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Filter Kompaktfilter Maxflow steigert Produktion und senkt Nebenkosten

| Redakteur: Frank Fladerer

Ob Bremsscheiben, Kugellagerbuchsen oder Getriebegehäuse – die Automobilindustrie ist auf hoch präzise Teile angewiesen, um leistungsfähige Kraftfahrzeuge zu produzieren. Hersteller von Werkzeugmaschinen und Werkzeug, Metall verarbeitende Unternehmen und Zulieferer arbeiten daher auf höchstem technischen Niveau, um einwandfreie Produkte zu liefern.

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Geöffneter Maxflow mit abgesetztem Filterschlamm. Bild: GKD
Geöffneter Maxflow mit abgesetztem Filterschlamm. Bild: GKD
( Archiv: Vogel Business Media )

In einer modernen Präzisionslohnschleiferei in Rheinland-Pfalz, die seit mehreren Jahrzehnten metallische Werkstücke für namhafte Kunden bearbeitet, kommen unter anderem Zweischeiben-Feinschleifmaschinen zum Einsatz. Durch Rotation von zwei gegeneinander laufenden Schleifscheiben erfolgt das doppelseitige Schleifen der Werkstücke.

Verschmutzter Kühlschmierstoff als Kostenfaktor

Um einen optimalen Schleifvorgang zu garantieren, setzt die Schleiferei Kühlschmierstoff zum Kühlen und Schmieren der Schleifscheiben und der zu schleifenden Werkstücke zu. So können die strengen Vorgaben in Bezug auf Oberflächengüte, Ebenheit, Parallelität und Maßgenauigkeit bei allen Schleifprozessen zuverlässig eingehalten werden.

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Durch den Bearbeitungsprozess verschmutzt der Kühlschmierstoff sukzessive mit feinsten Schleifspänen oder Schleifscheibenabrieb. Die bestehende Filtrationsanlage im vorgestellten Unternehmen war nicht dafür geeignet, diese Feinstpartikel kontinuierlich herauszufiltrieren. Ab einem bestimmten Verunreinigungsgrad musste das Kühlschmierstoff daher kostspielig entsorgt und erneuert werden.

Schleifscheiben brauchen sauberen Kühlschmierstoff

Durch den verschmutzte Kühlschmierstoff verringerte sich die Abtragleistung der Schleifscheiben. Obwohl diese immer häufiger abgerichtet werden mussten, konnten die Standzeiten nicht verlängert werden. Zudem kam es zu Schwankungen der Produktionstoleranzen. Auch war die Verschmutzung der Schleifmaschine und Werkstücke für die Schleiferei ein erheblicher Kosten- und Effektivitätsfaktor.

Mit einer regelmäßigen Filtration der Kühlschmiermittel mit Hilfe von zunächst Papierbandfiltern und später Kantenspaltfiltern wollte man dem entgegen wirken und die Standzeiten verlängern. Der Erfolg war jedoch gering.

Das im Kantenspaltfilter integrierte Filterplättchen quoll beim Kontakt mit Feuchtigkeit schnell auf, verringerte so die Filtrationsleistung drastisch und musste entsprechend häufig ausgetauscht werden. Ein weiteres Problem war der nasse Schleifschlamm, der beim Schleifen in großer Menge als Abfall anfiel, mit einer Zentrifuge aufbereitet und anschließend aufwendig manuell entsorgt werden musste.

Maxflow löst Filterprobleme

Um die Prozesse zu optimieren, suchte die Schleiferei Anfang des Jahres 2007 nach einer neuen Filtertechnik. Das Filterkonzept Maxflow der GKD – Gebr. Kufferath AG weckte ihre Aufmerksamkeit. Die patentierte Filterlösung Maxflow vereint Filtration und Brikettierung des Schleifschlamms in einer Anlage.

Neben der Pumpentechnik und einem Filterkopf Maxflow D-503-PAE-2 verfügt sie über ein innovatives Rundtanksystem mit 1000 l Volumen. Innerhalb des Rundtanksystems ist der Schmutztank im Saubertank integriert und mit einem spitz zulaufenden Ablauf ausgestattet, der Ablagerungen am Tankboden verhindert.

Der Filterkopf besteht aus einem Edelstahlgehäuse, in dem statische Filterscheiben vertikal angeordnet sind. Nach einer umfangreichen Labor- und Testphase wurde im Mai 2007 ein Maxflow-Kompaktsystem an einer Zweischeiben-Feinschleifmaschine des Schleifbetriebs installiert.

Saubere Betriebsmittel dank individueller Filterscheiben

Die Filtration mit Maxflow erfolgt nach dem Cross-Flow-Prinzip, bei dem die Filterscheiben aus mehrdimensionalem GKD-Edelstahlmischgewebe vom Typ Ymax vom Filtrat umströmt werden. Durch dieses Verfahren und die in der Filtermedienauslegung exakt auf die Anwendung abgestimmten Filterscheiben entfällt der Einsatz von Filterhilfsmitteln.

