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Praxisberichte

Präzision und Wirtschaftlichkeit perfekt kombiniert

Weltgrößte Doppelplanfeinschleifmaschine mit GKD-MAXFLOW-Kompaktfiltersystem

Die Qualität von Werkstückgeometrien und Abtragsleistungen ist zentrale Anforderung wichtiger Schlüsselindustrien an heutige Schleifprozesse. Dabei sollen diese kundenindividuell aber zuverlässig reproduzierbar sein, bei immer kürzeren Lieferzeiten und wechselnden Losgrößen. Die Präzisionsschleiferei Paul Jores GmbH im rheinland-pfälzischen Bad Sobernheim beweist durch konsequente Investitionen in zukunftsweisende Technik und Fertigungsverfahren, dass hohe Präzision und Wirtschaftlichkeit sich nicht ausschließen. Ob Kolben- und Wälzlagerringe oder Distanzplatten mit planparallelen Funktionsflächen: Um solch hochwertige Massenteile bei gleichzeitig sinkenden Stückkosten zu produzieren, setzt Jores auf absolut sichere aber flexible Prozesse. Jetzt wurde dort die derzeit weltweit größte Feinschleifmaschine zum Doppelplanschleifen im Batchverfahren in Betrieb genommen. Die Melchiorre ELC 2000 ermöglicht dem traditionsreichen Familienbetrieb die effiziente Fertigung von hochpräzisen Werkstücken mit bis zu 800 Millimetern Durchmesser. Zur Aufbereitung des Kühlschmiermittels setzt das Unternehmen einmal mehr auf das MAXFLOW Kompaktfiltersystem CS 1000-503 der GKD – GEBR. KUFFERATH AG (GKD). Neben der Filterfeinheit von 5 µm bei einer Filterleistung von über 100 Litern pro Minute sprachen die integrierte Brikettierung und der Verzicht auf Filterhilfsmittel erneut für das MAXFLOW-Konzept.

Tradition verpflichtet: Mit einer Firmenhistorie, die bis ins 14. Jahrhundert zurückreicht, versteht es die Paul Jores GmbH, durch unermüdliche Innovationskraft wertvollen Mehrwert für die Kunden zu schaffen, Marktanteile zu gewinnen und so die Zukunftsfähigkeit zu sichern. Zu den europaweiten Kunden zählen namhafte Systemlieferanten und Zulieferer aus der Automobilindustrie, Wälzlagerproduzenten, sowie Druck- und Holzbearbeitungsmaschinenhersteller. Neben Stahl und NE-Metallen bearbeitet Jores Glas, Gummi und Keramik. Auch Werkstoffkombinationen aus Stahlmantel und Gummikern – wie sie beispielsweise für Anker in Elektromotoren Einsatz finden – schleift Jores in einem Durchgang. Abgesehen von solchen Spezialteilen kennzeichnen vor allem Mittel- und Großserien das Leistungsspektrum. So fertigt Jores pro Jahr unter anderem ca. 35 Millionen Nocken für Nockenwellen, über zwei Millionen Sinterteile für die Automobilindustrie aus Sinterstählen der Typen D10, D11, D39 und D40 sowie wöchentlich über 20.000 Kunststoffteile mit 10 µm Toleranz im Höhenmaß, die temperiert geschliffen und gewaschen werden müssen.

Zum Feinschleifen von Sinterteilen beispielsweise werden die Rohteile von der Eingangskontrolle im Ladungsträger zum Arbeitsplatz transportiert und dort manuell chargenweise in Läuferkäfige eingelegt und automatisch der Maschine zugeführt. Nach dem Schleifprozess erfolgt die manuelle Entnahme aus den Käfigen. Zwischengeschichtet gelangen sie über ein Zuführband zum Bürstentgraten. Im Durchlaufverfahren werden sie unter einem Planetenkopf mit drei Bürsttellern durchgeführt, deren Drehbewegungen Schleifgrate entfernen. Nach dem anschließenden Waschen verifiziert eine Sichtkontrolle die geforderte Qualität, bevor die fertigen Teile verpackt und versendet werden.

