Im Jahr 2025 werden die besten Vakuumpumpenmodelle strengen Leistungstests unterzogen, um hohe Effizienz und lange Lebensdauer zu gewährleisten. Die Auswahl des passenden Pumpentyps für die jeweilige Anwendung ist weiterhin entscheidend. Die Auswahlkriterien sind Leistung, Energieeffizienz, Wartungsaufwand und Kosten.
Wichtigste Erkenntnisse
Wählen Sie Vakuumpumpen, die Ihren spezifischen Anforderungen wie Vakuumniveau, Energieverbrauch und Wartungsaufwand entsprechen, um die beste Leistung und Kosteneinsparungen zu erzielen.
Drehschieberpumpenbieten zuverlässige, kostengünstige Lösungen für den allgemeinen Gebrauch, benötigen jedoch regelmäßige Ölwartung und bergen das Risiko einer Kontamination.
Flüssigkeitsringpumpen eignen sich gut für nasse oder verschmutzte Gase und arbeiten am besten in rauen Umgebungen, verbrauchen aber mehr Energie und benötigen besondere Pflege der Dichtungsflüssigkeit.
Trockenschraubenpumpen bieten einen ölfreien Betrieb, der sich ideal für saubere Branchen wie die Halbleiter- und Pharmaindustrie eignet, mit geringerem Wartungsaufwand, aber höheren Anschaffungskosten.
Auswahlkriterien
Leistung
Industriekäufer bewerten die Leistung einer Pumpe anhand ihrer Eignung zur Erfüllung der Betriebsanforderungen. Sie gewichten die Kundenanforderungen numerisch und ordnen diese anschließend mithilfe einer Beziehungsmatrix den technischen Parametern zu. Jede Pumpe erhält für jede Anforderung eine Bewertung von 0 (schlechteste) bis 5 (beste). Dieser Ansatz ermöglicht eine transparente und wettbewerbsfähige Analyse. Regelmäßige Tests sind weiterhin unerlässlich. Techniker messen Vakuumwerte und Energieverbrauch, um frühzeitig Anzeichen von Verschleiß zu erkennen.DrehschieberpumpeDrehschieberpumpen mit höherer Nennleistung können Schraubenpumpen mit geringerer Leistung übertreffen, insbesondere bei typischen Betriebsvakuumwerten. Vergleichsstudien zeigen, dass Drehschieberpumpen unter identischen Bedingungen schneller evakuieren und weniger Energie verbrauchen als Schraubenpumpen.
Energieeffizienz
Die Energieeffizienz spielt bei der Pumpenauswahl eine entscheidende Rolle. Studien zeigen, dass der Energieverbrauch in industriellen Anlagen je nach Anwendung um bis zu 99 % gesenkt werden kann. Flüssigkeitsringpumpen arbeiten typischerweise mit einem Wirkungsgrad von 25 % bis 50 %, wobei die größten Modelle fast 60 % erreichen. Bei trockenlaufenden Roots-Pumpen entfällt fast die Hälfte des Gesamtenergieverbrauchs auf den Motorverlust, gefolgt von Reibung und Gaskompressionsarbeit. Diese Zahlen unterstreichen, wie wichtig es ist, nicht nur die Nennleistung des Motors, sondern auch die tatsächlichen Betriebsbedingungen und die Pumpenkonstruktion zu berücksichtigen.
Wartung
Regelmäßige Wartung gewährleistet Zuverlässigkeit und verlängert die Lebensdauer der Pumpe.
Die Wartungshäufigkeit hängt vom Pumpentyp, der Nutzung und den Umgebungsbedingungen ab.
Jährliche Inspektionen sind Standard, bei kontinuierlichem oder anspruchsvollem Betrieb sind jedoch häufigere Kontrollen erforderlich.
Zu den Hauptaufgaben gehören wöchentliche Ölstandskontrollen, Filterinspektionen und die Überwachung von Geräuschen und Vibrationen.
Zur vorbeugenden Instandhaltung gehören jährliche Fachinspektionen von Rotoren, Dichtungen und Ventilen.
Leistungstests überprüfen Vakuumwerte, Stabilität und Dichtheit.
Wartungsberichte liefern objektive Richtwerte für Wartungsintervalle.
