MMS-System Ein-Kanal-System erweitert Einsatzfelder für Minimalmengenschmierung

Redakteur: Mag. Victoria Sonnenberg

SKF hat ihr Ein-Kanal-System für die Minimalmengenschmierung (MMS) für anspruchsvolle Zerspanungsaufgaben weiterentwickelt: Das Digital Super BPC mit Bypass-System optimiert beispielsweise das Tieflochbohren von Aluminiumlegierungen mit kleinen Durchmessern.

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Gleichmäßige Aerosolausbringung.
Gleichmäßige Aerosolausbringung.
(Bild: Gühring)

Bereits seit 15 Jahren stellt SKF Geräte zur Minimalmengenschmierung her und verfügt somit über umfangreiche Erfahrung auf diesem Gebiet. Eine besondere Herausforderung stellt das Bohren kleiner Löcher mit langen Werkzeugen in Aluminiumlegierungen dar, die unter anderem im Motorenbau Verwendung finden. Ein solch anspruchsvoller Werkstoff ist beispielsweise AlSi7Mg. Die SKF-Ingenieure hatten sich zum Ziel gesetzt, die Aerosolversorgung für Tieflochbohraufgaben mit Durchmessern (D) < 5 mm und Tiefen größer 25 × D zu verbessern. Diese Bearbeitungen stellen insbesondere hohe Anforderungen an Schmiersystem und Schmierstoffzuführung.

Die Aerosolversorgung zu den Werkzeugschneiden erfolgt in der Regel über kleine Kühlkanäle im Werkzeug mit Durchmessern zwischen 0,5 und 0,8 mm. Per Druckluft muss das Aerosol dennoch prozesssicher an die Schneiden gelangen, diese schmieren und die Späne zuverlässig abführen. Mit zunehmender Bohrtiefe werden die Druckverhältnisse in den Kühlkanälen und damit die Bedingungen zur Aerosol-Erzeugung immer schwieriger, und es besteht die Gefahr von Werkzeugbruch sowie Ausschuss. Insbesondere bei Werkstücken aus hochwertigen Legierungen können so unnötig hohe Kosten entstehen.

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Bypass-Ventil verhindert ungünstige Aerosolproduktion

Die SKF-Entwicklung macht das Tieflochbohren durch effiziente Schmierung prozesssicher: Mithilfe von bis zu sechs Venturi-Düsen wird das Aerosol als feiner Sprühnebel in der Aufbereitungseinheit erzeugt und über einen Kanal durch Leitungen, Spindel, Spannsystem und Zerspanwerkzeug geführt. Während des Betriebes wird die Differenz zwischen Eingangs- und Behälterinnendruck ermittelt und überwacht. Fällt durch die Verwendung eines Werkzeugs mit sehr kleinem Kühlkanalquerschnitt die Druckdifferenz unter einen bestimmten Wert, so kann das den Prozess der Aerosolproduktion ungünstig beeinflussen.

Um dies zu verhindern, setzt SKF eine Bypass-Lösung ein: Kurz bevor das Aerosol die Spindel erreicht, wird die Leitung über ein Y-Stück geteilt, an dessen einem Ende sich ein Bypass-Ventil befindet. Das Bypass-Ventil wird angesteuert, wenn ein Drucksensor ungünstige Druckverhältnisse registriert. Die Steuerung „Bypass-Control“ regelt dabei druckgesteuert die Taktung des Ventils. Praxiserfahrungen haben gezeigt, dass ein Differenzdruck von etwa 2 bar ideal für Menge und Qualität des Schmierstoffs ist. Denn dann haben die Aerosol-Tröpfchen eine Größe zwischen 0,5 und 0,7 µm und erzielen eine optimale Schmierwirkung.

Das Bypass-Control-System ermöglicht eine gleichmäßige Aerosolerzeugung und einen konstanten Transport, indem stets ein ausreichend hoher Volumenstrom zur Aufrechterhaltung der Druckdifferenz in der Aufbereitungseinheit sowie zur Späneförderung sichergestellt wird. Für stabile Prozessverhältnisse sorgt zudem eine Bypass-Drossel, die einen schlagartigen Druckabfall am Werkzeug sowie eine zu kurze Öffnung des Bypass-Kanals verhindert. Das Bypass-Modul ist am Grundgerät angeflanscht. SKF bietet das MMS-System als modularen Baukasten an und eröffnet damit eine hohe Anwendungsvielfalt.

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