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Feinstfilter MicroPur

Saubere Lösung

Zentrale MicroPur-Filteranlage reinigt das Öl von acht Hartmetall-Schleifzentren

Spezialgebiet des Präzisionswerkzeugherstellers August Beck sind Reibahlen aus Hartmetall und Cermet. Um seine Schleifmaschinen auf höchstem Leistungsniveau betreiben zu können, wurde kürzlich eine neue zentrale Filteranlage installiert, die sich nicht nur durch hohe Leistung auszeichnet, sondern sich energieeffizient betreiben und einfach warten lässt.

Kein Zweifel, eine Stärke deutscher Metallverarbeiter ist ihre Leistungsfähigkeit und Präzision, die auf jahrzehntelanger Erfahrung basiert. Diese Erfahrung ist nicht nur bei eigenen Mitarbeitern gefragt, sondern auch bei Ausrüstern wie Maschinen- und Werkzeugherstellern.
Über 100 Jahre Erfahrung ist bei August Beck in Winterlingen zuhause. Mit rund 200 Mitarbeitern produziert der Präzisionswerkzeughersteller auf modernsten, automatisierten Produktionsanlagen in den Werken Winterlingen und Harthausen ein qualitativ hochwertiges Programm an Reibahlen, Senkern und Aufbohrern. Die Kernbereiche sind Hochleistungsreibahlen mit innerer Kühlmittelzufuhr für hohe Schnittwerte aus Hartmetall, Cermet, PKD- und CBN-bestückt, sowie DIN-Werkzeuge aus HSS. Technischer Leiter Frank Rieber weist auf die wachsende Bedeutung von Sonderwerkzeugen hin, die individuell für die Bearbeitungsaufgaben der Kunden konstruiert werden: ?Durch den Einsatz von kundenspezifischen Sonderwerkzeugen können oft mehrere Arbeitsschritte eingespart werden. Sie bieten sich daher oft als wirtschaftliche Lösung eines Bearbeitungsproblems an und werden bei uns zunehmend nachgefragt.?
Um alle Kundenwünsche schnell und in hoher Qualität erfüllen zu können, haben die Verantwortlichen bei Beck im letzten Jahr ihre Produktion umstrukturiert und partiell erweitert. Mit auf dem Plan standen neue Reinigungssysteme für Kühlschmierstoffe. Frank Rieber berichtet: ?Zunächst haben wir uns nach einem geeigneten Filtersystem für die HSS-Bearbeitung umgesehen, da wir mit dem bestehenden nicht mehr zufrieden waren. In einer Knoll-Anlage mit zwei VL-Vakuumfiltern haben wir die passende Lösung gefunden. Daher stand auch die Firma Knoll zur Debatte, als es um eine zentrale Reinigungsanlage für acht bis zehn Maschinen zur Hartmetall- und Cermet-Bearbeitung ging.? Ein erfolgreicher Feldversuch mit dem neuen MicroPur-Filter von Knoll gab schließlich den Ausschlag: Die Bad Saulgauer erhielten den Auftrag, eine solche Zentralanlage zu planen und zu realisieren.

Filterfeinheit unter 3 µm
An diese Anlage galt es, acht Schleifmaschinen von Walter, Studer, Rollomatic und Reinecker anzuschließen, auf denen ausschließlich Hartmetall- und Cermet-Reibahlen gefertigt werden. Frank Rieber macht die wichtigsten Punkte deutlich: ?Gerade beim Bearbeiten dieser Materialien ist für die perfekte Qualität ein extrem sauberes Schleiföl notwendig. Wir benötigen eine Filterfeinheit von unter 3 µm. Schmutziges Öl beeinträchtigt das Schleifergebnis und die Standzeit des gesamten Fertigungssystems. Unsere bisher eingesetzte Filteranlage basierte auf Kantenspalttechnologie. Sie war zu umständlich in Bedienung und Wartung, außerdem in den Betriebskosten eindeutig zu teuer. Entsprechend forderten wir vom neuen System Verbesserung in all diesen Punkten.?
Auch der Platzbedarf spielte eine wichtige Rolle. Denn die zentrale Filteranlage musste für neue Maschinen ihren bisherigen Standort in der Produktionshalle räumen und in einem 5 x 6 m großen Lagerraum an der Hallenseite Platz finden. Karl-Rudolf Vogel, Gruppenleiter Entwicklung bei Knoll Maschinenbau, weist auch auf den hohen Zeitdruck hin, unter dem die Zentralanlage aufgebaut und in Betrieb genommen werden musste: ?Es galt praktisch zeitgleich die bisherige HSS-Anlage nach Harthausen zu verlagern und die neue Anlage komplett innerhalb von 48 Stunden voll funktionstüchtig zu installieren. Zunächst musste sie noch im Mischbetrieb HSS, HM und Cermet filtern. Seit April ist sie ausschließlich für Hartmetall und Cermet zuständig.?
Vorweggenommen: Knoll konnte sich als kompetenter Problemlöser im Systembau beweisen. Das Ergebnis überzeugte Frank Rieber und sein ganzes Team. Peter Pawtowski, der zuständige Meister, erklärt: ?Die Zusammenarbeit war hervorragend, und die neue Anlage ? kein Vergleich zu früher. Die geforderte Filterfeinheit von unter 3 µm wird erreicht, außerdem sie ist viel einfacher und schneller zu bedienen und zu warten.?

