Standzeiterhöhung von Kühlschmierstoffen durch Abtrennung von Fremdölen

Aufgabenstellung

In einem großen Metall verarbeitenden Betrieb sind ca. 300 Werkzeugmaschinen im Einsatz. Jede Maschine verfügt über einen separaten Vorratstank mit Filteranlage für den eingesetzten Kühlschmierstoff. Es werden unterschiedlichste Materialien wie Edelstahl, Stahl und Gussteile bearbeitet. Insbesondere an den Maschinen, auf denen Gussteile bearbeitet werden, ist der eingesetzte Kühlschmierstoff sehr stark mit Graphit, Korrosionsschutzöl, Bettbahnöl und Hydrauliköl belastet. Auf Grund des geringen spezifischen Gewichtes schwimmt das Öl, vermischt mit Graphit und Mikrospänen, auf der Oberfläche des Kühlschmierstoffs auf. Der Kühlschmierstoff hat keinen ausreichenden Kontakt mehr zum Sauerstoff in der Luft. Dadurch stieg nach relativ kurzer Einsatzdauer die Keimzahl in dem eingesetzten Kühlschmierstoff stark an und der Kühlschmierstoff musste gewechselt werden.

Um das Wachstum der anaeroben Keime einzudämmen und somit die Standzeit des Kühlschmierstoffs zu erhöhen, setzte man verschiedene Systeme ein. Da die Keimbelastung bei den Systemen, die nicht mit Fremdöl belastet waren, deutlich geringer war lag es nahe, die Fremdölschicht zu entfernen und somit eine längere Standzeit des Kühlschmierstoffs zu erreichen. Die zunächst eingesetzten Ölskimmer mit Band oder Rundriemen zeigten nicht den gewünschten Erfolg. Auf Grund des Arbeitsprinzips konnte mit diesen Ölskimmern lediglich ein sehr kleiner Bereich von ca. 20 cm Durchmesser ölfrei gehalten werden. Da das aufschwimmende Öl sehr stark mit Graphit und Mikrospänen belastet ist, ist die aufschwimmende Schicht so zähklebrig, dass sie ohne zusätzliche Strömung nicht mehr zum Ölskimmer hin fließen kann.

Zunächst wurde kurzfristig eine Verbesserung der Keimbelastung registriert. Auf Grund der starken Verunreinigung des Öles kam es jedoch nach relativ kurzer Einsatzdauer zu ersten Störungen an den eingesetzten Systemen. Die eingesetzten Kunststoffbauteile waren durch Abrieb sehr schnell verschlissen. Darüber hinaus kam es immer wieder zu Verstopfungen im Bereich der Abstreifer und Ablaufrohre. Die mit dem Öl oder der Emulsion mitgeförderten Feststoffe setzten sich als klebriger Schlamm an den Abstreifern fest und blockieren so den Abfluss.

Lösung

Um weitere Reparaturen und häufige Wechsel des eingesetzten Kühlschmierstoffes zu vermeiden, wurde zunächst probehalber ein FRIESS Ölskimmer Modell 1U eingesetzt. Dieses Gerät arbeitet nach einem gänzlich anderen Arbeitsprinzip als die bekannten Ölskimmer mit Band, Scheibe oder Riemen. Ein endloser Ölaufnahmeschlauch schwimmt zum größten Teil auf der Flüssigkeitsoberfläche auf. Dieser Ölaufnahmeschlauch wird von dem Ölskimmer in Bewegung versetzt. Aufschwimmende Öle bleiben an der Außenseite des Ölaufnahmeschlauches haften und werden mit dem Ölaufnahmeschlauch in den Ölskimmer gezogen. Die Abstreifer im Ölskimmer entfernen das Öl von der Oberfläche des Ölaufnahmeschlauches. Der saubere Ölaufnahmeschlauch wird zurück auf die Wasseroberfläche transportiert und nimmt neues Öl auf. Das von den Abstreifern abgestreifte Öl fällt senkrecht nach unten über eine kurze Rutsche in einen bereit gestellten Sammelbehälter.

Der Ölaufnahmeschlauch erreicht die gesamte Badoberfläche. Dadurch wird das Öl nicht nur punktförmig sondern großflächig entfernt. Auf Grund der gleichmäßigen Drehbewegung des Ölaufnahmeschlauches wird auch die Badoberfläche in eine leichte Drehbewegung versetzt. Dadurch gelangt auch sehr zähflüssiges, klebriges Öl oder einzelne Fettklumpen in den Aufnahmebereich des Ölaufnahmeschlauches hinein und werden von diesem mitgenommen. Dadurch wird eine nahezu öl- und schmutzfreie Oberfläche des Kühlschmierstoffs erreicht.

Da das geförderte Öl senkrecht von den Abstreifern abfallen kann, werden Verklebungen und Verstopfungen am Ölskimmer zuverlässig vermieden und regelmäßige Wartungsarbeiten können entfallen. Da alle Bauteile des Ölskimmers, die den stark belasteten Ölaufnahmeschlauch berühren, entweder aus hoch abriebfester Keramik oder gehärtetem Edelstahl gefertigt sind, ist der Verschleiß trotz hoher Schmutzbelastung des Kühlschmierstoffs äußerst gering.

Ergebnis

Auf Grund der nahezu ölfreien Oberfläche ist der Kühlschmierstoff nun ständig in Kontakt mit Sauerstoff. Die Keimbelastung konnte erheblich reduziert werden. Die Standzeit des Kühlschmierstoffs konnte von wenigen Wochen auf bis zu 1 Jahr erhöht werden. Der Fremdölgehalt im Kühlschmierstoff lieg bei unter 0,5 %. Die bisher erforderlichen häufigen Arbeiten wie Absaugen der Oberfläche des Kühlschmierstoffs oder Wechsel des Kühlschmierstoffs konnten deutlich verringert werden. Reinigungs- und Wartungsarbeiten an dem Ölskimmer sind nur noch einmal pro Jahr beim Wechsel des Kühlschmierstoffs erforderlich. Die Amortisationszeit für den FRIESS Ölskimmer 1U liegt bei unter 6 Monaten.

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