Kühlschmierstoffe Effiziente Kühlschmierstoffver- und -entsorgung gewährleistet hohe Produktivität

Redakteur: Bernhard Kuttkat

Zunehmender Kostendruck und strenge Umweltschutzvorschriften machen eine effiziente Kühlschmierstoffver- und -entsorgung unverzichtbar. Nur optimal gepflegte Kühlschmierstoffe gewährleisten eine hohe Produktivität und einwandfreie Werkstückoberflächen. Eine effiziente Aufbereitung minimiert die Entsorgungskosten.

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Die zentrale Kühlschmierstoffanlage versorgt bis zu 20 Werkzeugmaschinen. Bild: Kuttkat
Die zentrale Kühlschmierstoffanlage versorgt bis zu 20 Werkzeugmaschinen. Bild: Kuttkat
( Archiv: Vogel Business Media )

Bei nahezu jeder spanenden Bearbeitung von Metallen wird Öl, Wasser oder Emulsion als Kühlschmierstoff eingesetzt. Seine Hauptaufgaben sind die Schmierung der Wirkstelle, das Ableiten von Wärme aus Werkzeug und Werkstück, das Fortspülen von Spänen. Nicht minder wichtig sind auch Korrosionsschutz und ein gutes Ablaufverhalten. In Metall bearbeitenden Unternehmen wird die Ver- und Entsorgung mit Kühlschmierstoff noch überwiegend dezentral durchgeführt. So auch bis vor wenigen Monaten im Betrieb des Zulieferunternehmens K. H. Maske & Söhne GmbH in Bönningstedt.

In zwei Produktionshallen arbeiteten insgesamt 40 Drehmaschinen und Bearbeitungszentren, die dezentral versorgt wurden. Ende letzten Jahres war es dann soweit: Geschäftsführer Michael Maske war die dezentrale Versorgung der Maschinen mit Kühlschmierstoff leid, denn jedes Jahr gingen ungefähr 1280 Maschinenstunden für die Teileproduktion verloren, weil Werkzeugmaschinen wegen des „umgekippten“ Kühlschmierstoffs entleert, gereinigt und wieder befüllt werden mussten.

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Da kam ihm das Angebot von Ove Asmussen, Vertriebsleiter der Dansk Staalfilter Industri ApS, eines führenden Herstellers von Zentral- und Sedimentationsanlagen, Bandfiltern, Ölabscheidern und Ölskimmern im dänischen Kjelerup, für eine zentrale Kühlschmierstoffversorgung gerade recht. Maske ließ sich von den geldwerten Vorteilen der zentralen Versorgung überzeugen und orderte für die insgesamt 40 Werkzeugmaschinen in zwei Produktionshallen jeweils für eine Halle eine Zentralanlage mit einem Inhalt von 8000 l Kühlschmierstoff, die Ende letzten Jahres installiert wurden.

„Die Zentralanlagen filtrieren nicht nur die Emulsion, sondern scheiden auch Führungsbahnöl und Hydrauliköl ab“, erläutert Maske. An einer elektronischen Anzeige lässt sich der Betriebsstatus der Anlage ablesen: Temperatur des Kühlschmiermittels, pH-Wert, Pumpenstatus, Flüssigkeitsniveau, Konzentratbehälterpegel sowie der Status des Ölabscheiders. Beim Überschreiten von vorgegebenen Toleranzwerten wird Alarm ausgelöst und ermöglicht ein rasches Eingreifen. Eine automatische Nachfüllvorrichtung mit Dosiermischer sorgt für Kühlschmierstoffnachschub.

Die Dosierung der Menge erfolgt bedarfsabhängig

Die einzelnen Werkzeugmaschinen sind über Ständer und Pumpenbehälter am Rohrleitungssystem angeschlossen. Die Dosierung der Kühlschmierstoffmenge ist bedarfsorientiert. „Was meine Kaufentscheidung auch beeinflusste, war, dass die gesamte Anlage aus Edelstahl ist“, sagt Maske rückblickend. Die Verbindung der Rohre ist so gestaltet, dass sich keine „Nester“ bilden, in denen sich Pilze festsetzen könnten.

