Die Wahl des richtigen Ölnebelabscheiders für eine CNC-Maschine ist nicht einfach eine Frage der Auswahl des größten Geräts oder des Vergleichs der Motorleistung. Eine effektive Ölnebelabscheidung hängt von verschiedenen Faktoren ab, darunter Luftdurchsatz, Gehäusevolumen, Art des Kühlschmierstoffs, Bearbeitungsintensität und tägliche Betriebsbedingungen.
Ein zu kleiner Ölnebelabscheider kann Schwierigkeiten haben, luftgetragene Verunreinigungen aufzufangen, bevor diese in die Werkstatt gelangen. Andererseits kann die Wahl eines unnötig großen Geräts die Kosten und den Energieverbrauch erhöhen, ohne einen entsprechenden Nutzen zu bringen. Eine übermäßige Absaugung kann zudem die Luftzirkulation im Maschinengehäuse beeinträchtigen.
Wir bei KOTON wissen, dass unterschiedliche CNC-Bearbeitungsumgebungen unterschiedliche Anforderungen an die Ölnebelabsaugung stellen. Unsere Ölnebel-Luftfilterlösungen wurden entwickelt, um Herstellern die Kontrolle von Ölnebel in der Luft zu erleichtern und dabei Filterleistung, Luftdurchsatz und Betriebseffizienz zu berücksichtigen.
Dieser Leitfaden erklärt, wie man einen Ölnebelabscheider dimensioniert, den anfänglichen Luftbedarf berechnet, die Bearbeitungsbedingungen bewertet und ein geeignetes System für den Langzeitbetrieb auswählt.
1. Warum ist die Dimensionierung des Ölnebelabscheiders wichtig?
Die Dimensionierung von Ölnebelabscheidern ist der Prozess der Bestimmung des Luftstroms und der Filterleistung, die erforderlich sind, um den bei der Bearbeitung entstehenden Ölnebel unter den tatsächlichen Betriebsbedingungen aufzufangen.
Bei der CNC-Bearbeitung können Kühlschmierstoffe und Schmierstoffe in die Luft gelangen, da rotierende Werkzeuge, Hochdruckkühlsysteme und Werkstücke feine Tröpfchen in die Maschinenkabine abgeben.
Ohne ausreichende Absaugung können diese Schadstoffe durch Türöffnungen, Gehäusespalten oder andere Öffnungen entweichen.
Die korrekte Dimensionierung eines Ölnebelabscheiders hilft den Herstellern:
- Ölnebel in der Luft auffangen, bevor er sich in der Werkstatt ausbreitet.
- Für eine angemessene Luftzirkulation im Maschinengehäuse sorgen.
- Ölrückstände auf umliegenden Geräten und Oberflächen reduzieren.
- Unterstützen Sie sauberere Arbeitsbedingungen.
- Vermeiden Sie unnötigen Energieverbrauch durch überdimensionierte Geräte.
- Eine gleichbleibendere Filtrationsleistung gewährleisten.
Die Luftdurchsatzkapazität allein bestimmt jedoch nicht die Leistung. Der Kollektor muss zudem eine ausreichende Filterung gewährleisten und unter realen Installationsbedingungen einen ausreichenden Luftdurchsatz gegen den Systemwiderstand aufrechterhalten.
2. Wie viel Luftdurchsatz benötigt ein CNC-Ölnebelabscheider?
Bei der Dimensionierung eines Ölnebelabscheiders ist der Luftstrom einer der wichtigsten Faktoren.
Es beschreibt das Luftvolumen, das über einen bestimmten Zeitraum durch das Sammelsystem strömt, und wird üblicherweise in Kubikmetern pro Minute (m³/min) oder Kubikmetern pro Stunde (m³/h) angegeben.
Verständnis der Anforderungen an den Luftstrom
Eine erste Abschätzung des Luftstroms für eine geschlossene CNC-Maschine kann anhand des Gehäusevolumens und einer gewählten Luftwechselrate erstellt werden.