Kosten
Die Gesamtbetriebskosten (TCO) umfassen Anschaffungspreis, Wartung, Energieverbrauch, Ausfallzeiten, Schulungen und die Einhaltung von Umweltauflagen. Führende Hersteller bieten Ressourcen und Tools, mit denen Käufer die TCO für spezifische Lösungen berechnen können. Der Markttrend geht zu energieeffizienten, ölfreien und trockenen Pumpen, da diese die Kosten für Verschmutzung und Entsorgung reduzieren. Automatisierung und intelligente Überwachung senken die Lebenszykluskosten zusätzlich, indem sie vorausschauende Wartung und Echtzeitdiagnose ermöglichen. Beispiele hierfür sind Trockenschraubenpumpen und drehzahlgeregelte Pumpen, die durch höhere Effizienz und reduzierten Wartungsaufwand erhebliche Einsparungen ermöglichen.
Vakuumpumpentypen
Drehschieber
DrehschieberpumpenDrehschieberpumpen sind nach wie vor eine beliebte Wahl für viele industrielle Anwendungen. Sie liefern einen gleichmäßigen, pulsationsfreien Förderstrom und bewältigen mittlere Drücke zuverlässig. Ölgeschmierte Drehschieberpumpen erreichen Enddrücke bis hinunter zu 10⁻³ mbar und eignen sich daher sowohl für industrielle als auch für Laboranwendungen. Ihr Ölsystem sorgt für Abdichtung und Kühlung und erhöht so Zuverlässigkeit und Langlebigkeit. Wartungsintervalle mit Ölwechseln alle 500 bis 2000 Stunden gewährleisten eine lange Lebensdauer.
Drehschieberpumpen verwenden hochwertige, verschleißfeste Materialien und präzisionsgefertigte Teile. Diese Konstruktion verlangsamt die mechanische Alterung und gewährleistet eine gleichbleibende Leistung.
Drehschieberpumpen erfordern zwar mehr regelmäßige Wartung als Zahnradpumpen, bieten aber einen zuverlässigen Langzeitbetrieb. Ölgeschmierte Modelle ermöglichen höhere Vakuumwerte, bergen jedoch ein Kontaminationsrisiko. Trockenlaufende Ausführungen reduzieren Kontamination und Wartungskosten, arbeiten aber mit geringerer Effizienz.
Flüssigring
Flüssigkeitsring-Vakuumpumpen eignen sich hervorragend für die Förderung von feuchten oder verunreinigten Gasen. Ihr einfacher Aufbau nutzt ein rotierendes Laufrad und eine Flüssigkeitsdichtung, häufig Wasser, um ein Vakuum zu erzeugen. Diese Pumpen sind unempfindlich gegenüber Flüssigkeits- und Feststoffmitführung und daher ideal für die chemische, pharmazeutische und Energiewirtschaft.
Numerische Studien zeigen mehrere Vorteile auf:
| Studie / Autor(en) | Art der numerischen Studie | Wichtigste Erkenntnisse / Vorteile |
|---|---|---|
| Zhang et al. (2020) | Experimentelle und numerische Studie mit Xanthan-Gummi-Dichtungsflüssigkeit | Energieeinsparung von 21,4 % durch Reduzierung der Wandreibung und Turbulenzverluste im Vergleich zu reinem Wasser |
| Rodionov et al. (2021) | Konstruktion und Analyse einer verstellbaren Auslassöffnung | 25 % Reduzierung des Energieverbrauchs und 10 % Steigerung der Arbeitsgeschwindigkeit dank verbesserter Effizienz |
| Rodionov et al. (2019) | Mathematische und Finite-Elemente-Modellierung von rotierenden Hülsenschaufeln | Bis zu 40 % Reduzierung des Stromverbrauchs durch verringerte Reibung und optimierten Platzbedarf |
Flüssigkeitsringpumpen bieten auch unter rauen Umgebungsbedingungen eine hohe Leistung. Allerdings sinkt der Wirkungsgrad mit steigender Drehzahl, und die Wartung kann die Kontrolle der Dichtungsflüssigkeitsqualität erfordern. Für Prozesse mit dampf- oder partikelhaltigen Gasen stellen diese Pumpen weiterhin eine zuverlässige Wahl dar.
Trockenschraube
Trockene SchraubenvakuumpumpenDiese Pumpen stellen einen wachsenden Trend in kontaminationssensiblen Branchen dar. Sie arbeiten ölfrei und eignen sich daher für Anwendungen in der Halbleiter-, Pharma- und Lebensmittelindustrie. Ihre einfache, kompakte Bauweise minimiert die Reibung zwischen den Pumpenkomponenten, reduziert den Verschleiß und verlängert die Lebensdauer.