Einfache Wartung durch rückspülbare Sternfilter
Kern der von Knoll konzipierten Filteranlage ist der Feinstfilter MicroPur. Er basiert nicht wie andere Feinstfilter auf der Kantenspaltfiltration mit einer hohen Anzahl von Papierkerzen, sondern enthält rückspülbare Sternfilter, wie man sie aus anderen Bereichen der Ölfiltration oder dem Erodieren kennt. Der MicroPur wird in sogenannten Modulkästen angeboten. Vier Filtertöpfe finden in einem Kasten Platz, von denen jeder 60 l/min filtern kann. Bei Beck werden vier Modulkästen benötigt, von denen zwei nebeneinander und die anderen darüber angeordnet sind. Sie mechanisch ? aber auch elektrisch zu koppeln, ist einfach gelöst: Jeder Modulkasten hat eine Verschaltungsstation, die dank ASI-Bus nur über drei Kabel mit dem Schaltschrank verbunden wird.
Besonders einfach und zeitsparend ist auch die Wartung des neuen MicroPur. Jedes einzelne Filterelement wird differenzdrucküberwacht. Wenn der Filterkuchen eine gewisse Stärke erreicht oder eine festgelegte Zeit verstrichen ist, wird das Element automatisch rückgespült. Dazu wird der Zulauf gestoppt und der Abgang zum Reinmediumtank kurzzeitig gestaut. Gleichzeitig öffnet sich der Ablauf zum Abschlammbehälter. Die anderen Filter aus dem Modulkasten spülen dann das Filtergewebe von innen nach außen durch, so dass sich der gesamte Kuchen löst und weggeschwemmt wird. Für Frank Rieber war dieses Rückspülsystem ein wichtiges Argument: ?Bei unserer bisherigen Anlage, dem Kantenspaltfiltersystem, musste mit Druckluft rückgespült werden. Das ist energieaufwendig und teuer. Bei einer Anlage dieser Größe müssen wir dafür mit etwa 20 Euro pro Tag rechnen. Beim MicroPur summieren sich die Energiekosten fürs Rückspülen auf etwa 40 Euro im Jahr.?

Deutlich geringere Betriebskosten als bei vorheriger Anlage
Auch beim Filtermedium bestehen deutliche Preisunterschiede. Ein kompletter Satz dieser Sternfilter kostet ? bei vergleichbarer Anlagengröße ? weniger als ein Zehntel der erforderlichen Kantenspaltkerzen. Natürlich ist die die Lebensdauer der Sternfilter etwas geringer. Frank Rieber: ?Im Feldversuch hat sich die versprochene Haltbarkeit von einem halben Jahr im Drei-Schicht-Betrieb bestätigt. Die Kantenspaltkerzen mussten wir alle 4 Jahre wechseln, was durch die feste Verschraubung des Behälters einen großen Aufwand bedeutete. Außerdem unterlag der bei Betrieb unter Druck stehende Behälter einer Kontrollpflicht durch den TÜV.?
Beim MicroPur besteht eine solche Auflage nicht, denn er arbeitet weitgehend druckfrei. Müssen die Sternfilter ausgetauscht werden, genügen wenige Handgriffe. Über eine Spindel lässt sich die Filterbatterie öffnen. Dann werden die Deckel der einzelnen Behälter abgezogen und die Einsätze ausgetauscht ? fertig.
Beschickt wird die MicroPur-Anlage abwechselnd über zwei Hauptpumpen, deren Frequenz über den Füllstand geregelt wird. Knoll Entwicklungsleiter Karl-Rudolf Vogel erklärt: ?Bei einer Zentralanlage muss die Verfügbarkeit gesichert sein. Ein Ausfall würde alle angeschlossenen Maschinen zum Stillstand bringen. Darum haben wir für Redundanz an allen wichtigen Positionen gesorgt. Die beiden Hauptpumpen zum Beispiel arbeiten im Wechsel ? und wenn eine tatsächlich mal ausfallen sollte, übernimmt die zweite die Schicht.?

