Grafik Maschine, Bild: Spandau Pumpen

So läuft der Reinigungsprozess mit Rückführung des Mediums an die Maschinen ab. Bild: Spandau Pumpen

Die zuverlässige Versorgung der Werkzeugmaschinen mit Kühlschmierstoffen spielt in der Metallbearbeitung eine wichtige Rolle. So auch im SKF-Werk Chodov. Dort entstehen unter anderem Progressiv-Verteiler für Schmiersysteme. In der früheren Produktionslinie traten jedoch Probleme auf. Immer wieder gab es in innengekühlten Werkzeugen Verstopfungen durch Restschmutz. Bei den zuvor eingesetzten, relativ langsamen Maschinen kamen als Filter-Variante Einzelplatzlösungen zum Einsatz. Das Projektteam Manufacturing Technology unter Leitung von Steffen Siegemund erhielt den Auftrag, dafür zu sorgen, dass in Chodov flexibler, in höherer Qualität und zu geringeren Kosten produziert wird. Deswegen entschied man sich für die Anschaffung von schnellen Einspindel-Fräszentren.

Um die Frage zu klären, wie anfallende Späne effizient aufbereitet, Kühlschmierstoff zurückgewonnen und dem Fertigungsprozess wieder zugeführt werden kann, traten das Projektteam und der globale Einkauf mit dem Unternehmen Mayfran in Aachen in Kontakt. Gemeinsam mit dem Spezialisten für Späneförderer und Filteranlagen bewerteten sie in einem Konzeptvergleich die Vor- und Nachteile von Einzelplatz- und Insellösung sowie Zentralversorgung. Die Entscheidung fiel schließlich zu Gunsten einer modularen Inselanlage mit Späneförderer aus.

Die Filteranlage bedient zwei Produktionslinien mit je drei Werkzeugmaschinen und eine Einzelplatzlösung. Das System übernimmt die Vollstromreinigung von Spänen bis zu einer Größe von 25 Mikrometer plus eine zweite Feinfilterstufe (Bypassreinigung) mittels Papierbandfilter bis fünf Mikrometer. Die Anlage ist mit einem Zweitschutzbehälter ausgestattet und erfüllt die Bestimmungen des Wasserhaushaltsgesetzes. Darüber hinaus verfügt sie über einen Eintauchkühler mit einer Leistungsstarken Steuerung. Das Werk ist damit auf steigende Stückzahlen vorbereitet und kann diesen Kühler bei Bedarf zuschalten, um den Kühlschmierstoff auf einer konstanten Prozesstemperatur zu halten.

Pumpenhersteller hinzugezogen

Martin Zverina, Bild: Spandau Pumpen
Betriebsleiter Martin Zverina berichtet von einem deutlich geringeren Energieverbrauch bei der Anlage. Bild: Spandau Pumpen

Als Dritter im Bunde fehlte noch ein Pumpenhersteller. Dabei wurden das Projektteam in den eigenen Reihen fündig: Spandau Pumpen mit Sitz in Berlin gehört seit 2004 zur Unternehmens-Gruppe. Für die modulare Insel-Lösung mit Späneförderer lieferten die Berliner für den Bearbeitungsprozess drei Niederdruck- und drei Hochdruckpumpen (PS- und LMP-Baureihen) jeweils mit Frequenzumrichtern.

Die Motoren können mittels Adapterkonzept einfach mit einem Frequenzumrichter aufgerüstet werden. Die Pumpen mit Umrichtern werden im Parallelbetrieb eingesetzt. Einige Komponenten sind redundant ausgelegt, um Ausfälle der Anlage zu verhindern. Der Reinigungsprozess läuft dabei immer nach demselben Schema ab: PSH-Spülpumpen fördern das verschmutzte Medium von den Werkzeugmaschinen zur Filteranlage.

Die geklärte und wiederverwendbare Flüssigkeit wird in einen Behälter geleitet. Von diesem Reintank fördern PS-Pumpen mit Niederdruck das gefilterte Medium und die LMP-Schraubenspindelpumpen das feinst gefilterte Medium mit Hochdruck zum erneuten Einsatz an den Maschinen.