Trockenschraubenpumpen bieten einen breiten Pumpgeschwindigkeitsbereich und einen hohen Volumenstrom.
Der ölfreie Betrieb eliminiert das Kontaminationsrisiko und senkt die Wartungskosten.
Hohe Anschaffungskosten können zwar ein Hindernis darstellen, doch die langfristigen Einsparungen gleichen dies oft aus.
Der Einsatz von 36 Busch-Trockenschraubenpumpen in kryogenen Systemen für supraleitende Hochfrequenztests beweist deren Zuverlässigkeit. Das System erreichte eine stabile Abkühlphase von 74 Stunden und erfüllt damit die Anforderungen fortgeschrittener Forschungsarbeiten.
Der Markt verlagert sich weiterhin hin zu ölfreien und trockenen Vakuumpumpentechnologien. Diese Lösungen helfen der Industrie, strenge Reinheitsstandards einzuhalten und die Umweltbelastung zu reduzieren.
Vergleich von Vakuumpumpen
Spezifikationen
Industrielle Einkäufer vergleichen Vakuumpumpen anhand mehrerer wichtiger Spezifikationen. Dazu gehören das Endvakuum, die Förderleistung, der Stromverbrauch, der Geräuschpegel, das Gewicht und die Lebensdauer. Obwohl viele Pumpen ähnliche Endvakuumwerte angeben, kann ihre tatsächliche Leistung im Betrieb stark variieren. Beispielsweise können zwei Pumpen mit gleichem Endvakuum bei Betriebsdruck unterschiedliche Förderleistungen aufweisen, was sich auf Effizienz und Verschleiß auswirkt. Leistungskennlinien, die die Förderleistung in Abhängigkeit vom Druck darstellen, helfen Einkäufern, die tatsächliche Leistung einer Pumpe zu verstehen.
Die folgende Tabelle fasst die typischen Spezifikationen führender industrieller Vakuumpumpenmodelle zusammen:
| Parameter | Drehschieberpumpe (ölgedichtet) | Flüssigkeitsringpumpe | Trockenschneckenpumpe |
|---|---|---|---|
| Pumpgeschwindigkeit | 100–400 l/min | 150–500 l/min | 120–450 l/min |
| Ultimativer Staubsauger | ≤1 x 10⁻³ Torr | 33–80 mbar | ≤1 x 10⁻² Torr |
| Stromverbrauch | 0,4–0,75 kW | 0,6–1,2 kW | 0,5–1,0 kW |
| Geräuschpegel | 50–60 dB(A) | 60–75 dB(A) | 55–65 dB(A) |
| Gewicht | 23–35 kg | 40–70 kg | 30–50 kg |
| Wartungsintervall | 500–2.000 Stunden (Ölwechsel) | 1.000–3.000 Stunden | 3.000–8.000 Stunden |
| Typische Lebensdauer | 5.000–8.000 Stunden | 6.000–10.000 Stunden | Mehr als 8.000 Stunden |
| Anwendungen | Verpackung, Labor, allgemeine Verwendung | Chemie, Energie, Pharma | Halbleiter, Lebensmittel, Pharma |
Hinweis: Das Endvakuum und die Fördergeschwindigkeit allein beschreiben die Leistungsfähigkeit einer Pumpe nicht vollständig. Käufer sollten die Leistungskurven prüfen und den Energieverbrauch bei ihren spezifischen Betriebsdrücken berücksichtigen.