Energieeffizienz durch frequenzgeregelte Pumpen
Durch die Frequenzregelung aller wesentlichen Pumpen erreicht Knoll eine hohe Energieeffizienz. Auch die beiden anderen redundanten Pumpen, die das Reinmedium wieder ins Versorgungsnetz befördern, sind frequenzgeregelt. Sie halten den Druck konstant auf 20 bar. Karl-Rudolf Vogel: ?Wir setzen hier mehrstufige Kreiselpumpen ein mit flacher Kennlinie. Sie sind in der Lage, bei Druckunterschieden durch das Ab- und Zuschalten von Maschinen prompt zu reagieren und das Niveau im Netz auf 20 bar zu halten.? So wichtig wie die Reinheit des Schleifmittels und sein gleichbleibender Druck ist auch seine gleichbleibende Temperatur. Dafür hat Knoll mit einem Durchlaufkühler gesorgt, der das Medium auf dem vorgegebenen Wert +/- 0,3 K hält.
Die Qualität des gereinigten Schleiföls genießt bei Meister Peter Pawtowski oberste Priorität. Er bestätigt: ?Die vom Knoll-MicroPur erreichte Reinheit liegt nach NAS 1638 etwa bei Klasse 6. Das ist besser als der Anlieferungszustand des Öles, der durch Behälterrückstände und Mineralstoffe etwa der Klasse 10 entspricht. Regelmäßig werden aus dem Ölstrom nach den jeweiligen MicroPur-Modulkästen Proben gezogen, die dann bei Knoll im Labor geprüft werden. Für Karl-Rudolf Vogel ist das eine für die Mikrofiltration sehr wichtige Kontrollinstanz, ?durch die wir Tendenzen frühzeitig erkennen und durch bestimmte Einstellungen beeinflussen können.?

Stichfeste Hartmetallrückstände sichern hohen Rückkaufwert
In Peter Pawtowskis Zuständigkeitsbereich fällt ebenfalls die Entsorgung des ausgefilterten Hartmetalls. Auch hier hat Knoll eine sehr effektive, einfach zu handhabende Lösung entwickelt. Im Abschlammbehälter, in den die Filtertöpfe rückgespült werden, verhindert ein Mischer das Absetzen des Hartmetalls und sorgt für gleichmäßige Konzentration. Von dort wird der hochkonzentrierte Schlamm in das halbautomatische SC20 Filtersystem gepumpt, das im Falle Beck aus sechs Töpfen besteht. In jedem Filtertopf befindet sich ein Sack, der das sedimentierte, stichfeste Hartmetall auffängt. Nach einer bestimmten Zeit muss der Anwender die Filter leeren. Dazu sperrt der den jeweiligen Filter ab, entlüftet und öffnet den Bajonettverschluss. Nach dem Absaugen des kopfseitigen Öls kann der den Filtersack entnehmen und über ein Rollsystem zu einer Auffangwanne fahren, wo noch die letzten Ölrückstände abtropfen können. Dann wird das Hartmetall in den Sammelbehälter geleert. Peter Pawtowski freut sich über die saubere Lösung: ?Früher hatten wir riesige Siebkörbe, die wir mit Vlies auskleiden mussten. Das Entleeren war bei weitem keine so saubere Sache und die Rückstände nicht so trocken. Mit der neuen Knoll-Anlage haben wir insgesamt einen großen Fortschritt erzielt.?

