Kompakt informieren
- Bei der Verwendung von Kühl- und Schmierstoffen in Werkzeugmaschinen werden Öl- und Emulsionsnebel freigesetzt und müssen aus unterschiedlichen Gründen abgeschieden werden. Gesundheitlich relevant sind insbesondere feinste Öltröpfchen in der Raumluft.
- Die Bewertung der Wirksamkeit eines Ölnebelabscheiders ist nur möglich, wenn Fraktionsabscheidegrade in Abhängigkeit der Anströmgeschwindigkeit bekannt sind.
- Das Brandrisiko durch Ölablagerungen in den Abluftkanälen einer Gruppenabsaugung kann mit flammendurchschlagssicheren Vorabscheidern minimiert werden.
Spanende Werkzeugmaschinen bilden das Rückgrat der metallverarbeitenden Industrie. Dabei spielt die Luftreinhaltung eine wichtige Rolle. Denn durch die Verwendung von Kühl- und Schmierstoffen fallen Öl- und Emulsionsnebel an. Sie nicht herauszufiltern würde bedeuten, dass binnen kurzer Zeit die Fertigungshalle eingenebelt ist und sich eine Fettschicht auf Maschinen und Einrichtungen niederschlägt.
Wichtiger noch ist der gesundheitliche Aspekt: Feinste Öltröpfchen (Durchmesser kleiner als 2 µm) gefährden die Gesundheit der Mitarbeiter, weil sie durch die Lungenbläschen direkt in das Blut gelangen. Ölnebelabscheider sind daher ein wichtiges Zubehörteil von spanenden Werkzeugmaschinen. Sie bieten dem TGA-Planer und -Anlagenbauer zusätzliche Umsatzmöglichkeiten.
Abscheidung nach dem Cyclone-Prinzip
Moderne Öl- und Emulsionsnebelabscheider werden direkt auf den gekapselten Werkzeugmaschinen aufgesetzt Abb. 1. Sie haben mehrere hintereinander geschaltete Abscheidestufen und entfernen in der Regel über 95 % aller Aerosole, Dämpfe, Ölnebel und auch Feinstäube aus der Hallenluft. Die einzelnen Stufen werden auf den Bedarfsfall, also auf die jeweilige Maschine, abgestimmt. Ändern sich die Maschinenparameter oder wird beispielsweise die Schmierung von Öl auf Emulsion umgestellt, wird der Luftreiniger einfach mit anderen Abscheideelementen bestückt. Bewährt haben sich diese Kombi-Lösungen bei Dreh-, Fräs- und Schleifmaschinen, Bearbeitungszentren, Erodiermaschinen, Polier- und Bürstmaschinen.
Nach Angaben von Rentschler Reven, das Unternehmen entwickelt und produziert unterschiedliche Systeme zur Luftreinigung, werden bei dieser Technik zunehmend mechanische Abscheideelemente nach dem Cyclone-Prinzip eingesetzt Abb. 4. Also keine herkömmlichen Filtermedien. Der Unterschied: Abscheider speichern nicht das Öl, sondern schleudern es durch die schnelle Luftumlenkung aus. Sie reinigen sich praktisch von selbst und der Filterwechsel entfällt.
Gruppenabsaugung mit Vorabscheidung
Alternativ zur dezentralen Absaugung an den einzelnen Maschinen kommt die Gruppenabsaugung mit einem leistungsstarken Luftreiniger im Sammel-Abluftkanal infrage Abb. 2 . Der zentrale Luftreiniger ist also über ein Kanalsystem mit mehreren Maschinen verbunden. Die gefilterte Luft strömt ins Freie oder in die Halle zurück. Laut Reven hat die Gruppenabsaugung aber einen gravierenden Nachteil:
Die langen waagrechten Abluftkanäle können im Laufe der Zeit verölen und so die Brandlast erhöhen. Im Brandfall wirken die Luftkanäle dann wie eine Zündschnur. Hohe Abscheidegrade sind also bei der zentralen Abscheidung alleine aus Gründen des baulichen Brandschutzes geboten, sie wirken sich jedoch nur auf die dem Abscheider nachgeschalteten Strecken aus. Feuerschutzklappen verringern zwar die Brandgefahr beziehungsweise die Gefahr einer Brandausbreitung; es gibt aber eine Alternative, die wirkungsvoller ist – nämlich die Vorabscheidung der Emissionen an den einzelnen Maschinen.
