Luftklinge: Alternativverfahren zu Druckluft
Bis zu 85 Prozent Energieeinsparung
Es gibt noch viele ungenutzte Potenziale für eine effizientere Energienutzung. So entfallen fast zwei Fünftel des gesamten Stromverbrauchs in Deutschland auf elektrische Antriebe in Industrie und Gewerbe. Zu den energieintensiven Anwendungen zählen Druckluftsysteme, die bei der Trocknung, Reinigung oder Kühlung von Produkten, die über ein Fließband laufen, eingesetzt werden. In vielen Bereichen könnten sie durch die alternative Luftklingentechnologie ersetzt werden. Neben einem niedrigeren Geräuschniveau hat diese gegenüber der Druckluft den wesentlichen Vorteil, bis zu 85 Prozent weniger Energie zu benötigen und somit auch die Betriebskosten zu senken.
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„Um Späne, Schleifreste und Emulsionen rückstandsfrei von einer Kurbelwelle entfernen zu können, müssen in der Regel vier Druckluftdüsen mit je 50 cbm/h und einem Druck von 6 bar eingesetzt werden“, erläutert Carl-Joachim von Gehlen, Geschäftsführer der Carl von Gehlen Spezialmaschinen und Zubehör GmbH & Co. KG und Experte für industrielle Reinigungsvorgänge. „Die Kosten für diesen Einsatz belaufen sich auf 0,02 Euro pro Kubikmeter Luft – also auf umgerechnet vier Euro in der Stunde.“
Höhere Energieeffizienz durch Einsatz von Luftklingen
Alternativ kann hier mit der Luftklingentechnologie gearbeitet werden: Die Systeme des englischen Herstellers Air Control Industries (ACI) mit spezieller Klingenform erlauben eine Reduktion auf 15 Prozent der Energiekosten der Drucklufttrocknung. „Im Beispiel der Kurbelwelle können zwei Luftklingen von je 250 mm Länge verwendet werden, die durch ein 5-kW-Gebläse versorgt werden“, so von Gehlen weiter. Die Kosten dafür betragen dabei lediglich 0,12 Euro pro kWh beziehungweise 0,60 Euro in der Stunde.
Eine Besonderheit dieser modularen Luftklingensysteme ist, dass sie nicht mit Druck-, sondern mit Gebläseluft arbeiten. Sie bestehen in der Regel aus drei Komponenten: einem Gebläse, Zuluftleitungen und einer Luftklinge als Abblasmodul. Die Luft wird vom Gebläse in die Luftklinge geführt und anschließend über einen parallelen Schlitz wieder herausgeleitet. So wird ein gesteuerter, sauberer Luftvorhang von hoher Geschwindigkeit und niedrigem Druck erzeugt, der Flüssigkeiten, Späne und Stäube verdrängt. Da der Druck nur gerade so hoch ist, dass Tropfen und Partikel weggeblasen werden, wird weniger Energie verbraucht und das Verfahren kann flexibel für unterschiedliche Bereiche und Produkte eingesetzt werden.
Verschiedene Materialien und Konstruktionsformen je nach Anforderung möglich
„Diese spezielle Luftklingenform wurde auf Basis von Berechnungen aus der Luftfahrt entwickelt. Dabei sind die Bedingungen ermittelt worden, unter denen sich der Luftstrom auf der ganzen Klingenlänge gleichmäßig verteilt und einen Vorhang bildet“, erklärt von Gehlen. Die Effizienz des Systems kann für unterschiedliche Oberflächen maximiert werden, da der Anstellwinkel der Luftklinge je nach Fließband und Produkt angepasst werden kann. Die Klinge sollte darüber hinaus entweder so dicht wie möglich am Objekt – im Abstand von circa zehn Millimeter – oder aus Sicherheitsgründen weiter entfernt angebracht werden; dies wird über den Druck und das Luftvolumen ausgeglichen.
Die Luftklingen von ACI bestehen aus eloxiertem Aluminium AA25 und lassen sich den Kundenvorgaben entsprechend gestalten. So sind Längen bis zu 3,5 m sowie verschiedene Fixierungsmöglichkeiten und Luftaustrittschlitze verfügbar. Da Aluminium in der Nahrungsmittelindustrie nicht eingesetzt werden kann, wurden für diesen Bereich Klingen aus Edelstahl 304 oder 316 entwickelt. Diese sind auch für raue Umgebungen geeignet, wo aggressive Emulsionen und giftige Materialien abgeblasen werden. Da Edelstahl nicht nur robuster, sondern auch biegsamer als Aluminium ist, sind hier auch Sonderformen wie eckige oder winkelige Klingen erhältlich.
Vorteile gegenüber Druckluft-Anwendungen
Neben einem um 85 Prozent geringeren Energieverbrauch und dadurch niedrigeren Betriebskosten verfügt ein mit Gebläse angetriebenes Luftklingensystem über weitere Vorteile gegenüber der konventionellen Druckluft-Methode. So muss die ausströmende Luft bei manchen Anwendungen, beispielsweise in Lackierbetrieben, ölfrei sein. Bei der Verwendung von Gebläseluft kann dies in jedem Fall gewährleistet werden, bei Druckluft jedoch nicht: Entstammt diese aus nicht ölfrei verdichtenden Kompressoren ist sie verunreinigt und eignet sich ohne aufwändige Filtration nicht für hochreine Anwendungen.
Außerdem erwärmt sich Gebläseluft um zehn bis 20 Grad, was sich bei einer vorhergehenden Behandlung der Teile mit kaltem Wasser günstig auf die Trocknung auswirkt. Die Technologie zeichnet sich auch durch ein wesentlich niedrigeres Geräuschniveau als Druckluftanwendungen aus. Durch die Verwendung von Niederdruck bietet sie mehr Sicherheit und ist gleichzeitig sehr leicht zu installieren: „Im Prinzip muss das System nur angebracht und an das Stromnetz angeschlossen werden. Jeder ausgebildete Schlosser ist dazu in der Lage“, bestätigt von Gehlen.
Vielseitige Anwendungsmöglichkeiten
Luftklingen können in fast jeder Phase des Produktionsprozesses eingesetzt werden – insbesondere dann, wenn Bauteile erst gekühlt und dann getrocknet werden müssen. So können unter anderem Motorkomponenten, verschiedene Bänder und Bleche oder kleine Teile wie Kabel, Drähte und Plastik- oder Gummiprofile behandelt werden. Sogar in der Lebensmittelindustrie werden Luftklingen eingesetzt, um Nahrungsmittel, Getränke und deren Verpackungen zu trocknen oder Flüssigkeiten und Panaden gleichmäßig zu verteilen.
Mehr Informationen zu Carl von Gehlen:
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Carl von Gehlen Spezialmaschinen und Zubehör GmbH & Co. KG |
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Mühlenstr. 177-179 |
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41236 Mönchengladbach |
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Tel.: 02166 9249-50 |
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E-Mail: info@carl-von-gehlen.de |
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