Moderne Absaugtechnik in der Aluminiumbearbeitung

Ein bekannter Hersteller für Strangpressprofile, Oberflächenbehandlungen und Präzisionssägearbeiten mit 300 Beschäftigten hat im Rahmen eines größeren Investitionsvorhabens an SPÄNEX die Aufgabenstellung herangetragen, an 4 Aluminiumbearbeitungsmaschinen, die mit Säge-, Bohr- und Fräsaggregaten bestückt sind, die anfallenden Späne zu beseitigen. 

Der konkreten Anlagenauslegung und -planung musste ein Versuch vorgeschaltet werden, um die Gestaltung und Platzierung der Erfassungseinrichtungen und daraus abgeleitet die Erfassungsluftmengen festlegen zu können. Es ist allgemein bekannt, dass insbesondere die Erfassungsluftmenge und der Erfassungsgrad die Effektivität der Absaugung und den Energiebedarf bestimmen. Allgemein gilt, dass die Absaughauben so zu konzipieren sind, dass mit der minimalsten, möglichen Absaugluftmenge die anfallenden Späne komplett erfasst werden. Es darf dabei nicht verkannt werden, dass der Erfassungsgrad der Absaugung entscheidenden Einfluss auf den Reinigungsaufwand und damit die Verfügbarkeit der Bearbeitungsmaschine hat. 

In dem Versuch vor Ort wurden unter Praxisbedingungen in einem iterativen Prozess die Geometrien der Hauben, die Anordnung sowie die zugeordneten Luftmengen bestimmt und somit die Basisdaten zur Ausarbeitung des Angebotes ermittelt. 

Bei den Versuchen zeigte sich, dass durch die gezielte Erfassung der Späne die eingesetzte Menge an Kühlschmierstoffen drastisch reduziert werden konnte, da das für die Nassbearbeitung typische Ausspülen der entstehenden Späne nicht erforderlich war. Von den Verantwortlichen wurde sofort erkannt, dass der wesentlich geringere Einsatz an Kühlschmierstoffen nicht nur beachtliche Kostenvorteile bringen würde, sondern gleichzeitig wesentlich bessere Arbeits- und Umfeldbedingungen für das Bedienpersonal schaffte.

Aufgrund der bei den Versuchen gewonnenen Daten und Erkenntnisse sowie der räumlichen Bedingungen wurde folgender Lösungsvorschlag unterbreitet: 

 

1. Zur Absaugung der 4 Bearbeitungsmaschinen werden 3 Einzelentstauber der Baureihe SMU eingesetzt.

2. Zur Konstanthaltung der Absaugleistung werden die Absaugventilatoren über Frequenzumformer drehzahlgeregelt.

3. Die Entsorgung der Aluminiumspäne erfolgt jeweils mit Schieberschleusen mit Aufgabe auf ein Förderband zum Weitertransport in einen Container.

 

zu 1.: 

 

Die eingesetzten Entstauber (Bild 1) stellen komplette Absaugstationen dar, die sich durch folgende Merkmale auszeichnen:

  • kompakte Bauweise,
  • druckstoßfestes Gehäuse,
  • Filterkammer mit integriertem Vorabscheider,
  • Filterelemente öl- und wasserabweisend,
  • effektives Abreinigungssystem,
  • reinluftseitiger Hochleistungsventilator,
  • Behälter mit Austragung und Schieberschleuse,
  • Pulverlöscheinrichtung mit automatischer Auslösung,
  • geringer Schalldruckpegel,
  • Elektroschaltung mit Volumenstromüberwachung.

Die Entstauber bzw. Absaugstationen, die nur eine Grundfläche von ca. 3 x 1 m benötigen, sollten je auf einem Untergestell angeordnet und in direkter Nähe der Bearbeitungsmaschinen (kurze Rohrleitungswege - geringer Druckverlust) aufgestellt werden. 

In dem integrierten und groß dimensionierten Vorabscheider wird der größte Teil der Aluminiumspäne von der Absaugluft getrennt, so dass die Filterelemente nur in einem geringen Umfang mit Restspänen belastet werden, die über die effektive Abscheidung entfernt werden. Obwohl Kühlschmierstoffe nur in geringster Menge eingesetzt werden, sollten die Filterelemente öl- und wasserabweisend ausgeführt werden. 