Anwendungsszenarien
Vakuumpumpen finden in Industrie und Labor vielfältige Anwendung. Die Wahl des Pumpentyps hängt von den Prozessanforderungen, der Empfindlichkeit gegenüber Verunreinigungen und dem gewünschten Vakuumniveau ab. Die folgende Tabelle gibt einen Überblick über gängige Anwendungsfälle und empfohlene Pumpentypen:
| Anwendungskategorie | Typisches Szenario | Empfohlene Pumpentypen | Markenbeispiele |
|---|---|---|---|
| Labor | Filtration, Entgasung, Gefriertrocknung | Ölgedichteter Drehschieber, trockener Drehschieber, Haken- und Klauenmechanismus | Becker, Pfeiffer |
| Materialhandhabung | CNC, Verpackung, Robotik | Ölgedichteter Drehschieber, trockener Drehschieber, Haken- und Klauenmechanismus | Busch, Gardner Denver |
| Verpackung | Vakuumversiegelung, Schalenformung | Ölgedichteter Drehschieber, trockener Drehschieber | Atlas Copco, Busch |
| Herstellung | Chemische Verarbeitung, Elektronik, Lebensmitteltrocknung | Ölgedichteter Drehschieber, trockener Drehschieber, Trockenschraube | Leybold, Pfeiffer |
| Kontrollierte Prozesse | Entgasen, Trocknen, Destillieren | Ölgedichteter Drehschieber | Becker, Busch |
| Kontaminationsempfindlich | Halbleiterindustrie, Pharmaindustrie, Lebensmittelverarbeitung | Trockene Schraube, trockener Drehschieber | Atlas Copco, Leybold |
Vakuumpumpen spielen eine entscheidende Rolle in Branchen wie der Halbleiter-, Pharma-, Öl- und Gas- sowie Lebensmittelverarbeitung. Beispielsweise benötigt die Halbleiterfertigung Vakuumpumpen.TrockenschraubenpumpenUm kontaminationsfreie Umgebungen zu gewährleisten, werden Drehschieberpumpen in der pharmazeutischen Produktion für die Vakuumdestillation und Trocknung eingesetzt. Auch in der Lebensmittelverpackung kommen Vakuumpumpen zum Einsatz, beispielsweise zum Versiegeln und Gefriertrocknen, um die Produktqualität zu erhalten.
Für und Wider
Jeder Vakuumpumpentyp bietet spezifische Vor- und Nachteile. Käufer sollten diese Faktoren entsprechend ihren individuellen Bedürfnissen abwägen.
Drehschieberpumpen
✅ Zuverlässig für Tiefenvakuum und allgemeine Anwendungen
✅ Geringere Vorlaufkosten
❌ Erfordert regelmäßige Ölwechsel und Wartung
❌ Risiko einer Ölkontamination in empfindlichen Prozessen
Flüssigkeitsringpumpen
✅ Verträgt feuchte oder verunreinigte Gase gut
✅ Robust in rauen Umgebungen
❌ Geringere Effizienz bei hohen Geschwindigkeiten
❌ Erfordert die Kontrolle der Qualität der Dichtungsflüssigkeit
Trockenschraubenpumpen
✅ Ölfreier Betrieb eliminiert das Kontaminationsrisiko
✅ Geringere Wartungs- und Reparaturkosten dank einfacher Konstruktion
✅ Frequenzumrichter können den Energieverbrauch deutlich reduzieren
❌ Höhere Anfangsinvestition (etwa 20 % mehr als bei ölgedichteten Pumpen)
❌ Erfordert möglicherweise eine spezielle Installation
Zentrale Vakuumsysteme mit Frequenzumrichtern bieten im Vergleich zu mehreren dezentralen Pumpen eine höhere Energieeffizienz und geringere Wartungskosten. Allerdings erfordern sie höhere Investitionskosten und einen komplexeren Installationsprozess.
Die Reparatur einer Vakuumpumpe kann bei kleineren Problemen kostengünstig sein, wiederkehrende Ausfälle können jedoch die langfristigen Kosten erhöhen. Der Austausch älterer Pumpen gegen neue Modelle verbessert die Zuverlässigkeit und Energieeffizienz und bietet oft eine Garantie, erfordert aber höhere Anfangsinvestitionen.
Die richtige Pumpe auswählen
Anwendungspassung
Die Auswahl der richtigen Vakuumpumpe beginnt damit, ihre Eigenschaften an die spezifischen Bedürfnisse der jeweiligen Branche anzupassen. Ingenieure und Prozessmanager berücksichtigen verschiedene Faktoren, bevor sie eine Entscheidung treffen:
Erforderlicher Vakuumpegel (grob, hoch oder ultrahoch)
Durchflussrate und Pumpgeschwindigkeit
Chemische Verträglichkeit mit Prozessgasen
Schmierstoffbedarf und Kontaminationsrisiko
Wartungshäufigkeit und Servicefreundlichkeit
Kosten- und Betriebseffizienz
Unterschiedliche Pumpentypen eignen sich für verschiedene Anwendungen. Drehschieberpumpen bieten hohe Leistung und Fördermengen, benötigen jedoch regelmäßige Ölwartung. Membranpumpen sind chemikalienbeständig und trockenlaufsicher und daher ideal für empfindliche oder korrosive Prozesse. Flüssigkeitsringpumpen fördern feuchte oder partikelhaltige Gase, sind aber in der Regel größer und verbrauchen mehr Energie. Kundenspezifische Lösungen spielen eine Schlüsselrolle in Branchen wie der Lebensmittel-, Pharma- und Chemieindustrie, wo die Produktionsanforderungen stark variieren. Unternehmen wie SPX FLOW entwickeln und optimieren Lösungen für Sektoren von der Landwirtschaft bis zum Schiffbau und stellen sicher, dass die Pumpe optimal zum jeweiligen Prozess passt.
