DAS ROBOT-POLAR-SySTem zur AufBeReiTung von SPänen funktion

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1 ROBOT-POLAR System Vollautomatisches System zur chargenweisen Aufbereitung von Metallspänen durch Entölen, Trocknen, Zerkleinern, Trennen, Sieben, Transport und Lagerung. Sortenreine Verarbeitung von unterschiedlichen Spänewerkstoffen und Kühlschmierstoffen Für fast alle Metalle und Kunststoffe einsetzbar Grobteile in den Spänen problemlos verarbeitbar Restfeuchte unter 2% erreichbar Hohe Durchsatzleistung durch kurze Taktzeiten Hohe Flexibilität durch universelle und vielseitige Kombinationsmöglichkeiten Bei optimierten Chargengrößen ist kein Spänebrecher nötig Kühlschmierstoffaufbereitung integrierbar Minimaler Bedienaufwand durch vollständige Automatisierung der Arbeitsabläufe Verkettung auch mit bauseitigen Anlagenkomponenten möglich

2 Das Robot-Polar-System zur Aufbereitung von Spänen Durch die immer höheren Anforderungen an die Eigenschaften der zu fertigenden Werkstücke tritt die Auswahl der geeigneten Werk- und Kühlschmierstoffe für den Fertigungsprozess immer mehr in den Vordergrund. Bei den stetig steigenden Werkstoffkosten und den immer höheren Kosten für technisch ausgereifte Kühlschmierstoffe ist es unabdingbar, die Späneabfälle aus dem Fertigungsprozess dem Recycling und somit der Wiederverwendung zugänglich zu machen. Je nach Spänewerkstoff und Spänegeometrie beinhalten diese Späneabfälle einen Kühlschmierstoffanteil zwischen 15% und 50%. Dieser Anteil an Kühlschmierstoff geht bei der Abgabe der Späne ohne Aufbereitung dem Fertigungsprozess verloren und erhöht die Kosten für die Neubeschaffung der Kühlschmierstoffe. An die Recyclebarkeit der Späne werden in der heutigen Zeit bereits ähnlich hohe Anforderungen gestellt, wie an den Grundwerkstoff selbst. Insbesondere sind die Ansprüche an die NE-Metalle gemäß der europäischen Norm DIN EN NE-Schrotte im Bezug auf Werkstoffreinheit und erwartete Restfeuchte besonders hoch. Hier wird z.b. bei Cu-Zn-Legierungen aufgeführt, dass der Anteil an Fremdwerkstoffen nur zu einem verschwindend geringen Teil akzeptiert wird. Zur erwarteten Restfeuchte wird folgendes in dieser DIN aufgeführt: Der Feuchtigkeitsgehalt wird kleiner als 2% (Massenanteil) erwartet. Feuchtigkeitsgehalte zwischen 2% und 4% (Massenanteil) müssen als Massenabzug abgezogen werden. Feuchtigkeitsgehalte zwischen 4% und 6% (Massenanteil) müssen verdoppelt und als Massenabzug abgezogen werden. Das heißt, je mehr Werkstoffvermischung und je höher der Restfeuchteanteil, desto geringer der Wiederverkaufwert der Späne. Diese Werte werden von allen namhaften Recyclern mittlerweile nicht nur für Cu-Zn-Legierungen gemäß der Schrott-Norm angewendet, sondern finden auch für Späne aus Stahl, Aluminium, Edelstahl, Titan, Magnesium usw. Anwendung. Ohne intelligente und professionelle Späneaufbereitung sind diese geforderten Werte nicht erreichbar. Für die sortenreine Aufbereitung von Spänewerkstoffen und Kühlschmierstoffen ist das Robot-Polar- System die optimale Lösung. Aufgrund des modularen Aufbaus der einzelnen Anlagenkomponenten ist die Späneaufbereitung für jeden Anwendungsfall individuell kombinierbar und kann an die speziellen Bedürfnisse optimal angepasst werden. Die chargenweise Behandlung der Späne und die getrennte Verarbeitung von Kühlschmierstoffen garantiert die nahezu sortenreine Verarbeitung der Medien von der Aufgabe bis zur Lagerung. Bei der Auswahl einer optimalen Chargengröße und einer dem Anwendungsfall angepassten Zentrifuge kann in vielen Fällen auf das Zerkleinern der Späne mit einem Spänebrecher verzichtet werden. Hierdurch ist die Behandlung auch von langen Spänen, Spänebüscheln und Spänen mit Grobteilen möglich. Funktion Die Späne werden direkt an der Bearbeitungsmaschine in Zentrifugentrommeln gefüllt und mittels Handhubwagen in die Anlage eingefahren. Alternativ können auch kundenseitige Spänewagen verwendet werden, die mit einem Hebe-Kippgerät in die Zentrifugentrommel entleert werden. Nach dem Befüllvorgang wird die Zentrifugentrommel automatisch in die entsprechende Zentrifuge gesetzt. Die Bearbeitung erfolgt vollautomatisch gemäß der bei der Späneaufgabe erfolgten Vorwahl der Spänesorte und des Kühlschmiermittels. Nach dem Zentrifugieren werden die Zentrifugentrommeln in die Entleerungsstation der Containerbeschickung gesetzt. Die Containerbeschickung fährt einen freien Platz im angewählten Container an und entleert die Zentrifugentrommel. Nach dem Entleervorgang wird die Trommel wieder in die Befüllposition der Anlage transportiert. Zur Containerbefüllung werden zwei unterschiedliche Systeme eingesetzt: Decken- oder Bodenbefestigung. Durch dieses flexible System ist eine nahezu komplette und gleichmäßige Befüllung des Containers möglich. Da sich die Container meistens in einem nicht beheizten Raum befinden, wird der Wanddurchbruch für die Übergabe der verfahrbaren Entleerungsstation mit einem automatischen Hubtor verschlossen, um den Wärmeverlust so gering wie möglich zu halten. Das Robot-Polar-System wird über eine SPS vollautomatisch gesteuert. Die Bedienung erfolgt über ein Touchpanel. Im Automatikbetrieb muss die Spänesorte und bei Bedarf der Kühlschmierstoff angewählt werden, danach läuft die Anlage vollautomatisch entsprechend den voreingestellten Programmparametern. 2

