Testen unter realen Bedingungen

„Nur mit ständiger Weiterentwicklung von lösungsgerechten Produkten ist es möglich, dem Auftraggeber einen Mehrwert zu schaffen“, so betont Sigurd Schütz einen der wesentlichen Punkte der Firmenstrategie. „Individuell entwickelte Lösungen und ein hoher Qualitätsanspruch - das ist der Weg, den RHEWUM gewählt hat, um eine sich gegenseitig entwickelnde, langfristige Kundenbeziehung zu pflegen“, erklärt Schütz.

1927 wurde die RHEWUM GmbH als „Rheinische Werkzeug und Maschinenfabrik“ in Remscheid im Bergischen Land gegründet. 1950 entstand die erste Siebmaschine - eine Magnetsiebmaschine. Heute nach weiteren 6000 hergestellten Siebmaschinen bezeichnet sich die im Familienbesitz befindliche RHEWUM GmbH als Spezialunternehmen - zu den kundenspezifischen Siebmaschinen sind noch weitere Anlagen für die Separationstechnik dazugekommen, wie Sortiermaschinen, Teilchengrößenanalysegeräte oder Durchflußmessgeräte. Eingesetzt werden diese Anlagen weltweit in der Steine- und Erden- sowie in der Lebensmittelindustrie, dort bspw. um Zucker abzusieben, im Bereich Kali und Salz, z.B. zur Herstellung von Düngemitteln, für das Sieben von Erzen und Schlacken, in der Futtermittelindustrie sowie im vielgestaltigen Recycling-Bereich.

Die Anwendungsmöglichkeiten sind vielfältig und es kommen immer wieder neue Problemstellungen von Seiten der Kunden hinzu. Um diese bearbeiten und beantworten zu können, hat RHEWUM 2012 mit der Konzipierung und dem Ausbau eines neuen Technikums, in dem vor allem Trocken- und Nasssiebversuche unter realen Bedingungen gefahren werden können, begonnen. Im Herbst 2014 waren die Versuchsstände dann voll einsatzfähig. Neugierig geworden, besuchte die Chefredakteurin der AT MINERAL ­PROCESSING, Dr. Petra Strunk, das neue Technikum und hatte dabei auch die Gelegenheit mit Dr.-Ing. Oliver Pikhard, Leiter des Technikums, zu sprechen.

AT: Ein neues Technikum – worauf konnte man aufbauen, gab es vorher auch schon eine ähnliche Einrichtung?

Dr. Pikhard: Ja natürlich, ein Technikum existiert, seit es die RHEWUM gibt, also schon mehr als 60 Jahre. Die alte Halle wurde für das neue Technikum genutzt, aber der Innenausbau und die Versuchsstände sind komplett neu.

AT: Wie muss man sich einen Neubau vorstellen, es ist sicherlich auch organisatorisch eine Herausforderung?

Dr. Pikhard: Die Halle bestand so schon, aber der gesamte Stahlbau ist neu installiert worden. Der Ausbau des Technikums hat insgesamt zwei Jahre gedauert. Dabei haben wir sehr viele Dinge parallel in Angriff genommen. Im Herbst 2014 ist das neue Technikum dann in Betrieb gegangen.

AT: Wann und warum hat man angefangen darüber nachzudenken, dass das Technikum erneuert und die Innenausstattung erweitert werden sollte?

Dr. Pikhard: Anlass für den Bau des neuen Technikums war die Entwicklung ganz neuer Produkte, die RHEWUM geplant hatte. So wird es auch zukünftige Erweiterungen unseres Produktportfolios ermöglichen.

Früher hatten wir hauptsächlich Feinstsiebe für trockene Materialien und die Versuchsstände waren darauf ausgerichtet. Während der letzten Jahre haben wir gesehen, dass auch der Nasssiebbereich große Anwendungsmöglichkeiten bietet. Aber um hier auch Angebote erstellen zu können, braucht man die Möglichkeit, das Material vorab zu testen. Deshalb haben wir den Nasssiebversuchstand gebaut. Das ist im Rahmen eines öffentlichen Förderprojektes der AIF passiert – einem ZIM-Kooperationsprojekt zusammen mit der RWTH Aachen.

