Die Servicesensation

Die Exzenterschneckenpumpe der CC-Serie von Vogelsang. Einfacher, schneller, effektiver

Mit der Erfindung der Drehkolbenpumpe mit elastomerbeschichteten Förderelementen im Jahr 1970 revolutionierte Helmut Vogelsang den Pumpenmarkt. Ob Agrarsektor, Abwassersegment, Industrie oder Biogasanlagen – die weltweit schlicht als „Vogelsang-Pumpe“ bekannte Fördertechnik setzte sich in allen Bereichen erfolgreich gegen die sonst üblichen Exzenterschneckenpumpen durch. Mitte der 1990er Jahre gelang es dem Unternehmen noch dazu, den Ersatzteilewechsel zu beschleunigen: Das QuickService-Konzept erlaubte den Austausch aller wesentlichen Teile an Ort und Stelle ohne Ausbau der Pumpe in weniger als der Hälfte der zuvor benötigten Zeit.

Ende 2014 überraschte Vogelsang die Fachwelt dann mit einem scheinbar widersprüchlichen Produkt: einer völlig neuartigen, unvergleichlich servicefreundlichen Exzenterschneckenpumpe. Der Grund? Die sich ändernden Bedingungen für die Biogasproduktion führten direkt zu neuen Wünschen und Anforderungen von Anlagenbetreibern an die Pumptechnik. Sie wurden durch die etablierten Anbieter jedoch nur teilweise und zögerlich berücksichtigt. Für Vogelsang als erfahrenen Partner der Biogasbranche ein Umstand, der uns zum Handeln veranlasste.

Neue Kundenanforderungen führten bei unseren Biogasexperten zu ersten Gedanken, eine eigene Exzenterschneckenpumpe zu entwickeln

Es waren die vielen positiven Eigenschaften und Vorteile der Drehkolbenpumpe, die dazu führten, dass man die „Vogelsang-Pumpe“ nach ihrer erfolgreichen Nutzung im Agrarsektor auch für Einsatzbereiche wie die Abwassertechnik, Industrie und Biogastechnik entdeckte. 

Die Entwicklung im deutschen Biogassektor führte zu immer viskoseren und damit anspruchsvollen, problematischen Suspensionen in den Fermentern. Aufgrund der Zufuhr hoher TS-Gehalte und faseriger Feststoffe, wie z. B. Mist oder Grassilage, stießen einige Pumpentypen vermehrt an ihre Grenzen – zumal die Suspensionen zusätzlich auch noch stark mit abrasiven Bestandteilen und Fremdkörpern belastet sind. Dafür schienen andere, insbesondere die Exzenterschneckenpumpe, unter gewissen Voraussetzungen eine mögliche Lösung zu sein, da sie durch lange Laufzeiten der Förderelemente in anderen Bereichen überzeugten. Bei den Kunden vor Ort stellten unsere Biogasexperten jedoch auch fest, dass es keine auf die speziellen Anforderungen und Bedürfnisse von Biogasanlagen ausgerichteten Exzenterschneckenpumpen gab. Wenn auch die Standzeit der Förderelemente überzeugte, waren die Anwender immer wieder unzufrieden mit der Gesamtleistung im Alltag. Das führte bei unseren Biogasexperten zu ersten Gedanken, eine eigene Exzenterschneckenpumpe zu entwickeln. Die finale Entscheidung dazu fiel jedoch nicht leichtfertig. Eine Vogelsang-Exzenterschneckenpumpe musste sowohl den eigenen Qualitätsstandards als auch den speziellen Anforderungen der Applikationen in Biogasanlagen gerecht werden. Schnell kamen Bedenken auf, ob es denn überhaupt möglich sei, eine wirtschaftliche Lösung bei einem so lang bekannten Konzept wie dem der Exzenterschneckenpumpe zu finden. Schließlich gab und gibt es seit der Patentanmeldung im Jahr 1931 zahlreiche Firmen, die sich genau darauf spezialisiert haben. Auf der anderen Seite hatte Vogelsang selbst gerade mit der IQ-Serie das Konzept der Drehkolbenpumpe maßgeblich weiterentwickelt, verbessert und zusätzlich zu vielen nützlichen Details die Service- und Wartungsarbeiten sowie das Handling deutlich vereinfacht. 

Also begann man mit den notwendigen Analysen: Welche Eigenschaften der Exzenterschneckenpumpe genau fuhren zur Entscheidung für diese Pumpe und welche Eigenschaften im Detail schrecken Anwender ab? Welche Verbesserungen wünschen sich die Anwender, insbesondere in der Biogasbranche? In Gesprächen mit Kunden war immer wieder zu hören, dass der Teilewechsel sehr aufwendig ist. Er sei platz- und zeitintensiv und es hatte sich hinsichtlich der Servicefreundlichkeit lange Jahre nur wenig getan. Auch neu eingeführte Produktkonzepte überzeugten nicht viele Biogasanlagenbetreiber, sodass die Situation aus ihrer Sicht unverändert blieb. Ein Umstand, der Exzenterschneckenpumpen- Experten dazu veranlasste, noch im Herbst 2014 in Zeitschriften zu fordern: „Exzenterschneckenpumpen müssen servicefreundlicher werden!“ Anwender beklagten daneben häufig Verstopfungen im Sauggehäuse und mangelnde Robustheit der Gelenkwelle bzw. Koppelstange, die die Antriebsleistung vom Motor auf den Rotor überträgt.

