Sagt ein Kühlschmierstoff zum anderen: „Jetzt bin ich aber so richtig stinkig!“

Ausgezeichete Standzeiten sind das Ergebnis perfekten Teamworks zwischen dem optimalen Kühlschmierstoff und der richtig gewählten Aufbereitung. Harald Mali, Prozessoptimierer und Geschäftsführer Lubot

Time is money: Beim Kauf einer Werkzeugmaschine weiß man immer, wie schnell und effizient sie zerspant. Der Kühlschmierstofftank ist dabei natürlich kaum ein Thema, er soll einfach nur möglichst wenig Platz brauchen und am besten überhaupt unter der Maschine verschwinden. Für ein optimales Gesamtergebnis wäre es jedoch ratsam, nicht nur an die Maschine, sondern auch an den Kühlschmierstoff zu denken. Der KSS fragt sich womöglich: „Will ich da unten wirklich rein?“

Denn …
• „… wenn ich so flach im Tank liege, bleibt mein Dreck sofort am Boden hängen.“
• „… wenn ich gleich wieder raus aufs Werkzeug muss, wird mir schnell wieder heiß und Luftblasen stoßen mir schaumig auf.“
• „… das Fremdöl raubt mir schlicht den Atem.“ (zu wenig Sauerstoff)
• „… und wer mischt mich richtig und gibt mir genügend Nachschub?“
• „… na denen werd ich’s zeigen – jetzt bin ich mal so richtig stinkig!“

So oder ähnlich kann’s auch in Ihrem Kühlschmierstoff aussehen. Design bedeutet also nicht nur schönes Aussehen. In jedem Fall ist es wichtig, eine Konstruktion zu wählen, die Ablagerungen in Ecken oder Böden (ausgenommen Sedimentationsanlagen) entgegenwirkt. Das ist jedoch schwierig, denn handelsübliche Anlagen werden leider meist mit wenig Rücksicht auf den Kühlschmierstoff gebaut.

Hightech-Kühlschmierstoffe erreichen Standzeiten von vielen Jahren. Hierzu ist es allerdings notwendig, prozessweit und bereichsübergreifend zu denken sowie alle maßgeblichen Faktoren zu berücksichtigen.

Spannungsdreieck der mechanischen Fertigung

Die mechanische Fertigung basiert auf einem Wechselspiel verschiedener Faktoren. Sie befindet sich in einem Spannungsdreieck mit drei maßgeblichen Außenkanten: der Art der Bearbeitung, der Chemie des Kühlschmierstoffes und der Kühlschmierstoff-Aufbereitung. Jede Seite wird von den anderen beeinflusst – kommt es zu Verschiebungen bei einer Kante, verschieben sich auch die anderen und das gesamte Spannungsdreieck ist unausgewogen. Dennoch werden bei Schwierigkeiten in der Fertigung oft nur Teilbereiche unter die Lupe genommen.

In solch einer verkürzten Betrachtung von Werkzeug und Kühlschmierstoff ist dann der Schuldige schnell ausgemacht: Der böse, böse Kühlschmierstoff war’s – keine Frage! Oder doch? Es könnte nämlich sein, dass man den Wald vor lauter Bäumen nicht mehr sieht. Manchmal ist der Blick durch die Lupe nicht so vorteilhaft – nämlich dann, wenn man so nah dran ist, dass man das große Ganze, also die prozesstechnischen Zusammenhänge nicht mehr erkennt.

Von der Einzel- bis zur Zentralanlage – ausgehend von einer ganzheitlichen Betrachtung des jeweiligen Prozesses entwickelt Lubot maßgeschneiderte Aufbereitungslösungen für Kühlschmierstoffe.

Schlagobers und Sand

Hatten Sie angesichts des Schaums in Ihrer Aufbereitungsanlage schon einmal den Eindruck, dass diese besser in der Schlagobersproduktion ihr Werk verrichten sollte? Oder kennen Sie Werkzeuge, die beim Gewindeformen wegen ungenügender Reinheit des KSS versagen wie beim sprichwörtlichen Sand im Getriebe. Die wahre Ursache dafür liegt jedoch oft nicht alleine beim Kühlschmierstoff – viel mehr gilt es, alle prozessnahen Faktoren und deren bereichsübergreifende Abstimmung zu betrachten. Die optimale Fertigung verlangt nach optimalem Zusammenspiel.