AT: Welche weiteren Versuchsstände wurden mit in das Technikum aufgenommen?

Dr. Pikhard: Den Sichterversuchsstand haben wir gebaut, da wir selbst Sichter weiterentwickeln und komplementär vermarkten wollen. Auch das geht nur mit eigenem Versuchsstand. Voraussetzung dafür war, dass wir den Platz im Technikum besser nutzen. Deshalb entwickelten wir Siebmodule, die austauschbar sind und sich platzsparend stapeln lassen. Damit benötigen wir nur noch zwei Versuchsstände für unsere Trockensiebe. Ein Versuchsstand ist für Batchversuche. Der andere Versuchsstand ist für Dauerversuche, bei denen das Siebgut im Kreislauf über das Siebmodul gefahren werden kann. Mit den beiden Trockensiebversuchsständen sind wir in der Lage, alle Einsatzbereiche abdecken zu können.

Ebenso ist der Nasssiebstand modular aufgebaut. Das ist auch das Konzept der RHEWUM GmbH, Unterschiedliche Siebtypen und Siebparameter wie z.B. Siebbelag und Siebgröße können so schnell an das vom Kunden zu siebende Material angepasst werden.

AT: Kommen auch Studenten in das Technikum, um dort Versuche durchzuführen?

Dr. Pikhard: Ja, auf jeden Fall. Wir haben Aushänge in den verschiedenen Universitäten, so kommen bisher Studenten aus Berlin, Freiberg, Clausthal und Aachen zu uns. Es ist nicht nur für die Studenten interessant, im Technikum zu arbeiten, auch für uns ist es ein echter Gewinn. Die Studenten bekommen eine klar abgesteckte Aufgabenstellung, die sie selbstständig bearbeiten können, was wiederum für die Studenten sehr spannend ist.

Wir stehen hier in Remscheid vor der Herausforderung, dass es etwas abgelegen und somit nicht ganz einfach ist, Arbeitskräfte zu finden. Durch die studentischen Arbeiten kann man erste Kontakte knüpfen, so dass die Studenten später vielleicht wieder zurückkommen. Ebenfalls neu ist die Möglichkeit, ein duales Studium mit berufsbegleitender Ausbildung bei der ­RHEWUM durchzuführen. Aktuell betreuen wir z.B. einen Studenten der Hochschule Niederrhein, der neben dem Bachelor Studiengang „allgemeine Verfahrenstechnik“ bei der ­RHEWUM eine Ausbildung zum  Konstruktionsmechaniker macht.

AT: Gibt es einige interessante Projekte, die sie beispielhaft nennen können, für die sie hier im Technikum die Voruntersuchungen durchgeführt haben?

Dr. Pikhard: Ein interessantes Projekt haben wir für einen Kunden in Thailand bearbeitet. Die Aufgabenstellung bestand darin, sechs Produkte zu erzeugen: der angelieferte Kalkstein wurde mit 150 t/h pro Sieb in 6 Fraktionen klassiert und als Baustoff vor Ort weiterverwendet. Der Kunde hat uns Bigbags mit unterschiedlichen Korngrößenverteilungen geschickt. Die Versuche sind sehr gut gelaufen. Später wurden aufgrund der positiven Testsiebungen acht Siebanlagen pro Werk installiert. Dort war ich dann auch bei der Inbetriebnahme zugegen und habe die Maschinen auf ihre Funktionsweise getestet. Die Resultate vor Ort stimmten sehr gut mit den Laborergebnissen überein.Und wir konnten sogar die Kapazität gegenüber der geplanten erhöhen, von 150 auf 180 t/h.

