Google+ Facebook Twitter XING LinkedIn GoogleCurrents YouTube

Kühlschmierstoff

Modernes Filtersystem zur Kühlschmierstoff-Aufbereitung als Alternative zu Anschwemmfilteranlagen

18.05.2007 | Autor / Redakteur: Kurt Palz / Bernhard Kuttkat

Bild 1: Vorratstank mit Pumpstation zur Versorgung der DFF-Filteranlage.
Bild 1: Vorratstank mit Pumpstation zur Versorgung der DFF-Filteranlage.

Firma zum Thema

Moderne Filtrationstechnik ohne Filterhilfsmittel sorgt beim Aufbereiten von Kühlschmierstoffen für einen hohen Abscheidegrad. Ein neues Filterelement ohne Dichtungen ermöglicht eine Abscheidung von Partikeln kleiner als1 µm. Die Filteranlage kann als Alternative zu klassischen Anschwemm- und Sandfilteranlagen sowohl im Vollstrom als auch in der Badpflege eingesetzt werden.

Leistungsfähige Filteranlagen zum Reinigen von Kühlschmierstoffen sorgen für maximale Prozesssicherheit und höhere Standzeit der Werkzeuge, für ein qualitativ besseres Fertigungsergebnis sowie für reduzierte Entsorgungskosten. Das Delta-Force-Filtrationssystem ist eine automatisch arbeitende Filteranlage, die völlig ohne Filterhilfsmittel einen Abscheidegrad von nominal 2 bis 3 µm erreicht. Kernstück dieser Anlage ist das zum Patent angemeldete Micro-Coat-DFF-Filterelement, das völlig ohne Dichtungen auskommt und eine verstopfungsfreie Abtrennung von Partikeln bis unter die 1-µm- Grenze ermöglicht.

Kühlschmierstoff wird durch Filterelemente gesaugt

Der mit Feststoff verunreinigte Kühlschmierstoff wird von der Werkzeugschleifmaschine in einen Vorlagebehälter gefördert und von dort in die DFF-Anlage gepumpt. Mittels Unterdruck wird der verunreinigte Kühlschmierstoff von außen nach innen durch die fünf Micro-Coat-DFF-Filterelemente gesaugt und anschließend in den auf der DFF-Anlage installierten Reintank gepumpt, der die Werkzeugschleifmaschine mit sauberem Kühlschmierstoff versorgt.

Die Regeneration der Filterelemente erfolgt vollautomatisch entweder zeitgesteuert oder bei Erreichen eines vorgewählten Druckverlustes. Dabei wird gereinigter Kühlschmierstoff entgegen der Filtrationsrichtung mit Druck durch die Filterelemente gepumpt. Der durch den während der Filtration angelegten Unterdruck verdichtete Filterkuchen wird so vom Filterelement abgeworfen und sinkt zum Boden des Filtertanks. Der Austrag des Hartmetall- und Keramikschleifstaubs erfolgt dann mit einem im Schmutztank integrierten Kratzförderer.

Maschinen werden auch während des Abreinigens immer mit Kühlschmierstoff versorgt

Auch während des Abreinigungszyklus werden die Bearbeitungsmaschinen immer mit einer konstanten Menge an sauberem Kühlschmierstoff versorgt. Die Abreinigung der Filterelemente erfolgt in Reihe, das heißt, während ein Filterelement abgereinigt wird, filtrieren die übrigen vier Filterelemente weiter.

Ziel eines fünf Monate dauernden Tests im Werk Ebermannstadt von Kennametal war es, aus dem verunreinigten Kühlschmierstoff von zwei Werkzeugschleifmaschinen den Hartmetall- und Keramikschleifstaub weitestgehend herauszufiltrieren und die Maschinen kontinuierlich und störungsfrei mit sauberem Kühlschmierstoff zu versorgen. Je Bearbeitungsmaschine wird eine Kühlschmierstoffmenge von etwa 25 bis 27 l/min benötigt. Die Schleifmaschinen arbeiten an fünf Tagen im 3-Schicht-Betrieb.