Was Betrieber sich wünschen: Die QuickService-Exzenterschneckenpumpe

Betreiber und Anlagenmitarbeiter verwiesen in den Gesprächen immer wieder auf die Drehkolbenpumpe oder den RotaCut-Zerkleinerer von Vogelsang und fragten, warum man eine Exzenterschneckenpumpe nicht in ähnlicher Weise aufbauen konnte. Genau dieser Herausforderung stellte sich dann die Entwicklungsabteilung bei Vogelsang. Zahlreiche Ideen, teilweise sehr komplizierte Konstruktionen, wurden entworfen und wieder verworfen. Andere, wie die des schragen Flansches auf der Druckseite, überzeugten sofort. Nur eines erschien den Mitarbeitern in der Entwicklung seltsam: Wenn durch eine derart unkomplizierte Konstruktion Service und Wartung so entscheidend vereinfacht werden konnten, warum war bis dahin bei den Spezialisten niemand auf die Idee gekommen? Gab es ggf. noch etwas, was man übersehen hatte?

Die Vorteile indes überzeugen: Anders als bei konventionellen Exzenterschneckenpumpen müssen dank der neuen Konstruktion nicht mehr Teile der druckseitigen Rohrleitung demontiert werden. Das macht nicht nur den Rohrleitungsbau einfacher, man braucht auch weniger Platz für Service- und Wartungsarbeiten. Viel wichtiger jedoch: Die Förderelemente Rotor und Stator können einfach als Einheit entnommen und ersetzt werden. Die Pumpe selbst ist schon längst wieder im Einsatz, wenn die entnommene Einheit in Ruhe aufgearbeitet wird. Gerade in Anlagen, in denen Pumpen nicht redundant vorgehalten werden, aber lange Stillstandzeiten nicht akzeptabel sind, ist das ein bestechender Vorteil. Und das Konzept funktioniert nicht nur bei kleinen, handlichen Pumpen.

Es dauerte nicht lange und den Mitarbeitern der Entwicklung wurde bewusst: Noch einfacher und vor allem schneller wäre der Teilewechsel, wenn die Verbindung vom Antrieb auf den Rotor vom Statorausgang aus gelöst werden konnte. Dieser ist dank dem neuartigen Aufbau nach dem Ausschwenken der Rotor-Stator-Einheit sehr gut zuganglich. Neben Maschinenbau-Standardlosungen wie einer Vielzahn- oder Passfederverbindung kam den Ingenieuren schnell die kraftschlüssige Konusverbindung in den Sinn. Diese kannten sie aus anderen Projekten, wo sie sich bereits bewährt hatte. Der entscheidende Vorteil: Es bedarf keiner genau passenden Stellung von Antriebswelle und Rotor zueinander. Darüber hinaus ist die Verbindung dank des Konus selbstzentrierend. Sie lässt sich durch die Durchgangsbohrung im Rotor mittels Gewindestange einfach spannen bzw. losen. Das mühselige Austreiben von kleinen Stiften in einem engen Sauggehäuse oder ähnliche Arbeiten entfallen bei dieser Verbindung.

Schutzmanschette der Gelenkwelle muss nicht gelöst werden

Diese Konstruktion bietet noch einen weiteren Vorteil: Der Wunsch der Anwender nach einer gut geschützten und langlebigen Gelenkwelle lasst sich nun ebenfalls realisieren. Detailuntersuchungen hatten ergeben, dass robuste Kreuzgelenkwellen auch in anspruchsvollen Applikationen ein adäquates Mittel für die Kraftübertragung sind, wenn sie zuverlässig vor dem verunreinigten Medium geschützt werden. Muss jedoch dieser Schutz für den Ausbau des Rotors jedes Mal demontiert werden, steigt das Risiko, dass er anschließend fehlerhaft wieder montiert wird und infolgedessen Verunreinigungen an die Gelenkwelle gelangen. Enge Sauggehäuse fuhren darüber hinaus dazu, dass der Schutz im wahrsten Sinne des Wortes aufgerieben wird. Bei der kraftschlüssigen Konusverbindung entfällt die Notwendigkeit, die Schutzmanschette zu demontieren. Sowohl für den Rotorwechsel als auch für den Dichtungswechsel. Darüber hinaus sahen die Ingenieure ein großzügiges Sauggehäuse vor. Zum einen damit die Schutzmanschette nicht mehr aufgerieben wird, zum anderen sollte das Risiko von Verstopfungen im Sauggehäuse deutlich sinken. Zwei Annahmen, die sich in den Versuchen voll und ganz bestätigten.