3 Späneaufgabe Die Aufgabe der Späne in das Robot-Polar-System kann auf unterschiedliche Arten erfolgen: Zentrifugentrommel: Die Späne werden an der Bearbeitungsmaschine direkt in die Zentrifugentrommel gefüllt. Diese Trommel wird dann mittels Handhubwagen zur Robot-Polar-Anlage gefahren, in eine stationäre Füllstation eingesetzt und dem Bearbeitungsprozess zugeführt. Der Handhubwagen wird den jeweiligen Erfordernissen angepasst. Spänewagen bis 180l: Spänewagen mit einem Chargenvolumen von bis zu 180l können an der Bearbeitungsmaschine befüllt und dann direkt in ein Hebe-Kippgerät zur automatischen Befüllung der Zentrifugentrommel eingesetzt werden. Die Größe der Zentrifugentrommel wird dann entsprechend dem Volumen des Spänewagens ausgewählt. 3

4 Späneaufgabe Spänewagen größer 180l, kurze Späne: Spänewagen mit einem Volumen von mehr als 180l kurzen Spänen können an der Bearbeitungsmaschine befüllt und dann mittels Gabelstapler oder Hebe-Kippgerät auf einen Kratzerförderer oder eine Schwingförderrinne aufgegeben werden. Die Späne werden danach dosiert in die entsprechende Zentrifugentrommel gefüllt und dem Bearbeitungsprozess zugeführt. Bei Spänewagen mit einem Volumen von 500l bei max. 500kg ist der Einsatz des Robot-Polar-Systems RF12 möglich, bei dem die Späne direkt in die Zentrifugentrommel entleert werden können. Spänewagen größer 180l, lange Späne: Bei der Aufgabe von langen Spänen aus Spänewagen mit einem Volumen von mehr als 180l, ist in der Regel ein Spänebrecher erforderlich. Die Größe des einzusetzenden Spänebrechers ist abhängig vom Volumen des Spänewagens und der geforderten Durchsatzleistung der Anlage. Die Spänewagen werden entweder direkt, oder mittels Handhubwagen oder Gabelstapler in ein Hebe- Kippgerät eingesetzt und in den Spänebrecher, entleert. Bei kippbaren Spänewagen ist es möglich diese direkt in den Trichter des Spänebrechers einzukippen. Die Späne werden nach dem Brechen dosiert in die entsprechende Zentrifugentrommel gefüllt und dem Bearbeitungsprozess zugeführt. 4

