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Porträt 125 Jahre im leeren Raum unterwegs

| Autor / Redakteur: Alexander Völkert / Frank Jablonski

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Diese erste Turbomolekularpumpe von1958 hatte ein Saugvermögen von 500 bis 900 l/s.
Diese erste Turbomolekularpumpe von1958 hatte ein Saugvermögen von 500 bis 900 l/s.
(Pfeiffer Vacuum)

In einem 30 km langen unterirdischen Ringtunnel bei Genf knallen Protonen fast mit Lichtgeschwindigkeit aufeinander. Der „Large Hadron Collider“ ist der größte Teilchenbeschleuniger der Welt. Diese Nachahmung des Urknalls kann nur funktionieren, wenn man auch ein ordentliches Vakuum erzeugt. Dafür sorgt eine Turbomolekularpumpe aus dem hessischen Aßlar. Diese verfügt über die notwendige hohe Kompression für leichte Gase und erzeugt den leeren Raum; so erfüllt sie die hohen technischen Anforderungen für die Grundlagenforschung in der Kernphysik.

Szenenwechsel zur Forschung in der Kälte: Wenn schwedische Eisbrecher durch das Eismeer fahren, um dort die Gründe für das Schmelzen des arktischen Packeises zu erforschen, ist Vakuumtechnologie mit an Bord. Und nicht nur bei eisiger Kälte, sondern auch bei Hitze in der chilenischen Atacama-Wüste hilft Vakuumtechnik aus Hessen. Dort setzt die Europäische Südsternwarte ESO Pumpen von Pfeiffer Vacuum in den Teleskopen ein.

Arthur Pfeiffer bliebe heute sicher die Luft weg, könnte er sehen, was aus seiner feinmechanischen Werkstatt geworden ist. Mit einem Startkapital von 300 Mark hatte er sie 1890 im Alter von 23 Jahren in Wetzlar gegründet. Am Anfang verfügte er nur über eine Drehbank. Der Legende nach erkannte der junge Pfeiffer beim Anblick des elektrisch beleuchteten Eiffelturms auf der Pariser Weltausstellung im Jahre 1900, dass der Siegeszug der Glühlampe bevorstehen und die Gaslaterne verdrängen würde. War sein erstes Patent zunächst ein Gasfernzünder zum Anknipsen von Gaslaternen, begann er nun Geräte für die Glühlampenindustrie zu bauen. Das Verfahren steckte noch in den Kinderschuhen. Die Herausforderung bestand darin, den Sauerstoff bei der Fertigung aus dem Glaskolben zu entfernen, damit der Metallfaden nicht sofort oxidierte. Pfeiffer nahm sich des Problems an und stellte 1903 eine Kolbenpumpe vor, die Abhilfe schaffte. 1910 entwickelte er auf Basis einer Konstruktion des Physikers und Vakuumexperten Wolfgang Gaede eine rotierende Quecksilberpumpe. Sie war die erste ölfreie Vakuumpumpe, die mit einer bis dahin ungekannten Leistungsfähigkeit überzeugen konnte. Sie wurde vorwiegend zum Evakuieren der neuen Glühlampen verwendet, die seit 1910 üblicherweise mit einem Wolframfaden anstatt eines Kohlenfadens bestückt waren.

Revolution in der Vakuumtechnik

In den folgenden Jahrzehnten prägte das hessische Unternehmen die Vakuumtechnik entscheidend. 1945 übernahm Dr. Willi Becker die Laborleitung von Pfeiffer Vacuum und arbeitete an der Optimierung der Leistung bestehender Pumpen. Außerdem suchte er nach einer Lösung, wie die Reduzierung des Saugvermögens von bis zu 50 % umgangen werden könnte. Grund für diese Leistungsminderung waren die damals notwendigen Baffles, die Trennwände. Bei einem Versuch entdeckte er den Pumpeffekt einer rotierenden Scheibe, die mit Turbinenschaufeln bestückt war. Daraus entwickelte Becker eine Idee: Er baute Baffles, die beim Absaugen von Gas keine Strömungswiderstände erzeugen. Aus dieser Idee entstand 1955 ein Konzept für den Bau einer Pumpe. Drei Jahre später war sie geboren und wurde zunächst „Neue Molekularpumpe“ genannt. Sie arbeitete nach dem Grundprinzip der „Gaedeschen Molekularpumpe“. Gleichzeitig war sie völlig neu konzipiert. Becker selbst sagte 1982: „Da die Pumpe in ihrem Aufbau einer Turbine ähnelte, nannten wir sie Turbo-Vakuum-Pumpe.“ Heute wird sie als Turbomolekularpumpe bezeichnet.

Sie besteht aus einer ein- oder mehrstufig abwechselnden Anordnung von Statoren: den Leitblechen. Dazwischen laufen – ähnlich wie bei einer Turbine – Rotoren. Die Geschwindigkeit der Rotorblätter ist in etwa gleich groß wie die der mittleren thermischen Geschwindigkeit der Gasmoleküle. Die Pumpwirkung beruht allerdings nicht wie bei anderen Turbinen auf aerodynamischen Zusammenhängen. Sie resultiert daraus, dass den Atomen und Teilchen Impulse mit einer axialen Komponente zugefügt werden. Willi Beckers Turbomolekularpumpe aus dem Jahre 1958 revolutionierte die Vakuumtechnik und ist eine bedeutende technische Erfindung. Das zeigt die bis heute hohe Nachfrage: Ihr Anteil am Konzernumsatz von Pfeiffer Vacuum liegt bei etwa 40 %. Hier sind die Hessen weltweit Marktführer.

„Erfahrung ist die Basis für Innovationen“

1974 zog man von Wetzlar nach Aßlar und stellte sich breiter auf. „Unser Geschäft lebt von Wissen und Technologien, die über Generationen weitergetragen und perfektioniert werden. Das ist die Basis für Innovationen“, sagt der Vorstandsvorsitzende Manfred Bender. Und daran mangelte es den Hessen nie. Die Märkte von Pfeiffer Vacuum sind heute Analytik, Vakuumbeschichtung, Forschung und Entwicklung, Chemie- und Verfahrenstechnik sowie vor allem die Halbleiterindustrie. Bei letzterem fokussiert sich das Unternehmen nicht nur auf Anlagenbauer in den USA, sondern auch auf Fertigungsstätten in Asien. Durch die Übernahme der Trinos Vakuum-Systeme GmbH und des weit größeren Geschäftsbereichs Vakuumtechnologie „Adixen“ von Alcatel-Lucent katapultierte sich das Unternehmen in die Konzernklasse. 2258 Menschen beschäftigt der Vakuumspezialist weltweit. 2014 wurde ein Umsatz von 406 Mio. Euro erwirtschaftet. Das Betriebsergebnis betrug 44,7 Mio. Euro. Fünf Produktionsstandorte gibt es – mit Aßlar und Göttingen zwei in Deutschland, außerdem je einen in Frankreich, Rumänien und Südkorea. Dazu 20 Tochtergesellschaften und eine Vielzahl internationaler Vertretungen – in der Schweiz, in der Arktis oder der chilenischen Wüste.

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