Hubsäulen für Vakuumförderer
Hubsäulen ermöglichen ein schnelles An- und Abdocken von einem Vakuumförderer an eine Maschine oder einen Behälter. Dies erleichtert die Reinigung und Wartung, und ermöglicht einen schnelleren Produktwechsel. Außerdem sind die Maschine und der Vakuumförderung mechanisch voneinander entkoppelt. Für das Personal ergibt sich eine einfache, sichere und ergonomische Handhabung des Vakuumförderers. Bei einer mobilen bzw. fahrbaren Hubsäule kann der Vakuumförderer auch nacheinander an verschiedene Prozesslinien betrieben werden.
Hubsäulen werden in zahlreichen Anwendungen eingesetzt. In den entsprechenden Ausführungen genügen diese auch hohen Anforderungen an Reinigung und Hygiene z.B. in der Pharmaindustrie. Der Betrieb in einem Produktionsbereich mit staubexplosiven Stäuben ist ebenfalls möglich.
Stationäre und mobile Hubsäulen
Allgemein wird zwischen stationären und mobilen Hubsäulen unterschieden. Je nach Aufgabenstellung und räumlichen Gegebenheiten ist die eine Bauart besser geeignet als die andere.
Stationäre Hubsäulen
Eine stationäre Hubsäule wird am Einsatzort fest auf dem Boden installiert. Bei hohen Säulen und großen Lasten am Ausleger kann eine zusätzliche Befestigung an der Decke vorgesehen werden. Zusätzlich zum vertikalen Hubweg kann die Hubsäule mit einer Schwenkbewegung ausgestattet werden. Je nach Ausführung wird entweder die gesamte Säule um ihre vertikale Achse gedreht oder der Ausleger ist mit einem Gelenk an der Säule befestigt. Stationäre Hubsäulen benötigen nur eine geringe Grundfläche. Es lassen sich große Hubhöhen und lange Ausleger realisieren. Die Bedienung ist sehr einfach und eine exakte Positionierung des Vakuumförderers zur Abgabestelle ist stets gewährleistet.
Hubsäule mit einem mechanischen Antrieb sowie schwenkbarem Ausleger. In der Gabelaufnahme ist ein Vakuumförderer Typ VS mit Multijector-Pumpe angeschlossen.
Hubsäule mit einer pneumatischen Höhenverstellung und Schwenkbewegung um die vertikale Achse. In der Hubgabel ist ein PPC Vakuumförderer eingesetzt. Der Materialaustrag erfolgt über eine Doppelklappenschleuse.
Schwenkbare Hubsäule mit einer pneumatischen Höhenverstellung. Ein PPC Vakuumförderer mit Vorrichtungen für ein Washing-in-Place (WIP), einer separaten zweiten Filterstufe (HEPA-Filter) und eine Multijector-Vakuumpumpe ist ebenfalls installiert.
Schwenkbare Hubsäule mit elektrischer Höhenverstellung. In der Gabelaufnahme des Auslegers ist ein Vakuumförderer Typ VS installiert. Zur Reduktion der Gesamthöhe ist die Multijector-Vakuumpumpe separiert und an dem Auslegerarm befestigt.
Mobile Hubsäulen
Mobiler Hubsäule mit pneumatischer Höhenverstellung. Über ein Gelenk kann der Ausleger nach rechts geschwenkt werden. Vakuumförderer der PPC-Baureihe mit Scheibenventil am Produktaustrag.
Das Bild zeigt den Vakuumförderer abgesenkt in der niedrigsten Position (Transportposition).
Mobiler Hubwagen mit pneumatischer Höhenverstellung. Über ein Gelenk kann der Ausleger nach rechts geschwenkt werden. Vakuumförderer der PPC-Baureihe mit Scheibenventil am Produktaustrag.
Das Bild zeigt den Vakuumförderer in der höchsten Position.
Mobile Hubsäule mit einer pneumatischen Höhenverstellung. Vakuumförderer der PPC-Baureihe mit Ventil am Produkteinlass und Scheibenventil am Produktauslass. Multijector-Vakuumpumpe vom Vakuumförderer getrennt am Ausleger angebracht.
