Wenn im Glaswerk Neuenhagen ein glühender Glastropfen in die Form eintritt, beginnt ein kurzer, hochdynamischer Prozess.

In diesem Moment entscheidet sich, ob Maßgenauigkeit, Wandstärkenverteilung und Oberflächenqualität den industriellen Anforderungen entsprechen. Innerhalb weniger Sekunden muss das Material exakt geführt und stabilisiert werden. Dabei unterstützt ein präzise abgestimmtes Vakuumniveau die Formgebung und beeinflusst sie aktiv.

Der Standort gehört zur international tätigen Ardagh Group, einem der weltweit führenden Anbieter von Verpackungslösungen mit einem klaren Schwerpunkt auf der Produktion von Behälterglas. Entsprechend hoch sind die Anforderungen an Prozesssicherheit und Wiederholgenauigkeit in der Formgebung.

Wechselnde Geometrien, unterschiedliche Produktanforderungen sowie variierende thermische und zeitliche Randbedingungen prägen den Formgebungsprozess. Dabei ist das Vakuum keine reine Versorgungsgröße, sondern ein prozessrelevanter Regelparameter. Sein Niveau muss exakt auf den jeweiligen Zustand abgestimmt sein.

Die Auslegung der Vakuumversorgung erfolgte daher gemeinsam mit Busch Vacuum Solutions entlang der spezifischen Anforderungen der Glasformung.

Reproduzierbare Vakuumbedingungen im Formgebungsprozess

Im Formgebungsprozess dient Vakuum der kontrollierten Entlüftung der Formräume und wirkt ergänzend zum von innen anliegenden Überdruck. Gemeinsam definieren beide Größen die Randbedingungen für eine gleichmäßige Materialverteilung und eine stabile Ausbildung der Behältergeometrie. Damit dieser Prozess wiederholbar abläuft, muss das Vakuumniveau innerhalb enger Toleranzen gehalten und zeitlich exakt mit den einzelnen Prozessschritten synchronisiert sein.

In modernen Individual-Section-Maschinen (IS-Maschinen) ist nicht die maximale Förderleistung der Vakuumpumpe entscheidend. Ausschlaggebend ist vielmehr die Leistungsfähigkeit des Gesamtsystems, das jeweils benötigte Vakuumniveau schnell und lastkompensierend bereitzustellen. Änderungen in der Formgeometrie, dem Tropfengewicht oder im thermischen Zustand des Glases führen zu veränderten Gaslasten. Daraus resultiert ein dynamischer Vakuumbedarf, der kontinuierlich ausgeglichen werden muss.

In der früheren Konfiguration erfolgte die Vakuumversorgung über ölgeschmierte Drehschieber-Vakuumpumpen. Das Vakuumniveau wurde ausschließlich über das vollständige Zu- oder Abschalten einzelner Pumpenstufen beeinflusst. Diese Betriebsweise erlaubte keine fein abgestimmte Anpassung an den tatsächlichen Prozessbedarf. Sie entsprach damit nicht mehr dem Stand der Technik an eine moderne, regelungsbasierte Vakuumversorgung. Änderungen im Prozess, etwa durch Produktwechsel oder veränderte Zykluszeiten, führten zu Abweichungen vom ursprünglichen Betriebszustand. In der Folge stand das benötigte Vakuumniveau nicht zum richtigen Zeitpunkt zur Verfügung und lag zeitweise ober- oder unterhalb des Sollwertes.

Für eine stabile Glasformung ist daher ein Vakuumsystem erforderlich, das dynamische Laständerungen kontinuierlich erfasst und regelungstechnisch ausgleicht. Dadurch werden zeitliche Verzögerungen minimiert und ausgeprägte Überschwinger im Vakuumniveau vermieden.

Die Lösung: Vakuum als geregelte Prozessgröße

Gemeinsam mit Ardagh wurde ein neues Vakuumkonzept auf Basis von Schrauben-Vakuumpumpen der Baureihe COBRA NC umgesetzt. Die trockene, berührungslose Schraubentechnologie arbeitet ohne Betriebsflüssigkeiten im Verdichtungsraum und ist für den industriellen Dauerbetrieb ausgelegt.

Busch begleitete das Projekt nicht nur auf Komponentenebene. Die prozessseitigen Anforderungen der Glasformung wurden in eine geeignete Regelstrategie für die Vakuumerzeugung überführt. Die eingesetzten Vakuumpumpen sind mit Frequenzumrichtern ausgestattet, die eine kontinuierliche Anpassung der Motordrehzahl ermöglichen.