Ändert sich einer der Faktoren, verschieben sich auch alle anderen und das Spannungsdreieck der mechanischen Fertigung ist nicht mehr ausgewogen.

Es gibt keine dummen Fragen

Der Jammer des Anwenders beginnt meist dann, wenn er anfängt, „ungute“ Fragen zu stellen. Dabei können die Antworten nicht-prozessorientiert denkender „Spezialisten“ oft haarsträubend sein.

Anwender: „Wieso sind nach dem Bandfilter Sedimente im Kühlschmierstoffbehälter?“ KSS-Lieferant: „Damit das Werkzeug keinen Schaden nimmt.“ Richtige Antwort wäre: Der Dreck gehört immer auf den Filter – ausgenommen bei Sedimentationsanlagen mit Bodenkratzer.

Anderer Anwender: „Wieso sind in meiner Graugussfertigung die Maschinen trotz Endlosbandfilter so schwarz?“ Der Aufbereitungsanlagenhersteller: „Bestimmt ist der Kühlschmierstoff ungeeignet – das funktioniert sonst überall!“ Richtige Antwort wäre: Der Grafit aus dem Grauguss ist kleiner als 5 µm und gute Endlosgewebe haben eine Maschenweite von ca. 30 µm. Sie schaffen also den Filterkuchenaufbau nicht so wie Vliesbandfilter.

Verständlich, dass lösungssuchende Anwender in der Praxis unsicher sind. Was können sie glauben und was besser nicht?

Ein kleiner Leitfaden zur Orientierung

Die Aufgaben des KSS sind: Kühlen, Schmieren, Spülen. Die richtige Aufbereitungsmethode richtet sich dabei nicht nur nach der Größe und dem spezifischen Gewicht der Späne und Partikel – auch die Benetzungseigenschaften sind ein wichtiger Faktor. So sind beispielsweise Aluspäne schwerer als Wasser – benetzt mit Luftblasen schwimmen sie allerdings hartnäckig und sind auch in einer Sedimentationsanlage schwer zum Abtauchen zu bewegen. Ähnlich ergeht es schmutzigem Grauguss, dessen Grafit einen Ölschwimmreifen benutzt. Auf nachhaltige Sedimentation wartet man da lange.

Was wofür?

Es gilt der Grundsatz: Jede Feststoff-Abscheidung bedarf einer individuellen Betrachtung, bei der zunächst entscheidende Faktoren abzuklären sind:

• Um welches Material mit welchen spezifischen Eigenheiten geht es?
• Wie groß sind die Feststoffe?
• Welche Form haben sie?
• Und in welchem KSS-Medium befinden sie sich?

Erst wenn diese Fragen geklärt sind, kann man sich für die wirklich richtige Aufbereitung entscheiden – vom Vliesbandfilter über Endlossiebe bis Sedimentation – ein Thema, das uns bei Lubot oft beschäftigt. Für unsere Experten war das auch der Grund, ein ganz neues Bandfiltrationsverfahren zu entwickeln und patentieren zu lassen. Es erreicht bis zu 500 % Leistungssteigerung, ohne dabei eine zusätzliche Energiezufuhr (wie Vakuum oder Überdruck) zu benötigen. Das spart – richtig eingesetzt – viel Ärger und Energie.

Wieso sind große KSS-Volumina stabiler?

Bei kleineren Maschinen – ohne automatische Nachfüllung – erfolgt die manuelle Nachfüllung meist ohne Kontrolle der Konzentration des im Umlauf befindlichen KSS und in viel zu großen Abständen. Die Qualität des Kühlschmierstoffs schwankt daher sehr stark. Die Folgen sind Über-/Unterkonzentration, Rost und Bakterienbefall. Auch bei kleineren Anlagen ist daher jedenfalls ein gutes Nachfüllequipment zwingend notwendig.

Wie groß ist groß genug?

