Wie unterscheiden sich Absauganlagen für Einzel- und Mehrspindelmaschinen?

Absauganlagen für Mehrspindelmaschinen müssen grundsätzlich anders ausgelegt werden als Systeme für Einspindelmaschinen. Der entscheidende Unterschied liegt im Volumenstrom: Mehrspindelmaschinen erzeugen an mehreren Bearbeitungsstellen gleichzeitig Späne, Staub und Aerosole, was den erforderlichen Absaugvolumenstrom entsprechend vervielfacht. Die folgenden Fragen klären, worauf Betreiber bei der Auslegung, Filterwahl und Systemskalierung konkret achten müssen.

Welche Absaugleistung benötigen Mehrspindelmaschinen im Vergleich zu Einspindelmaschinen?

Mehrspindelmaschinen benötigen einen deutlich höheren Volumenstrom als Einspindelmaschinen, weil mehrere Bearbeitungsstellen gleichzeitig Schadstoffe erzeugen. Als Faustformel gilt: Der Gesamtvolumenstrom ergibt sich aus der Summe der Einzelvolumenströme je Spindel, zuzüglich eines Sicherheitszuschlags für Leckagen und Druckverluste im Rohrleitungsnetz.

Bei einer Einspindelmaschine reicht oft ein Volumenstrom von 150 bis 400 m³/h, abhängig von Werkstoff und Prozess. Bei einer Vierspindelmaschine mit vergleichbaren Bearbeitungsparametern steigt der Bedarf entsprechend auf 600 bis 1.600 m³/h, zuzüglich Rohrnetz- und Druckverlustausgleich. Entscheidend ist dabei nicht nur die Spindelanzahl, sondern auch der Werkstoff: Aluminium, Gusseisen und Kunststoffe erzeugen unterschiedliche Staubmengen und Partikelgrößen. Die Gefährdungsbeurteilung nach § 6 GefStoffV bildet die Grundlage für die Ermittlung des tatsächlichen Volumenstroms.

Wie wird die Absauganlage an die Anzahl der Spindeln angepasst?

Die Anpassung einer Absauganlage an die Spindelanzahl erfolgt über die Auslegung des Rohrnetzes, die Dimensionierung des Ventilators und die Wahl der Erfassungselemente. Jede Spindel erhält eine eigene Erfassungshaube oder Absaugdüse, die über ein verzweigtes Rohrleitungsnetz mit der zentralen Filtereinheit verbunden ist.

Typische Herausforderung: Bei ungleichmäßiger Auslastung einzelner Spindeln entstehen im Rohrnetz Druckungleichgewichte. Diese lassen sich durch den Einbau von Regulierschiebern oder durch eine frequenzgeregelte Ventilatorsteuerung ausgleichen. Die Frequenzregelung passt den Volumenstrom dynamisch an den tatsächlichen Bedarf an und senkt gleichzeitig den Energieverbrauch. Für Betreiber, die verschiedene Bearbeitungsanwendungen kombinieren, ist eine modulare Rohrnetzplanung sinnvoll, die spätere Erweiterungen ohne Umbau des Gesamtsystems erlaubt.

Welche Filtertypen eignen sich für Mehrspindelmaschinen besonders?

Für Mehrspindelmaschinen eignen sich Trockenfilter mit Druckluftabreinigung besonders gut, weil sie bei hohem Staubanfall kontinuierlich regeneriert werden können, ohne den Betrieb zu unterbrechen. Bei Ölnebel oder Nassbearbeitung kommen Ölnebelabscheider oder Nassabscheider zum Einsatz.

Die Filterwahl hängt vom Bearbeitungsprozess und dem erzeugten Medium ab:

• Trockenbearbeitung (Schleifen, Fräsen, Bohren): Trockenfilter mit Patronen- oder Taschenfiltern, Staubklasse mindestens M nach DIN EN IEC 60335-2-69
• Nassbearbeitung mit Kühlschmierstoff: Ölnebelabscheider mit Vorabscheider und Hochleistungsfilterstufe
• Reaktive Werkstoffe (Aluminium, Magnesium, Titan): Nassabscheider binden den Staub. Bei Aluminium und Magnesium kann dabei Wasserstoff entstehen, der ab einem Volumenanteil von etwa 4 % mit Luft explosionsfähig ist – auch im Stillstand. Die Wasserstoffgefahr muss durch eine geeignete Auslegung beherrscht werden. Dazu gehören Entlüftungsöffnungen am Abscheider, ein Luftwechsel am Aufstellungsort von mindestens 1/h auch im Stillstand sowie durchgehender Potenzialausgleich. Maßgeblich sind die für die Anwendung einschlägigen Anforderungen, insbesondere DGUV Regel 109-001 und DGUV Information 209-090. Die Eignung ist anwendungsbezogen zu prüfen; bei Aluminium und Magnesium ist Nassabscheidung ein regelwerksseitig vorgesehenes Verfahren. Die Anforderungen der ATEX-Richtlinie 2014/34/EU sind in jedem Fall zu beachten.
• Feinstaub und gesundheitsgefährdende Partikel: Staubklasse H nach DIN EN IEC 60335-2-69, wenn der Grenzwert nach TRGS 900 unterschritten werden muss

Betriebe, die bei einer BG-Prüfung keine ausreichende Absaugtechnik nachweisen können, riskieren Bußgelder, Auflagen und im Schadensfall die persönliche Haftung verantwortlicher Führungskräfte. Die Gefährdungsbeurteilung legt fest, welche Staubklasse zwingend erforderlich ist.

Was passiert, wenn eine Absauganlage für Mehrspindelmaschinen unterdimensioniert ist?

