Kühlschmierstoffe Gegen den Strom

Redakteur: Florian Stocker

Der LDT Dosatron Proportionaldosierer für Kühlschmierstoffe unterstützt durch seinen stromlosen Antrieb eine Erhöhung der Energieeffizienz von zerspanenden Werkzeugmaschinen, bei denen KSS zum Einsatz kommen. Anstelle eines elektrischen Antriebes besitzt das Gerät einen hydraulischen Motor. Es ist darüber hinaus auch für den ATEX-Bereich einsetzbar.

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Die Detailansicht offenbart einen detaillierteren Überblick über die Funktionsweise des Proportionaldosierers.
Die Detailansicht offenbart einen detaillierteren Überblick über die Funktionsweise des Proportionaldosierers.
(Bild: Bild: LDT Dosatron)

Der Verein Deutscher Werkzeugmaschinenfabriken (VDW) berichtete jüngst darüber, dass der Auftragseingang der deutschen Werkzeugmaschinenindustrie im zweiten Quartal 2016 um 16 % gegenüber dem Vorjahreszeitraum gestiegen sei. Damit steht Deutschland bei der Produktion von Werkzeugmaschinen weiterhin an dritter Stelle im weltweiten Vergleich. Während die Auslandsnachfrage nach deutschen Werkzeugmaschinen um 14 % gestiegen ist, lagen die Inlandsbestellungen sogar mit 19 % im Plus. Eingeschlossen ist dabei eine Zuwachsrate von 2 % für die Zerspanung.

Um diesen positiven Anstieg für die Zukunft zu gewährleisten, sind neue Ideen gefragt, um die Qualität und Effizienz der deutschen Produkte zu sichern.

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Der Einsatz eines stromlosen LDT Dosatron Proportionaldosierers für die Kühlschmierstoffdosierung kann solch diese Effizienzsteigerung auf einfache Art ermöglichen.

Wasserdruck als Antrieb

Der Proportionaldosierer arbeitet mit einen volumetrischen Hydraulikmotor und ermöglicht eine kontinuierliche Einspritzung des flüssigen oder lösbaren Konzentrats. Am Wassernetz angeschlossen nutzt der Dosatron ausschließlich den Wasserdruck als Antriebskraft. Das Konzentrat wird selbstständig angesaugt und vermischt sich mit dem Antriebswasser. Diese hergestellte Lösung fließt dann durch den Dosatron. Dabei verhält sich die Dosiermenge immer proportional zum Wasserdurchsatz entsprechend der manuell eingestellten Dosierrate, auch bei eventuellen auftretenden Durchsatz- und Druckschwankungen im Wassernetz. Auch Leitungslängen haben keinen Einfluss auf die Dosiergenauigkeit und erlauben eine Installation des Gerätes am gewünschten Platz.

Messen, Dosieren und Mischen in einem Schritt

Der Proportionaldosierer vereint in einem Gerät die Funktionen eines Wassermessers, eines Dosierers und eines Mischers. Besonders das kontinuierliche und sofortige Mischen in der Mischkammer sorgt für eine homogene und betriebsfertige Lösung, die sofort verwendet werden kann, zum Beispiel beim Ansetzen einer Kühlschmierstofflösung.

Der Leistungsbereich der Proportionaldosierer reicht je nach Gerät von max. 0,7 m³/h bis 20 m³/h, bei Betriebsdrücken von 0,12 bis 10 bar und einer Dosierrate im Bereich von 0,03 % - 25 %.

Die hohe Dosiergenauigkeit und Reproduzierbarkeit von +/- 3 % (nach API675 Standard) bedeutet für den Betreiber einen wirtschaftlichen Vorteil, da höher konzentrierte Medien eingesetzt werden können. Eine Überdosierung ist konstruktionsbedingt ausgeschlossen.

Neben den wirtschaftlichen Argumenten und Vorteilen spielen auch die eingesetzten Materialien eine entscheidende Rolle. Um eine hohe Beständigkeit gegenüber den Dosierflüssigkeiten zu gewährleisten, besteht das Gehäuse des Dosierers aus einen speziellen Polypropylen (Polyacetal, HT). Für hochkonzentrierte, aggressive Säuren und Laugen ist optional ein Gehäuse aus PVDF einsetzbar.

Als Dichtungsmaterialien stehen der Werkstoff AF, ein spezielles Vitonmaterial, für alkalische Konzentrate, sowie das Material VF, ein EPDM basierter Werkstoff für Säuren und Öle zur Verfügung. Für hochkonzentrierte Säuren werden Dichtungen in Kalrez eingesetzt.

Zusätzlich zu den verschiedenen Dichtungsmaterialien, die entsprechend der Dosiermedien ausgewählt werden, sind weitere Optionen erhältlich. Dazu gehört, u.a. eine Außeneinspritzung des Dosiermediums in den Wasserstrom, die bei bestimmten korrosiven Konzentraten und Polymeren empfohlen wird.

Für höher viskose Konzentrate >400 cPs wird ein spezielles Kit verwendet, die max. Konzentratsviskosität beträgt 800 cPs.

Für die Baureihen D25 und D3 kann zudem ein Bypass-Schalter ausgewählt werden, um das Ansaugsystem nach Wunsch an- oder auszuschalten.

Aufgrund der einfachen Bauweise des Proportionaldosierers mit nur wenigen Bauteilen ist das Gerät sehr wartungsfreundlich und leicht zu handhaben. Im Lieferumfang enthalten sind eine Wandhalterung zur einfachen Montage sowie ein Saugschlauch.

Proportionales Dosieren und Mischen von Kühlschmierstoffen und Wasser

In der metallbearbeitenden Industrie werden in nahezu allen zerspanenden Werkzeug- und Metallbearbeitungsmaschinen wie zum Beispiel Bearbeitungszentren, Drehmaschinen, Bohrwerken, Fräsen u.a., Kühlschmiermittel verwendet. Diese werden konzentriert in Fässern und Behältern angeliefert und verdünnt zum Einsatz gebracht. Da mit der Zeit, durch Verdunstung und Abgang über die Metallspäne die Kühlschmiermittelmengen in den Maschinen im richtigen Mischungsverhältnis nachgefüllt werden müssen, kommen hier Proportionaldosierer zum Einsatz.

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Noch anzutreffende herkömmliche Systeme zur Einspeisung von Kühlschmierstoffen reichen von der manuellen Beschickung der Maschinen, über das Dosieren mittels einer Venturi-Düse bis hin zur Verwendung elektrischer Dosierpumpen.

Alle diese Methoden beinhalten jedoch Nachteile für den Betreiber und sollen hier kurz erläutert werden:

Die manuelle Dosierung birgt immer das Risiko einer Über- oder Unterdosierung. Durch zu viel Wasser in der Lösung, werden die Werkzeuge nicht genügend geschmiert und gekühlt. Die Lösung verdampft zu schnell und die Werkzeuge nutzen schneller ab, was zu unsauberen Ergebnissen am Fertigteil führen kann. Wird dagegen zu viel Konzentrat verwendet, wird das kostenintensive Konzentrat auch zu schnell verbraucht. Es bedarf zudem einen hohen Zeitaufwand, die Kühlmittellösung vorzubereiten und das Personal trägt ein Kontaktrisiko mit dem Kühlmittelkonzentrat.

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