Wir möchten unseren Kunden natürlich auch nur Maschinen verkaufen, die für den geplanten Prozess geeignet sind und zur Kundenzufriedenheit funktionieren. Von daher testen wir das Material hier sehr gründlich, um eine Fehlauslegung zu vermeiden und dann vor Ort Anpassungen vornehmen zu müssen.

AT: Was können die RHEWUM-Siebe denn alles sieben? Alles was Schüttgut heißt?

Dr. Pikhard: Da kann ich gleich ein interessantes Beispiel nennen. Vor kurzem kam eine Firma auf uns zu, die Glitter im Feinbereich sieben wollte. Und zwar wird dieser Glitter für die Herstellung von Kosmetikartikeln eingesetzt. Das ist vom Herstellverfahren sehr aufwändig. Bei der Produktion der Glitterpartikel kann es passieren, dass die einzelnen Glitterplättchen zusammenkleben. Diese Agglomerate müssen dann ausgesiebt werden. Die Kunststoffteilchen sind außerdem extrem elektrostatisch aufladbar.

Das Material war sehr wertvoll - der Kunde ist mit insgesamt 40 kg hierher gekommen und hat am Ende auch seine 40 kg wieder mitgenommen. Bei diesen Versuchen können wir nicht auf Vorwissen, das Material betreffend, zurückgreifen, wir müssen Versuche durchführen, um ein Gefühl für den jeweiligen Stoff zu bekommen.

AT: Bieten Sie auch Dienstleistungen bzw. Auftragsarbeiten an?

Dr. Pikhard: Nicht häufig, aber in einigen Fällen möchte der Kunde ein neues Material erzeugen. Er hat ein Ausgangsmaterial und will verschiedene Produkte anbieten, weiß aber noch nicht, ob der Markt die Produkte überhaupt annimmt. Wir stellen dann aus dem Kundenmaterial verschiedene Fraktionen her. Mit diesen kann er testen, wie sie beim Kunden ankommen. Aufgrund der Neuausrichtung des Technikums sind wir jetzt auch in der Lage, komplette Prozesse im Versuch abzubilden, z.B. Kombinationen aus Sieb- und Sichterverfahren.

AT: Wie weit geht Ihre beratende Rolle bei der Planung/Inbetriebnahme einer Anlage?

Dr. Pikhard: Die hört eigentlich nie auf.

Teilweise fahren wir auch raus und schauen nach, warum Maschinen nicht wie gewünscht funktionieren. Das kann z.B. durch Produktveränderungen oder neuen Einsatzfällen beim Kunden passieren. In den allermeisten Fällen lässt sich der Fehler finden und beheben.

AT: Sie sind also trotz Ihrer Position als Technikumsleiter immer noch mit vor Ort?

Dr. Pikhard: Ja, bei den großen Anlagen bin ich mit dabei und da bin ich auch gern mit vor Ort. Dort sehe ich, wie die Maschinen im großen Maßstab arbeiten – es ist eine Sache, wenn alles im Technikum gut funktioniert, im Einsatz ist es dann z. T. etwas ganz anderes. Es können Fehler auftreten, weil die Maschinen dann ganz anders bedient werden als hier im Technikum oder die Umgebungsbedingungen sich verändert haben. Vor Ort habe ich immer meinen Messkoffer dabei, so dass Fehlerursachen schnell eingegrenzt werden können.

AT: Wie Sie bereits sagten, ist das Technikum auch die Geburtsstätte für ganz neue Maschinen und Anlagen. Können Sie einige Beispiele nennen?