Dabei fallen beim Schleifen von 800 Hartmetallwendeschneidplatten pro Maschine und Schicht etwa 2 kg Hartmetallspäne sowie bei der Bearbeitung von 800 Keramikschneidplatten 40 g Keramikspäne an. Der d-50-Wert der Späne liegt bei 1 bis 5 µm. Bereits Partikel mit einer Korngröße von über 5 µm führen zu Oberflächenschäden und somit zu Ausschuss.

Aufbereitung des Kühlschmierstoffes entfernt Späne > 5 µm

Mit einer sehr guten Aufbereitung des Kühlschmierstoffes, das heißt der weitgehenden Entfernung von Spänen > 5 µm, kann die Ausbeute an Hartmetall- und Keramikschneidplatten pro Schicht erheblich gesteigert werden. Ein weiteres Ziel war es, durch eine effizientere Filtration den Verbrauch an Schleifscheiben sowie die Stillstandzeiten an den Schleifmaschinen zu verringern. Außer der Überprüfung der Leistungsfähigkeit der DFF-Technik im Vergleich zur zentralen Kühlschmierstoff-Aufbereitung per Sandfilter erfolgt auch der Test verschiedener Kühlschmierstoffe auf ihre Eignung hin für den vorliegenden Anwendungsfall.

Die DFF-Anlage wurde in der Nähe von zwei automatisch arbeitenden Schleifmaschinen aufgestellt und über einen Vorratstank und eine Pumpstation mit verunreinigtem Kühlschmierstoff versorgt. Für den Fall einer Unterbrechung der Zufuhr von gereinigtem Kühlschmierstoff zurück zu den Schleifmaschinen wurde ein elektrischer Notaus-Schalter installiert, der die Schleifmaschinen sofort ausschaltet und so Schäden an der Schleifscheibe und den Schneidplatten verhindert. Bild 1 zeigt den Vorratstank mit Pumpstation.

Auf Bild 2 ist die Einbindung der DFF-Anlage in die Fertigung dargestellt. Die DFF-Anlage hat die Schleifmaschinen im 3-Schicht-Betrieb kontinuierlich mit der erforderlichen Kühlschmierstoffmenge zu versorgen. Der gereinigte Kühlschmierstoff wird über eine Druckleitung aus dem Reintank der DFF-Anlage direkt den Bearbeitungsmaschinen zugeführt.

Anreicherung von Schleifspänen wird verhindert

Über die gesamte Einsatzdauer erwies sich die DFF-Anlage als sehr zuverlässig und arbeitete störungsfrei im Dauerbetrieb. Bis zum Testende sind insgesamt 3 680 000 l Kühlschmierstoff aufbereitet worden. Nach erfolgter Optimierung des Kratzfördererbetriebs durch eine frequenzumformergesteuerte Betriebsweise konnten die in der DFF-Anlage abgetrennten Schleifspäne effektiv ausgetragen werden, so dass eine Anreicherung von feinsten Schleifspänen im Rohtank der Filteranlage verhindert werden konnte.

Nach Abschluss der Einfahrphase der DFF-Anlage konnten sehr stabile und gleichmäßige Filterzyklen gefahren werden. Die Filterzykluslänge lag konstant bei 30 min. Der Rückspülvorgang wurde durch Erreichen der vorgewählten Zykluslänge von 30 min ausgelöst. Für die eingestellte Filtratmenge von 27 l/min ist ein maximaler Arbeitsdruckverlust von –400 mbar erforderlich. Die Filtratmenge wird von der frequenzumformergesteuerten Förderpumpe konstant gehalten.

Filtrierte Kühlschmierstoffmenge bleibt konstant bei 25 l/min

Für die vorliegende Partikelkonzentration innerhalb der Filtrationszyklen stellt sich jeweils ein konstanter Druckverlust von –400 mbar ein. Während der Abreinigung geht der Druckverlust bis auf etwa –320 mbar zurück. Die filtrierte Kühlschmierstoffmenge bleibt konstant bei 25 l/min. Der Rückreinigungsdruck beträgt 0,5 bar. Das Regelverhalten des Frequenzumrichters korrespondiert mit dem Verlauf der Druckverlustkurve.

