Mit dem zum Patent angemeldeten Wellen-Ionisator bietet die GEA Delbag Lufttechnik GmbH aus Herne ein weiterentwickeltes Elektrofilter an, das herkömmliche Modelle in der Leistung übertrifft. Seine besondere Geometrie sorgt für ein besseres Abscheiden von Aerosolen und Metallstäuben, was sich insbesondere bei der Hochgeschwindigkeitsbearbeitung positiv bemerkbar macht: Wo manche Filter an ihre Grenzen stoßen, ermöglicht der Wellen-Ionisator bei gleicher Baugröße das Unterschreiten der Arbeitsplatzgrenzwerte (AGW). Der Filter saugt mit geringem Unterdruck die Luft aus der Maschine an und filtert die durch Öle und Fette verursachten Tröpfchen sowie bei der Zerspanung anfallende Metallpartikel aus. Dazu lädt er die Teilchen mittels Sprühelektroden zunächst elektrisch auf und leitet diese durch ein elektrisches Feld, in dem sie abgelenkt und an Elektroden abgeschieden werden. Dank der Wellenstruktur der Niederschlagselektroden und der gezielten Verwirbelung des Luftstroms verweilt die Luft länger im Ionisator. Das bewirkt höhere Abscheideraten als bei herkömmlichen Elektrofiltern. Bei gleicher Baugröße und vergleichbarem Luftdurchsatz führt die Konstruktion der GEA Delbag Lufttechnik zu einer um etwa 25 Prozent besseren Abscheidung.

Langfassung

Der Hochgeschwindigkeitsbearbeitung sind nicht nur kürzere Fertigungszeiten zu verdanken. Die hohen Schnittgeschwindigkeiten sorgen für eine intensivere Luftbelastung mit feinsten Metallpartikeln und Aerosolen. Sie sollten nicht in die Umgebungsluft gelangen, denn die Kühlschmierstoffe können zum Beispiel irritierende, allergische oder toxische Reaktionen beim Menschen hervorrufen und sogar schwere Krankheiten verursachen. Daher legen Arbeitsplatzgrenzwerte (AGW) fest, welche maximal zulässige Konzentration von Kühlschmierstoffen sowie Metallstaub die Luft haben darf.

Herkömmliche Elektrofilter sind gerade bei der Hochgeschwindigkeitsbearbeitung moderner CNC-Werkzeugmaschinen oft nicht mehr ausreichend. Ein effektiveres Abscheiden von Staub, Mikrospänen und Aerosolen ermöglicht der Wellen-Ionisator der GEA Delbag Lufttechnik GmbH. Er unterscheidet sich von konventionellen Elektrofiltern durch seine gebogenen Niederschlagselektroden. Sie verringern die Geschwindigkeit des Luftstroms, bewirken also eine längere Verweilzeit der zu filternden Partikel in der Ionisationszone. Gleichzeitig entsteht aufgrund der Wellenform ein beinahe sternförmiges elektrisches Feld. Beide Maßnahmen führen zu einer Leistungsverbesserung von etwa 25 Prozent. Durch Hintereinanderschalten zweier Filter lässt sich die Abscheideleistung weiter steigern. Die GEA Delbag Lufttechnik bezeichnet diese Kaskadenschaltung als Tandem-Version. Umgekehrt ist es möglich, den Luftdurchsatz des Filters bei gleicher Abscheideleistung und Gerätegröße um rund 25 Prozent zu erhöhen.

Das Filterprinzip des Wellen-Ionisators entspricht dem konventioneller Elektrofilter: Beim Eintritt in das Elektrofilter werden die vom Luftstrom transportierten Partikel in der Ionisationszone von Sprühelektroden elektrisch aufgeladen. Beim Passieren der nachgeschalteten Kollektorzone werden die elektrisch geladenen Teilchen abgelenkt und sammeln sich auf den geerdeten Kollektorplatten. Weil größere Teilchen mehr Ladungsträger aufnehmen können, daher im elektrischen Feld auch stärkere Ablenkkräfte auf sie wirken, funktioniert der Elektrofilter bei Teilchen und Tropfen verschiedener Größe gleichermaßen.

Olaf Bernstorff von der GEA Delbag Lufttechnik: Der Wellen-Ionisator hat sich in der Praxis bewährt. Langzeitresultate zeigen, dass der Abscheidegrad deutlich über dem anderer Elektrofilter liegt und der Wellen-Ionisator in punkto Zuverlässigkeit mit konventionellen mechanischen Filtertechniken konkurrieren kann. Die GEA Delbag Lufttechnik setzt sich für bessere Abscheideleistungen von Absauganlagen in der metallbearbeitenden Industrie ein. Zum Engagement gehört die enge Zusammenarbeit mit Branchenverbänden und dem Werkzeugmaschinenlabor der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule Aachen. Bernstorff: Unser Bestreben ist, ein Benchmarking für Elektrofilter einzuführen und Filterklassen zu definieren, wie sie bei konventionellen Filtern schon lange üblich sind. Beides soll Anwendern die Auswahl geeigneter Geräte erleichtern.

Bilder

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1.) Unterschied zwischen konventionellem Ionisator und Wellen-Ionisator:

Im Gegensatz zu einem Standard-Ionisator (oben), der geradlinige Komponenten beinhaltet, sind die Niederschlagselektroden des Wellen-Ionisators (unten) gebogen. In ihm wird die Luftgeschwindigkeit um ein Drittel reduziert und es bildet sich ein fast sternförmiges elektrisches Feld. Künstlich erzeugte Turbulenzen des Luftstroms begünstigen die Ionisation.

Das Ergebnis: Gegenüber dem Standard-Ionisator werden (bei gleich angenommenem Luftdurchsatz) bis zu 25 Prozent mehr Abscheideleistung erzielt. (Bilder: GEA Delbag Lufttechnik)

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2.) Prinzip des Elektrofilters:

Der Ionisator wird von der belasteten Luft durchströmt. In ihm sind Sprühelektroden zwischen geerdeten Platten gespannt und an etwa 12 kV Hochspannung angeschlossen. Ein Teil der durch Coronaentladung erzeugten Ladungsträger lagert sich an den passierenden Staub- und Ölteilchen an. Im folgenden Kollektor befinden sich wechselweise geerdete und an etwa 6 kV liegende Platten. Hier werden die geladenen Teilchen abgelenkt und an den geerdeten Platten abgeschieden.

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3.) Darstellung des Wellen-Ionisators in einer perspektivischen Ansicht

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