Zwischen einem Ölnebelabscheider im Angebot und einem Ölnebelabscheider im eingebauten Zustand liegen eine Lastfrage, eine Schwingungsfrage und eine Brandschutzfrage. Alle drei betreffen die Maschine und die Halle, nicht das Gerät. Wer den Abscheider einfach auf die Kapselung stellt, hat die Absaugung angeschlossen und gleichzeitig drei neue Probleme geschaffen. Die Montage entscheidet, ob die Anlage die Werte hält, die im Datenblatt stehen.
Welche Aufstellart trägt den Abscheider an der Werkzeugmaschine?
Üblich sind der Anbau auf der Maschinenkapselung, die Aufstellung auf eigenem Fuß neben der Maschine und die Aufhängung an einer Konsole an Wand oder Stütze. Die Entscheidung fällt über Last, Zugänglichkeit und Schwingungen, nicht über den Platzbedarf.
Der Anbau auf der Kapselung ist die kürzeste Luftstrecke und damit die günstigste für den Druckverlust. Er belastet aber das Maschinenblech, überträgt Ventilatorschwingungen in die Maschine und verlegt den Zugang zum Filter auf die Höhe der Kapselung.
Die Aufstellung daneben löst Last und Schwingung, erzeugt dafür eine Leitung mit Bögen und eine Standfläche, die im Verkehrsweg liegen kann. Die Aufhängung an der Stütze ist die sauberste Lösung und zugleich die, die am Baukörper einen Nachweis verlangt.
Ausführung: Die Aufstellart vor der Bestellung festlegen und die Stutzenlage am Gerät entsprechend bestellen. Ein Gerät mit falsch sitzendem Stutzen wird auf der Baustelle mit zwei zusätzlichen Bögen korrigiert, und jeder Bogen kostet Unterdruck an der Haube.
Die Aufstellart bestimmt, wer die Last trägt. Beim Anbau auf der Kapselung ist das die Maschine selbst.
Wie nimmt das Maschinenblech die Last des Abscheiders auf?
Die Kapselung einer Werkzeugmaschine ist Verkleidung und kein Tragwerk. Lasten werden deshalb nicht in das Blech eingeleitet, sondern über eine Lastverteilung auf den Rahmen oder über eine eigene Unterkonstruktion am Maschinenbett abgesetzt.
Maßgebend ist die Angabe des Maschinenherstellers zur zulässigen Auflast auf dem Dach der Kapselung. Fehlt sie, gilt die Kapselung als nicht belastbar, und der Abscheider bekommt einen eigenen Rahmen, der neben der Maschine aufsteht und das Blech nur noch berührt.
Dynamische Anteile werden dabei regelmäßig vergessen. Ein Ventilator erzeugt im Anlauf und beim Auslaufen Kräfte, die über der Eigenlast liegen, und bei Aufstellung im Freien kommt eine Windlast nach DIN EN 1991-1-4 hinzu, sobald das Gerät außen an der Fassade hängt.
Die Last ist statisch gelöst, wenn sie ankommt, wo sie hingehört. Dynamisch gelöst ist sie damit nicht.
Welche Schwingungsentkopplung braucht der Anbau auf der Kapselung?
Entkoppelt wird an zwei Stellen: unter dem Gerät über elastische Lager und in der Luftleitung über einen flexiblen Stutzen. Fehlt eine der beiden, wandern die Ventilatorschwingungen in die Maschine und erscheinen als Oberflächenfehler am Werkstück.
Die elastischen Lager werden nach der Masse des Geräts und der Drehzahl des Ventilators ausgewählt, nicht nach Gefühl. Zu harte Lager übertragen weiter, zu weiche lassen das Gerät im Anlauf wandern und belasten den flexiblen Stutzen auf Zug.
Der flexible Stutzen darf im eingebauten Zustand weder gestreckt noch gestaucht sein. Eingebaut unter Zug überträgt er Kräfte und reißt an der Bördelung, eingebaut gestaucht legt er sich in Falten und erzeugt einen Druckverlust, der in keiner Rechnung steht.
Wie wird die Erdung bei elastischer Lagerung sichergestellt?
Elastische Lager trennen das Gerät elektrisch von der Maschine. Der Schutzleiter und der Potentialausgleich werden deshalb über eine eigene flexible Leitung geführt, die die Entkopplung nicht aufhebt.
Bei elektrostatischen Abscheidern ist das keine Formsache. Die Abscheidewirkung hängt am definierten Potential zwischen Sprüh- und Niederschlagselektrode, und ein fehlender Bezug zur Erde macht die Stufe unwirksam, ohne eine Störmeldung zu erzeugen.
Mit entkoppeltem Gerät steht die Frage, wo die Luft die Kapselung verlässt.
Wie wird der Absaugstutzen an der Maschinenkapselung angeordnet?
Der Stutzen sitzt dort, wo das Aerosol ohnehin hinwandert, also oben und auf der von der Spindel abgewandten Seite. Er sitzt nicht über der Zerspanungszone, weil dort Späne und grobe Tropfen mitgerissen werden und im Rohr liegen bleiben.
Zwischen Stutzen und Arbeitsraum gehört ein Tropfenabscheider oder ein Prallblech, das grobe Flüssigkeit zurück in den Arbeitsraum wirft. Ohne dieses Bauteil füllt sich der erste Rohrabschnitt, und die Flüssigkeit läuft bei Stillstand in die Maschine oder in den Abscheider zurück.
