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Emulsionspflege ist ein Muss, aber wie: Mobil oder stationär?

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Emulsionspflege ist ein Muss, aber wie: Mobil oder stationär?

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Die Turbo-Separator AG plant und fertigt seit über 45 Jahren Kühlmittelreinigungsanlagen auf Zentrifugenbasis. Sie können im Haupt- und im Nebenstrom eingesetzt werden und separieren ohne Filterhilfsmittel einwandfrei Feststoffe aus, welche schwerer als die Flüssigkeit sind, also auch nichtmagnetisierbare oder nichtmetallische Partikel wie Graphit, Aluminium, Glas, Keramik usw. Neben einer Reihe von praxiserprobten Standardanlagen bietet Turbo-Separator auch komplexe Sonderlösungen an, welche exakt auf die Bedürfnisse des Kunden zugeschnitten sind.

Die steigenden Anforderungen im Bearbeitungsprozess an die Werkstückoberfläche und die Fertigungsgeschwindigkeiten, verlangen von den Kühlschmierstoffen immer bessere Eigenschaften. Der Wandel vom Hilfsstoff zum integralen Bestandteil des Fertigungsprozesses wurde vollzogen. Kühlschmierstoffe sind damit zu einem nicht zu unterschätzenden Kostenfaktor geworden und erfordert, die Gebrauchseigenschaften der eingesetzten Produkte möglichst lange zu erhalten.

Die Belastung der Kühlschmierstoffe durch Metallspäne, Werkzeugabrieb und Fremdöle verkürzen ihre Lebensdauer. Verbleiben diese Verunreinigungen im Kühlschmierstoff, wirkt sich dies früher oder später auf die Oberflächengüte der Werkstücke und die Werkzeugstandzeit aus. Für die Abtrennung der festen Verunreinigungen werden Verfahren wie Sedimentation, Flotation, Filtration, Zentrifugation und Magnetabscheidung genutzt. Die Auswahl für das im Einzelfall richtige Reinigungsverfahren ist abhängig von der notwendigen Filterfeinheit und Schmutzbelastung sowie dem Fremdöl und dessen Eigenschaften (emulgierend, demulgierend, Anteil in Emulsion) bei Emulsionen. Im Weiteren kann die Fremdstoffart und Partikelgröße, die Bearbeitungsart, das Absetzverhalten der Partikel und die Pflegemöglichkeiten beeinflussen.
Fremdölabtrennung
Bei wassermischbaren Kühlschmierstoffen hat eingeschlepptes Fremdöl einen erheblichen Einfluss auf die Standzeit des Kühlschmierstoffes. Auf der Kühlschmierstoffoberfläche bildet sich vor allem bei Maschinenstillstand ein Ölfilm, der die Sauerstoffaufnahme verhindert. Die Folge davon ist Bakterienwachstum und eine verkürzte Lebensdauer der Emulsion. Abskimmen und Separieren sind die üblichen Verfahren, um Fremdöl zu entfernen. Abskimmen ist jedoch nur möglich, wenn eine freie Ölschicht auf einer beruhigten Kühlschmierstoffoberfläche vorhanden ist. Zentrifugen jedoch können auch bei unberuhigter Kühlschmierstoffoberfläche und unabhängig vom Fremdölanteil eingesetzt werden, ohne dass die Emulsion „ausmagert“.
Mobile und stationäre Reinigungskonzepte
1. Nebenstrom-Reinigung mit fahrbaren Anlagen
Bei der Nebenstromreinigung wird die gereinigte Emulsion immer wieder mit der verschmutzten Emulsion vermischt. Entsprechend dauert es sehr lange, bis das Kühlmittel nur einigermaßen sauber gereinigt ist. Ein sauberes Entfernen von Fremdöl ist mit dieser Methode kaum möglich. Schmutzablagerungen, welche gefährliche Bakterienherde darstellen, können nur ungenügend erfasst werden. Da eine Nebenstromreinigung mit fahrbaren Anlagen nur sporadisch durchgeführt wird, muss sie insgesamt als ungenügend beurteilt werden. Die Kühlmittel-Standzeit kann nicht wesentlich verlängert werden.