5 Zentrifugen Das Herzstück jeder Späneaufbereitungsanlage ist die Zentrifuge. Für unterschiedliche Anwendungsfälle, werden zwei unterschiedliche Zentrifugen eingesetzt, die mit unterschiedlichen Optionen und Erweiterungen, entsprechend der zu verarbeitenden Späne, ausgerüstet werden. Industrie-Zentrifuge Typ RP für kurze Späne: Drehzahl je nach Späneart bis zu 980 U/min., Zentrifugenmotor auf elastisch gelagertem Motorspannflansch. Industrie-Zentrifuge Typ RF für lange Späne: Drehzahl je nach Späneart bis zu 400 U/min., Zentrifugenmotor starr gelagert. Technische Daten Durchsatzleistung RP 5 RF 5 RP 6 RF 6 RP 7 RF 7 RF 8 RF 12 max. Trommelfüllvolumen 50 Liter 80 Liter 120 Liter 180 Liter 500 Liter max. Trommelfüllgewicht 100 kg 150 kg 300 kg 150 kg 300 kg 300 kg 500 kg max. Chargen je Zentrifuge / h Zentrifugentrommel RP 5 RF 5 RP 6 RF 6 RP 7 RF 7 RF 8 RF 12 Durchmesser 506 mm 606 mm 708 mm 808 mm mm Höhe 475 mm 495 mm 550 mm 550 mm 800 mm Drehzahl 980 U/min 400 U/min 735 U/min 400 U/min 735 U/min 400 U/min 400 U/min 350 U/min 1 in Abhängigkeit der erforderlichen Zentrifugierzeit und Anlagengröße Typzusatz H für Option Heizung, z.b. RP6H Technische und inhaltliche Änderungen vorbehalten. 5

6 Späneabgabe Die Abgabe der behandelten Späne in Spänecontainer kann auf unterschiedliche Arten erfolgen: Entleerungsstation mit Siebtrenner: Die behandelten Späne werden auf eine Siebmaschine entleert um Späne und Teile voneinander zu trennen. Stationäre Entleerungsstation: Entleerung der behandelten Späne direkt oder über eine Schwingförderrinne in einen untergestellten Spänebehälter. Verfahrbare Entleerungsstation: Entleerung der behandelten Späne in mehrere untergestellte Spänebehälter. Verfahrbare Entleerungsstation mit Containerbeschickung mit Boden- oder Deckenbefestigung: Die behandelten Späne werden in der Zentrifugentrommel auf die verfahrbare Entleerungsstation gesetzt. Diese Entleerungsstation wird motorisch auf das Containerfahrwerk gefahren. Das Containerfahrwerk fährt den vorgewählten Container an und sucht sich mittels der Füllstandsüberwachung einen freien Platz im Container an dem die Späne aus der Zentrifugentrommel ausgekippt werden. Hierdurch kann das Volumen des Containers annähernd zu 100% genutzt werden. Danach wird die Zentrifugentrommel wieder zur Anlage transportiert und mittels Transporteinrichtung der Füllstation wieder zugeführt. Das Containerfahrwerk ist in unterschiedlichen Bauweisen lieferbar. Galgenfahrwerk, Deckenfahrwerk und Portalfahrwerk. Das Containerbeschickungssystem ist mit fast allen Spänecontainern kombinierbar. Alternativ kann die verfahrbare Entleerungsstation auch mit einem festen Behälter ausgerüstet werden, in den die Späne aus der Zentrifugentrommel entleert werden, z.b. bei Entleerung der Späne durch die Hallendecke. 6

7 Späneabgabe Containerbeschickung mit verfahrbarer Entleerungsstation für Zentrifugentrommeln auf Galgenfahrwerk für Bodenbefestigung Containerbeschickung mit verfahrbarer Entleerungsstation für Zentrifugentrommeln auf Portalfahrwerk Containerbeschickung mit verfahrbarer Entleerungsstation für Zentrifugentrommeln auf Portalfahrwerk Containerbeschickung mit fest angebautem Behälter auf verfahrbarer Entleerungsstation. Befüllung durch Kratzerförderer. Containerbeschickung mit fest angebautem Behälter auf verfahrbarer Entleerungsstation, Befüllung aus Zentrifugentrommel durch die Hallendecke. 7

8 Beispiele für Robot-polar-systeme zur späneaufbereitung Anlage für zwei Spänesorten (Titan und Edelstahl), Spänezuführung mittels Zentrifugentrommel auf Trommeltransportwagen. Spänebrecher RS300E und Hebe-Kippgerät Füllstation, Zentrifuge, Transporteinrichtung und Entleerung Anlage mit Zentrifugen Typ RP und RF Entleerung in vier Container 8

9 Beispiele für Robot-polar-systeme zur späneaufbereitung Anlage mit Spänebrecher RS500E für Stahl und Aufgabe für Grauguss Zentrifugen mit schwenkbarem Abfluß für zwei verschiedene Ölsorten, Ölreinigung mit Magnetabscheider Aufgabesituation für drei verschiedene Spänesorten Robot-Polar Anlage mit RF12 9