Die grundlegende Berechnung lautet:
Betrachten wir beispielsweise ein CNC-Bearbeitungsgehäuse mit folgenden Innenabmessungen:
- Länge: 2,0 m
- Breite: 1,5 m
- Höhe: 2,0 m
Das ungefähre Gehäusevolumen beträgt:
Wenn in einer vorläufigen Auslegung von 60 Luftwechseln pro Stunde ausgegangen wird:
Dies ergibt eine erste Schätzung des Luftdurchsatzes von 6 m³/min.
Die Angabe von 60 Luftwechseln pro Stunde ist jedoch lediglich eine beispielhafte Annahme und kein allgemeingültiger Standard für die Dimensionierung von CNC-Ölnebelabscheidern . Der tatsächliche Luftbedarf muss anhand der Nebelbildung, der Gehäuseöffnungen, des Absaugorts, der Luftleckagen und der Betriebsbedingungen ermittelt werden.
Warum der Nennluftstrom nicht dem tatsächlichen Luftstrom entspricht
Der von einem Kollektor angegebene Luftdurchsatz kann unter bestimmten Testbedingungen gemessen werden. Sobald Filter, Kanäle, Krümmungen und andere Komponenten einen Widerstand erzeugen, kann der tatsächliche Luftdurchsatz geringer sein.
Hersteller sollten daher zwischen Folgendem unterscheiden:
- Nennluftstrom: Luftstrom, gemessen unter festgelegten Geräteprüfbedingungen.
- Betriebsluftstrom: Luftstrom, der unter Berücksichtigung der tatsächlichen Filter, des Kanalsystems und des Installationswiderstands geliefert wird.
- Erforderlicher Absaugluftstrom: Luftstrom, der zur Kontrolle des Ölnebels unter den Bearbeitungsbedingungen benötigt wird.
3. Wie beeinflusst die Größe des Maschinengehäuses die Auswahl des Kollektors?
Die Größe des Maschinengehäuses beeinflusst das gegebenenfalls zu entleerende Luftvolumen, das Gehäusevolumen sollte jedoch nicht das einzige Auswahlkriterium sein.
Zwei CNC-Maschinen mit ähnlichen Gehäuseabmessungen können deutlich unterschiedliche Ölnebelkonzentrationen erzeugen.
Beispielsweise kann ein Bearbeitungszentrum, das leichte Bohrungen mit mäßiger Kühlmittelzufuhr durchführt, eine andere Nebelbelastung erzeugen als ein Hochgeschwindigkeits-Drehzentrum, das reines Schneidöl verwendet.
Zu bewertende Faktoren
Abmessungen des Gehäuses: Ermitteln Sie das ungefähre eingeschlossene Luftvolumen unter Berücksichtigung wichtiger interner Strukturen, soweit dies praktikabel ist.
Türöffnungen: Häufiges Öffnen der Tür kann dazu führen, dass sich angesammelter Nebel in der Werkstatt verteilt, insbesondere wenn nicht genügend Zeit zum Abklingen des Nebels zur Verfügung steht.
Gehäuseundichtigkeiten: Spalten und Öffnungen beeinträchtigen die Luftstromverteilung und die Fähigkeit, einen Luftstrom nach innen aufrechtzuerhalten.
Absaugpunkt: Die Position des Absauganschlusses beeinflusst, wie kontaminierte Luft durch das Gehäuse strömt.
Zuluft: Die vom Kollektor abgeführte Luft muss durch geeignete Öffnungen oder Luftstromwege ersetzt werden.
Bei großen oder komplexen Gehäusen kann die Positionierung des Absauganschlusses ebenso wichtig sein wie die Gesamtluftmenge.
Ein entsprechend ausgelegtes System sollte Sprühnebel auffangen, ohne dabei unnötigerweise Kühlschmierstofftropfen direkt in den Abscheider zu saugen oder den Bearbeitungsprozess zu stören.
