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Aus Schlämmen und Spänen werden teure Kühlschmiermittel ausgepresst
RUF-Brikettierpresse trennt Öle von Metallresten aus der spanenden Fertigung
Mit einer Brikettierpresse konnte die GFC AntriebsSysteme GmbH ihre Produktionskosten deutlich reduzieren und die Entsorgung von Schleifschlämmen und Frässpänen zudem umweltfreundlicher gestalten. Der sächsische Spezialist für Schneckengetriebe presst mit einer Anlage der Firma RUF jährlich fast 30 Tonnen der teuren Kühlschmiermittel aus den in der Produktion anfallenden Schlämmen und Spänen heraus und setzt diese wieder ein. Für die übrigbleibenden, weitgehend ölfreien Metallbriketts werden außerdem bessere Schrottpreise erzielt, als es bei losen Spänen der Fall wäre. Unterm Strich amortisierte sich die Investition in nur zwei Jahren.
Wenn sich im Moskauer Bolschoi-Theater oder der Dresdner Semperoper das Bühnenbild ändert, sind Schneckengetriebe der GFC AntriebsSysteme ebenso im Einsatz wie in der größten Meerwasserentsalzungsanlage der Welt in Dubai und dem weltweit größten Solarthermiekraftwerk in Kalifornien. Solche – für Kunden maßgeschneiderten Spezialgetriebe – bilden einen wichtigen Schwerpunkt in der Produktpalette des Unternehmens in Coswig. Dabei variieren Größe und Gewicht deutlich.
Das kleinste Produkt besitzt einen Abstand zwischen Schneckenrad- und Schneckenwellenachse von 50 mm, wiegt rund zehn Kilogramm und dient als Armaturenverstellgetriebe. Eine zweite Produktgruppe bilden die deutlich größeren Leistungsgetriebe. Sie finden sich unter anderem in Erdgas- und Erdölfernleitungsnetzen, Wasserkraftwerken, Rolltreppen oder Aufzügen. Das GS 630 als größtes dieser Getriebe besitzt einen Achsabstand von 630 mm, wiegt 5,5 Tonnen und ist für Abtriebsmomente bis zu 650.000 Nm geeignet. Einsatzort ist unter anderem das Belüftungssystem des Gotthard-Tunnels. „Bei den Leistungsgetrieben entfallen sicherlich 70 Prozent auf Sonderlösungen, die wir entsprechend den Kundenanforderungen entwickeln“, erläutert GFC-Produktionsleiter Markus Weber. Hier sieht Weber auch eine der großen Stärken des Unternehmens: „Wir entwickeln und produzieren kundenspezifische Lösungen in sehr hoher Qualität und sehr kurzer Zeit.“
Die GFC AntriebsSysteme GmbH…
… produziert Schneckengetriebe und darauf basierende Antriebssysteme. Dazu zählen reine Radsätze aus Schneckenrad und -welle ebenso wie Getriebe und komplette Antriebssysteme mit allen elektrischen und elektromechanischen Komponenten. Die Produktpalette reicht von Armaturenverstellgetrieben mit 50 mm Abstand zwischen den Achsen von Schneckenrad und -welle bis zu Leistungsgetrieben mit 650 mm Achsabstand und 5,5 Tonnen Gewicht.
Die Armaturenverstellgetriebe liefert GFC der Konzernmutter AUMA-Riester GmbH zu, einem der weltgrößten Hersteller von Stellantrieben für die Armaturenindustrie. Leistungsgetriebe entwickelt und produziert GFC unter eigenem Namen meist als maßgeschneiderte Lösungen für Kunden in aller Welt. Je nach Produktgruppe werden zwischen 60 und 80 Prozent exportiert, in China ist GFC mit einem Montage- und Servicestandort vertreten. Die Leistungsgetriebe trugen überproportional zum starken Wachstum bei, das der GFC mit ihren 220 Mitarbeitern 2012 einen Rekordumsatz von etwa 60 Millionen Euro bescherte.