„Mit den beiden Anlagen bin ich sehr zufrieden“, zieht nach einem Vierteljahr Betriebszeit der Anlage der Firmenchef positive Bilanz. Er möchte die Zentralanlagen nicht mehr missen. Wie erwartet, sind die Ver- und Entsorgungskosten geringer und die Kühlschmierstoff-bedingten Maschinenstillstandzeiten passé. Bei dezentraler Versorgung mussten vierteljährlich etwa 1000 l Emulsion entsorgt werden, jetzt – mit den neuen Anlagen – sind es nur 50 l. „Hinzu kommt“, so Maske, „die Standzeiten der Werkzeuge haben sich aufgrund der Emulsionsqualität im Durchschnitt um etwa 17% erhöht.“

Nicht minder wichtig ist für ihn das gleichbleibende Mischungsverhältnis der Emulsion. Im Durchschnitt wird an jeder Maschine stündlich die Kühlschmierstoffmenge umgewälzt und, wenn erforderlich, automatisch nachdosiert. Die größte Maschine, eine fünfachsige Mori Seiki NH 8000 DCG, fasst ein Emulsionsvolumen von 1600 l. „Die Qualität der Emulsion entspricht zu jeder Zeit der der Erstbefüllung“, betont der Firmenchef.

Diese gleichbleibende Qualität der Emulsion löst auch ein Problem, das bei dezentraler Versorgung beim Bearbeiten von Kupfer-Rotoren für die Medizintechnik häufig auftrat, nämlich das Anlaufen des Kupfers, weil sich das Mischungsverhältnis und die Qualität der Emulsion verändert hatten.

Das „Herz“ zentraler Kühlschmierstoffreinigungsanlagen sind die Filter. Von ihrem Abscheidegrad hängt letztlich die Reinheit des gefilterten Kühlschmierstoffs ab. So arbeitet eine Zentralanlage zur Schleifemulsionsreinigung, die die Leiblein GmbH in Hardheim bei einem Getriebehersteller installierte, mit einer Leistung von 3500 l/min bei 5 bar und zwei Druckbandfiltern. Jeder Filter hat eine Filterfläche von 4 m2. In Abstimmung mit dem Kunden arbeiten die Filter redundant.

Sollte ein Filter ausfallen oder zur Wartung abgestellt werden, ist der verbleibende Filter allein in der Lage, die gesamte Schleifemulsion zu reinigen. Filter- und Systempumpen sind entsprechend um jeweils eine Reservepumpe ergänzt worden, so dass die Gesamtanlage eine Verfügbarkeit von 98% erreicht. Frequenzgeregelte Systempumpen begrenzen die Kühlstoffmenge auf den tatsächlichen Bedarf, das spart Energie, schont die Pumpen und mindert die Lautstärke. Gesteuert wird die Anlage von einer Siemens S7-300 mit Touchpanel TP270 zur Visualisierung. Die Tankinhalte werden überwacht und auf dem Panel dargestellt. Eine automatische Nachdosierstation ergänzt die Emulsionsverluste.

Kühlschmierstoffanlage mit Vollstromfilterung

Als eine Alternative zu bisher eingesetzten Filtersystemen zur Kühlschmierstoffreinigung bei der Hartmetall- und HSS-Bearbeitung entwickelte die Vomat GmbH in Treuen die Feinstfilteranlagen-Baureihe Vomat FA. „Damit bringen wir eine neue Generation von Feinstfilteranlagen für Werkzeugmaschinen auf den Markt, die durch Vollstromfilterung für hundertprozentige Trennung von Schmutz- und Sauberöl steht“, verspricht Vomat-Geschäftsführer Wolfram Grünberg.

Die Anlagen seien nicht nur bis zu dreieinhalbmal kleiner als vergleichbare Systeme, sondern durch ihr innovatives Innenleben auch deutlich leistungsfähiger und kostengünstiger. „Die innovative Filtertechnik sorgt dafür, dass während der Reinigung weiterhin sauberes Öl in der Qualitätsklasse NAS 7 zur Verfügung steht“, erklärt Grünberg. Bei herkömmlichen Systemen werde dagegen während der Rückspülung kein sauberes Öl produziert.

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