Mobile Hubsäule mit mechanischer Höhenverstellung. Vakuumförderer Typ PPC. Produktzufuhr mittels einer Sauglanze. Am Produktaustrag ist ein Scheibenventil, darunter eine Halterung für einen Endlos-Liner angeschlossen. Die Steuerung und die Vakuumpumpe sind an der Seite angeordnet.
Eine mobile Hubsäule ermöglicht den Einsatz des Vakuumförderers an mehreren Abgabestellen, z.B. für die Befüllung von mehreren stationären Mischern. Die mobile Hubsäule mitsamt des Vakuumförderers kann innerhalb des Produktionsbereichs verfahren und am jeweiligen Einsatzort aufgestellt werden. Mobile Hubsäulen werden auch eingesetzt, wenn der Vakuumförderer nach dem Ende einer Charge zur Reinigung in einen Waschraum gebracht werden muss.
Im Vergleich mit einer stationären Hubsäule braucht die mobile Ausführung mehr Fläche zum Rangieren und Positionieren an der Abgabestelle.
In einer Bauvariante der mobilen Hubsäule gabelt das Fahrgestell in einer U-Form auf. Beim Positionieren der mobilen Hubsäule steht die Abgabestelle (Behälter, Maschine, etc.) innerhalb dieses Bereichs. Oder es besteht die Möglichkeit, mit den vorderen Rollen unterhalb der Abgabestelle einzufädeln.
Als zweite Variante der mobilen Hubsäule endet der Fahrwagen mit der Säule. Das Fahrgestell ist entsprechend auf der Rückseite der Säule länger, und ein zusätzliches Gewicht liefert die Stabilität zum Ausgleich des Kippmoments der Säule.
Antriebsvarianten der Höhenverstellung
Wir bieten Hubsäulen mit drei Antriebsarten für die Höhenverstellung des Vakuumförderers an:
- Beim manuellen Antrieb erfolgt die Höhenverstellung per Handkurbel. Über ein Getriebe und eine Zahnstange wird der Ausleger der Hubsäule bewegt. Da der Vakuumförderer leicht ist, ist ein nur geringer Kraftaufwand zum Verstellen der Höhe erforderlich. Dieses Antriebskonzept ist sehr preiswert und eignet sich besonders für den sporadischen Einsatz.
- Der pneumatische Antrieb verstellt die Höhe mittels eines in der Hubsäule integrierten Druckluftzylinders. Diese Antriebsart eignet sich sehr gut für den Betrieb in einer Staub-Ex-Zone.
- Ein elektrischer Antrieb bietet eine hohe Positioniergenauigkeit beim Anfahren einer beliebigen vertikalen Position und eignet sich daher beispielsweise bei häufig variierenden Einfüllhöhen. Er ermöglicht zudem hohe Hubhöhen, auch bei großen Gewichten.
In diesem Netzdiagramm werden die wesentlichen Eigenschaften der drei Antriebsvarianten verglichen:
Die Antriebselemente der Hubsäulen mit elektrischem oder pneumatischem Antrieb sind innerhalb der Säule untergebracht. Dadurch ergibt sich die kompakte Bauform.
Bei einem pneumatischen oder elektrischen Antrieb können die Steuerung und die Bedienelemente auch getrennt von der Hubsäule installiert werden, gegebenenfalls sogar in einem separaten Raum. Aus Sicherheitsgründen muss der Bediener jedoch stets eine gute Sicht auf die Hubsäule und die Umgebung haben.
Schwenkbewegung
Zusätzlich zum vertikalen Hubweg kann eine Hubsäule auch mit einer Schwenkbewegung ausgestattet werden.
Bei einer stationären Hubsäule ist das Schwenken der Säule um die vertikale Achse möglich. Die Bewegung wird manuell durchgeführt. Es können Positionen im Drehkreis definiert werden, in denen die Hubsäule einrastet und somit exakt ausgerichtet ist. Mit einem Schalter am Drehgriff wird die Einrastsperre wieder gelöst.
