Hochleistungsfilter Filter mit Köpfchen

Die ARO Technologies AG setzte bei ihren neu entwickelten Hochleistungsfiltern zur Reinigung von Kühlschmiermitteln auf eine Steuerung, die trotz geringer Grösse äusserst leistungsfähig und vielseitig ist. Die Automationskomponenten lieferte Schneider Electric.

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Kärcher AG

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Werkzeugmaschinen stellen aus Werkstücken Produkte wie Bohrer, Zahnräder oder Gewindeteile her. Sie benötigen für ihr Bearbeitungswerkzeug und das Werkstück Kühl- und Schmiermittel, die anfallende Metallspäne in den Maschinensumpf transportieren und so laufend den Produktionsbereich reinigen. Um die Schmiermittel wieder verwenden zu können, braucht es nachgeschaltete Filteranlagen, wie sie die Langenthaler ARO Technologies AG seit mehr als 40 Jahren erfolgreich baut und vertreibt.

Geboren aus der Sonderlösung

Je nach Grösse oder Menge der Späne gelangen dabei unterschiedliche Maschinen mit verschiedenen Filtermaterialien und -anordnungen zum Einsatz. Die Produktpalette reicht vom einfachen Bandfilter, bei dem die Flüssigkeit durch ein laufend vorgeschobenes Filtervlies abtropft, bis zur komplexen Kantenspaltfiltration mit vollständiger Rückgewinnung des abfiltrierten Materials. «Wir verfügen im Filtrierbereich über ein sehr technisches Wissen und können so unsere Kunden auch bei Sonderlösungen kompetent unterstützen», erklärt Geschäftsleiter Fritz Marti. So hatte ein wichtiger Kunde eine Werkzeugmaschine für medizinaltechnische Produkte entwickelt, bei deren Herstellung nur geringe Mengen an Metallspänen anfielen. Ein einfacher Bandfilter reichte daher aus, um die eingesetzten Kühlschmiermittel zu reinigen. Diese Werkzeugmaschine entpuppte sich jedoch bald als Verkaufsschlager, weil sie sich auch für andere Produkte ideal verwenden lässt. Nur fielen dabei mehr Späne an, die der Bandfilter nicht mehr bewältigen konnte. «Aus dieser Situation heraus entwickelten wir einen Hochleistungsfilter, der die Werkzeugmaschine für breitere Anwendungen tauglich macht», führt Fritz Marti aus. Die Langenthaler merkten dabei sehr rasch, dass ihre Entwicklung ein noch viel grösseres Potenzial hatte, und fertigten einen eigenständigen Hochleistungsfilter, der sich auch für andere Werkzeugmaschinen einsetzen liess.

Patentierte Entwicklungen

Der neue Hochleistungsfilter vereint zwei Prozesse: Er entfernt die Späne aus der Flüssigkeit und filtriert diese gleichzeitig. Dadurch verstopft das Vlies weniger schnell und muss seltener vorgeschoben werden. Im Filterbecken dreht sich ein Rad mit vier Paddeln, die laufend Späne vom Vlies abstreifen. Sobald ein Paddel nach dem Auftauchen waagrecht steht, befördert ein Schaber die darauf liegenden Späne in einen austauschbaren Auffangbehälter. Damit lässt sich nicht nur Filtervlies sparen, es lassen sich pro Zeiteinheit auch deutlich grössere Mengen an Flüssigkeit filtrieren. Sensoren überwachen den Pegelstand im Filterbecken. Steigt dieser zu stark, liegen zu viele Späne auf dem Vlies und reduzieren dessen Durchlässigkeit. Der Sensor meldet dies und das Vlies schiebt sich automatisch vor. «Wir haben für diesen Hochleistungsfilter zwei Patente angemeldet, eines für das Spanaustragungssystem und eines für die speziellen Sensoren, die mit Luftblasen arbeiten», erläutert Systemingenieur André Wilhelm.

Ein kleiner Alleskönner

Damit alle Vorgänge sauber aufeinander abgestimmt laufen, suchte das Unternehmen eine transparente und nach Möglichkeit intuitiv bedienbare Steuerung. Die älteren Filteranlagen waren noch mit einem Produkt bestückt, das keine weiteren Entwicklungsmöglichkeiten mehr bot und sich damit für die komplexe Steuerung des neuen Hochleistungsfilters nicht eignete. André Wilhelm hatte sich ohnehin schon seit Jahren nach leistungsfähigen und doch preisgünstigen Steuerungen umgeschaut. «Als ich von der Steuerung von Schneider Electric erfuhr, machte es bei mir Klick», sagt er. Da die Kunden die Filteranlagen eher als notwendiges Übel betrachten, müssen diese platzsparend gebaut sein und sich in einem gewissen preislichen Rahmen bewegen. Auch die Steuerung muss viel können, darf aber weder viel kosten noch Lizenzgebühren nach sich ziehen. «Die Philosophie, die Schneider Electric seit Jahren in der Automatisierung verfolgt, entspricht genau diesen Bedürfnissen der Maschinenbauer», weiss Markus Umiker von Schneider Electric. Die Software ist nicht fest adressiert und lässt sich ohne aufwendige Adaptation von kleinen auf grosse Hardware-Plattformen übertragen, ein wichtiger Vorteil in der Automation. Im Bereich der Automation ist eine solche skalierbare Lösung sehr wichtig, da jede Funktion nur einmal entwickelt werden soll, damit die entsprechenden Bausteine Hardware-unabhängig eingesetzt werden können.

Partnerschaft grossgeschrieben

Ergänzt wird die trotz ihrer bescheidenen Grösse potente Steuerung mit einem zeitgemässen Bedienpanel, das eine Vielzahl von Funktionen zulässt und auch in seiner kleinsten Ausführung über eine Hintergrundbeleuchtung verfügt. «Anhand der grünen oder roten Farbe sieht man schon von Weitem, ob eine Störung vorliegt», meint André Wilhelm. Sämtliche Parameter der Filteranlage lassen sich definieren. So kann ihr Wirkungsgrad je nach eingesetztem Vlies und anfallendem Spanaustrag optimiert werden. Die Steuerung erhöht zudem die Energieeffizienz der Anlage, indem sie deren Pumpleistung über Frequenzumrichter stets an die Menge an Kühlschmiermitteln anpasst. Damit wird nicht nur Betriebsenergie gespart, es entsteht auch keine Abwärme, die wieder aus dem System abgeführt werden müsste. Bis es so weit war, dass die Steuerung des Hochleistungsfilters sämtliche Abläufe perfekt abbildete, brauchte es die übliche objektspezifische Entwicklungsarbeit und vor allem eine intensive Zusammenarbeit mit dem Kunden. Diese hat aber auch einen Zusammenhalt geschaffen, der gerade in der Automation eine wichtige Rolle spielt. Denn hier wird der einmal eingeschlagene Weg in aller Regel lange verfolgt. Neben der Überzeugung aller Beteiligten, den richtigen Entscheid getroffen zu haben, ist eine partnerschaftliche Haltung Voraussetzung für jede erfolgreiche Weiterentwicklung. <<

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