Wie Nebenstromfilter von STAUFF die Produktivität von Spritzgießmaschinen eines namhaften Herstellers von Verschlüssen und Verpackungssystemen aus Kunststoff nachhaltig steigern konnten
Wie Nebenstromfilter von STAUFF die Produktivität von Spritzgießmaschinen eines namhaften Herstellers von Verschlüssen und Verpackungssystemen aus Kunststoff nachhaltig steigern konnten
Für einen störungsfreien und wartungsarmen Betrieb von Hydraulik- und Schmieranlagen ist
insbesondere die Reinheit von Hydraulikmedien wichtig
Für einen störungsfreien und wartungsarmen Betrieb von Hydraulik- und Schmieranlagen ist insbesondere die Reinheit von Hydraulikmedien entscheidend. Ausfallanalysen belegen, dass 70 bis 80 Prozent aller Maschinenausfälle durch Verunreinigungen der Betriebsflüssigkeiten aufgrund unzureichender Ölpflege verursacht werden. Denn präzise Hydraulik- und Schmiersysteme arbeiten mit Spaltmaßen im Mikrometer-Bereich, so dass bereits kleinste Schmutzpartikel zu erhöhtem Energieverbrauch durch Reibung, verminderter Leistungsfähigkeit oder zu oftmals kostenintensiven Stillständen führen können. Dies hat nicht selten unplanmäßige Ölwechsel oder den Austausch empfindlicher Komponenten zur Folge.
Ursachen für Verunreinigungen
Verunreinigungen in Hydraulikmedien können verschiedene Ursachen haben: Grundsätzlich unterscheidet man zwischen im System vorhandener Verschmutzung, die bereits während der Fertigung, Lagerung und Installation einzelner Bauteile eingebracht werden (Reste von Guss-Sand, Späne oder Schlacke), nachträglich eindringender Verunreinigung, verursacht beispielsweise durch beschädigte Tank- und Zylinderdichtungen oder falsch ausgelegte Einfüll- und Belüftungsfilter, sowie entstehender Kontamination, wie sie während des laufenden Betriebs der Anlage im System generiert wird. Neben Kavitation zählen hierzu auch mechanische, biologische und chemische Mechanismen (bedingt durch die Reibung zweier Komponenten in Verbindung mit existierenden Partikeln oder die Bildung von Ölkohle aufgrund von Systemüberhitzung), welche die Eigenschaften von Betriebsflüssigkeiten auf Dauer negativ beeinflussen.
Selbst Frischöl kann üblicherweise nicht als rein bezeichnet werden, da es während der Produktion und Verarbeitung selten feinstgefiltert wird und zusätzlich beim Abfüllen, Umfüllen und Transport (z.B. in wiederaufbereiteten Fässern) Partikel eingebracht werden können. Es ist daher sinnvoll, eine Hydraulikanlage ausschließlich über geeignete Filtergeräte zu befüllen, um eine gewisse Grundreinheit zu gewährleisten und das System vor grober Verunreinigung zu schützen.
Kavitation
Kavitation ist nach der Verunreinigung des Öls eine der häufigsten Ursachen für Beschädigungen in Hydrauliksystemen. Kavitation bezeichnet die spontane Bildung von Hohlräumen im hydraulischen Medium. Diese Hohlräume treten blasenförmig auf. Da diese Blasen in ihrem Inneren ein Vakuum besitzen, kollabieren sie unmittelbar nach Entstehung. Dabei werden große Kräfte freigesetzt, die sich in Form von Schockwellen rund um die kollabierende Blase ausbreiten. Diese Schockwellen sind die Ursache für die zerstörerische Wirkung der Kavitation.
Kavitation hat zwei unmittelbare und eine mittelbare Folge. Diese sind
Geräuschbildung,
Veränderung des Fließverhaltens des Mediums und
Zerstörung von Bauelementen.
Reinheitsklassen nach ISO 4406
Die Reinheit von Hydraulikmedien wird üblicherweise durch die Betrachtung der Anzahl und Größe der in 100 Milliliter vorhandenen Schmutzpartikel bestimmt. Dabei wird nicht nach Form und Beschaffenheit der Partikel unterschieden.
Zwecks einer aussagekräftigen und vergleichbaren Beurteilung des Verschmutzungsgrades erfolgt eine Zuordnung in sogenannte Reinheitsklassen, welche unter anderem in der ISO 4406 (1999) und der NAS 1638 definiert wurden.
Bei der Interpretation von ISO-Reinheitsklassen ist unbedingt zu beachten, dass sich mit jeder nächsthöheren Klasse die Anzahl der Partikel verdoppelt.
Reinheitsklassen nach ISO 4406
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Empfohlene Reinheitsklassen
Die Hersteller bestimmter Systemkomponenten setzen die verbindliche Einhaltung vorgegebener Mindest-Reinheitsklassen voraus oder empfehlen diese, wobei die schmutzempfindlichste Komponente für die Auslegung des Filtrationskonzeptes maßgeblich ist.
Empfohlene Reinheitsklassen für Komponenten
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Nebenstrom-Filtergehäuse von STAUFF
Die Strategie von STAUFF ist es, in Ergänzung zu konventionellen, im Hauptstrom arbeitenden Filtern, die Partikel kleiner als 3 Mikrometer in der Regel nur bedingt entfernen können, verstärkt auf eine langsame, aber kontinuierliche und daher sehr wirkungsvolle Filtration im sogenannten Nebenstrom der Anlage zu setzen. Die hierfür verwendeten Offline-Filter des Typs OLS mit eingebauter Motor-Pumpen-Einheit lassen sich auch nachträglich ins Hydrauliksystem integrieren und arbeiten autark und unabhängig vom eigentlichen Anlagenzyklus, auch bei planmäßigen Maschinenstillständen. Die Filter in den Druck- und Rücklaufleitungen werden hierdurch erheblich entlastet.
Nebenstrom-Filtergehäuse von STAUFF
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Nebenstrom-Filterelemente von STAUFF
Das standardmäßig eingesetzte Zellstoffmedium mit einer Filterfeinheit von 0,5 Mikrometern ist speziell gewickelt, so dass das Betriebsmedium eine möglichst große Anzahl an Filtermateriallagen durchströmen muss, und entfernt dabei selbst kleinste, weniger als 1 Mikrometer große Schmutz-und Wasserpartikel. Die besondere Auslegung des Filtergehäuses erlaubt lediglich eine radiale Durchströmung des Filterelementes. Hierdurch werden Kanalbildungen und Bypass-Ströme im Filtermedium verhindert.
Nebenstrom-Filterelemente von STAUFF
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Anwendung an Spritzgießmaschinen
Nebenstromfilter von STAUFF in der Anwendung
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Bei einem namhaften Hersteller von Verschlüssen und Verpackungssystemen aus Kunststoff ließen sich dank des flächendeckenden Einsatzes von Nebenstromfiltern an den Spritzgießmaschinen der Reinheitsgrad nach ISO 4406 (1999) bereits innerhalb kürzester Zeit um mehrere Stufen verbessern, in einem Fall beispielsweise von Reinheitsklasse 21/18/11 (entspricht kumuliert mehr als 1.000.000 Partikel größer als 4 Mikrometer pro 100 Milliliter) auf 9/7/5 (entspricht kumuliert weniger als 500 Partikel größer als 4 Mikrometer pro 100 Milliliter).
Als Reaktion hierauf hat das Unternehmen bereits veranlasst, die Wartungszyklen für die betroffenen Maschinen zu verlängern und geht davon aus, dass sich die Ölwechselintervalle zukünftig mehr als verdoppeln lassen.
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