10 Beispiele für Robot-polar-systeme zur späneaufbereitung Hebe- und Kippgerät 2 Füllstation 3 Zentrifuge 4 Behälter 5 Entleerungsstation 6 Schienenstrang 7 Schutzgitter 8 Schmutzöl 1 9 Schmutzöl 2 10 Ölreinigungszentrifuge 11 Reinöltank 1 12 Reinöltank 2 13 Podest 14 Elektrische Steuerung Späneaufbereitung mit Ölreinigungsanlage Robot-Polar-Anlage zum Entölen von Stahl-Spänen die mit zwei unterschiedlichen Ölsorten benetzt sind. Die Aufgabe der Späne erfolgt durch vier unterschiedliche Spänewagen, in die Aufnahmevorrichtung des Hebe-Kippgerätes. Die Aufgabemenge beträgt max. 500 Liter/Charge bei einem Chargengewicht von max. 500 kg. Die Späne können kurz oder lang und büschelig sein. Die Durchsatzleistung der Anlage beträgt Liter Späne je Stunde. Entölung der Späne in einer Zentrifuge Typ RF12H mit einem Trommeldurchmesser von 1200 mm. Die Abgabe der entölten Späne erfolgt von der verfahrbaren Entleerungsstation in vier Späne-Container á 20 m³. Die beiden abgeschleuderten Ölsorten werden nahezu sortenrein mit einer Ölaufbereitungsanlage gereinigt und der Wiederverwendung an den Werkzeugmaschinen zugeführt. Füllstation, Zentrifuge und Behälter Containerbeschickung als Portalfahrwerk 10

11 Beispiele für Robot-polar-systeme zur späneaufbereitung Hebe- und Kippgerät 2 Spänebrecher 3 Füllstation 4 Zentrifuge 5 Behälter 6 Entleerungsstation 7 Schienenstrang 8 Schutzgitter 9 Container-Beschicker Robot-Polar-Anlage zum Entölen von Stahl- und Aluminium-Spänen die mit Öl oder Emulsion benetzt sind. Die Aufgabe der Späne erfolgt in Kipp-Behälter, Inhalt ca. 380 Liter mittels Gabelstapler in die Aufnahmevorrichtung des Hebe-Kippgerätes für Stahl-Späne mit Öl oder in die Aufnahmevorrichtung des Hebe-Kippgerätes für Stahl- oder Aluminium-Späne mit Emulsion. Die Späne werden im Spänebrecher Typ RS500E gebrochen und der Zentrifuge Typ RP7H zugeführt, getrocknet und mittels Entleerungsstation in den vorgewählten Container entleert. Die Anlage arbeitet mit unterschiedlichen Spänen und zwei verschiedenen Kühlschmierstoffen sortenrein. Die Durchsatzleistung der Anlage beträgt ca Liter Späne je Stunde. Späneaufgabe mittels Hebe-Kippgeräten Containerbeschickung als Deckenfahrwerk Spänebrecher RS500E und Entleerungsstation 11

12 Unsere Versuchsanlage Um Komplettlösungen aus dem Programm von Gebr. Steimel kundennah und praxisbezogen auswählen zu können, ist es unerlässlich, schon im Vorfeld mit Versuchen die geeigneten Maschinen und Anwendungen zu bestimmen. Steimel hat eigens dafür einen Versuchsbereich, der von unseren Kunden gerne genutzt wird, um die dort gewonnenen Erkenntnisse auf Planungen übertragen zu können. Wir sind gerne bereit, durch Versuche mit Ihrem Material in unseren Anlagen gemeinsam die richtige Maschine und die richtige Anwendung für Ihren Einsatzfall festzulegen. Unsere Ingenieure erarbeiten gerne für Sie Projektvarianten und entsprechende Angebote für eine auf Ihre Bedürfnisse ausgerichtete Aufbereitungsanlage. Zusatzausrüstungen und optionen im Robot-Polar-system Heizung 8-24kW zur Unterstützung des Entölungsprozesses in der Zentrifuge Speziell auf die Späne zugeschnittene Zentrifugentrommeln Schwenkbare Abflussstutzen zur sortenreinen Verarbeitung von unterschiedlichen Kühlschmierstoffen Trommelaufnahme in Sonderausführung zur Verhinderung von übermäßiger Aerosolbildung Waage zur Ermittlung des tatsächlichen Anlagendurchsatzes je Spänewerkstoff Durchflussmengenmesser zur Ermittlung der Menge des zurückgewonnenen Kühlschmierstoffes Kühlschmierstoffaufbereitungsanlage mit Lagertank für gereinigtes KSS Anbindung der SPS-Daten an eine vorhandene Datenverarbeitung z.b. ERP System Verkettung und Verknüpfung mit bauseits vorhandenen Anlagenkomponenten Hubtore de 2013 Gebr. Steimel GmbH & Co., Hennef Änderungen vorbehalten. Gebr. Steimel GmbH & Co. Maschinenfabrik Pumpen und Zentrifugen Johann-Steimel-Platz 1 Telefon: +49 (0) Hennef Telefax: +49 (0) Deutschland Germany vtz@steimel.com Schwenkbare Abflussstutzen Heizung Sondertrommeln Ölreinigungszentrifuge Magnetabscheider Kompetenz und Leidenschaft. 12