4. Wie beeinflussen die Bearbeitungsbedingungen die Kapazität des Ölnebelabscheiders?
Menge und Eigenschaften des von CNC-Maschinen erzeugten Ölnebels hängen stark vom Bearbeitungsprozess ab.
Schneidflüssigkeitstyp
Reines Schneidöl und wasserlösliches Kühlmittel können unterschiedliche Aerosoleigenschaften erzeugen.
Bei der Bearbeitung mit reinem Öl kann, insbesondere bei hohen Drehzahlen, ein erheblicher Ölnebel entstehen. Auch wasserlösliches Kühlmittel kann durch Zerstäubung in die Luft gelangen und Kühlmittelnebel erzeugen, der eine geeignete Abscheidung und Filtration erfordert.
Der gewählte Abscheider sollte mit den Eigenschaften der eigentlichen Bearbeitungsflüssigkeit und des Aerosols kompatibel sein.
Spindeldrehzahl und Bearbeitungsintensität
Hochschnell rotierende Bauteile können die Zerstäubung von Flüssigkeiten erhöhen.
Die Spindeldrehzahl allein bestimmt jedoch nicht die Nebelkonzentration. Werkzeuggeometrie, Fluidzufuhr, Schnittbedingungen und Gehäusekonstruktion beeinflussen die Nebelbildung ebenfalls.
Kühlmitteldruck und -durchfluss
Hochdruckkühlsysteme können feine, in der Luft schwebende Tröpfchen erzeugen, wenn Kühlflüssigkeit auf Schneidwerkzeuge, Werkstücke und Maschinenoberflächen trifft.
Der Abscheider muss die entstehende Aerosolbelastung ohne übermäßige Filterbelastung oder Entwässerungsprobleme bewältigen.
Tägliche Öffnungszeiten
Eine CNC-Maschine, die im Dauerbetrieb läuft, stellt möglicherweise höhere Anforderungen an das Filtersystem als eine Maschine, die nur wenige Stunden am Tag läuft.
Lange Betriebszeiten beeinflussen die Filterwartung, den Ölablassbedarf und die gesamten Betriebskosten der Anlagen.
Bearbeitungsanwendungen
| Bearbeitungsanwendung | Typische Überlegungen | Fokus der Sammlerauswahl |
|---|---|---|
| CNC-Drehen | Rotierende Werkstücke, Schneidöl, Kühlmittelzufuhr | Nebelbelastung, Absaugung im Gehäuse, Filtration |
| CNC-Fräsen | Variable Spindeldrehzahlen und Kühlmittelzufuhr | Luftstrom, Gehäusevolumen, Absaugstelle |
| Hochgeschwindigkeitsbearbeitung | Erhöhtes Potenzial für die Flüssigkeitszerstäubung | Feine Aerosolabscheidung und Betriebsluftstrom |
| Schleifen | Kühlmittelnebel und möglicherweise Feinstaub | Eigenschaften der Verunreinigungen und Kompatibilität mit der Filtration |
| EDM | Dielektrischer Flüssigkeitsnebel unter geeigneten Prozessen | Flüssigkeitsverträglichkeit und anwendungsspezifische Extraktion |
Dies sind allgemeine Überlegungen und keine festen Kapazitätsanforderungen. Die tatsächliche Nebelerzeugung variiert je nach Maschine und Prozess.
5. Wie beeinflussen Filter und Luftkanäle den tatsächlichen Luftstrom?
Die Auswahl eines Ölnebelabscheiders ausschließlich auf Basis des maximal angegebenen Luftdurchsatzes kann zu Dimensionierungsfehlern führen.
Jede Komponente des Absaugsystems erzeugt einen gewissen Luftwiderstand. Dieser Widerstand wird üblicherweise als statischer Druck bezeichnet und beeinflusst, wie viel Luft der Kollektor tatsächlich fördern kann.