Unerreichte Dimensionen
Regelmäßige Erweiterungen der Hightech-Schleifanlagen zeugen von der konsequenten Anwenderorientierung der Paul Jores GmbH. Torsten Jores, der zusammen mit seinem Bruder Pascal die Geschäftsführung bildet, ist überzeugt: „Kein anderer Lohnschleifer in Europa hat im Bereich des Planschleifens vergleichbar breite und damit flexible Fertigungsmöglichkeiten.“ Neben Flächenschleifen auf 12.000 mal 1.200 Millimeter großen Magnetplatten und Doppelplanschleifmaschinen im Durchlauf mit bis zu 400 Millimetern Durchmesser zählt dazu auch das doppelseitige Feinschleifen. Der umfangreiche Maschinenpark beinhaltet unter anderem Anlagen von Diskus, Göckel, Melchiorre, Stähli und Peter Wolters. Jetzt erweiterte das Unternehmen ihn um eine neue Anlage von Melchiorre, die mit ihren Dimensionen bislang unerreichte Maßstäbe setzt. Die für Jores entwickelte ELC 2000 hat Schleifscheiben mit 2.000 Millimetern Durchmesser, auf denen Werkstücke mit bis zu 800 Millimeter Durchmesser in Serie und 1.500 Millimeter als Einzelteil geschliffen werden können – Werkstückformate, die nur wenige andere Lohnschleifer anbieten können. Im Batchverfahren entstehen hier ebenso wirtschaftlich wie prozesssicher Axialringe oder Stellringe für Statoren und Rotoren, die höchste Genauigkeitswerte erfüllen. Der integrierte Ladetisch verkürzt die Rüstzeiten, so dass auch mittelgroße Werkstücke besonders wirtschaftlich bearbeitet werden können. Den Anstoß zu dieser neuerlichen Investition gaben laut Torsten Jores die gestiegenen Kundenansprüche an die Ebenheit von Teilen, die bislang in klassischen Durchlaufverfahren geschliffen wurden, und damit einhergehende Forderungen nach Stückkostenreduktion. „Oft erwarten die Kunden neben höchster Werkstückqualität heute auch die Einhaltung bestimmter Richtungen“, so Torsten Jores. „Deckel für Pumpen sollen beispielsweise nicht konkav oder konvex sein. Im Durchlaufverfahren sind solche Erwartungen nur schwer darstellbar.“ Mit der ELC 2000 kann das mittelständische Unternehmen diese Anforderungen nun durch einen sicheren Feinschleifprozess präzise und wirtschaftlich realisieren. Ihre Größe ermöglicht es, auf der Anlage mehr Werkstücke wesentlich schneller als bisher zu bearbeiten. „Wir waren der Entwicklung schon immer einen Schritt voraus“, freut sich Torsten Jores über die Leistungsfähigkeit der Maschine. Die beiden aus 16 Segmenten bestehenden Schleifscheiben sind für eine optimale Formstabilität keramisch gebunden. Parallel zum rund vierminütigen Schleifprozess werden die Satelliten auf dem Ladetisch manuell bestückt. So dauert der Wechselprozess zum Austausch der Läuferkäfige gerade mal 150 Sekunden. Ohne Vorbereitung auf dem Ladetisch müsste die Maschine direkt bestückt und entleert werden – ein Vorgang, der ebenso lange wie der eigentliche Schleifprozess dauern würde. Vier bis zu 800 Millimeter große Lager- oder Walzenringe passen in die größten Satelliten.