Maxflow D-503-PAE-2 ist die kleinste Filtereinheit der Maxflow Familie und ermöglicht in der Schleiferei die Filtration des Kühlschmiermittels mit einer Filtrationsleistung von 140 l/min. Die enthaltenen Schmutzpartikel sind bei 80% des Schleifschlamms unter 15 µm groß. Bei einem Schmutzzulauf von 500 mg/l weist das Filtrat eine Reinheit von weniger als 40 mg/l auf. Durch diesen hohen Reinigungsgrad muss das Kühlschmierstoff deutlich seltener gewechselt werden. Durch den Verzicht auf Filterhilfsmittel lässt sich der Kühlschmierstoffverbrauch um bis zu 60% senken.

Die Sauberkeit von Schleifmaschine und Werkstück während der Bearbeitung ist dank Maxflow beispielhaft. Dies ist besonders entscheidend bei der Weiterverarbeitung durch die Automobilindustrie, die auf eine möglichst hohe Sauberkeit der zugelieferten Teile angewiesen ist. Sowohl die Maßhaltigkeit der Teile als auch die Standzeit der Schleifscheiben bis zum nächsten Abrichten erhöhte sich enorm.

Die Schleifscheiben verschmutzen weniger und müssen durch geringere Abnutzung seltener abgerichtet und erneuert werden – nach derzeitigen Erkenntnissen bis zu 30% weniger. Dies bedeutet eine enorme Kosteneinsparung für die Schleiferei.

Trockenaustrag des Schleifschlamms erleichtert Handling

Der Schleifschlamm wird als Filterkuchen durch automatisierte Rückspülung von den Filterscheiben abgelöst und als trockener Pressling, der auch nicht von Filterhilfsmitteln durchsetzt ist, ausgeworfen. Allein der Verzicht auf Filterhilfsmittel reduziert das Volumen des Abfalls auf ein Drittel und macht eine Sekundäraufbereitung des nassen Schleifschlamms überflüssig. Auch ohne Filterhilfsmittel fallen davon rund 60 kg an, bei der Verarbeitung mit Filterhilfsmitteln wie Papiervlies waren es bis zu 80 kg.

Statt wie vorher den Schlamm manuell in Behältern abzutransportieren, lassen sich nun die etwa 20 bis 30 trockenen Metallbriketts pro Schicht mit einem Gesamttrockengewicht von rund 20 kg einfach und sortenrein entsorgen oder der Wiederverwertung zuführen. Im Gegensatz zum bislang eingesetzten Kantenspaltfilter mit gleicher Filtrationsleistung ist die Maxflow-Anlage zudem kompakter und benötigt nur 3 m2 statt 8 m2 Stellfläche. Das integrierte Rundtanksystem lässt sich jederzeit modular auf bis zu 20 m3 Tankvolumen erweitern. Maxflow erlaubt darüber hinaus einen variablen Einsatz – ob nun zur Filtration von Kühlschmierstoff, wässriger Emulsion oder sonstigen Prozessflüssigkeiten.

Ausbau der Filteranlage bei Feinschleifmaschinen angedacht

Sascha Schönecken, Vertriebsleiter des Geschäftsbereichs GKD-Compact-Filtration, ist optimistisch: „Der Einsatz von Maxflow im Schleifbetrieb läuft sehr erfolgreich mit zahlreichen Handlings- und Kostenvorteilen. Das Unternehmen denkt deshalb nach dem sehr guten Start der ersten Maxflow-Einheit bereits über die Installation weiterer Einheiten an ihren Feinschleifmaschinen nach.“

Zbigniew Josef Combrowski, Leiter Konstruktion und Entwicklung im Geschäftsbereich GKD-Compact-Filtration, ergänzt mit Blick auf die positive Umweltbilanz: „Durch das Rundtanksystem und eine verringerte Pumpenleistung ermöglicht Maxflow einen um rund 30% reduzierten Kühlbedarf. Außerdem kommt Maxflow mit rund 30% weniger Energie im Vergleich zu Anschwemm- oder Kantenspaltfiltern aus.“ Zahlreiche weitere Einsätze in Unternehmen mit Schleifmaschinen sind bereits in Planung.

Anwendung der Filtration auch bei Prozessflüssigkeiten möglich

Neben der Aufbereitung von Kühlschmiermittel bietet Maxflow auch für Prozessflüssigkeiten wie Schneidöle, wässrige Waschbäder oder Gleitschleifwässer in der Automotive-, Metall be- oder verarbeitenden Industrie Filtrationslösungen. Das innovative Filterkonzept bewährt sich zudem bei der Filtration von Prozessflüssigkeiten und Prozessabwässern in anspruchsvollen Anwendungen der Lebensmittel-, Chemie- und Umweltindustrie.

Die Vorteile für die Schleiferei mit Maxflow auf einen Blick:

  • Kühlschmierstoff länger im Prozess, keine Verschleppung, weniger Austausch erforderlich
  • Schleifmaschine und Werkstück sauberer
  • Schleifscheiben sauberer, länger nutzbar
  • Trockene Metallbriketts als Wertstoff statt nasser, schwer zu entsorgender Schleifschlamm
  • Keine Zugabe von Filterhilfsmitteln
  • Kühlleistung und Energieverbrauch gesenkt
  • Kompakte Bauweise von Maxflow statt großer Kantenspaltfilter
  • Variabler Filtereinsatz für Öl oder Emulsion

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