Die Größe ist bekanntlich ein wichtiges Thema – also fragt man sich, welches Volumen braucht die ideale Aufbereitungsanlage? Für gewöhnlich soll man den KSS zwischen sechs- und zehnmal pro Stunde umwälzen. Wird die Umwälzzahl zu hoch angesetzt, also die Anlage überdimensioniert, können Schaum- und Kühlungsprobleme auftreten. Darum wird bei hohen Drücken die Umwälzzahl sogar unter sechs gelegt, damit der Schaum zerfallen kann. Ausgangsbasis für die richtige Berechnung sind die für die Bearbeitung erforderlichen Liter KSS pro Minute. Daraus errechnet sich das Anlagenvolumen als wichtige Kenngröße.

Das Zünglein an der Waage

Die Schmierleistung des KSS ist vordergründig wichtig, doch auch auf seine inneren Werte kommt es an, wenn er über längere Zeit die optimale Spülleistung und die erforderlichen Benetzungseigenschaften garantieren soll. Ein guter Kühlschmierstoff kann viele Fehler in der Aufbereitung über längere Zeit ausgleichen. Er verhindert Ablagerungen und transportiert Abzuscheidendes auf den Filter. Im Idealfall ist er also so etwas wie ein schmierendes Waschmittel, das nicht schäumt.

Die Schmierleistung kann dabei billig über die Tröpfchengröße erhöht werden. Dann ziehen aber die Langzeitstabilität, der KSS-Verbrauch und die Maschinenreinheit den Kürzeren. Das sichtbare Ergebnis: Man sieht nicht mehr durch die Scheibe der Maschine. Denn solche Produkte schmieren gut, werden jedoch an Spänen und Werkstück klebend ausgeschleppt. Der permanent hohe Frischnachsatz sichert dann zwar das „Überleben“ von Maschine, Werkzeug und Werkstück – das geht aber oft unbemerkt ins Geld.

Der optimale KSS hat eine hohe Schmierleistung und ein gutes Ablaufverhalten. Er wird daher nicht ausgeschleppt, muss dann aber langzeitstabil sein. Denn im Gegensatz zu einem „fetten Ausschlepper“ wird hier nicht permanent KSS nachgefüllt.

Erste Hilfe für den KSS

Sogar wenn der Kühlschmierstoff schon zu stinken beginnt, ist noch nicht alles verloren. Lubot hat ein Verfahren entwickelt, das „müde“ KSS wieder richtig auf Touren bringt, ohne dass gleich die gesamte Füllung entsorgt werden muss. Wichtig ist allerdings, dass es noch eine Emulsion gibt, die sich nicht in die Wasser- und Öl-Anteile spaltet – egal um welchen Kühlschmierstoff es sich handelt. Das System wird dabei schrittweise mit einem exakt auf die Situation abgestimmten 2-Komponenten-Kühlschmierstoff von Oemeta „überfahren“ und so wieder ins Gleichgewicht gebracht.

Dass das funktioniert, hat Lubot vielfach bewiesen. Unter anderem bei einem großen österreichischen Automobilzulieferer, bei dem eine 250.000 Liter Anlage früher wegen Instabilität alle paar Jahre gereinigt und neu befüllt werden musste. Kostenpunkt: mehrere Hunderttausend Euro. Schritt für Schritt wurden die chemischen Parameter stabilisiert und der Biozidverbrauch von 3.000 auf 200 kg pro Jahr gesenkt. Die Anlage läuft nun dank gezielter Nachdosierung seit mehreren Jahren, ohne dass sie wieder neu befüllt/gereinigt werden musste.

Hand in Hand: KSS und Aufbereitung

Ausgezeichnete Standzeiten sind das Ergebnis perfekten Teamworks zwischen dem optimalen Kühlschmierstoff und der richtig gewählten Aufbereitung. Hightech-Kühlschmierstoffe – wie sie für die Automobilindustrie entwickelt wurden – erreichen Standzeiten von vielen Jahren, die oft nur mehr durch Anlagenrevisionen unterbrochen werden.

Das ist auch für kleine und mittlere Betriebe machbar, wenn man prozessweit, bereichsübergreifend denkt und alle maßgeblichen Faktoren berücksichtigt. Lubot begleitet diesen Brückenschlag zwischen Chemie und Technik – vom perfekt abgestimmten Kühlschmierstoff bis zur maßgeschneiderten Aufbereitungsanlage, entwickelt und gebaut in Österreich. So ist das Spannungsdreieck der mechanischen Fertigung ausgewogen, der KSS muss garantiert nie getauscht werden und der Kühlschmierstoff hat keinen Grund „stinkig“ zu werden.