Bei einer Verdopplung der Filtratmenge auf 54 l/min steigt der Druckverlust erwartungsgemäß von –400 auf etwa –750 mbar an. Dabei bleibt die Filterzykluslänge konstant bei 32 min. Innerhalb der einzelnen Filterzyklen stellt sich ein gleich bleibender plateauartiger Druckverlustverlauf ein.

Filtersystem zur Kühlschmierstoff-Aufbereitung hat sich bewährt

Aus diesen beispielhaften Prozessdaten sowie aus den über einen Zeitraum von mehr als fünf Monaten erfassten Messwerten kann gefolgert werden, dass das System DFF mit den eingesetzten Micro-Coat-Filterelementen für diese schwierige Filtrationsaufgabe sehr gut geeignet ist und eine sehr hohe Betriebsstabilität zeigt.

Im gesamten Untersuchungszeitraum lag der erzielte Abscheidegrad für Partikel kleiner als 1,19 µm bei 75%, für Partikel kleiner als 2,75 µm bei 95% und für Partikel kleiner als 4,55 µm bei über 99%. Damit wird ein Abscheidegrad erreicht, der noch über dem von Sandfiltern und Anschwemmfiltern liegt.

Weil mit Hilfe des DFF-Systems filterhilfsmittelfrei gefiltert wird, können die ausgetragenen Schleifspäne vollständig wiederverwertet werden. Die Deltaforce-Filtration ist somit eine äußerst effiziente Alternative zu den klassischen Anschwemm- und Sandfilteranlagen und kann sowohl im Vollstrom als auch in der Badpflege eingesetzt werden. MM

Dr. Kurt Palz ist Leiter des Geschäftsbereichs Abwassertechnik der Herding GmbH in 92224 Amberg

Kommentare werden geladen....

Kommentar zu diesem Artikel abgeben

Der Kommentar wird durch einen Redakteur geprüft und in Kürze freigeschaltet.

Anonym mitdiskutieren oder einloggen Anmelden

Avatar
Zur Wahrung unserer Interessen speichern wir zusätzlich zu den o.g. Informationen die IP-Adresse. Dies dient ausschließlich dem Zweck, dass Sie als Urheber des Kommentars identifiziert werden können. Rechtliche Grundlage ist die Wahrung berechtigter Interessen gem. Art 6 Abs 1 lit. f) DSGVO.
  1. Avatar
    Avatar
    Bearbeitet von am
    Bearbeitet von am
    1. Avatar
      Avatar
      Bearbeitet von am
      Bearbeitet von am

Kommentare werden geladen....

Kommentar melden

Melden Sie diesen Kommentar, wenn dieser nicht den Richtlinien entspricht.

Kommentar Freigeben

Der untenstehende Text wird an den Kommentator gesendet, falls dieser eine Email-hinterlegt hat.

Freigabe entfernen

Der untenstehende Text wird an den Kommentator gesendet, falls dieser eine Email-hinterlegt hat.

copyright

Dieser Beitrag ist urheberrechtlich geschützt. Sie wollen ihn für Ihre Zwecke verwenden? Infos finden Sie unter www.mycontentfactory.de (ID: 207182 / Instandhaltung)

Themen-Newsletter Betriebstechnik abonnieren.
* Ich bin mit der Verarbeitung und Nutzung meiner Daten gemäß Einwilligungserklärung einverstanden.
Spamschutz:
Bitte geben Sie das Ergebnis der Rechenaufgabe (Addition) ein.

Sonderausgabe elektrotechnik AUTOMATISIERUNG: Smart Factory

Vernetzung in der Fabrik? Ja bitte, aber smart und sicher!

Was sind die fünf großen Stolpersteine auf dem Weg zur smarten Produktion? Lesen Sie über Möglichkeiten, Risiken und Notwendigkeiten, die eine Smart Factory mit sich bringt: Cloud, 5G, KI, Digital Twin, Sharing Economy. lesen

Erfolgreich mit Industrie 4.0

Smart Factory

Wir zeigen, worauf es auf dem Weg zur Smart Factory ankommt. Mit Erklärungen, Praxisbeispielen und Dos and Don'ts. lesen