Filterwiderstand
Wenn kontaminierte Luft die verschiedenen Filterstufen durchströmt, entsteht in den Filtern ein Druckwiderstand. Feinere Filterstufen können den Widerstand je nach ihrer Bauart erhöhen.
Da Filter Ölnebel und Partikel auffangen, kann der Luftstrom abnehmen, wenn der Widerstand die Betriebsgrenze des Abscheiders überschreitet.
Kanallänge und -durchmesser
Lange Rohrleitungen, zu kleine Verbindungen, scharfe Krümmungen und eng anliegende Formstücke können zu erhöhten Druckverlusten führen.
Beispielsweise kann es bei zwei CNC-Maschinen, die das gleiche Ölnebelabscheidermodell verwenden, zu unterschiedlichen Absaugleistungen kommen, wenn die eine über eine kurze, direkte Verbindung verfügt, während die andere einen langen Schlauch mit mehreren Biegungen verwendet.
Fan Performance
Der Ventilator eines Abscheiders muss einen ausreichenden Luftstrom gegen den kombinierten Widerstand von Filtern, Kanälen und Absaugkomponenten gewährleisten.
Die Hersteller sollten, sofern verfügbar, die Leistungskurve des Lüfters auswerten, anstatt davon auszugehen, dass der maximal beworbene Luftdurchsatz immer erreicht wird.
Warum die Filterkonfiguration wichtig ist
Die Produktspezifikationen des KOTON KF-10t veranschaulichen, warum die Filtrationskonfiguration bei der Dimensionierung berücksichtigt werden sollte.
| KF-10t Spezifikation | Veröffentlichter Wert |
|---|---|
| Motorleistung | 0,2 kW |
| Luftstrom ohne HEPA-Filter (50/60 Hz) | 16,1 / 15 m³/min |
| Luftstrom mit HEPA-Filter (50/60 Hz) | 9,4 / 9 m³/min |
| Statischer Druck (50/60 Hz) | 103 / 85 mmAq |
| Saugeinlassdurchmesser | Ø150 mm |
Dies sind veröffentlichte Spezifikationen, keine garantierten Werte für den installierten Luftdurchsatz. Der endgültige Betriebspunkt hängt vom Gesamtsystem und den Bedingungen ab, unter denen die Spezifikationen gemessen wurden.
6. So wählen Sie den richtigen KOTON Ölnebel-Luftfilter aus
KOTON bietet verschiedene Serien von Ölnebel-Luftreinigern für Hersteller an, die Lösungen zur Ölnebelkontrolle in ihren Bearbeitungsumgebungen suchen.
Die Auswahl des geeigneten Modells erfordert, dass die Leistungsmerkmale des Kollektors mit den tatsächlichen Produktionsbedingungen übereinstimmen.
E-Serie: Ölnebelabscheidung und -filtration
Der KOTON E Series Ölnebel-Luftreiniger ist eine Option, die für Bearbeitungsumgebungen in Betracht gezogen werden sollte, die Ölnebelfiltration, Ölableitung und energiebewussten Betrieb erfordern.
Bei der Überprüfung eines Modells der E-Serie sollten die Hersteller den veröffentlichten Luftdurchsatz mit dem erforderlichen Betriebsluftdurchsatz vergleichen und die beabsichtigte Filterkonfiguration bestätigen.
t-Serie: Digitale Filterzustandsüberwachung
Die KOTON t-Serie KF-10t verfügt über eine digitale Drucküberwachung, Filtersättigungswarnungen und Sicherheitsmerkmale, die in den Produktspezifikationen beschrieben sind.
Diese Funktionen können den Bedienern helfen, sich ändernde Filterbedingungen zu erkennen und die Wartung effektiver zu planen. Sie passen die Kollektorkapazität nicht automatisch an jeden Bearbeitungsprozess an.
Die Spezifikationen des Kollektors müssen den tatsächlichen Anforderungen entsprechen.
