Es gibt unglaublich viele, sehr unterschiedliche Medien, die dennoch alle gepumpt werden müssen, wie Erz-Konzentrate, Hartmetall-Suspensionen, Kunstharz-Emulsionen, Keramikschlämme, organische Suspensionen, Flusssäure und unzählige weitere. Für jeden Stoff – auch wenn er noch so kritisch zu fördern ist – gibt es die dazu passende Pumpentechnik. „Sobald es kompliziert oder extrem wird, basiert diese vielfach auf Schlauchmembranen und stammt aus Mürlenbach in der Eifel“, erklärt Daniel M. Nägel, Leiter Technik und Prokurist bei der Feluwa Pumpen GmbH.
Das Unternehmen mit über 100-jähriger Firmengeschichte hat sich schon vor Jahrzehnten intensiv auf die Entwicklung dieser speziellen Pumptechnik konzentriert. Heute bietet die zur Arca-Flow-Gruppe gehörige Firma ihre Multisafe-Doppel-Schlauchmembran-Prozesspumpen an, die „so ziemlich jedem Medium gewachsen sind“, wie Ralf Scherer, Leiter Vertrieb & Marketing sowie Prokurist bei Feluwa, betont. Die dahinter stehende, nach eigenen Angaben verschleißfreie und leicht zu reinigende Pumpentechnik lasse sich individuell an viele Medien anpassen. Aus diesem Grund richtet das Unternehmen seinen Blick neben den traditionellen „Extrem-Medien“ auch auf das Pumpen besonderer Medien in Anwenderbranchen wie der Lebensmitteltechnik, bei denen die Grundlage eine sterile Verfahrenstechnik bildet.
Besonderes Pumpenprinzip für besondere Einsatzfälle
Kurz zum Pumpenprinzip dieses besonders schonenden Förderprozesses: Eine zylindrische Membran wird über ein Kurbeltrieb-Kolbensystem, dem sogenannten Hubgetriebe, hydraulisch aktiviert mit Hubzahlen von bis zu 60 min-1. Ähnlich wie die menschliche Vene durch Kontraktion den Blutfluss regelt, arbeitet auch die Schlauchmembrantechnik. „Der grundlegende Unterschied zu anderen Lösungen ist bei unserem besonderen Konzept, dass wir zwei konzentrische Schlauchmembranen verwenden; damit erweitern wir die technischen Möglichkeiten unserer Produkte in jede Richtung“, erklärt Nägel.
Das bedeutet, die eingesetzten Werkstoffe, das elastische Verhalten des Gesamtsystems sowie die Regelbarkeit und die Verfügbarkeit der Multisafe-Pumpen lassen sich damit gezielt auf die Anwendung anpassen. Bis zu 1350 m3/h können so transportiert und Drücke bis 400 bar erzeugt werden. Um die Pulsation der Pumpen zu minimieren, werden entsprechende Pulsationsdämpfungssysteme eingesetzt, „wobei sich gezeigt hat, dass eine 5-Kolben-Maschine mit einem Winkelversatz von 72° optimale Gleichförmigkeiten bei der Pumpbewegung erzeugt“, wie Scherer berichtet.
Optimale Getriebeauswahl durch großes Portfolio
„So extrem vielseitig die Anwendungsmöglichkeiten sind, so komplex und erfahrungsintensiv ist die Entwicklung der dafür besten Lösung“, erläutert Christian Hermes, Leiter Konstruktion bei
Feluwa Pumpen. Entscheidend ist, dass aus dem Standard-Produktbaukasten die optimal angepasste Gesamtlösung entsteht. „Hierfür vertrauen wir auf Zulieferer, die mit viel Erfahrung, Fingerspitzengefühl und einem besonders breiten Produktportfolio am Markt agieren“, berichtet der technische Leiter Daniel Nägel.
