum

An Turbomolekularpumpen werden besondere Anforderungen gestellt. Ganz oben auf der Liste steht die Wartungsfreiheit. Peter Heyer, Produktmanager bei Oerlikon Leybold Vacuum erklärt, warum das so ist.

PROCESS: Herr Heyer, können Sie in wenigen Sätzen die Technik einer Turbomolekularpumpe beschreiben?

Heyer: Kern der Turbomolekularpumpe ist eine Turbine mit Hunderten von Schaufeln. Durch die Impulsübertragung der sich drehenden Rotorschaufeln auf die Gas-Moleküle wird deren zunächst ungerichtete thermische Bewegung in eine gerichtete Bewegung gewandelt. Nur ein Zehntel Millimeter trennen die rotierenden Schaufeln von den Statoren – die Herstellungstoleranzen messen wir in Tausendstel Millimeter. Die Schaufelspitzen erreichen bei Drehzahlen von bis zu 36.000 Umdrehungen pro Minute fast Überschallgeschwindigkeiten. Die schnelle Beschleunigung und Verlangsamung bei jedem An- und Abschalten der Pumpe führen zu sehr hohen Belastungen der Rotorschaufeln. Die Entwicklung von Rotorschaufeln für solche extrem anspruchsvolle Anwendungsbereiche setzt spezielle Fachkenntnisse voraus. Die haben wir: Oerlikon Leybold Vacuum hat schon 1911 die erste Molekularpumpe gebaut.

PROCESS: Für welche Anwender haben Sie die neue Turbomolekularpumpe konzipiert?

Heyer: Die Turbovac Mag integra ist für Anforderungen in industriellen Prozessen sowie Analyse- und Forschungsanwendungen konzipiert. Die Anforderungen der Betreiber in diesen Applikationen sind klar definiert: Die Kunden erwarten neben dem vakuumspezifischen Leistungsspektrum zum einen zuverlässige und zum anderen ausgesprochen robuste Pumpen, die nach Möglichkeit wartungsfrei über die gesamte Lebenszeit eingesetzt werden können. Die erwartete Wartungsfreiheit ist über die Magnetlagerung gewährleistet, die nahezu verschleißfrei arbeitet. Optimierte und patentierte Konstruktionsmerkmale der Turbomolekularpumpe tragen dazu bei, dass wir eine Wartungsfreiheit von bis zu 80.000 Betriebsstunden zusichern können.

PROCESS: Warum ist die Wartungsfreiheit so wichtig?

Heyer: Diese Pumpen müssen in Fertigungsanlagen, deren Wirtschaftlichkeit in direktem Zusammenhang mit ihrer effektiven Betriebszeit steht, über viele Jahre hinweg verlässliche Leistung bringen. Jede Wartung erfordert nicht allein Kosten durch den Austausch von Teilen – sie bedeutet zwangsläufig auch eine Produktionsunterbrechung. Deshalb sind die 80.000 Stunden Wartungsfreiheit, die wir bei unserer Neuentwicklung erreicht haben, ein wichtiger Erfolg.

OEM-Kunden sind Hauptabnehmer

Anwender für diese Pumpe sind laut Produktmanager Peter Heyer (s.a. Interview) primär OEM-Kunden, insbesondere Anlagenbauer für Großflächenbeschichtungen. 70 bis 80 Prozent der Pumpen werden von solchen Anlagenbauern bestellt, der Rest geht direkt an Betreiber.

Darunter finden sich auch Anwender aus der Analysentechnik und der Elektronenstrahl-Mikroskopie sowie Betreiber aus den Forschungslaboratorien der Chemie und Pharmazie, die großen Wert auf eine vibrationsarm laufende Vakuumpumpe legen – hier sind magnetgelagerte Turbomolekularpumpen die erste Wahl.

Ein wichtiges Merkmal der Pumpe ist mit Blick auf die wichtigen OEM-Kunden, dass die gesamte Elektronik inklusive Frequenzwandler und Stromversorgung bereits an und in der Pumpe integriert wurde – dieses Plug & Play-Konzept vereinfacht den Installationsaufwand beträchtlich. Herkömmliche Turbomolekularpumpen müssen demgegenüber oft aufwändig verkabelt werden – bei großen Anlagen mit 100 oder gar 200 Pumpen ist der Platzbedarf für den sonst üblichen Frequenzwandler entsprechend groß. Als Besonderheit kann bei der neuen Pumpe der Frequenzwandler je nach Situation flexibel angebracht werden; der Wandler kann sowohl seitlich als auch unten an der Pumpe fixiert sein. Diese Flexibilität zahlt sich auch bei einer späteren Umrüstung der Anlage aus.

Fazit: Branchen-Fachleute schätzen das Marktvolumen für Turbomolekularpumpen auf weltweit rund 500 Millionen Euro. Wo steht Oerlikon Leybold Vacuum in die-sem Markt? „Das ist je nach Marktsegment und Region sehr unterschiedlich. Global gesehen kann man sagen, dass wir ent-weder auf Position zwei oder drei stehen, in bestimmten Nischen sind wir auch Marktführer“, schätzt Marketingmanager Wolfgang Beck. Es handle sich um einen hart umkämpften Markt mit wenigen Global Playern. Mit der Neuentwicklung Turbovac Mag integra will sich Oerlikon Leybold Vacuum ein gehöriges Stück des Kuchens sichern.

* Der Autor ist freier Mitarbeiter bei PROCESS.

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