Durch die Parallelsteuerung mit Masterfunktion der Pumpen arbeiten sie stets bedarfsgerecht. Die gleichmäßige Belastung ermöglicht eine lange Lebensdauer. Die Anlage fördert nur so viel Kühlschmierstoff, wie die angeschlossenen Maschinen benötigen. Die Master- oder Wechselsteuerung gewährleistet eine homogene Laufzeit der einzelnen Pumpenaggregate. Da nicht immer alle Prozesspumpen im Betrieb sind, wird alle 24 Stunden eine andere Masterpumpe gewählt. Dadurch werden alle Komponenten einem nahezu identischen Verschleiß ausgesetzt.

Die Sensoren in den Rohrleitungen geben dem Frequenzumrichter Input über den Ist-Zustand des Prozessdrucks. Der Umrichter steuert dann die Drehzahl der Pumpen, um ein gleichbleibendes Druckniveau zu erhalten. Eine Bypassregelung ist nicht notwendig.

Effizient und wartungsarm

Die automatische Anpassung der Drehzahl durch den Frequenzumrichter kompensiert einen möglichen Leistungsabfall durch den Verschleiß der Spindeln oder des Laufrads. Durch das sanfte Anfahren der Anlage mit Umrichter-Technologie werden Druckstöße vermieden. Insgesamt ergab sich in Chodov eine spürbare Senkung der Betriebskosten.

Das System ist energieeffizient. „Aus Verbrauchsmessungen und Zerspanungsvolumina haben wir errechnet, dass der Energieverbrauch bei lediglich 40 Prozent im Vergleich zu einer in Betrieb befindlichen Einzelplatz-Anlage liegt“, rechnet Werksleiter Martin Zverina vor. Des Weiteren wurden in der Anlage vier Spülpumpen (PSR-Baureihe) zur Filterreinigung und zwei Restschmutzpumpen (PMS-Baureihe) zum Abtransport von Rückständen verbaut. Für die Späneförderer mit den seitlichen Pumpstationen wurden jeweils zwei Hebepumpen (PSH-Baureihe) bereitgestellt.

Die Filteranlage ist modular aufgebaut. Eine Erweiterung der Anlage ist somit jederzeit möglich. Die Insel-Filteranlage ist auch hinsichtlich des Maschineneinsatzes flexibel. Sollte beispielsweise noch ein Schleifzentrum hinzukommen, kann der gleiche Anlagentyp verwendet werden. Zu ändern wäre lediglich die Filterqualität.

Die hohe Verfügbarkeit und die geringen Wartungskosten der Lösung von Spandau Pumpen haben die Verantwortlichen in Chodov überzeugt. Großen Wert legte das Unternehmen auf einen vollautomatischen Prozess. Auf manuell zu reinigende Siebkörbe vor den Hebepumpen wurde verzichtet. Die Komponenten wie auch die dazugehörigen Filterelemente wurden speziell dafür entwickelt.

Kapazitätsreserven vorhanden

Aus Sicht von Werksleiter Martin Zverina hat sich die Bearbeitungssicherheit deutlich verbessert. „Wir sind mit der Leistung der ganzen Anlage und insbesondere mit den Spandau-Pumpen sehr zufrieden. Sie laufen 24 Stunden, sieben Tage in der Woche und versorgen sieben Schlüsselmaschinen in unserer mechanischen Fertigung zuverlässig mit Kühlschmierstoff“, bilanziert er.

Dabei gibt es noch Kapazitätsreserven sowohl im Hoch- wie auch im Niederdruckbereich, sodass noch bis zu zwei weitere Maschinen angeschlossen werden können. Sollten weitere Bereiche der Produktion auf ein ähnliches Fertigungskonzept umzustellen sein, kann eine weitere Inselanlage gestellt und als Kühlschmierstoff-Netzwerk betrieben werden. Martin Zverina: „Durch die modulare Bauweise ist eine Anpassung an den aktuellen Bedarf jederzeit möglich.“ do

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