Die weltweit erste trockene Scroll-Vakuumpumpe

ANEST IWATA führte 1993 die weltweit erste "trockene (=ölfreie) Scroll-Vakuumpumpe" ein. Sie bot eine Reihe von Vorteilen gegenüber Vakuumpumpen mit konventionellen Technologien, wie z.B. kompakte Größe, besserer Enddruck, leiser und vibrationsärmer im Betrieb sowie eine Energiesparfunktion. Bis heute haben sich die trockenen Scroll-Vakuumpumpen in allen Industriezweigen durchgesetzt, z. B. in der Physik und bei Analysegeräten, in der Halbleiterverarbeitung, der Automobilindustrie und bei Experimenten der Luft- und Raumfahrt. Die grundlegenden Konzepte von Luftkompressoren und Vakuumpumpen waren ähnlich, aber nicht so, wie die Ingenieure anfangs dachten. Da das Entwicklungsprojekt von Grund auf begonnen wurde, sahen sich die Ingenieure in fast jeder Entwicklungsphase mit vielen schwierigen Situationen konfrontiert, da es sich um die erste trockene Scroll-Vakuumpumpe der Welt handelte. Das damalige Mitglied des Projektteams, Masaru Tsuchiya, der heute Mitglied der Entwicklungsgruppe für Vakuumausrüstung ist, gibt Einblicke in die Geschichte.

ANEST IWATA stellte 1993 die weltweit erste ölfreie Scroll-Vakuumpumpe vor, zwei Jahre nach der Einführung des Scrollkompressors. Können Sie uns bitte sagen, was ANEST IWATA dazu bewogen hat, mit der Entwicklung von Vakuumpumpen zu beginnen?

In den 1980er Jahren waren wir auf der Suche nach neuen Geschäftsfeldern außerhalb der bestehenden Branchen für Sprühgeräte und Luftkompressoren. Während das Kompressorentwicklungsteam das Projekt mit ölfreien Scroll-Technologien begann, dachte unser Team, dass es auch als Vakuumpumpe funktionieren sollte. Beide Projekte wurden gleichzeitig begonnen, aber getrennt voneinander vorangetrieben. Das Ergebnis war, dass wir als Vakuumpumpen-Entwicklungsteam etwa fünf Jahre brauchten, bis wir die weltweit erste trockene Scroll-Vakuumpumpe vorstellten.

Können Sie uns bitte sagen, was der aufwändigste Prozess während der Entwicklung war?

Zunächst möchte ich den Unterschied zwischen Luftkompressoren und Vakuumpumpen erklären: Kompressoren saugen atmosphärische Luft an und komprimieren sie um ein Vielfaches, um den Druck zu erhöhen. Vakuumpumpen hingegen "reduzieren den Druck" des Einlasses und eines daran angeschlossenen versiegelten Behälters. Dies bedeutet, dass die Pumpe ein Vakuum erzeugt, indem sie eine bestimmte Anzahl von Gasmolekülen auffängt und aus dem Behälter entfernt.

Wir haben das gleiche Prinzip übernommen, aber die physikalische Belastung der Pumpenkörper war unterschiedlich, da eine Pumpe das Komprimieren übernahm, um den Druck zu erhöhen, während die andere zum Abpumpen diente, um den Druck zu verringern. Mit anderen Worten: Funktion und Festigkeit der Komponenten sind bei Kompressoren und Vakuumpumpen unterschiedlich. Bei unserer Untersuchung stellten wir fest, dass sie sich auch unterschiedlich verhielten. Viele Komponenten sahen gleich aus, aber wir mussten sie erst testen und untersuchen. Dabei mussten wir fast alle Teile neu erfinden, um sie an die Vakuumanwendung anzupassen. So haben wir beispielsweise Dichtungsmaterial erforscht, dem wir eine gewisse Festigkeit und Abstoßung abverlangten, weil es im Bereich des Atmosphärendrucks und dem Hunderttausendstel davon funktionieren sollte.

Betriebszustand der ISP (trockene Scroll-Vakuumpumpe)

*Statement is based on our own study on the industrial oil free scroll compressor larger than 0.75kW or, the industrial oil free scroll vacuum pump, larger than 0.1kW.