Enormes Kühlschmiermittelvolumen
Um Oberflächenrauheiten (Rz) von 2 µm bei großen Stückzahlen zu gewährleisten, ist neben der präzisen Anlagenauslegung auch die effiziente Aufbereitung des Kühlschmiermittels von zentraler Bedeutung. Jores entschied sich für das MAXFLOW-Kompaktfiltersystem 1000-503 mit einem Filterkopf, einer Presse und Hebestation. Bereits drei dieser Systeme setzt das Unternehmen seit Jahren an anderen Schleifmaschinen ein. Anlagengröße und Durchsatz erzeugen bei Jores ein – verglichen mit anderen Schleifereien – deutlich höheres Volumen an aufzubereitendem Kühlschmiermittel und Spänen. Nach den durchweg guten Vorerfahrungen entschied sich Jores deshalb erneut für die MAXFLOW-Lösung. Komplett aus Edelstahl gefertigt, vereint der patentierte Kompaktfilter Filtration und Brikettierung in einer Anlage. Das Rundtanksystem mit 1.000 Liter Volumen hat einen in den Saubertank integrierten Schmutztank, dessen spitz zulaufender Ablauf verhindert, dass sich am Tankboden Ablagerungen bilden. Der aufklappbare Filterkopf enthält zwei Filterpakete aus je zwei vertikal angeordneten, statischen Filterscheiben, die mit dem prozessspezifisch ausgelegten mehrdimensionalen Mischgewebe vom Typ YMAX® bespannt sind. Im Querstrom werden die Filterscheiben von dem mit Schleifspänen und -abrieb belasteten, mineralölbasierten, niedrigviskosen Öl umströmt. Mit der geforderten Filterfeinheit von 5 µm filtert der mit einer Stellfläche von gut 2,5 Quadratmetern im Vergleich zu der großen ELC 2000 geradezu klein wirkende MAXFLOW-Kompaktfilter ohne Zugabe von Filterhilfsmitteln weit über 100 Liter Öl pro Minute. Der so entstehende Filterkuchen wird durch automatische Rückspülung von den Scheiben gelöst. Pro Stunde verpresst die in die MAXFLOW-Anlage integrierte Presseinheit die Reststoffe aus rund 1.200 Kubikzentimetern Schmutzfracht zu etwa 10 Kilogramm schweren Briketts. Die Presseinheit für die neue Anlage wurde von GKD an die höhere Schmutzfracht angepasst und gibt statt der üblichen, im Durchmesser 80 Millimeter großen Briketts hier 130 Millimeter große Briketts in einen Sammelbehälter aus.

Viele Vorteile
Torsten Jores schätzt neben der zuverlässigen Filtration auch den wochenlang wartungsfreien Anlagenbetrieb des Kompaktfiltersystems. „Keiner guckt nach dem MAXFLOW, er läuft einfach.“ Das im Vergleich zu anderen Anlagen deutlich einfachere Handling, eine bessere Zugänglichkeit und Wartungsfreundlichkeit, die sich auch in dem rückstandsfreien Tank zeigt, sprachen erneut für diese Lösung. Zudem senkt der Verzicht auf Filterhilfsmittel die Entsorgungskosten enorm. Keine der dennoch in Erwägung gezogenen Alternativlösungen zur Filtration des Kühlschmierstoffes kam nach der Einschätzung von Torsten Jores an dieses Leistungspaket heran. Zentrifugen schieden für ihn aufgrund ihres hohen Energiebedarfs und des Wärmeeintrags aus. Auch sprach die aufwendige Wartung der Drehteile, um die erforderliche Dichtheit zu gewährleisten, gegen diese Lösung. Anschwemmfilter waren, trotz ihrer sogar noch besseren Filterleistung, durch ihren großen Bedarf an Filterhilfsmitteln ebenfalls keine Option für Torsten Jores. Aus dem gleichen Grund kamen auch mehrstufige Filterprozesse mit Filterpatronen oder Kerzen als Hilfsmittel für den Präzisionsschleifer nicht infrage. Eine nicht unerhebliche Rolle bei der erneuten Entscheidung für den MAXFLOW-Kompaktfilter spielte aber auch dessen kompakte Bauart. Seinem Tankdurchmesser von 1,60 Metern und seiner Höhe von 2,50 Metern stehen andere Lösungen mit fünf bis sechs Meter langen Tanks gegenüber, die bei Jores aus Platzgründen ausscheiden. Unschlagbar ist für den Unternehmer aus Bad Sobernheim das MAXFLOW-System außerdem in puncto Sauberkeit. Durch die integrierte Brikettierung wird das Kühlschmiermittel nicht verschleppt, was sich in niedrigen Verbrauchs- und Entsorgungskosten positiv niederschlägt. Durch die hohe Reinheit des Öls sind die Bauteile nicht nur präziser, sondern auch sauberer, so dass der Waschprozess entlastet wird. Damit sind die nachgelagerten Prozesse insgesamt effizienter. Zudem verlängert das so gereinigte Kühlschmiermittel die Standzeit der Schleifscheiben. Darüber hinaus verbessert der Brikettaustrag auch die Sauberkeit in der Umgebung und schafft angenehmere Arbeitsbedingungen für die Mitarbeiter. Die Summe der Vorteile sprach deshalb für Torsten Jores auch dieses Mal eindeutig für das Konzept von GKD. „MAXFLOW ist für mich eine leistungsstarke, kompakte Filterlösung mit einem äußerst guten Service, den ich so noch nicht erlebt habe“, bringt er seine Argumente für dieses Anlagensystem der GKD auf den Punkt.

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