Projektbeschreibungen

Was nicht passt, wird passend gemacht

12/2014
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Die Anforderungen an Siebtechnik-Lösungen, die in Produktionsanlagen integriert sind, können sehr vielfältig sein. Neben hoher Wirtschaftlichkeit und Leistungsfähigkeit sind vor allem auch die am Standort gegebenen Bedingungen bei der Konstruktion und Fertigung der Maschinen zu berücksichtigen. Das Beispiel eines aktuellen Projekts des Siebtechnik-Spezialisten J. Engelsmann AG zeigt, wie durch Maschinen-Lösungen aufwändige Anpassungsarbeiten und Betriebskosten einge-spart werden können, wenn sie auf betriebsspezifische Belange zugeschnitten sind.

Der Auftraggeber, ein weltweit tätiger Komplettanbieter für Oberflächenbearbeitung von Metallen und anderen Werkstoffen, produziert u.a. Maschinen- und Verfahrenstechnik für Gleitschlifftechnik. Dazu gehören auch Verfahrensmittel wie beispielsweise keramische Schleifkörper, sogenannte Gleitschleifmittel, die in einer Vielzahl unterschiedlicher Qualität und Form hergestellt, vor allem in der Nassbearbeitung eingesetzt werden. Keramisch gebundene Schleifkörper zeichnen sich durch eine große Schleifleistung bei hohem Schleifdruck aus. Sie weisen zudem meist hohe Standzeiten auf und sind vielfach forminvariant.

Bei der Herstellung der Schleifkörper ist eine hohe Werkstoffqualität entscheidend. Die Körnung bestimmt das Schliffbild der Oberfläche, so dass die Verarbeitung von eventuell vorhandenem Über- oder Unterkorn einen direkten Einfluss auf die Schleifqualität der Körper hat. Aufgrunddessen erfolgt eine in den Herstellungsprozess der keramischen Granulate integrierte Über-/Unterkornabtrennung durch maschinelles Sieben. Hierbei wird nicht nur der Kornanteil außerhalb des gewünschten Kornspektrums, sondern auch verbundene Granulate, sogenannte Mehrlinge, ausgesiebt. Nur das sogenannte Gutkorn kann zur Herstellung der Schleifkörper verwendet werden. Das ausgesiebte Unterkorn wird wieder dem Produktionsprozess zugeführt, das abgetrennte Überkorn dagegen nicht weiter verwendet.

Betriebsspezifische Anforderungen bestimmen Maschinen-Layout

Für die Über-/Unterkornabtrennung wurde bisher eine in die Produktionsanlage eingebrachte Vibrationssiebmaschine eingesetzt, deren Aussiebegrad, die sogenannte Trennschärfe, nicht mehr den gestiegenen Qualitätsanforderungen des Gleitschleifmittelherstellers gerecht wurde. Für einen weiteren Grund eines Maschinenwechsels sprachen die langen Stillstandszeiten, die für das Umrüsten der Siebmaschine auf wechselnde Produktchargen notwendig wurden. An die Anschaffung von zwei neuen Maschinen war die Bedingung geknüpft, dass diese ohne aufwändige Umbauten bzw. Anpassungsarbeiten an die bauseitig vorhandenen Zuführungen der vor- und nachgelagerten Anlagenteile integriert werden konnten.
Nach einem ersten Beratungsgespräch mit Engelsmann war der nächste Schritt zur Problemlösung der Gang ins Technikum, um die Siebfähigkeit des Granulats zur Feststellung der geforderten Durchsatzleistung zu testen und den Kunden davon zu überzeugen, dass die ausgewählte Maschinenlösung später auch im Echtbetrieb einwandfrei funktioniert. Auf Basis der Versuchsergebnisse setzten die Engelsmann-Konstrukteure auf den Einsatz einer Vibrationssiebmaschine des Typs JEL VibSpeed, die als Schutz-, Kontroll- oder Klassiersieb für rieselfähige, trockene Schüttgüter insbesondere aufgrund ihres hohen Aussiebegrads (bis zu 99% Trennschärfe) und ihrer Anpassungsfähigkeit in allen Bereichen der produzierenden Industrie eingesetzt wird. Neben dem gewünschten höheren Aussiebegrad zur Optimierung der Produktqualität war die Minimierung der Stillstandszeiten durch eine einfache und schnelle Umrüstung die zentrale Anforderung des Auftraggebers.