Eine Alternative zur Drehung der gesamten Säule ist, den Ausleger bzw. die Gabelanbindung mit einem Gelenk an der Säule auszustatten. So lässt sich der Ausleger manuell in der Horizontale schwenken. Ein derartiges Gelenk ist sowohl bei der mobilen als auch bei der stationären Hubsäule verfügbar.
Betrieb in Ex-Bereichen (ATEX / Explosionsschutz)
Hubsäulen können auch für den Betrieb in einem Produktionsbereich mit einer staubexplosiven Atmosphäre ausgeführt werden. Viele Hubsäulen werden in Staub-Ex-Zone 22 betrieben.
Die Volkmann-Vakuumförderer der VS und PPC-Baureihen sind als Teil der Baumusterprüfung für die Aufstellung und den Betrieb in den Zonen 1, 2, 21 und 22 geeignet.
Einsatz von Hubsäulen
Die Volkmann-Hubsäulen werden in zahlreichen Industriebereichen bei unterschiedlichen Rahmenbedingungen eingesetzt, beispielsweise in der Chemie, Pharmaindustrie und bei der Lebensmittelproduktion.
Hubsäulen werden häufig zur Positionierung und dem Anschluss eines Vakuumförderers an Maschinen oder an Behälterarten verwendet. Die Liste nennt typische Anwendungen:
- Container, Behälter oder Gebinde
- Mischer
- Tablettenpresse
- (Hartgelatine)-Kapselfüllmaschinen
- Siebmaschinen
- Verpackungsmaschine (z.B. Verpackungsmaschinen für Blister)
- Sonstige Prozessmaschinen
Mit dem Einsatz von Hubsäulen können verschiedene Aufgaben und Zielsetzungen erfüllt werden:
- Befüllen von Behältern oder Containern von unterschiedlichen Größen: die vertikale Position der Vakuumförderers wird passend zur Höhe des Behälters eingestellt.
- Ergonomische Reinigung und Wartung des Vakuumförderers: Zur Befüllung von Maschinen wie z.B. einem Mischer oder einer Verpackungsmaschine muss der Vakuumförderer oft in erhöhter Position angebracht sein. Mit einer Hubsäule kann der Vakuumförderer für die Reinigung oder Wartung schnell in eine niedrige Position absenkt werden. Der Bediener erhält somit einen sehr ergonomischen Zugang zum Vakuumförderer. Eine stationäre Hubsäule muss hierfür neben der Hubachse auch eine Schwenkbewegung bieten. Eine mobile Hubsäule muss von der Anlage weg verfahren werden, damit freier Raum zum Absenken verfügbar wird.
- Freier Zugang zu einer Maschine oder Anlage: Bei der Reinigung einer Maschine oder Anlage (z.B. Tablettenpresse) kann der Vakuumförderer im Weg sein. Wenn der Vakuumförderer abgebaut werden muss, damit das Personal besseren Zugang zur Maschine hat, ist eine Hubsäule die ideale Lösung.
- Entkoppelung von Gewicht und Vibrationen: Gelegentlich wird gefordert, dass ein Vakuumförderer an einer Maschine bzw. Abgabestelle installiert wird, ohne dass mechanische Gewichtskräfte auf die Maschine übertragen werden. Ein weiterer Grund kann die Entkoppelung beider Systeme von Schwingungen sein. Die Lösung ist eine Hubsäule, welche das Gewicht des Vakuumförderers inkl. des Schüttgutinhalts vollständig trägt. Eine geschlossene Verbindung zwischen Vakuumförderer und der Maschine kann z.B. durch einen elastischen Kompensator hergestellt werden. Eine andere Ausführung ist die Verlängerung des Vakuumförderer-Austritts um einen Stutzen, der in eine ausreichend große Öffnung der Maschine eintaucht.