Tipp: Ziehen Sie immer Verfahrenstechniker hinzu, um die Pumpenauswahl an den Produktionszielen und den geltenden Normen auszurichten.
Gesamtkosten
Eine umfassende Kostenanalyse hilft Käufern, Überraschungen während der gesamten Lebensdauer der Pumpe zu vermeiden. Die folgende Tabelle gibt einen Überblick über die wichtigsten Kostenfaktoren:
| Kostenfaktor | Beschreibung |
|---|---|
| Anfangsinvestition | Anschaffungs-, Haltbarkeits- und Testkosten der Ausrüstung |
| Installation und Inbetriebnahme | Grundlagen, Versorgungseinrichtungen, Inbetriebnahme und Bedienerschulung |
| Energie | Größter laufender Kostenfaktor; abhängig von Arbeitsstunden und Effizienz |
| Betrieb | Arbeitsaufwand für die Überwachung und den Betrieb des Systems |
| Wartung und Reparatur | Regelmäßige Wartung, Verbrauchsmaterialien und unerwartete Reparaturen |
| Ausfallzeiten und Produktionsausfälle | Kosten durch unerwartete Stillstände; können Ersatzpumpen rechtfertigen |
| Umwelt | Umgang mit Leckagen, Gefahrstoffen und gebrauchten Schmierstoffen |
| Stilllegung und Entsorgung | Endgültige Entsorgungs- und Wiederherstellungskosten |
Energiekosten stellen oft den größten Ausgabenposten im Laufe der Zeit dar. Wartung und Ausfallzeiten können die Gesamtkosten ebenfalls beeinflussen. Käufer sollten daher nicht nur den Anschaffungspreis, sondern auch die Lebenszykluskosten vergleichen, um fundierte Entscheidungen treffen zu können.
Häufig gestellte Fragen
Worin besteht der Hauptunterschied zwischen ölgedichteten und trockenen Vakuumpumpen?
Ölgedichtete Pumpen nutzen Öl zur Abdichtung und Kühlung. Trockenpumpen arbeiten ohne Öl, wodurch das Kontaminationsrisiko entfällt. Trockenpumpen eignen sich für saubere Umgebungen, während ölgedichtete Pumpen gut für allgemeine industrielle Anwendungen geeignet sind.
Wie oft sollte eine Vakuumpumpe gewartet werden?
Die meisten industriellen Vakuumpumpen benötigen alle 500 bis 2000 Betriebsstunden eine Wartung. Das Intervall hängt vom Pumpentyp und der Anwendung ab. Regelmäßige Überprüfungen helfen, unerwartete Ausfälle zu vermeiden und die Lebensdauer zu verlängern.
Kann eine einzelne Vakuumpumpe mehrere Maschinen versorgen?
Ja, zentrale Vakuumsysteme können mehrere Maschinen versorgen. Diese Konfiguration verbessert die Energieeffizienz und reduziert den Wartungsaufwand. Allerdings kann sie höhere Anfangsinvestitionen und eine sorgfältige Systemplanung erfordern.
Welche Faktoren beeinflussen die Gesamtbetriebskosten einer Vakuumpumpe?
Die Gesamtkosten umfassen Kaufpreis, Installation, Energieverbrauch, Wartung, Ausfallzeiten und Entsorgung. Energie und Wartung stellen oft die größten Kostenfaktoren über die Lebensdauer der Pumpe dar.
Welche Branchen profitieren am meisten von Trockenschrauben-Vakuumpumpen?
Branchen wie die Halbleiter-, Pharma- und Lebensmittelindustrie profitieren am meisten. Trockenschneckenpumpen ermöglichen einen ölfreien Betrieb, wodurch Verunreinigungen vermieden und strenge Reinheitsstandards eingehalten werden.
Veröffentlichungsdatum: 30. Juni 2025