2. Vollstrom-Reinigung mit fahrbaren Anlagen
Bei einer Vollstromreinigung wird der Maschinensumpf ganz leer gepumpt oder leer gesaugt. Nun ist es zwingend, dass der ganze Behälter sauber gespült wird und alle Schmutzablagerungen und anhaftendes Fremdöl entfernt wird. Erst dann kann die Maschine mit sauberer Emulsion aus einem Vorratsbehälter wiederbefüllt werden. Im Gegensatz zur Nebenstromreinigung ist dieses Konzept sehr viel wirksamer.
Weist der Pflegewagen nur einen Schmutzflüssigkeitsbehälter auf, dauert der Unterbruch an der Werkzeugmaschine verhältnismäßig lange. Die Emulsion gelangt nur mit relativ kleiner Volumenmenge aus der Zentrifuge in den zuvor manuell gereinigten Emulsionsbehälter an der Werkzeugmaschine. Weist der Pflegewagen einen Schmutz- und Reinemulsionsbehälter auf, wird dadurch der Unterbruch an der Werk-zeugmaschine deutlich verkürzt. Dafür muss der Pflegewagen im Verhältnis groß, schwer und unhandlich gebaut werden.
3. Stationäre Pflegeeinrichtung für die Vollstrom-Reinigung
Fahrbare Reinigungsanlagen haben auf den ersten Blick etwas Verlockendes an sich. In der Praxis setzen sich jedoch mehr und mehr stationäre Reinigungsanlagen durch. Eine komplette Entleerung und anschließendes Spülen des Maschinensumpfes ist auch bei größeren Maschinen möglich, da bei stationären Anlagen nicht an der Behälterkapazität gespart werden muss. Der Transport des Kühlmittels von und zur Reinigungsanlage kann entweder mit einem Saugwagen oder besser über eine feste Verrohrung erfolgen. Vorteilhaft ist es, wenn die Zapfstellen für gereinigte Emulsion an den Maschinen direkt angeordnet werden können. Eine stationäre Pflegeeinrichtung bietet auch die Möglichkeit, die Emulsion zentral für das gesamte System zu überwachen und die Nachdosierung/Nachbefüllung zu automatisieren.
Einsatz von Turbo-Emusep
Der Turbo-Emusep der Schweizer wird eingesetzt zur Reinigung und Entölung von Emulsion aus ca. 5 – 20 zerspanenden Werkzeugmaschinen. Die Emulsion soll bei Bedarf, mindestens aber alle 2 – 3 Wochen und bei jedem Wechsel der bearbeiteten Werkstoffe, gereinigt werden.
In den meisten Fällen begnügt man sich mit einer Reinigung im Nebenstrom. Bei einer sporadischen Nebenstromreinigung wird jedoch nie eine optimale Filterqualität erreicht, da nie alle Schmutzpartikel entfernt werden können. Auch Ablagerungen im Behälter können nur sehr schlecht beseitigt werden. Es ist jedoch bekannt, dass gerade diese Ablagerungen gefährliche Bakterienherde sind, welche die Gebrauchseigenschaften der Emulsion negativ beeinträchtigen. Auch die oftmals eingesetzten Ölskimmer sind nur wenig effektive Separiergeräte, da diese mehr oder weniger nur das Oberflächenöl erfassen, nicht aber die Ablagerungen im Behälter. Eine gute Reinigungsqualität kann nur durch die Reinigung und Entölung im Hauptstrom erreicht werden. Dies bedingt aber, dass die Bearbeitungsmaschine ganz entleert werden muss. Die entsprechenden Reinigungsanlagen müssen, um lange Unterbruchszeiten zu vermeiden, sowohl einen Schmutz- als auch einen Reinemulsionsbehälter aufweisen. Mit mobilen Geräten ist dies wenig praktikabel, da diese groß und unhandlich würden. Man wird also auf eine stationäre Aufbereitungsanlage, wie den Turbo Emusep, zurückgreifen. Ein Saugwagen, um die Bearbeitungsmaschinen zu entleeren, ist in vielen Betrieben schon vorhanden, so dass zusätzliche Investitionen entfallen. Ein weiterer Vorteil der stationären Reinigungsanlage ist die Möglichkeit der zentralen Emulsionsnachfüllung und -dosierung, welche die Verlustmengen automatisch ausgleicht. Bei mobilen Reinigungssystemen müsste die Nachdosierung an jeder Bearbeitungsmaschine individuell gelöst werden. Der Hauptvorteil der stationären Aufbereitungsanlage Turbo Emusep ist jedoch die sehr gute Filterqualität und die zuverlässige Separierung von Fremdöl, womit eine maximale Gebrauchsdauer der Emulsion garantiert ist.