Vor der Anforderung eines Angebots sollten Hersteller folgende Informationen vorbereiten:
| Auswahlfaktor | Zu liefernde Informationen |
|---|---|
| CNC-Maschine | Maschinentyp und Modell |
| Gehäuse | Innenabmessungen und Öffnungsbedingungen |
| Bearbeitungsprozess | Drehen, Fräsen, Schleifen oder geeignetes EDM-Verfahren |
| Schneidflüssigkeit | Reines Öl, wasserlösliches Kühlmittel oder dielektrische Flüssigkeit |
| Nebelerzeugung | Sichtbarer Nebel, Bearbeitungsintensität und Kühlmittelzufuhr |
| Betriebsplan | Stunden pro Tag und Produktionsschichten |
| Installation | Kanallänge, Durchmesser, Krümmungen und Montageort |
| Filtration | Erforderliche Filterkonfiguration und Wartungserwartungen |
KOTON empfiehlt außerdem, für jede Maschine einen separaten Ölnebelabscheider zu verwenden, anstatt davon auszugehen, dass ein Gerät mehrere Maschinen effektiv versorgen kann. Ein gemeinsames System erfordert zusätzliche technische Untersuchungen hinsichtlich Gesamtluftstrom, Kanalwiderstand und Schadstoffbelastung.
7. Häufige Fehler bei der Dimensionierung von Ölnebelabscheidern
Selbst wenn die Hersteller die Anforderungen an den Luftstrom verstehen, können verschiedene Fehler die Absaugleistung beeinträchtigen.
Fehler 1: Auswahl ausschließlich anhand der CNC-Maschinengröße
Eine größere Anlage erzeugt nicht zwangsläufig mehr Nebel als eine kleinere Maschine. Hochgeschwindigkeitsbearbeitung und aggressive Kühlmittelzufuhr können die Aerosolbildung erheblich beeinflussen.
Besserer Ansatz: Das Gehäusevolumen sollte zusammen mit der Bearbeitungsintensität und den Fluidbedingungen bewertet werden.
Fehler 2: Verwendung des maximalen Luftdurchsatzes als Betriebsluftdurchsatz
Der angegebene maximale Luftdurchsatz entspricht möglicherweise nicht dem Luftdurchsatz, der mit den vorgesehenen Filtern und installierten Luftkanälen erreicht wird.
Bessere Vorgehensweise: Vergleichen Sie den Luftstrom bei dem zu erwartenden Betriebswiderstand.
Fehler 3: Ignorieren des Kanalwiderstands
Lange Kanäle, scharfe Biegungen und zu kleine Verbindungen können den effektiven Luftstrom verringern.
Bessere Vorgehensweise: Die Extraktionspfade sollten angemessen dimensioniert und so direkt wie möglich sein.
Fehler 4: Auswahl eines Filters mit höherer Effizienz ohne Überprüfung des Luftdurchsatzes.
Der Einbau eines restriktiveren Filters kann den Luftstrom verringern, wenn der Ventilator den zusätzlichen Widerstand nicht überwinden kann.
Besserer Ansatz: Auswahl kompatibler Filtrationsstufen basierend auf den Schadstoffeigenschaften und der Leistungsfähigkeit des Abscheiders.
Fehler 5: Wartungsanforderungen ignorieren
Ein korrekt dimensionierter Abflusskollektor kann an Effektivität verlieren, wenn Filter verstopft sind, Abflusswege blockiert sind oder die Wartung vernachlässigt wird.
Bessere Vorgehensweise: Erstellen Sie einen Wartungsplan und überprüfen Sie regelmäßig den Luftstrom und den Zustand der Filter.
Fehler 6: Die Annahme, dass ein Sammler immer mehrere Maschinen bedienen kann
Die Kombination mehrerer CNC-Maschinen zu einem einzigen Absaugsystem erfordert die Berechnung des simultanen Luftbedarfs und des Widerstands des gesamten Kanalnetzes.
Bessere Vorgehensweise: Bevor man eine gemeinsame Absauglösung in Betracht zieht, sollte man die Anforderungen jeder einzelnen Maschine prüfen.