Die Vorabscheidung, beispielsweise mit kompakten X-Cyclone-Abscheidern, hält das Luftkanalnetz weitgehend ölfrei. Sie ist aber nur sinnvoll, wenn die Abscheider flammendurchschlagssicher sind. Diese Eigenschaft wird durch ein entsprechendes DIN-Prüfzeichen nachgewiesen. Es garantiert dem Betreiber, dass bei einem Schmierölbrand das Feuer nicht in den Luftkanal überschlägt.
Bei der Wahl der Abscheider sollte der TGA-Planer ferner nach den Fraktionsabscheidegraden fragen. Seriöse Anbieter schlüsseln die Abscheidegrade ihrer Produkte bzw. Systemkombinationen über dem gesamten Partikelspektrum auf. Die Angabe gravimetrischer Gesamtwirkungsgrade ist dagegen fragwürdig, weil sie die konkurrierenden Systeme nicht vergleichbar macht und zu Fehlinterpretationen führt.
Retrofit-Einschubmodule
Zusätzliche Geschäftsmöglichkeiten für industriell orientierte TGA-Planer und -Anlagenbauer bietet das „Retrofit“ von Luftreinigern, wenn betagte Werkzeugmaschinen und Transferstraßen auf den neuesten Stand der Technik gebracht werden. Wird beispielsweise die Fertigungsrate erhöht, das Schmiermittel verändert oder von Schwallkühlung auf Minimalschmierung umgestellt, so ist die Abscheiderkombination darauf abzustimmen.
Bei der Einzelabsaugung ist das kein Problem, betont Reven und verweist auf die flexibel bestückbaren Abscheider mit seitlich ausziehbaren Komponenten Abb. 3. So gibt es spezielle Retrofit-Einschubmodule für kritische Zerspanungen wie die Mehrspindelbearbeitung, das Tieflochbohren, die Graphitbearbeitung und das Plasmaschneiden. Und für Löt- und Schweißrauch, für Erodier-, Kleber- und Laserdämpfe gibt es einen neuen Aktivkohlefilter in Form einer Keramikwabe. Das Retrofit-Sortiment ist also sehr anwendungsbezogen.
Zu einem individuell ausgelegten Reven-Ölabscheider gehören neben dem X-Cyclone-Profil Spänevorfilter, Agglomeratoren und Elektrostate, bei Bedarf auch Schwebstofffilter. So kann ein Abscheidegrad von bis zu 95 % für Partikel mit einer Größe unter 1 µm dauerhaft erreicht werden. Peter Göhringer, Preuschdorf/Elsass
Partikelzählung
Reven bietet als kostengünstige Dienstleistung die Messung und Analyse der Luftverunreinigungen an Werkzeugmaschinen und in der Maschinenhalle an. Ein Partikelzähler zeigt den Verschmutzungsgrad in mg/m3 Raumluft an und zeigt kritische Arbeitszonen mit hoher Aerosolbelastung auf. Auf Wunsch wird auch die Größenverteilung der Partikel dargestellt und der Abluftkanal inspiziert. Die Messungen erlauben den Vergleich der Abscheidecharakteristik und -leistung unterschiedlicher Abscheider bzw. Filter und erleichtern dem Planer die Systemwahl.
Innovationspreis für X-Cyclone
Für die X-Cyclone-Technologie zur Abluftreinigung ist Rentschler Reven kürzlich mit dem Innovationspreis Baden-Württemberg 2013 ausgezeichnet worden. Das prämierte Verfahren, mittlerweile zum weltweiten Patent angemeldet, entfernt mit hoher Wirksamkeit Fett- und Ölnebel, Wasserdampf und Feinstäube aus der Raum- und Abluft. Die wichtigsten Anwender sind Großküchen, Lebensmittelproduzenten und spanende Metallverarbeiter. Messungen des Fraunhofer-Instituts belegen, dass Ölnebelabscheider mit X-Cyclone-Profil Abscheidegrade von 98 % bei den kritischen Partikelgrößen unter 3 bis 5 μm erreichen. Das Funktionsprinzip: Der zu reinigende Luftstrom wird in einem Cyclone-Abscheideelement in schnelle Rotation versetzt. Durch die Fliehkräfte werden selbst mikrofeine Aerosole nahezu restlos ausgeschleudert Abb. 4. Sie fließen entlang der polierten Edelstahllamellen in eine Sammelrinne ab. Der Abscheider reinigt sich praktisch von selbst. Das System arbeitet rein mechanisch, ohne Hilfsenergie und ohne regelmäßig auszutauschendes Wegwerf-Filtermedium. Darum sind die Betriebs- und Wartungskosten deutlich geringer als bei herkömmlichen Fettabscheidern mit speichernden Filtermedien.
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