Wienerberger evakuiert Tondachziegel effizient mit drehzahlgeregelter Atlas-Copco-Pumpe

„Wenn Tondachziegel mit Lufteinschlüssen gebrannt werden, taugen sie nur als Tennisplatzbelag oder als Material zur Dachbegrünung“, sagt Ralf Link, Betriebsleiter der Wienerberger GmbH im pfälzischen Eisenberg. Luft im Material sei die größte Gefahr, weil die Tondachziegel nicht mehr frostbeständig seien und leicht brechen könnten. Das Entgasen des Tons vor dem Brennen sei daher ein notwendiger Arbeitsschritt auf dem Weg zum Wienerberger-Tondachziegel. „Wir geben 30 Jahre Garantie auf die Produkte“, betont Link. „Da müssen die Ziegel frostbeständig und regendicht sein – und auch noch gut aussehen!“ Seit einem Jahr wird die Luft nun mit einer energieeffizienten Vakuumpumpe GHS 585 VSD+ von Atlas Copco aus dem Material gezogen.

In Eisenberg stellt Wienerberger die unterschiedlichsten Tondachziegel her. Darunter kleinere Mengen an historischen Ziegeln, wie etwa Biberschwänze für den französischen Markt. Diese werden ebenso wie Unikate für bestimmte Baustellen nur auftragsbezogen gefertigt. Den größten Teil der Produktion stellt die Standardware, die auf Vorrat produziert wird: formgepresste Tondachziegel, wie sie zum Eindecken von Steildächern heute verwendet werden. In Werk 3 in Eisenberg dreht sich alles um diese Ziegel, die es in verschiedenen Größen, Farben und mit unterschiedlichen Oberflächen gibt. In Werk 3 arbeitet auch die neue Schrauben-Vakuumpumpe von Atlas Copco, da sie hier die größtmögliche Effizienz bringt.

Tonqualität und Feuchtigkeit müssen stimmen

Den Ton für die Produktion beziehen die Eisenberger zum größten Teil aus der Grube im benachbarten Göllheim, wo zwei Tonqualitäten abgebaut werden. Die beiden Tonarten werden im Kollergang gewalzt; unter Zugabe von Wasser wird ein Feuchtigkeitsanteil von 21 % eingestellt. „Damit die Produktion gelingt und das Endprodukt immer dieselben Eigenschaften hat, muss die Zusammensetzung der Tonqualitäten immer die gleiche sein“, weiß Link als ausgebildeter Keramikmeister. „Die Anlage ist speziell auf diese Rohstoffe ausgelegt.“ In insgesamt drei Walzwerken – einmal grob, zweimal fein – wird der Ton auf eine Korngröße von 0,6 mm zerkleinert. Bis zu 45 Tonnen Material pro Stunde kann die Anlage verarbeiten. Anschließend wird der so aufbereitete Ton für sechs bis acht Wochen im Sumpfhaus eingelagert. Von dort wird er von einem Bagger abgegraben und über eine Bandstraße den einzelnen Werken zugeführt. Hier wird der Ton noch einmal mit 0,5 bis 1 % Feuchte konditioniert, geschnipselt und verknetet. Darauf fällt er in die Vakuumkammer, wo die in dem Ton enthaltene Luft evakuiert wird.

Vakuumstrangpresse ist wichtigste Maschine im Prozess

Das Material wird über eine Schneckenwelle geführt, verdichtet und zu einem Endlosstrang in Form gepresst. Der Strang wird anschließend in Rohlinge geschnitten, die über ein Band in die Tondachziegelpresse laufen. „In diesem Prozess spielt die Vakuumstrangpresse die Hauptrolle“, sagt Ralf Link und weist auf die Installation an einem Ende der Halle, auf die der Ton in Schnitzeln über Förderbänder zuläuft – und die er als Tonstrang wieder verlässt. An die Strangpresse ist die ölabgedichtete Schrauben-Vakuumpumpe von Atlas Copco angeschlossen: Die GHS 585 VSD+ evakuiert die Luft aus der Vakuumkammer auf einen Druck von etwa 30 mbar absolut, bis der Rohstoff nur noch 0,04 % Luft enthält. Dass in der Kammer immer der exakt benötigte Unterdruck herrscht, wird elektronisch überwacht. Wenn das Vakuum nicht stimme, laufe die Maschine nicht, erklärt Link, und ergänzt: „Wir brauchen für diesen Prozess ein hohes Vakuum! Das schafft die GHS mit ihren 7,5 Kilowatt Nennleistung aber spielend.“