Das weitere Wachstum wird in den beiden Werken in Coswig schon vorbereitet. 2008 nahm das Werk II den Betrieb auf, in dem die Schneckenwellen und Schneckenräder geschliffen und gefräst werden. Das für die Montage zuständige Werk I in unmittelbarer Nachbarschaft wird 2013 um ein modernes Logistikzentrum mit automatisiertem Hochregallager und eine Pulverbeschichtungsanlage erweitert.
120 Tonnen Schlämme und Späne werden jährlich brikettiert
Gefertigt werden die Schneckenwellen aus Stahl mit Profilschleifmaschinen. Die Schneckenräder werden aus Eisenguss oder Bronze gefräst. Bei der spanenden Bearbeitung fallen jährlich rund 50 Tonnen Schleifschlamm und 70 Tonnen Frässpäne an, die mit mehr oder weniger großen Mengen der als Kühlschmiermittel eingesetzten Öle behaftet sind. Bis 2009 wurde ein kleiner Teil der an den Metallresten haftenden Kühlschmiermittel mit Hilfe einer Zentrifuge zurückgewonnen. Dabei war jedoch die Öl-Ausbeute gering und entsprechend niedrig lagen die Erlöse, die im Schrotthandel für die verbliebenen Metall-Öl-Mischungen erzielt wurden. Zudem war der Prozess arbeitsintensiv und der Arbeitssicherheit nicht zuträglich: Die Schlämme und Späne wurden manuell in die Zentrifuge hinein und wieder heraus geschaufelt, wodurch die Böden verschmutzt wurden.
Der Einsatz einer RUF-Brikettierpresse RB 4/2800/60S verbesserte den Prozess entscheidend, wie Markus Weber bestätigt. Die Sammelbehälter mit den Schlämmen und Spänen werden in den Trichter der Brikettierpresse entleert, die mit Hilfe eines 4 kW starken Hydraulik-Aggregats einen spezifischen Pressdruck von 2.800 kg/cm² erzeugt. Hierbei werden Späne und Schlämme vollautomatisch komprimiert und etwa 97 Prozent des anhaftenden Öls herausgepresst. Schließlich stößt die RUF RB4 die zylindrischen Briketts mit 60 mm Durchmesser über eine Auslaufschiene in einen Container aus, den ein Schrotthändler regelmäßig abholt.
Kühlschmiermittel werden sortenrein zurückgewonnen
Die ausgepressten Kühlschmierstoffe werden in bereitstehende Auffangcontainer gepumpt. Der weitaus größte Teil davon stammt aus Schleifschlämmen, bei denen fast die Hälfte des Nassgewichts auf Öl entfällt. Die Gesamtmasse des jährlich zurückgewonnenen Öls liegt bei rund 30 Tonnen. Etwa zehn Prozent davon verwirft GFC nach einem Reinigungsvorgang: Unmittelbar nach dem Auspressen befinden sich besonders im Schleifschlamm-Öl noch viele Schwebstoffe, die die Filter im Kühlschmiermittelkreislauf schnell zusetzen würden. Daher lässt das Unternehmen das ausgepresste Öl einige Wochen im Container ruhen, bis sich die darin enthaltenen Schwebstoffe am Boden abgesetzt haben. Der ausreichend geklärte obere Teil wird dann abgesaugt und nur der verbleibende Rest entsorgt. Auf diese Weise können jährlich 27 Tonnen Öl zurückgewonnen und wiedereingesetzt werden.
Eine Besonderheit des Systems besteht darin, dass die unterschiedlichen Öle für die Schleif- und Fräsbearbeitung sortenrein zurückgewonnen werden, ohne dass die Schlauchanschlüsse getauscht werden müssen. Dafür ist die Anlage mit zwei Absaugpumpen ausgestattet, die durch einen Vorwahlschalter angesteuert werden. In der Steuerung sind zudem die materialspezifischen Betriebsparameter für das Brikettieren der verschiedenen Materialien – Schleifschlämme und Frässpäne – hinterlegt. Mit dem Umschalten wird neben der jeweiligen Absaugpumpe auch das passende Pressprogramm aktiviert, das für ein optimales Brikettierergebnis sorgt.