Emulsionswechsel
Der Tank (2) der Bearbeitungsmaschine (1) wird mit einem Saugwagen (3) komplett entleert und sauber gespült. Danach kann die Werkzeugmaschine sofort wieder mit gereinigter und entölter Emulsion über die Versorgerpumpe des Turbo Emusep (4) befüllt werden. Im Idealfall geschieht dies mit einer Versorgerleitung, welche die Reinigungsanlage mit allen Bearbeitungsmaschinen verbindet. Es können jedoch auch zentral platzierte Schlauchrollen oder, wenn eine solche Anordnung gar nicht möglich ist, ein Saugwagen eingesetzt werden. Aus Gründen der Zeitersparnis ist jedoch einer festen Rohrinstallation der Vorzug zu geben. Der Zeitaufwand für entleeren, spülen und wiederbefüllen beträgt in der Regel zwischen 10 und maximal 30 Minuten pro Maschine. Bei derart kurzen Unterbrechungsszeiten lohnen sich im Sinne einer optimalen Emulsionsqualität auch kürzere Reinigungsintervalle durchaus.
Emulsionsreinigung
Nachdem an der Werkzeugmaschine nach dem Wiederbefüllen sofort weitergearbeitet werden kann, wird die verschmutzte Emulsion mit dem Saugwagen zur Aufbereitungsanlage gefahren und in den Schmutzemulsionsbehälter (5) gepumpt. Ein Rührwerk verhindert hier das Absetzen von Schmutzpartikeln und gewährleistet ein homogenes Gemisch. Die verschmutzte Emulsion wird dosiert der Turbo-Zentrifuge (6) zugeführt. In der Zentrifuge erfolgt die Trennung in Emulsion, Öl und Feststoffe. Dabei werden auch Feinstpartikel aussepariert. Die gereinigte Emulsion und das Öl werden mit speziellen Schäldüsen ausgetragen. Die Feststoffe verbleiben als stichfester Kuchen im Schlammeinsatz der Zentrifuge, welcher je nach Schlammanfall von Zeit zu Zeit von Hand entleert werden muss. Der Zeitbedarf für das Wechseln des Schlammeinsatzes der Zentrifuge beträgt etwa 3 – 5 Minuten. Jede Zentrifuge wird mit zwei Schlammeinsätzen geliefert. So kann jeweils ein Einsatz gereinigt werden, während sich der andere in der Zentrifuge befindet. Wenn Emulsion und Öl stark zum Emulgieren neigen oder bei ungünstigen Dichteunterschieden kann es vorkommen, dass im separierten Altöl noch eine größere Emulsionsmenge verbleibt. In diesem Falle empfiehlt es sich, eine Nachseparierung in einem speziellen Nachseparierbehälter (7) vorzunehmen. Erfahrungsgemäß wird dabei eine Ölqualität erreicht, welche eine problemlose Entsorgung als Altöl zulässt.
Erfolgreich eingesetzt werden kann der Turbo-Emusep, wenn:
– an allen Werkzeugmaschinen die gleiche Emulsion verwendet wird,
– die Abstimmung von Fremdöl (Gleitbahnöl, Getriebeöl, Bearbeitungs- und Konservierungsöl) und Emulsion so erfolgt, dass sie nicht emulgieren,
– die Emulsion noch nicht zerstört und mit Bakterien und Pilzen belastet ist,
– beim Einsatz von nur einem Saugwagen, dieser vor der Befüllung mit Reinemulsion sauber gespült wird oder die gereinigte Emulsion über eine feste Verrohrung vom Emusep zur Werkzeugmaschine gelangen kann.
Turbo-Separator SG Tel. 004171/9877020, Fax 004171/9877029
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