Automatisiertes Recycling des Prozesswassers beim Gleitschleifen

Das Prozesswasser in Gleitschleif-Anlagen für die Oberflächenbearbeitung enthält den Abrieb der Werkstücke und der Schleifkörper, außerdem eingeschlepptes Öl und Fette. Bevor es in die Anlage zurückgespeist oder in die Kanalisation eingeleitet wird, muss es aufbereitet werden. In den meisten Gleitschleif-Anlagen läuft das Prozesswasser in einem geschlossenen Kreislauf und wird in einer Zentrifuge recycelt. An den Innenwänden ihrer rotierenden Trommel setzt sich der Schlamm, der im Wasser enthalten ist, ab. Wenn so große Schlammmengen entstehen, dass ein manuelles Entleeren des Korbes nicht mehr wirtschaftlich ist, werden Schälzentrifugen eingesetzt, in denen ein Schaber den Schlamm entfernt.

Integrierte Weg-Kraft-Messung als wesentlicher Schritt zur Automatisierung

Das Grundprinzip einer jeden Zentrifuge ist die Abtrennung von (meist festen) Komponenten von einer Flüssigkeit mittels Zentrifugalkraft. Dieses Prinzip findet in weiten Bereichen der Industrie Anwendung, von der pharmazeutischen Industrie, über die Lebensmittelindustrie bis hin zur Farben- und Lackherstellung. Eine mögliche Anwendung ist auch die Aufbereitung von Abwässern, wie sie etwa beim Gleitschleifen von Metallen oder anderen Materialien anfallen. Dabei werden nahezu alle Feststoffpartikel aus z. B. Schmutzwasser entfernt. Das so gereinigte Prozess­wasser kann danach dem Gleitschleifprozess wieder zugeführt werden. Ein bekannter Hersteller solcher Zentrifugen ist die Firma Walther Trowal, welche seit 1931 Verfahrenslösungen für die Bearbeitung von Oberflächen entwickelt und produziert. Ausgehend von der Gleitschleiftechnik – der Begriff „Trowalisieren“ ist abgeleitet von „Trommel Walther“ – hat Walther Trowal das Angebotsspektrum kontinuierlich erweitert. Die hergestellten Zentrifugen eignen sich für zahlreiche Anwendungen, so auch Aufgabenstellungen bei denen Feststoffe abgeschieden werden müssen.

Abb. 2: Innenansicht der rotierenden Zentrifugentrommel einer ZA 04

Bei der soeben vorgestellten neuen, kompakten Zentrifuge ZA 04 hat Walther Trowal die Trommel mit einem „digitalen Schaber“ ausgestattet, der von einer integrierten Weg-Kraft-Messung gesteuert wird. Diese stellt sicher, dass der Schaber immer den richtigen Abstand zur Innenwand einhält. Darüber hinaus ermöglicht sie das automatische Set-up der Maschine: Es macht alle mechanischen Einstell-Tätigkeiten, die bisher in regelmäßigen Abständen manuell erfolgen mussten, überflüssig. So reduziert sie den Aufwand und den Zeitbedarf für das mechanische Einrichten des Schabers und die Wartung auf nahezu Null. Für das Justieren des Schälmessers war in der Vergangenheit ein manueller Einstellvorgang erforderlich, dies übernimmt die neue Anlage nun selbstständig. Über die neue Steuerung hinaus haben die Ingenieure von Walther Trowal die Maschine sehr kompakt gestaltet: Sie benötigt etwa 30 % weniger Grundfläche als ihre Vorgängerin. Außer­dem sind alle Bedien- und Wartungselemente von derselben Sei­te her zugänglich. Für den Anwender bedeutet das, dass er nicht nur wertvollen Hallenplatz spart, sondern auch große Freiheit beim Platzieren der Anlage in seiner Halle hat.

Zuverlässige Abtrennung auch von Feinstabrieb

Wichtiger als vielleicht der Bedienkomfort ist jedoch das Ergebnis der Reinigung der Abwässer. Und hier kann sich das Ergebnis sehen lassen. Bei den Schälzentrifugen ZA 04 und ZA 06 werden die Feststoffe mit bis zu 2.417-facher Erdbeschleunigung vom Prozesswasser getrennt. Öl und/oder Feinstabrieb < 1 μm werden durch Zugabe von Flockungsmitteln mit abgeschieden. Das eingesetzte Compound bleibt zum größten Teil erhalten! Bei der Kreislaufführung von Gleitschleifwasser wird somit nicht nur Wasser (bis zu 98 %), sondern auch Compound (bis zu 90 %) gespart. Alle gesetzlichen Vorgaben werden erfüllt und zusätzlich ihre Entsorgungskosten gesenkt. Die SPS-gesteuerte, automatisch arbeitende ZA 06 reinigt bis zu 2.000 Liter Gleitschleifprozesswasser pro Stunde. Der in der rotierenden Trommel abgeschiedene Schlamm wird in einstellbaren Zyklen vollautomatisch in einen Schlammbehälter geschält. Durch die modulare Bauweise der ZA Baureihe ist eine optimale Maschinenkonfiguration möglich, die auf die kundenspezifischen Bedürfnisse angepasst werden kann. Hierzu zählen unter anderem die Wahl verschiedener Schmutz- bzw. Prozesswasserbehältergrößen, Rückkühler, zusätzliche Prozesswasserpumpen und Dosiergeräte.

Abbildung 3: Eine Turbotronanlage (TT) als Zwei-Chargen-System

Zusammenfassend stellen automatisierte Systeme wie die hier vorgestellten ZA Schälzentrifugen einen wesentlichen Beitrag zu einer nachhaltigen Produktion dar. Ausgestellt ist diese Zentrifuge auf der MACH 2024 in Birmingham/Großbritannien vom 15. bis 19. April 2024. Auf dieser internationalen Messe zeigt Walther Trowal einige Neuigkeiten für die Oberflächenbearbeitung hochwertiger Werkstücke aus Metall entlang der gesamten Prozesskette des Gleitschleifens. Für kleine Teile präsentiert Walther Trowal eine Fliehkraftanlage der Serie TT. In dieser Zwei-Chargenmaschine wird eine Charge bearbeitet, zum Beispiel verrundet, geglättet oder poliert. Synchron dazu wird eine andere Charge separiert: Die Werkstücke werden von den Schleifkörpern getrennt. Auf diese Weise werden die Nebenzeiten minimiert, dadurch erzielt die Anlage einen sehr hohen Durchsatz bei gleichzeitig geringem Platzbedarf. Gemeinsam mit der neuen, automatisierten Schälzentrifuge ist der gesamte Bearbeitungsprozess ausgestellt.

Fotos: Walther Trowal