Der reinluftseitig angeordnete Absaugventilator verfügt über ein Hochleistungslaufrad (geschlossen, Laufschaufeln rückwärts gekrümmt - Wirkungsgrad 82 %), so dass in Verbindung mit dem geringen, internen Druckverlusten des Gerätes bereits ein energiesparender Betrieb sichergestellt ist. Die Reinluftkammer des Ventilators ist schalldämpfend ausgekleidet, so dass ein insgesamt geringer Schalldruckpegel erreicht wird. 

Die Geräte verfügen über je eine Pulver-Löscheinrichtung, die automatisch temperaturabhängig oder von Hand ausgelöst wird. 

 

zu 2.: 

 

Wie bereits eingangs festgestellt, werden das Ergebnis und die Effizienz der Absaugung im Wesentlichen von der Luftmenge bestimmt. Nachdem im Vorfeld durch den Versuch die optimalen Kenndaten ermittelt wurden, musste die anlagentechnische Lösung darauf ausgerichtet werden, eine konstante Absaugleistung unabhängig von den Betriebsbedingungen sicherzustellen. 

Bekanntlich ändern sich während des Betriebes von Filteranlagen bzw. nach längeren Betriebszeiten die Widerstände der Filterelemente, so dass es innerhalb eines Betriebszyklusses zu Volumenstromänderungen kommt, bzw. längerfristig zu einer stetigen Reduzierung des absaugten Volumenstromes. Bei der Anlagenplanung sind diese Einflüsse zu berücksichtigen, indem bei konventioneller Technik ventilatorseitig entsprechende Reserven vorgesehen werden. D. h. solche Anlagen arbeiten langfristig bewertet mit einem überhöhten Energieeinsatz.

Moderne Anlagen zeichnen sich dadurch aus, dass diese Nachteile vermieden werden, indem durch eine Drucküberwachung in Verbindung mit einem Frequenzumformer die Drehzahl des Ventilators den aktuellen Betriebsbedingungen angepasst wird, d. h. der in einem Betriebszyklus ansteigende Widerstand der Filterelemente wird durch Anhebung der Ventilatordrehzahl ausgeglichen, so dass der abgesaugte Volumenstrom konstant bleibt. Umgekehrt kann nach der Abreinigung der Filterelemente die Drehzahl des Absaugventilators reduziert werden, so dass die in dem Versuch ermittelte, optimale Absaugleistung permanent zur Verfügung steht. 

Nach längerer Betriebszeit der Anlage wird sich der Widerstand der Filterelemente aufgrund der zunehmenden Grundverschmutzung erhöhen. Die Steuerung der Anlage passt sich dieser Veränderung an, indem das mittlere Drehzahlniveau des Ventilators angehoben wird. 

Zusammengefasst lässt sich sagen, dass im Vergleich zu konventionellen Anlagen diese intelligente Steuerungstechnik einen energiesparenden Betrieb bei höherer Anlagenverfügbarkeit und längerer Standzeit ermöglicht. 

 

zu 3.: 

 

Die bei den Bearbeitungsvorgängen abgesaugten Späne werden in den Entstaubern von der Absaugluft getrennt, die über die Filterelemente gereinigt in den Raum zurückgeführt wird. Die Aluminiumspäne werden in dem jeweiligen Entstauber-Behälter gesammelt und kontinuierlich über ein Fächerrad in einen Fallschacht gefördert, der über eine Schieberschleuse die Aluminiumspäne an ein Förderband übergibt. Das Förderband erfasst die 3 Abwurfstellen der Entstauber und transportiert die aufgenommenen Aluminiumspäne zu einem zentral angeordneten Container. 

Das Konzept und der Lösungsansatz überzeugten den Kunden, so dass nach den durchgeführten Versuchen die komplette Anlage in Auftrag gegeben wurde. Die bisherigen Betriebsergebnisse und -erfahrungen zeigen, dass nicht nur hervorragende Absaugergebnisse in Bezug auf die Späneerfassung erreicht wurden. Gleichzeitig konnten die Arbeitsbedingungen für das Bedienpersonal entscheidend verbessert werden und eine erhebliche Kostenentlastung durch den reduzierten Einsatz an Kühlschmierstoffen erzielt werden. Last but not least wurde mit der Späneabsaugung die Verfügbarkeit und damit die Produktivität der Bearbeitungsmaschinen deutlich verbessert. 

Falls Sie weitere Informationen zu diesem Thema wünschen, können Sie sich direkt ans Werk wenden: 

 

SPÄNEX GmbH 

Luft-, Energie- und Umwelttechnik 

Otto-Brenner-Str. 6 

37170 Uslar 

Tel: 055 71 / 304-0 

Fax: 055 71 / 304-111 

E-Mail: info@spaenex.de

 

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