Lehmann-UMT GmbH: Zentrale Kühlschmierstoffanlage Pro Minute 20 m3 Emul­sion auf 10 µm filtrieren

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Zur Filtration von Kühlschmierstoffen bei der Aluminiumbearbeitung arbeitet ein Batteriehersteller mit einer zentralen Filteranlage der Lehmann-UMT GmbH. Die Anlage filtert Aluminiumspäne bis 10 µm sicher aus der Emulsion heraus.

Um Trägerleisten für Batteriesysteme für Elektrofahrzeuge herzustellen, wird Aluminium auf derzeit 39 Hochleistungsfräsmaschinen bearbeitet. Insgesamt macht es der sehr hohe anfallende Spananteil erforderlich, dass dementsprechend grosse Mengen an Fluid zum Einsatz kommen. Die Anlage läuft voll automatisiert rund um die Uhr und gewährleistet hohe Prozesssicherheit und Maschinenverfügbarkeit. Titus Lehmann, Geschäftsführer der Lehmann-UMT, erklärt: «Unsere Anlage ist hier in einem hochaktuellen, zukunftsträchtigen Markt platziert und trägt zur Nachhaltigkeit des Produktionsprozesses und damit des Endprodukts bei.» Die Maschinen sind hochgradig automatisiert. Bauteile werden über ein Äquivalentsystem zugeführt und dann von Robotern direkt in die Bearbeitungsmaschinen transportiert. Ein Roboter versorgt immer drei Bearbeitungszellen, dort werden die Bauteile gefertigt und automatisch wieder entnommen.

Späne mehrstufig abscheiden und filtern

Jonathan Gehmlich, technischer Leiter der Lehmann-UMT, erläutert die Funktion der Kühlschmierstoffe: «Mit 500 Liter in der Minute pro Bearbeitungszentrum spülen wir die anfallenden Späne aus der Maschine.» Das verunreinigte Fluid gelangt vom Bearbeitungszentrum auf einen Kratzkettenförderer mit integriertem Spaltsieb, damit werden alle Späne, die grösser als 0,5 mm sind, aus dem Prozess herausgenommen und so nachstehende Filter entlastet. Durch die mechanische Vorabscheidung werden bereits bis zu 85 Prozent der Späne ausgetragen und nur die Emulsion mit den feinen Schmutzpartikeln wird zurück in die Filteranlage gepumpt.

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Anschliessend gelangt der verunreinigte Kühlschmierstoff auf den Kompaktfilter, dieser trägt den Feinspananteil sicher aus dem Prozess aus und filtert bis 10 µm fein. Unter dem Kompaktfilter befindet sich der Reintank mit einem Volumen von 8 000 l. An der Oberfläche aufschwimmende Fremdöle werden durch einen Bandskimmer aus dem Prozess herausgenommen, so verbleibt nur das gereinigte Medium im Tank.

Effizient durch frequenzgesteuerte Pumpen

Durch frequenzgesteuerte, zentrale Pumpen wird der saubere KSS den Bearbeitungsmaschinen wieder zugeführt. Dabei sind alle Systeme bedarfsgesteuert. Das bedeutet, es wird nur genau so viel Fluid zur Verfügung gestellt, wie tatsächlich im Bearbeitungsprozess benötigt wird. Jede Maschine ist zusätzlich mit einer IKZ-Pumpe ausgerüstet, die ebenfalls über die zentrale Filteranlage effizient gesteuert wird, diese sichert die zuverlässige Innenkühlung und lange Standzeiten der Bearbeitungswerkzeuge.

Die Filteranlage und die Fördertechnik sind komplett miteinander verknüpft und sensorisch überwacht. Die gesamte Steuerung der Anlage, die Pumpen und Antriebe sind in einem zentralen Schaltschrank erfasst. Die Steuerung hat ebenfalls eine Schnittstelle zu jedem angeschlossenen Bearbeitungszentrum, um verschiedene Meldezustände und Wartungsintervalle zu kommunizieren und Kühlmittel bedarfsgerecht zur Verfügung zu stellen. Das Gesamtsystem ist sehr wartungsfreundlich, gut zugänglich und verschleissarm. Die Steuerung und damit die gesamte Anlage laufen voll automatisiert, sodass der manuelle Eingriff und die Personalkosten minimiert werden.

Die Zentralanlage ist mit einem zusätzlichen Fernwartungsmodul ausgerüstet, sodass bei Anpassungen oder im Servicefall schnell unterstützt wird. Die Filteranlage zeichnet sich durch einen hohen Automatisierungsgrad aus, läuft vollständig autark und kann an die übergeordnete Gebäudeleittechnik angeschlossen werden. Sämtliche Anlagen des Herstellers Lehmann sind Industrie-4.0-fähig und dank des standardmässigen Plug-and-play-Systems einfach in bestehende Maschinenkonzepte integrierbar.

