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Praxisberichte

MAXFLOW besteht Härtetest bei Werkzeughersteller

Maximale Flexibilität bei filterhilfsmittelfreier Filtration von Kühlschmiermitteln

Mit einem Produktprogramm von mehr als 1.650 Werkzeugsorten und über 44.000 verschiedenen Artikeln ist die Gühring KG einer der weltweit führenden Anbieter von rotierenden Zerspanungswerkzeugen und gehört zu den Top-Adressen für die Maschinen-Erstausrüstung. In vier Geschäftsbereiche – Werkzeuge, Dienstleistung, Hartstoffe sowie Maschinen und Anlagen – bietet das inhabergeführte Unternehmen einsatz- und anwendungsoptimierte Lösungen aus einer Hand. Das umfassende Spektrum hochwertiger Standardprodukte und innovativer Sonderlösungen setzt international Maßstäbe in puncto Qualität, Effizienz und Prozesssicherheit. Um diese führende Position auch weiterhin auszubauen, optimiert Gühring konsequent Prozesse und Produkte. Im Bereich der Sonderwerkzeuge läuft deshalb seit zwei Jahren ein umfangreicher Test zur Umstellung der Kühlschmiermittelfiltration an den Spiralnutenschleifmaschinen auf filterhilfsmittelfreie Filtersysteme. Diese sollen zudem variabel mit Öl oder Emulsionen einsetzbar und möglichst kompakt sein. Angesichts der Tragweite der Entscheidung wurden die am Markt befindlichen Anlagentypen einem komplexen Praxistest unterzogen. Besonders überzeugt hat das ohne Filterhilfsmittel arbeitende MAXFLOW Kompaktfiltersystem der GKD – GEBR. KUFFERATH AG, das Filtration und Brikettierung in einer Anlage vereinigt.

Maximale Präzision unverzichtbar für Prozesssicherheit
1898 gegründet, ist Gühring unter anderem spezialisiert auf die Herstellung von Präzisionswerkzeugen zum Bohren, Fräsen, Reiben und Senken sowie Gewindewerkzeuge. Erstklassige, technologisch führende Geometrien und Oberflächengüten kennzeichnen die Produkte. Besonders gefragt ist dies auch im Bereich Sonderwerkzeuge, wo Gühring entweder nach konkreten Kundenvorgaben oder auf Basis eigener Engineering-Kompetenz maßgeschneiderte Lösungen entwickelt. Im Bereich Spiralbohrer sind dies Werkzeuge bis zu einem Außendurchmesser von 106 mm, die beispielsweise im Schiffsbau oder in der Schwerindustrie Einsatz finden. Doch auch bei deutlich kleineren Formaten ist Gühring-Know-how unverzichtbar. Ob in der Automobil-, Luft- und Raumfahrtindustrie, im allgemeinen Maschinenbau oder bei der Fertigung von Uhren und Leiterplatten – mit präziser Werkzeugauslegung, kurzen Reaktionszeiten und hoher Qualität gewährleistet Gühring neben der geforderten Präzision der Bearbeitungsergebnisse auch die notwendige Produktivität und Wirtschaftlichkeit.

Erfolgsfaktor Kühlschmiermittel
Der Prozess von der Kundenanfrage bis zur Inbetriebnahme eines Sonderwerkzeugs dauert bei Gühring wenige Wochen, in Notfällen oft sogar nur wenige Tage. Sobald das Sonderwerkzeug in Länge, Durchmesser und den anwendungsspezifischen Kernparametern definiert und beauftragt ist, wird die Produktzeichnung erstellt und das Werkstück aus Schnellarbeitsstahl vom Typ HSS oder HSCO gefertigt. Nach der Weichbearbeitung, also alle Bearbeitungen bis zum Härten der Teile, wird im Fertigungsbereich nach dem Härten, der Außendurchmesser bearbeitet, die Spiralnuten eingeschliffen und die Spitzengeometrie hergestellt. Um die hohen Kundenanforderungen an Oberflächengüte, Formgenauigkeit und Toleranzen zu erfüllen, ist bei diesem Prozess neben der exakten Auslegung von Werkstoff und Werkzeugmaschine die Leistungsfähigkeit des Kühlschmiermittels von entscheidender Bedeutung. Aufgabe der hier eingesetzten Kühlschmierstoffe ist es, Schleifwerkzeug und Werkstück im Bearbeitungsprozess gleichmäßig zu schmieren, zu kühlen und die entstehenden Späne sowie den Schleifscheibenabrieb zuverlässig abzutransportieren. Selbst geringe Verunreinigungen des Kühlschmiermittels durch Schleifpartikel können Präzisionsverluste, erhöhten Werkzeugverschleiß und damit geringere Standzeiten verursachen. Eine dauerhaft leistungsfähige Aufbereitung des Kühlschmiermittels ist deshalb elementarer Erfolgsfaktor für die Effizienz des Schleifprozesses.