Fazit: Wählen Sie den richtigen Ölnebelabscheider für Ihre CNC-Maschine
Die richtige Größe des Ölnebelabscheiders hängt von mehr als nur den Abmessungen der CNC-Maschine ab. Das Gehäusevolumen dient als erster Anhaltspunkt, die tatsächliche Auswahl muss jedoch auch die Nebelbildung, das Bearbeitungsmedium, den erforderlichen Betriebsluftstrom, den Filterwiderstand, die Luftführung und die Produktionsbedingungen berücksichtigen.
Ein System mit angemessener Dimensionierung hilft, Ölnebel in der Nähe seiner Entstehung aufzufangen, die Kontamination im Bearbeitungsbereich zu reduzieren und sauberere Werkstattbedingungen zu unterstützen, ohne die Kosten für Ausrüstung und Energie unnötig zu erhöhen.
Die Ölnebel-Luftreinigerlösungen von KOTON bieten Herstellern Optionen für die Ölnebelfiltration, die Ölableitung und die Überwachung des Filterzustands bei entsprechenden Modellen.
Benötigen Sie Hilfe bei der Auswahl eines Ölnebelabscheiders für Ihre CNC-Maschine?
Bitte kontaktieren Sie KOTON mit Angabe der Abmessungen Ihrer Maschineneinhausung, des Bearbeitungsprozesses, des verwendeten Kühlschmierstoffs und Ihrer Betriebsanforderungen. Unser Team unterstützt Sie gerne bei der Auswahl geeigneter Ölnebel-Luftfilter für Ihre Anwendung.
Häufig gestellte Fragen
Gibt es einen standardisierten Luftdurchsatzbedarf für jeden CNC-Ölnebelabscheider?
Nein. Es gibt keinen allgemeingültigen Luftdurchsatzwert, der für jede CNC-Maschine geeignet ist. Der Luftdurchsatz hängt von der Geometrie des Gehäuses, der Nebelbildung, den Öffnungen, den Bearbeitungsbedingungen und der Auslegung des Absaugsystems ab. Eine Berechnung des Luftwechsels im Gehäuse kann eine erste Schätzung liefern, der endgültige Bedarf muss jedoch anhand der tatsächlichen Betriebsbedingungen überprüft werden.
Soll ich die Luftstromspezifikationen mit oder ohne HEPA-Filter verwenden?
Verwenden Sie die Spezifikationen, die der von Ihnen beabsichtigten Filterkonfiguration entsprechen. Der Luftdurchsatz ohne HEPA-Filter kann zwar höher sein, gibt aber nicht die Leistung mit installiertem HEPA-Filter wieder. Berücksichtigen Sie außerdem den Widerstand von Lüftungskanälen und anderen Systemkomponenten.
Kann ein Ölnebelabscheider zwei CNC-Maschinen bedienen?
Mit einem entsprechend ausgelegten, gemeinsamen Absaugsystem ist dies technisch möglich, die Kapazität lässt sich jedoch nicht einfach durch Addition der Gehäusevolumina bestimmen. Die Konstruktion muss den gleichzeitigen Betrieb, den erforderlichen Luftstrom an jeder Maschine, Druckverluste in den Kanälen und den Druckausgleich berücksichtigen. KOTON empfiehlt im Allgemeinen einen Ölnebelabscheider pro Maschine.
Welche Informationen sollte ich angeben, wenn ich ein Angebot für einen Ölnebelabscheider anfordere?
Bitte geben Sie das CNC-Maschinenmodell, die Abmessungen des Gehäuses, den Bearbeitungsprozess, die Art des Kühlschmierstoffs, die Betriebsstunden, den verfügbaren Aufstellplatz und die ungefähre Kanalführung an. Informationen zu sichtbarem Sprühnebel, Hochdruckkühlmittel oder bestehenden Absaugproblemen erleichtern die Auswahl zusätzlich.