Die GHS VSD+ ist seit Anfang November 2015 im Einsatz, und schon nach wenigen Wochen war klar, dass sie wesentlich effizienter arbeitet als ihre Vorgängerin. „Die Präsentation von Atlas Copco hatte schon gezeigt, dass wir im Vergleich zu der alten Pumpe jede Menge Energie einsparen würden“, sagt Ralf Link. „Wir hatten verschiedene Angebote eingeholt, weil wir die vorhandene Pumpe ausmustern wollten.“ Wienerberger fragte eine Testmaschine bei Atlas Copco an, die das Essener Unternehmen im Juli 2015 zur Verfügung stellte. „Wir haben die Pumpen in unserem Biberwerk und in Werk 3 getestet“, sagt Link. „Die Ergebnisse haben uns so imponiert, dass wir sofort einen Sonderinvestitionsantrag gestellt haben und schon im Herbst eine Maschine für die Produktion unserer Standardziegel kaufen konnten.“

Drehzahlregelung spart viel Energie

Die GHS VSD+ arbeitet mit ihrer Drehzahlregelung und dem innovativen Pumpendesign besonders effizient. Zudem wird sie als Plug-and-play-System im Atlas-Copco-typischen Gehäuse geliefert, das von den Kompressoren her bekannt ist. Auch die Elektronikon-Steuerung wird genauso in Kompressoren eingesetzt. Den Ausschlag gab für Wienerberger aber vor allem der niedrige Stromverbrauch. „Gegenüber unseren alten Pumpen sparen wir jetzt 70 Prozent der Energie ein“, sagt Link. Grund dafür ist neben der neueren, modernen Technologie der Pumpe vor allem die variable Drehzahl der GHS – das Kürzel VSD hinter der Typenbezeichnung bedeutet „Variable Speed Drive“.

„Selbst bei voller Drehzahl braucht die GHS VSD+ weniger Strom als die alte Pumpe“, freut sich Link. „Und dadurch, dass sich der Motor an den aktuellen Vakuumbedarf anpasst, sinkt der Energiebedarf noch weiter. Und sie bringt ein hohes Vakuum – wir mussten bisher noch nie an die Leistungsgrenze fahren.“ Die Installation und Inbetriebnahme habe insgesamt nur eine Stunde in Anspruch genommen. „Wir mussten die Pumpe nur hinstellen und anschließen“, erklärt Betriebsleiter Link. „Ein Monteur hat sie dann in Betrieb genommen, um sicherzustellen, dass alles rund läuft.“ Vor der Vakuumeinheit sitzt außerdem ein Vorabscheider, der grobe Partikel und Feuchtigkeit abscheidet; in der Maschine selbst befindet sich noch ein Feinfilter.

Die Maschine entlüftet direkt in die Halle, obwohl sie viel Wärme abgibt. „Uns stört die Abluft nicht“, sagt Link, „und es ist auch kein Ölgeruch wahrnehmbar.“ Denn die Modelle der Serie GHS VSD+ bieten höchstes Ölrückhaltevermögen unter allen Betriebsdrücken – vom Enddruck bis zum atmosphärischen Druck, gibt Atlas Copco an. Die Pumpen arbeiten extrem leise und entsprechen den Energiemanagement- und umweltpolitischen Verpflichtungen gemäß ISO 50001 und ISO 14001.

Amortisation in drei Jahren nur über Stromrechnung

Ralf Link rechnet damit, dass sich die Anschaffung über die Stromeinsparung in nur gut drei Jahren amortisiert. Und das, obwohl man jetzt leicht höhere Wartungskosten habe. „Wir haben direkt einen Full-Service-Vertrag mit Atlas Copco abgeschlossen und damit gleichzeitig eine erweiterte Garantie für fünf Jahre auf die Pumpe erhalten“, sagt Link. Atlas Copco habe zusätzlich eine elektronische Überwachung installiert, damit Fehlermeldungen direkt an den Kundenservice gehen und schnellstmöglich behoben werden. „SmartLink“ nennt Atlas Copco diesen Service.

Die GHS VSD+ ist sieben Tage pro Woche in zwei Schichten im Einsatz: Nur nachts zwischen 2 und 6 Uhr sowie nachmittags von 14 bis 18 Uhr sind jeweils vier Stunden Pause für Wartungen an den Anlagen in Werk 3 vorgesehen. In diesen Zeiten werden zum Beispiel die formgebenden Matrizen in der Tondachziegelpresse von Ton-Rückständen gereinigt: Alle 2000 Pressungen müssen die Gipsformen ausgetauscht werden. In diesem Dauereinsatz hat sich die Pumpe ohne jegliche Störung bisher so gut bewährt, dass eine zweite schon in Planung ist und Wienerberger überlegt, diesen Pumpentyp auch an anderen Produktionsorten einzusetzen. „An einigen Standorten haben wir es auch mit wechselnden Vakuumbedarfen zu tun“, berichtet Link und deutet an: „Genau für diese Anforderung entwickelt Atlas Copco derzeit etwas, das bald vorgestellt werden soll.“