Die Highlights der MicroPur-Anlage bei Beck
- Kostengünstige Filterelemente
- Einfache Wartung
- Skalierbare Filterleistung
- Redundanter Betrieb der Pumpen
- Filtermodulaufbau mit ASI-Bus-System
- Filterreinheit < 3 µm
- Reinheitsklasse 17/13/9 nach ISO 4406
- Geringe Wartungs- und Betriebskosten
- Energieeffiziente Rückspülung ohne Luftverbrauch
- Kühlsystem in Splitausführung

August Beck GmbH & Co. KG, der Tradition verpflichtet: Qualität als Philosophie
Gegründet wurde die Firma im Jahr 1906 von August Beck als mechanische Werkstätte. Über die Jahre hinweg entwickelte sich das Unternehmen zu einem mittelständischen Industriebetrieb, der sich auf die Herstellung von Werkzeugen für die Feinbearbeitung von Bohrungen spezialisiert hat. Hier hat sich Beck in der ganzen Welt einen Namen gemacht und ist vor allem bekannt für die hohe Qualität und Präzision seiner Produkte, was nicht zuletzt auf eine fundierte Qualifikation der Mitarbeiter zurückzuführen ist. Ein Beweis dafür ist die Zertifizierung nach DIN EN ISO 9001:2000, eine Selbstverständlichkeit im Hause Beck seit 1993.
Das Fundament der August Beck GmbH & Co. KG bildet ein umfangreiches Standardprogramm an Reib- und Senkwerkzeugen. Aus dieser Produktpalette lassen sich fast alle Aufgaben in der Bohrungsbearbeitung zur vollsten Zufriedenheit der Kunden lösen. Der steigende Kostendruck jedoch verlangt mehr und mehr nach besonders wirtschaftlich funktionierenden Produktionsverfahren, die mit zu den wichtigsten Voraussetzungen für den Erfolg eines Unternehmens zählen, und erfordern daher hochpräzise, extrem leistungsfähige Werkzeuge, die Beck im Produktportfolio hat.

Kontakt
August Beck GmbH & Co. KG, Präzisionswerkzeugfabrik
Ebinger Str. 115
D-72474 Winterlingen
Tel.: +49 (0) 74 34/2 70-0
Fax: +49 (0) 74 34/7 71
E-Mail: info@august-beck.de
Web: www.august-beck.de

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Feinstbearbeitung vom Feinsten ? Reibahlen von August Beck stehen bei vielen Unternehmen aus verschiedensten Branchen hoch im Kurs. Bild: August Beck

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Fürs präzise Schleifen von Hartmetall und Cermet ist ein extrem sauberes Schleiföl notwendig. Die benötigte Filterfeinheit liegt unter 3 µm. Bilder: Knoll

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Projektierung, Bau und Montage dieser zentralen Filteranlage lag in Händen der Knoll Maschinenbau GmbH. Sie wurde passgenau auf einer Trägerplattform angeliefert und konnte in kürzester Zeit in Betrieb gehen.

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Vier MicroPur-Modulkästen mit drei oder vier Pumpen sind der Kernbereich der Reinigungsanlage fürs Hartmetallschleifen bei August Beck.

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Aus dem Reinmediumtank wird das Öl über zwei redundante, frequenzgeregelte mehrstufige Kreiselpumpen zurück ins Versorgungsnetz befördert. Sie halten den Druck im Netz konstant auf 20 bar.

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Aus dem SC20 Filtersystem werden die Säcke entnommen und über ein Rollsystem zu einer Auffangwanne gefahren, wo noch die letzten Ölrückstände abtropfen können. Dann wird das Hartmetall ins Sammelfass geleert.

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Der hochkonzentrierte Ölschlamm wird in dieses halbautomatische SC20 Filtersystem gepumpt, wo das Hartmetall in einem Sack sedimentiert und stichfest entnommen werden kann.

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Zum Wechsel der Sternfilter wird der Modulkasten über eine einfache Spindel geöffnet. Nach dem Lösen der vier Schrauben auf dem Filtertopf kann das jeweilige Element ausgetauscht werden.

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Aus Schwarz wird weiß ? mit Schleifrückständen aus Hartmetall verunreinigtes Öl wird durch die MicroPur-Filter sogar sauberer als im Anlieferzustand.

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August Beck hat seine Hartmetall-Schleiferei modernisiert und ausgebaut.

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Peter Pawtowski: ?Die Knoll-Anlage erreicht eine sehr hohe Reinheitsklasse, außerdem sie ist viel einfacher und schneller zu bedienen und zu warten als andere Lösungen.?

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Der Schaltschrank ist per ASI-Bus mit den einzelnen MicroPur Modulkästen verbunden.

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Nahezu ölfrei sind die stichfesten Schleifrückstände aus der Knoll-Filteranlage. Da hier noch gewisse HSS-Anteile vorhanden sind, entspricht die Farbe nicht dem üblichen Schwarz des Hartmetalls.