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Praxisberichte

MAXFLOW überzeugt Präzisionsschleiferei auf ganzer Linie

Höhere Oberflächengüte und Prozesssicherheit durch Kompaktfiltersystem mit integrierter Brikettierung

Kleine Ursachen haben in der Metall verarbeitenden Industrie große Wirkung: Schon feinste Schleifpartikel im Kühlschmiermittel beeinträchtigen Präzision, Oberflächengüte sowie Standzeiten und damit die Effizienz des gesamten Prozesses. Für Unternehmen wie die Heinrich Müller GmbH mit Sitz in Wendelstein, Mittelfranken hat deshalb die Reinheit des Schleifmediums hohe Priorität. Mit einbaufertigen Präzisionsdrehteilen ist das in vierter Generation geführte Unternehmen gefragter Zulieferer für die Automobil-, Elektro- und Elektronikindustrie, für die Medizintechnik, Luft- und Raumfahrt- sowie für die optische und Spielwarenindustrie. Bei dem weit reichenden Spektrum centerless (spitzenlos) geschliffener Drehteile ist das Firmenmotto „Sicherheit durch Präzision“ Garant erstklassiger Produkte. Um diese führende Position auch weiterhin zu gewährleisten, setzen die Geschäftsführer Lothar und Florian Müller, Enkel und Urenkel des Firmengründers, konsequent auf kontinuierliche Verbesserung der Prozesse. Die Inbetriebnahme des Kompaktfiltersystems MAXFLOW der GKD – GEBR. KUFFERATH AG bewirkte in der Schleiferei signifikante Effizienzsteigerungen.

Über 100 Jahre Erfolg durch Präzision
Das 1907 von Heinrich Müller in Nürnberg gegründete Unternehmen ist seit 1923 im zwölf Kilometer entfernten Wendelstein ansässig. Heute gilt der Betrieb mit einem Jahresumsatz von 10,4 Millionen Euro als Spezialist für die Produktion hochkomplexer, einbaufertiger Automatendrehteile in Mittel- und Großserienfertigung. Im Stammwerk in Wendelstein sowie in der Betriebsstätte in Schwarzenbruck werden Drehteile mit Durchmessern von 1mm bis 90mm hergestellt. Ob Ventilteile zur Nockenwellenverstellung, Ventilführungen oder Magnetanker, Lagerbuchsen für Drosselklappen von LKW-Motoren oder Steckerstifte – allen hier gefertigten Bauteilen gemeinsam sind höchste Anforderungen an Präzision und Oberflächengüte. Die geforderten Toleranzen im Tausendstelbereich setzen absolute Prozesssicherheit voraus. Die hohen Stückzahlen – im Jahr bis zu fünf Millionen Stück pro Produkt – verlangen zudem maximale Produktivität. Flexibilität in der Fertigung, messbar höhere Standzeiten und Zuverlässigkeit der Bearbeitungsprozesse gewährleisten dabei die notwendige Wirtschaftlichkeit. Heinrich Müller begegnet dem Marktdruck mit modernsten Maschinen, jahrzehntelang gewachsenem Know-how und zukunftsweisenden Prozessen.

Auftragsbezogene Fertigung
Die geforderte kundenspezifische Flexibilität beginnt bei Heinrich Müller bereits im eigenen Werkzeugbau, wo Hartmetallformwerkzeuge auf optischen Profilschleif- oder Drahterodiermaschinen entstehen. Neben Automatenstählen kommen für die hochwertigen Bauteile Edelstähle, Messing, Neusilber, Kupfer, Aluminium oder Titan nach Kundenvorgaben und Anwendungszweck zum Einsatz. Auf Ein- und Sechsspindelautomaten – Kurven- oder CNC-gesteuert – werden Teile mit komplexen Geometrien und vielfältigen Bearbeitungsschritten gefertigt. Beim anschließenden Waschprozess in Spezialwaschmaschinen werden jeweils zwei volle Körbe mit Drehteilen sieben bis acht Minuten mit Kohlenwasserstoff gewaschen und unter Vakuum getrocknet. Ein Teil der Produktion wird anschließend in der Centerless-Schleiferei auf Fertigmaße im µ-Bereich weiterbearbeitet. Von dort transportiert ein Schwingförderer die Ventilführungen zur Schleiferei. Die kantenempfindlichen Magnetanker werden händisch auf ein Förderband gelegt und zur Schleiferei gebracht. Mit hochwertiger Messtechnik und optischen Sortierautomaten sichert das mittelfränkische Unternehmen absolut zuverlässig die geforderte Qualität. Hierfür steht auch das zertifizierte Qualitätsmanagementsystem nach DIN EN ISO 9001:2008. In der eigenen Versandabteilung werden die auftragsspezifisch gefertigten Präzisionsdrehteile nach Kundenvorgaben versandfertig verpackt.