Vier Filteranlagen im Test
Früher setzte der Werkzeughersteller mit Stammsitz im baden-württembergischen Albstadt für diese Aufgabe Anschwemmfilter und Magnetabscheider ein. Der hierdurch bedingte hohe Verbrauch an Filterhilfsstoffen – 15 Tonnen Zellulose pro Jahr – und die damit verbundenen Entsorgungskosten  sollten eingespart werden. Gesucht  wurde ein neuer Anlagentyp, der höchste Bearbeitungspräzision und Prozesssicherheit der Werkzeugmaschinen durch entsprechenden Partikelrückhalt ohne Filterhilfsmittel nachhaltig gewährleistet. Abhängig von Werkzeug, Werkstück und Prozessparametern setzt Gühring Öl oder Emulsion als Kühlschmierstoffe ein. Die neue Filteranlage sollte bei beiden Varianten gleichermaßen zuverlässige Ergebnisse liefern. Nacheinander testete das Unternehmen deshalb Unterdruckbandfilter, Papierpatronenfilter, Spaltfilter sowie das MAXFLOW-Filtersystem.

MAXFLOW auf ganzer Breite bewährt
Die getesteten Systeme konnten die gestellten Anforderungen nicht in vollem Umfang erfüllen. Auf ganzer Breite bewährt hat sich das sowohl mit Öl als auch mit Emulsion arbeitende Filtersystem MAXFLOW CS 1000-504: Gühring setzte diese ohne Filterhilfsmittel arbeitende Kompaktanlage mit einem Filterkopf und Rundtanksystem ein. Im Filterkopf sind die statischen Filterscheiben aus dem prozessspezifisch ausgelegten mehrdimensionalen Edelstahlmischgewebe YMAX® vertikal angeordnet. Sie werden von dem Filtrat im Querstrom umströmt. Die Filterleistung beträgt bis zu 400 Liter pro Minute bei einer Filterfeinheit von bis zu 5 µm. Der in den Saubertank integrierte Schmutztank mit spitz zulaufendem Abfluss vermeidet Ablagerungen im Tankboden. Per automatischer Rückspülung wird der Filterkuchen von den Scheiben gelöst und durch die ebenfalls integrierte Pressanlage zum sortenreinen Brikett gepresst und ausgetragen. Die automatisierte Rückspülung verläuft problemlos. Mit der profibusfähigen Steuerung werden die werkstoffspezifischen Programm- und Parametereinstellungen direkt an der Anlage eingegeben. Eine Fernwartung kann auf Wunsch realisiert werden.

Zufriedenes Zwischenfazit
Nach einem kurzen Test mit Öl testet Gühring den GKD-Kompaktfilter seit sechs Monaten mit einer neuartigen, prozessabhängig selbst gemischten Emulsion. Da es zu der Emulsion keine Einsatzwerte gab, waren die Rahmenbedingungen für MAXFLOW erschwert. Deshalb wurde an der Filterfeinheit noch gearbeitet. Grundsätzlich ermöglicht MAXFLOW eine Partikeltrennung bis in den Mikrofiltrationsbereich. Befragt nach einem ersten Fazit, zeigte sich Wolfgang Löckel, Leiter Betriebstechnik im Stammwerk zufrieden: „Die gemessene Restfeuchte von 20 – 30 Prozent ist durch die Spanform bedingt. Der Maxflow ist eine gute und obendrein kompakte Anlage, die den Vorteil hat, dass ich einen relativ trockenen Schlamm herausbekomme, der zum Brikett gepresst wurde.“ Einer Bewertung, der sich Volker Zizmann, Leiter Fertigungsbereich 2 (zylindrische und konische Sonderwerkzeuge) anschloss: „Der Schlammaustrag ist unkompliziert. Es ist keine Nachbehandlung notwendig – im Gegensatz zu anderen Anlagen.“  Das robuste System bewährt sich trotz der erschwerten Einsatzbedingungen nach wie vor bei Gühring im rauen Fertigungsalltag. Volker Zizmann erwartete, dass die Filterscheiben aus Edelstahlmischgewebe mindestens zwölf Monate ordnungsgemäß arbeiten. Durch die sehr kompakte Form und einfache Bedienung ließ sich MAXFLOW problemlos in den Prozess integrieren. Entsprechend positiv beurteilt Volker Zizmann das Handling des Kompaktsystems: “Diese Anlage bedeutet für mich den geringsten Aufwand. Ich muss wenig steuernd eingreifen. Bei anderen Anlagen war der Überwachungsaufwand wesentlich höher.“ Nach rund sechs Wochen stellte Gühring MAXFLOW von Emulsion- auf Ölfilterung um. „Ich gehe davon aus, dass die Anlage mit Öl noch besser funktioniert als bei dieser relativ neuen Emulsion“, zeigt sich Zizmann bei der Umstellung.

Geplanter Einsatz als Zentralanlage
Die Entscheidung, welcher Anlagentyp künftig zur Kühlschmiermittelfiltration beim Schleifen der Spiralnuten eingesetzt werden wird, fällt 2010. Sicher ist, dass die neue Filteranlage in der Schleiferei bei Gühring die zentrale Öl- und Emulsionversorgung leisten muss. Bis zu 6.000 Liter Öl pro Minute und 800 Liter Emulsion lautet die Anforderung an die Filterleistung. Für GKD bedeutet dies, dass bei einer Entscheidung für Maxflow statt der jetzt getesteten Kompaktanlage die analoge Großanlage eingesetzt würde. Als modulares System ist Maxflow aber auch diesen veränderten Kundenanforderungen gewachsen.

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