Die Rohrleitung vom Stutzen zum Gerät wird fallend zur Maschine verlegt, damit Kondensat in den Kreislauf zurückläuft und nicht in der Leitung steht. Strömungsgünstige Übergänge ohne Kante sind dabei Pflicht, weil jeder Totraum zur Ablagerungsstelle wird.
Welche Luftgeschwindigkeit gilt an den Öffnungen der Kapselung?
An den Öffnungen der Maschinenkapselung soll die Luftgeschwindigkeit nach den Praxishilfen des IFA von 0,2 bis 0,4 m/s betragen. Dieser Wert sichert eine gerichtete Nachströmung nach innen, ohne dass Aerosol nach außen getragen wird.
Im Erfassungsquerschnitt selbst, also an der Schnittstelle zwischen Maschine und Absaugung, wird die Geschwindigkeit nach VDI 2262 Blatt 3 auf höchstens 4 m/s begrenzt. Oberhalb dieses Werts reißt die Strömung größere Tropfen und Späne mit in die Leitung.
Ausführung: Die Nachströmöffnungen in der Kapselung zählen und ihre Fläche aufnehmen, bevor der Volumenstrom festgelegt wird. Eine Maschine mit großzügigen Spaltmaßen braucht mehr Luft für denselben Unterdruck als eine dichte Kapselung.
Die Luft verlässt die Maschine über den Stutzen. Die Flüssigkeit muss den umgekehrten Weg finden.
Wie kommt das Abscheidegut zurück in den Kühlschmierstofftank?
Zurückgeführt wird über eine eigene Leitung mit durchgehendem Gefälle in den Tank der Maschine oder in einen Sammelbehälter. Eine Rückführung in den Kreislauf ist nur zulässig, wenn der Kühlschmierstoff dadurch nicht unzulässig verändert wird.
Kritisch ist der Fremdöleintrag. Abgeschiedenes Hydraulik- und Schmieröl aus der Maschine gelangt über denselben Weg zurück und verschiebt die Zusammensetzung der Emulsion. Bei wassergemischten Kühlschmierstoffen ist das der Grund, aus dem viele Betriebe getrennt sammeln und nicht zurückführen.
Der Anschluss an den Tank wird über den Flüssigkeitsspiegel geführt, nie darunter. Ein unter Spiegel endendes Rohr saugt bei Unterdruck Emulsion in die Leitung, und der Sammelraum des Abscheiders läuft über.
Mit geschlossener Flüssigkeitsführung bleibt die Frage, was passiert, wenn die Maschine steht.
Welche Absperrung braucht die Absaugung bei stehender Maschine?
Bei stehender Maschine wird die Teilstrecke abgesperrt, damit der Ventilator nicht über eine leere Maschine Falschluft zieht. Üblich ist eine motorische Absperrklappe im Abzweig, die über den Maschinenkontakt mit einer Nachlaufzeit geschaltet wird.
Die Nachlaufzeit ist dabei kein Komfortmerkmal. Nach dem Spindelstopp steht der Arbeitsraum voll Aerosol, und wer die Tür sofort öffnet, bekommt die gesamte Beladung in die Halle. Die Belastung, die dabei entsteht, wirkt direkt auf die Werte am Arbeitsplatz.
Die Absperrklappe ist zugleich die Stelle, an der der Brandschutz ansetzt. DGUV Information 209-026 verlangt bei nichtwassermischbaren, brennbaren Kühlschmierstoffen eine brandschutztechnische Entkopplung zwischen Werkzeugmaschine und Absauganlage, damit ein Brand im Arbeitsraum nicht über die Leitung in den Filter läuft.
Bei mehreren Maschinen an einem gemeinsamen Rohrnetz mit Teilstromregelung gehört diese Entkopplung in jeden einzelnen Abzweig. Eine Entkopplung allein vor dem Filter schützt die Nachbarmaschinen nicht.
Absperrung und Entkopplung sind Bauteile und werden wie Bauteile dokumentiert. Geprüft wird beides bei der Abnahme.
Woran erkennt die Abnahme einen sauber angebauten Abscheider?
Geprüft wird am eingebauten Gerät, nicht am Datenblatt. Aufgenommen werden der Unterdruck im Arbeitsraum, die Luftgeschwindigkeit an den Nachströmöffnungen, der Volumenstrom am Stutzen, die Funktion der Absperrklappe mit Nachlauf und der freie Ablauf des Rücklaufs.
Dazu kommt die bauliche Seite, die gern vergessen wird. Der Lastnachweis für die Aufstellung, der Nachweis der Schwingungsentkopplung, der Nachweis der brandschutztechnischen Entkopplung und die Bestätigung, dass der Schutzleiter trotz elastischer Lagerung durchverbunden ist.
Die Unterlagen für den Betreiber umfassen eine Bestandszeichnung mit Stutzenlage und Leitungsführung, das Messprotokoll der Erstprüfung, die Angabe der zulässigen Auflast und die Betriebsanweisung mit dem Intervall für die Prüfung des Rücklaufs. Wer den Filterwechsel ohne Leiter nicht erreicht, hat einen Mangel und keine Besonderheit.