Schrittweise auf- und ausgebaut

Ziel zu Beginn des Projekts war es, die Filtration für ein kleines Bearbeitungsnest von drei Maschinen umzusetzen. «Im Verlauf realisierten wir darüber hinaus die Filtration für eine komplette Fertigungshalle mit einem integrierten zentralen Späneentsorgungssystem», berichtet Titus Lehmann. Im ersten Schritt wurden die technischen Parameter anhand einer Testreihe festgelegt. Daraufhin legten die erfahrenen Konstrukteure der Lehmann-UMT die Anlage passgenau auf den Kundenprozess aus und entwickelten, durch die Verkettung einzelner Fördersysteme, die optimale Lösung für ein zentrales Werksentsorgungssystem.

«Das Projekt wurde in den letzten zweieinhalb Jahren realisiert. Über die verschiedenen Ausbaustufen hinweg sind mittlerweile insgesamt 39 Bearbeitungszentren an die zentrale Filteranlage angeschlossen, jedes davon benötigt etwa 500 l gefilterten KSS pro Minute. Das bedeutet, dass die Zentralanlage jede Minute etwa 20 000 l Emulsion in dieser einen Produktionshalle filtert, das ist schon gigantisch», erklärt Jonathan Gehmlich. Aktuell laufen die Planungen, weitere Bearbeitungszentren in dieser Fertigungslinie mit Filter- und Fördertechnik auszustatten.

Service gewährleistet

Das «Rundum-Sorglos-Paket» ist für Anwender der Kühlschmierstoffaufbereitung von der Lehmann- UMT einer der vielen Gründe für die Zusammenarbeit. Diese Leistung sorgt für maximale Sicherheit und bedeutet 360°-Service aus dem sächsischen Vogtland. Von der Anbahnung über Konstruktion, Abstimmungen mit anderen Gewerken und dem Endkunden bis hin zur Lieferung, Aufstellung und Inbetriebnahme durch qualifiziertes Servicepersonal unterstützt der Anlagenbauer mit Erfahrung und Know-how.

Die Lehmann-UMT steht dabei nicht nur für langfristige Partnerschaften, sondern auch für Qualität «Made in Germany». Der gesamte Produktionsprozess der Anlagen findet in modernster Eigenfertigung statt, vom Zuschnitt auf eigenen Fiberlaser-Anlagen über Schweissprozesse, die durch Roboterschweissanlagen realisiert werden, bis hin zur Pulverbeschichtung, Montage und dem weltweiten umfangreichen Aftersales-Service. «Uns ist eine langfristige Partnerschaft mit unseren Kunden, auch über den Verkaufsprozess hinaus, sehr wichtig. Wir stellen beispielsweise die Ersatzteilverfügbarkeit über mehrere Jahre sicher und schulen Mitarbeiter unserer Kunden so, dass auch Service- und Wartungseinsätze fachmännisch selbst durchgeführt werden können», erklärt Titus Lehmann.

Nachhaltig und umweltfreundlich

Generell sind die Anlagen aus dem Hause Lehmann so aufgebaut, dass sie in erster Linie die natürlich in der Umwelt vorkommende Energie, beispielsweise Sedimentation durch Gravitationskraft, den hydrostatischen Wasserdruck, Magnetismus und Adhäsionskräfte, nutzen. Die Filteranlage verbraucht durch die Vorabscheidung mithilfe des Kratzkettenförderers signifikant weniger Filtervliess, denn die Hauptschmutzfracht wird bereits vor der Filtration durch den Kompaktfilter aus dem Prozess ausgetragen. Zudem verfügt der Kompaktfilter über einen bedarfsgesteuerten Filterfliessvorschub. Also zieht die Anlage nur bei Bedarf Filtervliess automatisch in den Filterraum ein. Dadurch ist das Gesamtsystem sehr nachhaltig und kosteneffizient im Hinblick auf Entsorgungs-, Energie- und Folgekosten. Das gute Filterergebnis und der trockene Filterkuchen ermöglichen, die Späne wieder einzuschmelzen, zu recyceln und so die Umwelt zu schonen.

Alle Pumpen sind mit intelligenten Drehzahlregelungen durch Frequenzumformer ausgestattet, sodass bedarfsgerecht genau der Druck zur Verfügung steht, der gerade im Prozess benötigt wird. Das gewährleistet den energieeffizienten Betrieb der Anlage und senkt die Stromkosten. Gleichzeitig sind die Hochdruckpumpen sehr nah an den Bearbeitungsmaschinen aufgestellt, so werden Leitungswege kurz gehalten und Druck- und Energieverluste minimiert.

Energieeffizient hergestellt

Titus Lehmann berichtet stolz: «Damit sind unsere Produkte besonders energieeffizient. Sie tragen nicht nur zur Nachhaltigkeit der Produktion bei, sondern werden selbst bereits umweltfreundlich hergestellt, indem wir den Energiebedarf bei der Produktion durch eigens erzeugte Solarenergie und die Nutzung von Abwärme aus verschiedenen anderen Prozessen decken.» Erst im Jahr 2022 investierte das vogtländische Unternehmen in eine Solaranlage, die auf den Dächern der Betriebsgebäude montiert wurde und nun den Energiebedarf des gesamten Unternehmens deckt und überschüssige Energie in das lokale Netz einspeist. (kmu) SMM

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