Modulare Bauweise: Anpassungsfähig an Siebprodukt und Standort

Da verschiedene Granulatspezifikationen auf den Maschinen gesiebt werden, müssen die eingesetzten Siebmaschinen gut zugänglich und leicht zu demontieren sein, da bei wechselnden Produktchargen die Siebeinleger mit unterschiedlichen Maschenweiten gewechselt werden müssen. Durch die große Bandbreite der zu siebenden Produkte führen die häufigen Siebwechsel zu Stillstandszeiten, die durch ein einfacheres Maschinenhandling verkürzt werden. Die Flexibilität und das einfache Handling der JEL VibSpeed stehen vor allem mit dem aufklappbaren Deckel der Maschine in Verbindung. Dieser erspart dem Nutzer einen erheblichen Montage- und Reinigungsaufwand. Dank einer Schnellwechselausführung lassen sich beim VibSpeed-Modell nach dem Entfernen des Deckels und dem Lösen der stirnseitigen Spannvorrichtung die Siebeinleger mit wenigen Handgriffen aus der Maschine nach oben herausnehmen. Der freie Zugang zu den Siebeinlegern und deren einfache Demontage ermöglichen zudem eine schnelle rückstandslose Reinigung des Produktraums. Durch eine veränderte Erregung des Siebgewebes wird die Fördergeschwindigkeit und die Wurfparabel auf das zu siebende Granulatprodukt eingestellt. Hierzu wird die Richtung der Schwingung durch die Anordnung der Vibrationsmotoren verändert. Der Einstellbereich kann in Intervallen von 15° geändert werden. Die längs zur Siebrichtung angeordneten Vibratoren der JEL VibSpeed-Siebmaschine sind schwingungssteif miteinander verbunden, synchronisieren sich beim Lauf selbstständig und sorgen somit für einen gleichmäßigen und geräuscharmen Maschinenbetrieb. Die Neigung des Siebdecks ist ebenfalls einstellbar (2° bis 5°) und kann an die Anforderungen des jeweiligen Siebprodukts angepasst werden. Ein veränderbarer Neigungswinkel des Siebdecks beeinflusst die Fließgeschwindigkeit des Produkts und somit dessen Verweilzeit auf dem Siebgewebe.

Für die Überkorn- bzw. Unterkornabsiebung wurden die in Auftrag gegebenen VibSpeed-Maschinen in Doppeldeckerausführung mit zwei Siebdecks und je einem Siebeinleger von insgesamt 0,5 qm Fläche ausgestattet. Der Siebvorgang erfolgt von grob zu fein, wobei auf dem oberen Siebdeck das Überkorn des Granulats und auf dem unteren zweiten Deck der zu feine Kornanteil abgetrennt werden. Die Maschenweiten der Siebgewebe betragen 5 bzw. 1 mm. Sie werden mittels eines unterhalb des Gewebes auf einem Wellengitter installierten Kugelabreinigungssystems permanent abgereinigt, wobei Prallklopfkugeln durch die Vibrationen der Maschine gegen das Maschengewebe springen und damit die Gewebe während des Siebvorgangs durchlässig halten.

Blieb noch, die Herausforderung der Anpassung auf die individuellen Standortverhältnisse. Um die bauseitig vorhandenen Zuführungen der bestehenden Anlage ohne kostspielige Umbauarbeiten nutzen zu können, wurden die  Durchmesser und die Positionen des Einlaufstutzens und des Grobgutauslaufs auf die bauseitigen Gegebenheiten der Anlage zugeschnitten. Zur Verkürzung der Stillstandszeiten sind beide Siebmaschinen mit einem feststellbaren Fahrgestell auf Rollen ausgestattet, mit dem sie schnell und einfach in und aus der Anlage gefahren werden können.

Mobiler Maschineneinsatz dank Fahrgestell und On board-Steuerung

Das Fahrgestell ermöglicht einen einfachen Standortwechsel, da die Siebmaschinen noch zusätzlich an einem anderen Produktionsstandort zur Schutzsiebung benötigt werden. Für den mobilen Einsatz sind die beiden Maschinen jeweils mit einer steckerfertigen Steuerung versehen, die über eine Notausfunktion verfügt und mit der die Vibratoren synchronisiert werden. Falls einer der Vibratoren ausfällt, stellt sich die Maschine automatisch ab. Per Stromanschluss sind die Siebmaschinen schnell und einfach in Betrieb zu nehmen.

Die mit CE-Kennzeichnung übergebenen Engelsmann-Siebmaschinen bestätigten im Echtbetrieb die Versuchsergebnisse im Technikum, so dass der Auftraggeber den Aussiebegrad um 24% steigern und somit auch die Produktqualität des Keramikgranulats wie geplant verbessern konnte. Auch die bisherigen Stillstandszeiten wurden durch den Einsatz der neuen VibSpeed-Vibrationssiebmaschinen um fast 40% verkürzt und somit die Produktivität der kompletten Anlage bei verbesserter Wirtschaftlichkeit erheblich gesteigert.

Die Modelle der JEL VibSpeed-Typenreihe gibt es bis zu einer maximalen Siebfläche von 7,5 m2. Bei der Eindeckerversion reicht die Bandbreite von 0,25 bis 3,75 m2, bei der Doppeldeckerausführung von 0,50 bis 7,5 m2. Je nach Bedarf ist die JEL VibSpeed mit stationärem oder fahrbarem Untergestell in zehn Größenvarianten lieferbar.