Kurzer Prozess für Präzision
Nur mit höchster Präzision bei immer kürzerer Bearbeitungszeit sind die notwendigen Stückzahlen zu erzielen. In der Schleiferei in Wendelstein werden beispielsweise jährlich zwei Millionen Ventilführungen aus einer Messing-Sonderlegierung centerless geschliffen. Die Stückzeit beträgt zwei Sekunden, was einer Ausbringmenge von 1.800 Ventilführungen je Stunde oder 60.000 Stück pro Woche entspricht. Jede dieser ca. 45mm langen Ventilführungen wird mit einer 11µm-Toleranz geschliffen, also einem Toleranzspektrum zwischen einer Drittel- und einer Zehntelhaaresdicke. Um diese Toleranzen einzuhalten, spielt neben der exakten Auslegung von Werkstoff und Automaten die Beschaffenheit des Kühlschmieröls eine entscheidende Rolle. Der Schleifvorgang erfolgt mit Drei-Punkt-Berührung. Dabei wird das zu bearbeitende Bauteil auf einem Hartmetalllineal durch die Anlage geführt, wo eine gummierte Regelscheibe es langsam gegen die sich schnell drehende Schleifscheibe dreht. Binnen zwei Sekunden nimmt eine Ventilführung so ihre vom Kunden definierte Dimension an. Der entstehende Schleifstaub und -abrieb wird mit dem Schleiföl ausgetragen.

Schleifölfiltration auf dem Prüfstand
Seit über 20 Jahren erfolgte dieser Prozess bei Heinrich Müller auf zwei centerless schleifenden Automaten mit Schleifscheibendurchmessern von 350 und 400mm. Die Schleifölfiltration erfolgte per Zentrifuge, nachdem die zuvor getestete Lösung mit Papierbandfiltern nicht die Erwartungen erfüllte. Mitte 2010 fiel die Entscheidung, eine dritte, größere spitzenlos schleifende Maschine anzuschaffen. Deren Schleifscheibe misst 600mm Durchmesser und arbeitet mit 1.000 Umdrehungen/Minute. Damit stieg auch die Anforderung an die Schleifölfiltration: 1.200 Liter Schleiföl durchströmen heute permanent die drei Schleifautomaten, um Schleifscheiben und Werkstück gleichmäßig zu schmieren und frei von Spänen oder Schleifscheibenabrieb zu halten. Bereits kleinste Verunreinigungen des Öls durch Schleifpartikel würden die Präzision des Schleifprozesses beeinträchtigen und die Werkzeuge gefährden. Ausschlaggebend für den Wunsch, den Filtrationsprozess zu optimieren, war letztlich die aufwendige Entsorgung des ausgetragenen Filterschlamms. Lothar Müller war die risikoreiche Zwischenlagerung des Schlamms, der als Sondermüll gilt, ein Dorn im Auge. Hinzu kam die ebenso schwierige wie teure Entsorgung, die man künftig vermeiden wollte.

Bessere Laborergebnisse ohne Sondermüll
Zur GrindTec in Augsburg informierte sich deshalb Michael Mullee, Abteilungsleiter Werkzeugbau und Schleiferei bei Heinrich Müller, über neue Lösungen im Bereich der Hydrozyklone.  Auf seinem Weg durch die Messehalle sah er am Stand der  GKD – GEBR. KUFFERATH AG ein Filterpaket. Da er das Maxflow-Konzept, das Filtration und Brikettierung in einer Anlage vereinigt, durch Referenzberichte kannte, weckte es seine Neugierde. Laborproben von ungefiltertem und gefiltertem Öl zeigten deutlich bessere Ergebnisse, als die bisher in seiner Schleiferei eingesetzte Zentrifuge erbrachte. Spontan gefiel ihm zudem die Brikettierung des abriebhaltigen Reststoffs. Er erkannte die Möglichkeit, die Briketts ohne Nachbehandlung zu entsorgen und gleichzeitig alle gesetzlichen Auflagen ohne Entsorgungskosten einzuhalten. Ein Vorteil, der auch den technischen Geschäftsführer Lothar Müller sofort faszinierte. Sein Unternehmen arbeitet aus Überzeugung nach dem zertifizierten Umweltmanagementsystem gemäß DIN EN ISO 14001:2005. „Wir fühlen uns seit vielen Jahrzehnten der Ressourcenschonung verpflichtet. Deshalb war die Vermeidung von Sondermüll für uns ein wichtiger Punkt bei der Kaufentscheidung der neuen Filteranlage“, erläutert der Seniorchef. Die Wahl fiel auf das Filtersystem Maxflow CS 1000-503 mit einem Filterkopf und Rundtanksystem aus Schmutz- und Saubertank mit 1.200 Liter Volumen. Gehäuse, Filterscheiben und Gewebe der Anlage sind komplett aus Edelstahl gefertigt. Das Filterscheibenpaket ist im Filterkopf vertikal eingebaut. Die statischen Scheiben sind mit prozessspezifisch ausgelegtem, mehrdimensionalem Mischgewebe vom Typ YMAX® bespannt und werden im Querstrom von dem mit Filterspänen verschmutzten Öl umströmt. Die Filterleistung beträgt 200 Liter pro Minute bei einer Filterfeinheit von bis zu 5 µm. Im Saubertank ist ein Schmutztank integriert, dessen spitz zulaufender Abfluss Ablagerungen im Tankboden vermeidet. Der Filterkuchen wird per automatischer Rückspülung von den Scheiben gelöst, in der systemeigenen Presseinheit zum trockenen Brikett verpresst und ausgetragen.