Dr. Pikhard: Wir haben schon den SizeChecker für die optische Korngrößenanalyse entwickelt - neu ist jetzt der FlowChecker. Das ist ein PMD-Sensor, der Licht mit einer speziellen, modulierten Wellenlänge im IR-Bereich emittiert. Dieses Licht wird dann reflektiert und von einer Kamera erfasst. Da Licht gepulst emittiert wird, kann die exakte Zeit ermittelt werden, die das Licht für den Weg bis zum Gegenstand und zurück benötigt. Diesen Sensor kann ich dann über einem Förderband anbringen. Dort wird er als erstes auf das Profil des leeren Förderbands kalibriert. Wenn Material transportiert wird, messe ich die Schichthöhe des Materials auf dem Förderband und über die Geschwindigkeit des Förderbands kann ich den Volumenstrom berechnen. Ist dann noch die Materialdichte bekannt, erhalte ich den Massenstrom. Das ist ein gerade neu entwickeltes, marktreifes System.

AT: Für welche Anwendungen ist der FlowChecker gedacht?

Dr. Pikhard: Mit dieser kleinen Kamera kann man einfach und schnell die Förderleistung bzw. die Massenströme überprüfen, z.B. an Granulatoren, Fließbettkühlern, Brechern oder Siebanlagen… Mit wenigen Messstellen erhält man ausreichend Informationen um festzustellen, an welchen Punkten der Anlage das Material nicht mehr weiter gefördert wird und sich Engpässe bilden. Somit weiß ich z.B., ob ein Sieb verstopft ist oder wie sich die Materialrezirkulation in einem Mahl-Klassierkreislauf aufbaut.

Dieses Messsystem ist noch recht neu, wir haben es bisher ein halbes Jahr lang in einer Firma getestet, das hat sehr gut funktioniert. Das Messgerät ist relativ günstig - auch im Vergleich zur Bandwaage. Natürlich ist auch die Messgenauigkeit nicht so hoch im Vergleich zu einer Bandwaage, wir geben +/-10 % an. Zur Prozessoptimierung reicht es vollkommen aus, um die LKW-Befüllung zu steuern würde man es nicht einsetzen.

AT: Außerdem haben Sie noch eine neue RHEWUM-App mit entwickelt – was verbirgt sich hinter dieser App?

Dr. Pikhard: Die RHEWUM-App wurde entwickelt, um die Siebmaschinen mit einfachen Bordmitteln testen zu können (siehe Infokasten), d.h. ich kann die App auf jedem iPhone starten.

Sie besitzt drei Funktionen: Zum einen wird die Frequenz mit dem Programm VibFlash über ein Stroboskop ermittelt. Die Frequenz der Handy-Lichtquelle wird mit der Frequenz des Siebes in Übereinstimmung gebracht. Dabei takten wir einfach das Blitzlicht des Handys mit bestimmten Frequenzen.

VibSonic nutzt das eingebaute Mikrofon, um zu messen, welchen Schalldruckpegel Maschinen erzeugen. Es gibt eine Maschinenrichtlinie zur Messung von Schallpegeln. Unsere App berücksichtigt diese Richtlinien. Die Lautstärke lässt u.a. Rückschlüsse auf die Funktionsweise des Siebes zu. Natürlich ist es für uns auch wichtig nachzuweisen, dass sich die RHEWUM-Siebe mit der Lautstärke in dem entsprechend vorgeschriebenen Bereich befinden.

Und die dritte Funktion der App ist vielleicht die interessanteste, weil es das so vorher noch nicht gab. Mit dem SizeChecker lässt sich die Korngrößenverteilung von Produkten bestimmen. Dabei druckt man nach Anleitung eine Papiervorlage aus. Auf dem Blatt Papier befindet sich ein Rechteck mit vorgegebener Kantenlänge. In dieses Rechteck müssen nun Partikel eingestreut werden, so dass sie sich nicht berühren. Diese Partikel werden dann fotografiert und man erhält eine automatische Auswertung der Korngrößenverteilung auf das iPhone.

AT: Ich danke Ihnen für die interessanten Einblicke in die Forschungs- und Entwicklungsarbeit der RHEWUM GmbH und wünsche Ihnen auch für die Zukunft noch viele innovative Ideen!