Eine unterdimensionierte Absauganlage erreicht an den Erfassungselementen nicht die erforderliche Strömungsgeschwindigkeit. Schadstoffpartikel werden nicht vollständig erfasst und gelangen in die Hallenluft. Das führt zu Grenzwertüberschreitungen am Arbeitsplatz und zu Ablagerungen in der Maschine und im Rohrnetz.

Die Folgen im Betrieb sind konkret:

• Erhöhte Staubkonzentration in der Atemluft der Beschäftigten, Verstoß gegen TRGS 900 und DGUV Regel 109-002
• Brandgefahr durch Staubablagerungen im Rohrnetz, besonders bei metallischen Stäuben
• Schnellere Verschmutzung der Maschinenführungen und Lager, erhöhter Wartungsaufwand
• Filterverstopfung durch Überlastung, verkürzte Standzeit der Filterelemente
• Rechtliche Konsequenzen bei Begehungen durch die Berufsgenossenschaft

Bereits eine um 20 Prozent zu geringe Ventilatorleistung kann dazu führen, dass die Erfassungsgeschwindigkeit an der Absaugdüse unter den nach DGUV empfohlenen Mindestwert sinkt. Die Anlage arbeitet dann formal, ohne die Schutzwirkung zu erfüllen.

Wann lohnt sich eine zentrale Absauganlage statt mehrerer Einzelgeräte?

Eine zentrale Absauganlage lohnt sich, wenn mehr als zwei bis drei Maschinen gleichzeitig abgesaugt werden müssen, die räumlich nah beieinander stehen. Ab dieser Schwelle überwiegen die Vorteile einer zentralen Lösung: geringerer Wartungsaufwand, niedrigere Gesamtbetriebskosten und eine einheitliche Überwachung des Filterbetriebs.

Zentrale Systeme bieten gegenüber dezentralen Einzelgeräten folgende Vorteile:

• Ein gemeinsamer Filter statt mehrerer Einzelfilter reduziert Filterwechselintervalle und Entsorgungskosten
• Frequenzgeregelte Ventilatoren passen den Volumenstrom an die tatsächlich aktiven Spindeln an
• Wärmerückgewinnung aus der Abluft ist bei zentralen Anlagen wirtschaftlich sinnvoll umsetzbar
• Zentrale Überwachung von Differenzdruck, Volumenstrom und Filterzustand über eine Steuereinheit

Dezentrale Einzelgeräte bleiben sinnvoll, wenn Maschinen weit voneinander entfernt stehen, unterschiedliche Schadstoffe erzeugen oder flexibel umgesetzt werden müssen. Die Entscheidung hängt von der Hallengeometrie, der Maschinenanzahl und den verfügbaren Filtersystemen ab.

Können bestehende Absauganlagen für Einspindelmaschinen auf Mehrspindelbetrieb erweitert werden?

Bestehende Absauganlagen lassen sich auf Mehrspindelbetrieb erweitern, wenn Ventilator, Filter und Rohrnetz entsprechende Reserven aufweisen. Ob eine Erweiterung technisch möglich ist, zeigt eine Volumenstromanalyse der vorhandenen Anlage im Vergleich zum neuen Bedarf.

In der Praxis sind zwei Szenarien häufig:

1. Anlage hat Leistungsreserve: Das Rohrnetz wird um zusätzliche Abzweige erweitert, die Erfassungselemente werden ergänzt. Ventilator und Filter bleiben unverändert, wenn der neue Gesamtvolumenstrom innerhalb der Auslegungsgrenze liegt.
2. Anlage ist bereits voll ausgelastet: Ventilator und Filtereinheit müssen ersetzt oder durch ein zusätzliches Aggregat ergänzt werden. In diesem Fall ist eine vollständige Neuberechnung des Rohrnetzes erforderlich.

Wichtig: Eine Erweiterung ohne Volumenstromprüfung führt häufig zur Unterdimensionierung, weil die Strömungsgeschwindigkeit in bestehenden Rohrleitungen bei steigendem Volumenstrom nicht proportional steigt. Der Druckverlust im Netz wächst quadratisch mit dem Volumenstrom. Betreiber sollten vor jeder Erweiterung die verfügbaren Serviceleistungen für eine Anlagenprüfung nutzen.

So unterstützt ULMATEC bei der Auslegung für Einzel- und Mehrspindelmaschinen

Für Betreiber in der spanenden Fertigung, die Absauganlagen für Einzel- oder Mehrspindelmaschinen auslegen oder erweitern müssen, analysiert ULMATEC den jeweiligen Werkstoff, Prozess und Volumenstrom und entwickelt, fertigt und montiert die passende Absauganlage. Auslegung, Fertigung, Montage und Inbetriebnahme erfolgen aus einer Hand, hergestellt in Deutschland.

Konkret bedeutet das:

• Volumenstromberechnung je Spindel und Gesamtanlage auf Basis der Gefährdungsbeurteilung
• Zentrale Absauganlagen für Luftvolumen bis 250.000 m³/h
• Modulares Baukastensystem für flexible Erweiterbarkeit
• Integration von Wärmerückgewinnung und Hallenlüftung in die Absauganlage
• Alle Anlagen erfüllen geltende Normen nach DGUV, TRGS und ATEX; unsere Anlagen sind meist förderfähig nach BAFA und KfW – fragen Sie uns dazu an. Unsere Bewilligungsquote für Förderungen liegt bei 100 %.

Nehmen Sie Kontakt mit ULMATEC auf, um Ihre Anlage prüfen oder neu auslegen zu lassen. Einen ersten Überblick über das gesamte Spektrum der ULMATEC Absauganlagen erhalten Sie auf der entsprechenden Produktseite.

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