- Flexibler Einsatz eines Vakuumförderers an mehreren Stellen: Mit einer mobilen Hubsäule kann der Vakuumförderer in verschiedenen Produktionsbereichen oder an verschiedenen Stationen (z.B. an mehreren Mischern) eingesetzt werden.
- Verfahren des Vakuumförderers in einen Waschbereich: Zur Reinigung des Vakuumförderers kann die mobile Hubsäule mit dem installierten Vakuumförderer in den Waschbereich gefahren werden.
Andocksysteme
Die Verbindung zwischen Vakuumförderer und der nachfolgende Maschine oder Behälter wird in vielen Anwendungen manuell hergestellt. Es können aber auch Andocksysteme für ein automatisches An- und Abdocken eingesetzt werden. So eignet sich das VIAS-Andockventil von Volkmann für ein automatisches Andocken.
Es können auch Andocksysteme von anderen Herstellern verwendet werden. Beispielsweise werden einige Vakuumförderer an Hubsäulen in der Pharmaindustrie mit speziellen aseptischen Transferventilen betrieben.
Sonderlösungen
Für unsere Kunden entwickeln wir auch Hubsäulen als maßgeschneiderte Sonderlösungen, wie in diesem Beispiel:
Für einen Kunden aus der Pharmaindustrie wurden mobile Hubsäulen zusätzlich um einen Metalldetektor ergänzt. Der Kunden nutzt diese Lösung für die Kontrolle des Pulvers vor dem Verpacken auf metallische Fremdkörper. In einem Video wird diese Lösung vorgestellt:
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Mehr InformationenHubsäulen für niedrige Deckenhöhen
Hubsäulen und Vakuumförderer können an niedrige Deckenhöhen angepasst werden. Bei sehr geringem Abstand zwischen der Maschine und der Raumdecke kann außerdem die Bauhöhe des Vakuumförderers verringert werden, indem das Filtersegment und die Vakuumpumpe von der Abscheidekammer des Vakuumförderers separiert werden. Zusätzlich kann auch eine zweite Filterstufe an der Hubsäule angebracht werden.
Schnellwechselkonsole für den Vakuumförderer
Gelegentlich wird ein schnelles An- und Abbauen des Vakuumförderers an die Hubsäule gefordert. Zur Reinigung oder zur Wartung soll der Vakuumförderer von der Hubsäule abgetrennt und später wieder angeschlossen werden. Dabei soll möglichst auf Werkzeug verzichtet werden.
Hierzu bieten wir optional eine Schnellwechselkonsole an. Zum sicheren Einbau und Befestigung eines Volkmann-Vakuumförderers an der Gabelaufnahme der Hubsäule muss dieser nur mit den entsprechenden Führungsbolzen in den Aufnahmeblock der Halterung eingesetzt, und mittels Rastbolzen in der Lage fixiert werden. Weitere Arbeiten sind dann noch der Anschluß der Förderleitung per Clamp-Anschluß, der pneumatischen Steuerschläuche an Kupplungsbuchsen, sowie des Erdungskabels.
Anschlüsse und Medienversorgung
Die Förderleitung, die Versorgung mit Druckluft, ggf. die elektrischen Anschlüsse sowie sonstige Leitungen werden von der Hubsäule über den Ausleger zum Vakuumförderer geführt. Für mobile Hubsäulen können alle pneumatisch und elektrischen Verbindungen steckbar ausgeführt werden. Es können auch maßgeschneiderte Anschlüsse realisiert werden.
Werkstoffe und Oberflächen
Wir fertigen unsere Hubsäulen im Standard aus Edelstahl AISI 304. Die Oberflächen sind im Standard gestrahlt (Ra < 1,5 µm), und können auf Kundenwunsch auch geschliffen ausgeführt werden (Ra < 0,8 µm).
Automatisierung
Hubsäulen mit elektrischen Antrieben und pneumatischen Antrieben eignen sich für automatisierte Lösungen. Mit optionalen Schnittstellen kann ein Datenaustausch mit anderen Steuerungen oder einem übergeordneten Leitrechner erfolgen, z.B. als Teil einer OPC UA Architektur.