Im Bereich der Getriebetechnik ist die Firma Flender in Bocholt der langjährige Partner, der mit seinem besonders breiten Getriebeportfolio weltweit stark aufgestellt ist. Kurz gesagt: Zwei Spezialisten in ihrem Fach sorgen am Ende dafür, dass kritische Medien so schonend und zuverlässig gepumpt werden, wie es erforderlich ist. Denn gerade auch die Getriebeauswahl gehört zu entscheidenden Aspekten, um die Pumpenlösungen effizient, wirtschaftlich und hochverfügbar zu machen. Christian Hermes erklärt: „Wir präferieren robuste und effiziente Getriebe, die dauerhaft und möglichst ohne Fremdkühlung arbeiten.“
Individuelle Getriebeauswahl für viele Applikationen
Hintergrund dieses hohen Qualitätsanspruchs ist, dass die Multisafe-Doppelschlauchmembran-Prozesspumpen vielfach sehr problematische Medien teils in widrigsten Umgebungsbedingungen fördern. Dabei sieht die antriebstechnische Charakteristik – abweichend zu herkömmlichen Zentrifugalpumpen mit quadratischem Momentverlauf – so aus, dass das Antriebsmoment am Zwischengetriebe bei jeder Drehzahl konstant bleibt. „Das hat entsprechende Auswirkungen auf die Kühlkurve und somit auf die Auslegung bzw. Dimensionierung des vorgeschalteten Untersetzungsgetriebes“, erklärt Daniel Nägel.
Wichtig ist zudem ein umfassendes und fein abgestuftes Getriebeportfolio, wie Flender es zu bieten hat. Mit über 1 Mio. Varianten bietet das Unternehmen ein äußerst umfangreiches Industriegetriebeprogramm. Dieses reicht von einem facettenreichen Universalgetriebeportfolio über applikationsspezifische Getriebe bis hin zu kundenspezifischen Lösungen. Allein Stirnrad- und Kegelstirnradgetriebe, die am häufigsten als Auswahl für die Pumpenlösungen aus der Vulkaneifel geliefert werden, decken einen Drehmomentbereich von 3100 bis 1 400 000 Nm bei 28 Baugrößen ab.
„Die thermische Auslegung bildet beim Auswahlprozess einen der Hauptaspekte, sodass wir uns deshalb hin und wieder sogar für ein größer dimensioniertes Getriebe entscheiden, um auf eine zusätzliche Kühlung verzichten zu können“, erklärt Christian Hermes. Die Flender-Spezialisten nutzen beim entsprechenden Auswahlprozess ein selbst entwickeltes Tool, das anhand bestimmter Kenngrößen eine erste Vorauswahl ermöglicht. Hierzu gehören die Drehzahlen ebenso wie das Untersetzungsverhältnis, die Nennleistung, das Trägheitsmoment, die Ansprüche an die Lagerlebensdauer, die Drehrichtung und einige weitere. „Letztendlich entscheidet dann die Erfahrung des Projektverantwortlichen bei Flender, welche Getriebelösung er für jede einzelne Applikation als optimal vorschlägt“, sagt Hermes.
Spezialisten finden im Dialog die optimale Gesamtlösung
Auch ein möglicher Zahnflankenwechsel beim Nulldurchgang der Drehmomentkurve aufgrund von Rückkopplungen aus dem gepumpten Medium sowie die entsprechenden Stoßfaktoren müssen im Getriebe Berücksichtigung finden. Aus einem kompletten Datenblatt an Parametern empfiehlt Flender dann das passende Getriebe für die jeweilige Pumpanwendung. „Hier treffen sich Spezialisten aus antriebstechnischen bzw. verfahrenstechnischen Disziplinen und entscheiden gemeinsam über die optimale Gesamtkonzeption“, erklärt Ralf Scherer. „Auf beiden Seiten – bei der Pumpe wie auch beim Getriebe – gibt es enorm viele konstruktive Details, die reflektiert werden müssen; bei solch besonderen Medien, die mit den Multisafe-Doppelschlauchmembran-Prozesspumpen gefördert werden können, ist eine rein leistungsbezogene Getriebeauswahl nach Schema F nicht in jedem Fall zielführend.“
Pulsation, Umgebungsbedingungen, Fördermedium, Leistungsgrenzen – all das sind Faktoren, die Berücksichtigung finden müssen. Zum Antrieb gehören auch die Kupplungsverbindungen, die ebenfalls von Flender geliefert werden. Auch sie müssen an die Laufeigenschaften des entsprechenden Getriebes bzw. an die Pumpcharakteristik angepasst sein. Daniel Nägel betont abschließend: „Man sieht also, wie komplex unsere Pumpenlösungen sind, mit denen Medien transportiert werden können, die alles andere als alltäglich sind.“
Flender GmbH, Bocholt
Autor: Darius Neudecker
Vertriebsbeauftragter,
Flender