Volle Zufriedenheit durch viele Vorteile
Michael Mullee ist voll des Lobes über die „sehr professionelle und schnelle Art der Aufstellung“. Er ergänzt: „Auch im Vergleich zu anderen Firmen überzeugte GKD. Jederzeit ist ein Ansprechpartner erreichbar und auftretende Probleme werden umgehend und reibungslos gelöst.“ Seit Juli 2010 ist die Maxflow-Kompaktanlage in Betrieb. Ihre Zuverlässigkeit schätzen sowohl Lothar Müller als auch Michael Mullee. „Wir sind mit der Anlage sehr zufrieden“, freut sich der technische Geschäftsführer. „Angesichts der Forderungen nach immer kürzeren Fertigungszeiten und Just-in-Time-Produktion sind für uns die deutlich längeren Standzeiten und die zuverlässige Prozesssicherheit sehr wichtig.“ Für Michael Mullee sind die „um ein Vielfaches bessere Qualität des Öls“ und die „Sauberkeit des Prozesses“ entscheidende Vorteile: „Durch die bessere Filterleistung erzielen wir eine noch höhere Oberflächengüte an unseren Werkstücken. Außerdem verschlammen unsere Maschinen nicht mehr, wodurch sich die Hygiene für unsere Mitarbeiter verbessert.“ Die bisher eingesetzte Zentrifuge arbeitete mit einem 2,5 mal 1,2 Meter großen Sammelbecken für Schmutzöl, das zweimal pro Jahr gereinigt werden musste. Heute sorgen Hebewerke an jeder Schleifmaschine für einen berührlosen Transport des Schmutzöls in den Filter. Als weiterer Pluspunkt erweist sich zudem die kompakte Bauweise des MAXFLOW-Systems. Durch die Inbetriebnahme der dritten Schleifmaschine war der in der Schleiferei zur Verfügung stehende Raum stark begrenzt. Der CS 1000-503 benötigt nur eine Stellfläche von 2,5m² und findet dadurch hinter den drei Schleifmaschinen bequem Platz. Unverändert groß ist die Begeisterung bei Michael Mullee über den trockenen Brikettaustrag. Die jeweils rund ein Kilogramm schweren Briketts fallen in einen Auffangeimer und werden mit dem Stahlschrott entsorgt.

Weitere Maxflow-Anlage schon in der Planung
Durch die positiven Erfahrungen mit dem MAXFLOW-System in der Schleiferei in Wendelstein laufen bei der Heinrich Müller GmbH bereits die Planungen für die Anschaffung einer weiteren MAXFLOW Filteranlage. „Die hohen Standzeiten und die verbesserte Werkzeuggüte rechtfertigen die Investitionskosten“, begründet Lothar Müller die Entscheidung. Die neue Anlage ist für die Schneidölfiltration der Drehautomaten geplant. Hier sind bis zu 2.000 Liter Schneidöl im Umlauf, die mit einem Höchstmaß an Partikelrückhalt kontinuierlich gefiltert werden müssen. Insbesondere mit Blick auf innengekühlte Bohrer mit einem Durchmesser von wenigen Millimetern erwartet er von dem MAXFLOW-System mehr Prozesssicherheit. „Bei diesen winzigen Öffnungen, durch die das Öl mit Hochdruck gepumpt wird, sind bereits kleinste Späne tödlich“, weiß er. Werkzeugbruch oder gar Maschinenbrand wären die unweigerliche Folge. Als modulares System ist MAXFLOW auch dieser anspruchsvollen Aufgabe gewachsen. In dem Geschäftsbereich GKD-CompactFiltration,  Systemanbieter für Filtrationstechnologie und Anlagenengineering, sieht die Heinrich Müller GmbH den zuverlässigen Partner der Wahl auch für diese künftige Herausforderung.

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