Brikettieranlage erfordert nur minimalen Personalaufwand
Im gesamten Produktionsprozess erfordert die Brikettieranlage nur einen minimalen Personalaufwand, wie Weber erläutert: Ist einer der Sammelcontainer an den Schleif- und Fräsmaschinen gefüllt, wird er per Gabelstapler zur Brikettierpresse transportiert und dort in deren Trichter entleert. Sobald der zuständige Mitarbeiter das entsprechende Programm startet, werden die Schlämme oder Späne verpresst und das Öl automatisch in den richtigen Sammelbehälter abgepumpt. Füllstandsensoren in den Ölcontainern garantieren, dass die Presse stoppt, falls der Container überzulaufen droht.
Um Verschleppungen der unterschiedlichen Öle zu minimieren, achten die Mitarbeiter bei GFC darauf, dass es nicht ständig zu einem Wechsel zwischen Spänen und Schleifschlämmen kommt. So verpressen sie einige einheitliche Chargen hintereinander, bevor von Spänen auf Schlämme oder umgekehrt gewechselt wird.
Während in der spanenden Fertigung rund um die Uhr gearbeitet wird, wird die Brikettieranlage bislang nur während der beiden Tagschichten beschickt. Neben dem Befüllen und Starten der Presse fällt lediglich noch für die in mehrwöchigem Abstand durchgeführte Grundreinigung Arbeitsaufwand an. Die jährliche Wartung wird von Instandhaltern der GFC AntriebsSysteme GmbH selbst durchgeführt. „Seit der Inbetriebnahme haben wir den Service der Firma RUF noch nicht wieder benötigt. Die Anlage arbeitet völlig problemlos“, erklärt Produktionsleiter Weber.
Nach nur zwei Jahren hatte sich die Investition amortisiert
Auslöser für die Anschaffung der Brikettieranlage war die Idee des GFC-Mitarbeiters Stefan Kändler. Ihm war das Zentrifugieren mit all seinen Problemen schon geraume Zeit ein Dorn im Auge gewesen. Deshalb schlug er im Rahmen des kontinuierlichen Verbesserungsprogramms vor, die Entsorgung der Schlämme und Späne durch Brikettierung zu optimieren. Die Idee des stellvertretenden Teamleiters für das Verzahnungsschleifen erwies sich damals schnell als gute Alternative. GFC rechnete aus, wie viel zusätzliches Öl sich durch die Brikettierung zurückgewinnen lässt, um wie viel höher der Erlös für die weitgehend trockenen Metallreste ausfällt und wie viel Arbeitszeit eingespart werden könnte. Produktionsleiter Weber erinnert sich: „Die Firma RUF unterstützte uns bei der Kalkulation, in dem sie mit unserem Material Pressversuche durchführte und die Werte der Ölrückgewinnung ermittelte.“
Anfangs war RUF nur einer von mehreren Anbietern, von denen sich GFC Angebote erstellen ließ, um diese dann kaufmännisch und technisch zu vergleichen. „Wir haben uns schließlich für RUF entschieden, weil die Beratungsleistung ebenso gut war wie das Preis-Leistungsverhältnis der Brikettieranlage“, berichtet Weber.
Die Rechnung ist aufgegangen und das RUF-Brikettiersystem RB 4/2800/60S hat sich schnell bezahlt gemacht: Die Rückgewinnung der 27 Tonnen Öl pro Jahr – rund 20 Prozent des Gesamtbedarfs –, ermöglicht Einsparungen von bis zu 30.000 Euro. Hinzu kommen die dank des automatischen Betriebs eingesparten Personalkosten sowie die höheren Erlöse beim Verkauf der nahezu ölfreien Metallreste. Nach rund zwei Jahren hatte sich die Brikettieranlage auf diese Weise amortisiert, berichtet Markus Weber. Und dies obwohl die für den mannlosen 24-Stunden-Betrieb ausgelegte Anlage nur „teilzeit“ in Betrieb ist. Angesichts des Wachstums von GFC erwartet der Produktionsleiter aber bald eine volle Auslastung: „Außerdem werden wir früher oder später sicherlich eine zweite Anlage anschaffen.“