Anstelle eines konstanten Betriebs wird die Förderleistung der Pumpen bedarfsgerecht an den jeweiligen Prozesszustand angepasst. Die Pumpen arbeiten überwiegend im Teillastbereich und nur bei Bedarf mit höherer Leistung. In Verbindung mit dem trockenen Pumpprinzip reduziert dieser Betriebsmodus die mechanische Beanspruchung. Zudem werden Verschleiß und thermische Belastung des Systems deutlich minimiert.

Vakuum wird damit nicht mehr als statische Versorgungsgröße betrachtet, sondern gezielt als regelungstechnisch geführte Prozessgröße eingesetzt. Eine integrierte Druckmessung erfasst das aktuelle Vakuumniveau kontinuierlich, und die Regelkreise halten es durch Anpassung der Motordrehzahl stabil. Auf diese Weise bleibt das Vakuumniveau auch bei wechselnden Betriebszuständen konstant.

Ergebnisse im laufenden Betrieb

Mit dem neuen Vakuumkonzept können die Vakuumbedingungen im Formgebungsprozess zuverlässig eingestellt und während des gesamten Zyklus prozesssicher beibehalten werden. Dadurch können Wandstärken konstanter ausgebildet, qualitätsrelevante Abweichungen reduziert und Nachjustierungen im laufenden Betrieb minimiert werden.

Da die Vakuumpumpen nicht mehr permanent mit maximaler Leistung betrieben werden, sinkt der Energieeinsatz spürbar. Gleichzeitig reduziert der Teillastbetrieb die mechanische Beanspruchung, senkt den Verschleiß und verlängert die Wartungsintervalle.

“Die neue Vakuumlösung hat unsere Prozessstabilität deutlich verbessert”, sagt Guido Reichelt, Elektromeister bei Ardagh Neuenhagen. “Mit der vorherigen Technik kam es zu Druckschwankungen im System – heute bleibt das Vakuumniveau konstant. Das sorgt für gleichmäßige Formbedingungen und ermöglicht es uns, Energieeinsatz, Lärm- und Wärmelast sowie den Wartungsaufwand spürbar zu reduzieren.”

Diese Effekte wirken sich unmittelbar positiv auf die Anlagenverfügbarkeit, die Planbarkeit des Betriebs und die Sicherheit aus.

Übertragbares Konzept für anspruchsvolle Formprozesse

Das bei Ardagh realisierte Vakuumkonzept ist modular aufgebaut. Es ist speziell für industrielle Produktionsumgebungen mit hohen Qualitätsanforderungen ausgelegt.
Besonders geeignet ist es für Prozesse, bei denen sich der Vakuumbedarf durch wechselnde Produktgeometrien oder dynamische Betriebszustände laufend ändert.

Durch die Kombination aus robuster Vakuumtechnik und fundiertem Prozessverständnis unterstützt Busch Hersteller dabei, Vakuum als stabile und kontrollierbare Prozessgröße zu etablieren. Das Ergebnis sind reproduzierbare Prozesse, ein effizienterer Energieeinsatz und eine höhere Betriebssicherheit.

Dieses Projekt zeigt, wie präzise geregeltes Vakuum direkt zur Prozesssicherheit und Produktqualität beiträgt – überall dort, wo Vakuum die Formgebung und Entstehung der Produkte beeinflusst.

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Über die Busch Group
Die Busch Group ist weltweit einer der größten Hersteller von Vakuumpumpen, Vakuumsystemen, Gebläsen, Kompressoren, Kammern und Abgasreinigungssystemen. Unter ihrem Dach vereint sie die beiden bekannten Marken Busch Vacuum Solutions und Pfeiffer Vacuum+Fab Solutions.

Das umfangreiche Produkt- und Serviceangebot umfasst Lösungen für Vakuum-, Überdruck- und Abgasreinigungsanwendungen in allen Branchen, wie zum Beispiel Lebensmittel, Halbleiter, Analytik, Chemie und Kunststoff. Dazu gehören auch die Konzeption und der Bau maßgeschneiderter Vakuumsysteme sowie ein weltweites Servicenetz.

Die Busch Group ist ein Familienunternehmen, dessen Leitung in den Händen der Familie Busch liegt. Mehr als 8.000 Mitarbeiter in 47 Ländern weltweit arbeiten für die Gruppe. Der Hauptsitz von Busch befindet sich im baden-württembergischen Maulburg, im Dreiländereck Deutschland-Frankreich-Schweiz.

Die Busch Group produziert in ihren 20 eigenen Werken in China, Deutschland, Frankreich, Großbritannien, Indien, Rumänien, der Schweiz, Südkorea, Tschechien, den USA und Vietnam.

Sie hat einen konsolidierten Jahresumsatz von 2 Milliarden Euro.

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