Die Exzenterschneckenpumpe der CC-Serie kannʼs: Dichtungswechsel einmal anders

Auch die Verbindung vom Motor zur Gelenkwelle sahen die Entwickler als kraftschlüssige Konusverbindung vor. Der Antrieb selbst erfolgt mittels eines Flachgetriebemotors mit Hohlwelle. Was sich kompliziert und aufwendig anhört, erleichtert dem Anwender in der Praxis die Arbeit: Dank dieser Bauweise lasst sich die Gelenkwelle oder gar die gesamte rotierende Einheit am Stuck ausbauen. Viel wichtiger für Praktiker jedoch: Die Wellenabdichtung kann von außen gewechselt werden, ohne die Pumpe zu öffnen.

Auszeichnung für gute Arbeit

Die gewissenhafte und ausdauernde Arbeit der Entwicklung wurde belohnt. Die neue Pumpe bewahrte sich in den Versuchen auf dem eigenen Teststand und im Feld bestens. Im Mai 2014 konnte dann das Patent angemeldet werden. Noch im selben Jahr überzeugte die neue Konstruktion von Vogelsang wieder einmal die Jury eines Neuheiten-Wettbewerbs. Im Rahmen der EnergyDecentral 2014 wurde das einzigartige Konzept der CC-Serie mit einer Silbermedaille ausgezeichnet. 

Eine viel wichtigere Auszeichnung indes gab es vom Markt: Das neue Konzept stieß auf reges Interesse der Kunden, insbesondere im Biogasbereich, für den sie unter anderem entwickelt wurde. Etablierte Mitstreiter auf dem Markt folgten mit ähnlichen Konzepten. Aufgrund des Patentschutzes bleibt jedoch das Original von Vogelsang unerreicht. Und damit das so bleibt, wurde und wird die CC-Serie ständig weiterentwickelt, wie man es von Vogelsang kennt. Heute bietet Vogelsang ein- und zweistufige Geometrien in vier Baureihen mit Förderleistungen bis 300 m3/h an.

Viel interessanter als die große Modellpalette ist jedoch die Tatsache, dass Vogelsang selbst die CC-Serie entwickelt hat. Denn dadurch, dass die gesamte Konstruktion im eigenen Haus erfolgt, ist es auch möglich, Pumpen und Zerkleinerer zu kompakten Systemlosungen zusammenzufuhren. Wie z. B. zum CC-Cut, der direkten Kombination einer Exzenterschneckenpumpe der CC-Serie mit einem RotaCut- Zerkleinerer zu einem äußerst kompakten Pumpsystem. Oder zum PreMix-Flüssigfütterungssystem für Biogasanlagen. Im PreMix ist eine Exzenterschneckenpumpe der CC-Serie mit einem RotaCut RCX sowie einem Flansch für den Anschluss einer Feststoffschnecke kombiniert. Auf diese Weise vereint der PreMix vier Arbeitsschritte in einem kompakten System, maischt unterschiedlichste Kofermente mit einer flüssigen Phase zu einer homogenen Suspension an und bereitet diese gleichzeitig auf. Eventuell enthaltenes Schwergut wird dabei gleich zu Beginn abgeschieden. Besonders Biogasanlagenbetreiber, die unterschiedlichste Substrate vergären, wissen den PreMix zu schätzen. Ebenfalls auf einer Exzenterschneckenpumpe der CC-Serie basieren Varianten der RedUnit. Die Pumpe wird hier mit einem XRipper Zweiwellenzerkleinerer und/oder einem RotaCut-Nasszerkleinerer kombiniert, wodurch Feststoffe auf kleinstem Raum in ein pumpbares Medium verwandelt werden können. 

Das Original von Vogelsang bleibt unerreicht.
Heute bietet Vogelsang ein- und zweistufige Geometrien in vier Baureihen mit Föderleistungen bis 300 m3/h an.

Es gibt nur wenige Hersteller, die ein so umfassendes Know-how über die einzelnen Komponenten sowie deren Kombinationsmöglichkeiten besitzen und gleichzeitig auch noch eine entsprechende Steuerungstechnik anbieten können. Und so sind es gerade diese Kombinationsprodukte, mit denen Vogelsang in neue Applikationen und Markte eintritt und sich seinen Platz an der Spitze sichert. In den kommenden THINK RED! Ausgaben werden Sie sicher einige spannende Anwendungsbeispiele dazu finden.

Eigenschaften und Vorteile der CC-Exzenterschneckenpumpe im Überblick

Speziell für die Förderung hochviskoser und abrasiver Medien entwickelt

  • Großzügig dimensionierte Gelenkwelle
  • Robuste Schutzmanschette zum Schutz der Gelenkwelle
  • Wechsel von Rotor und/oder Stator ohne Demontage der Schutzmanschette
  • Großes Sauggehäuse mit großem, durchgehend freiem Kugeldurchgang
  • Geeignet für Fördermengen von bis zu 300 m3/h

Schneller und einfacher Service

  • Ausschwenkbares Stator-Rotor-Element
  • Stator und Rotor als Einheit oder einzeln austauschbar
  • Dichtungswechsel ohne Öffnung der Pumpe möglich
  • Geringer Platzbedarf bei Serviceeinsätzen

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