MS Lube MMKS von Scherer
Aktualisiert am: 16.05.2003 17:41
Die Bearbeitung von Aluminium wird durch Schmierung schneller, die Ergebnisse verbessern sich. Die Scherer Werkzeugmaschinen GmbH hat in umfangreichen Tests nachgewiesen, dass der richtige Einsatz auch Kosten spart.
Schon die Recherchen über verfügbare Systeme führten so einer babylonischen Sprachverwirrung: So tauchen z.B. Begriffe wie „Sprühkühlschmiergeräte" auf. Die Bezeichnung „Minimal-Mengen-Kühl-Schmier-System" (MMKSS) erscheint deutlich passender - sie beschreibt, dass mit minimalen Schmierstoffmengen gekühlt und geschmiert wird.
Auch die Gespräche mit Kunden und Anwendern zeigten eher die Skepsis der Metallverarbeiter. Nach MMKSS befragt, kristallisierten sich in ihren Antworten folgende - meist negative - Einschätzungen heraus:
• starke Vernebelung in der Werkhalle bei Dauereinsatz;
• hohe Investition bei „guten Systemen";
• überdimensionale Kosten von bis zu Euro 20/l Schmiermittel;
• hohe Reinigungskosten nach der Bearbeitung;
• schlechte DosiermÖglichkeiten - dadurch hoher Verbrauch;
• dermatologische Belastung des Arbeiters;
• die Unkenntnis, dass sehr leicht Systeme nachgerüstet werden können.
Die Vielfalt der Systeme und Meinungen war Anlass, unterschiedliche MMKSS mit verschiedenen Ölen systematisch zu untersuchen. Bei der Zerspanung von NE-Metallen gibt es prinzipiell vier Möglichkeiten:
• nicht zu schmieren;
• mit Emulsion und Überschwemmung zu schmieren;
• Mikro-Tropf- oder Sprühnebel-Systeme einzusetzen;
• echte Minimai-Mengen-Kühl-Schmier-Systeme zu benutzen.
Der Versuchsaufbau
Eine vollautomatische Unterflurkreissäge mit automatischer Vorschubachse und automatischer Achse für den Nachschub des Materials sicherte gleiche Bedingungen bei allen Versuchen. Ein Aluminiumprofil wurde vollautomatisch abgesägt, alle Abschnitte hatten die gleiche Lange. Die Parameter wie Vorschub, Drehzahl, Schnittgeschwindigkeit etc. waren bei allen Versuchen konstant. Die Position der Düse der MMKSS-Anlagen war immer gleich. Der Sprühwinkel zum Sägeblatt war konstant gleich, der Abstand der Düse zum Sägeblatt betrug immer ca. 50 mm. Der Druck der Sprühluft war bei allen Versuchen konstant.
Sprühsysteme
Das FOM-Sprühsystem ist in allen Maschinen der Firma FOM eingebaut. Es arbeitet mit einer einstellbaren Mikrodosierpumpe. Luft und Medium werden getrennt in koaxialen Schläuchen von der Versorgung an der Rückseite der Maschine an die Düse geführt. Durch niederen Druck der Luft versucht man, eine Vernebehmg zu vermeiden.
MS LUBE ist ein OEM-Produkt der Firma Menzel exklusiv für Scherer. Diese Systeme werden inzwischen bei über 50% der verkauften Maschinen ab Werk eingebaut. Sie eignen sich aber auch zum Nachrüsten an jede Maschine anderer Hersteller. Das System arbeitet mit volumenvariablen Aludruckbehältern. Wichtiges Merkmal: Es ist keine Pumpe im Einsatz. Der Behälter wird nur mit ca. 0,5 bar beaufschlagt. Dadurch ermüden keine Dichtungen. Die Ansteuerung des Systems kann wahlweise mit 24 V (SPS einer Maschinen-Steuerung), 230 V oder pneumatisch mit einem Ventil erfolgen. Die Behältervolumina sind von l bis 10 l lieferbar. Es können praktisch beliebig viele Sprühdüsen angeschlossen werden. Ihre Anzahl richtet sich nach Verbrauchsstellen oder hängt vom Durchmesser der Werkzeuge ab.
Der Füllstand wird elektronisch niveau-überwacbt. Die Überwachung kann bis zur Abschaltung der Maschine bei leerem Tank eingesetzt werden, um teure Werkzeuge zu schützen.
Wichtigstes Merkmal ist der Einsatz einer Spezialdüse mit Nadelventil. Diese Düse legt einen doppelten Lufmantel ohne das Medium Öl auf die Werkzeugschneide. Erst dann wird im Innern des Luftmantels mit Niederdruck (0,5 bar) das Öl eingesprüht.
Der Winkel der Düseneinspritzung hängt von der Anwendung ab. Bei schnell drehenden Werkzeugen mit Schnittgeschwindigkeiten > 2.000 m/min ist das absolut nebelfreie Sprühen nur mit schlanken Winkeln möglich. Der Winkel der Standarddüse beträgt deshalb nur 5°. Dies garantiert, dass trotz sicherem Abstand von Düse und Werkzeug das Medium auch genau an die Schneide gelangt.
Eine wichtige Erkenntnis ist, dass sich der Luftmantel um das Werkzeug mit annähernd der gleichen Geschwindigkeit dreht wie das Werkzeug: 3.000 m/min bedeuten beim Versuchsaubau 180 km/h. Es gilt, den Luftmantel zu durchbrechen, ohne im Sog der Luft das Schmiermedium zu verlieren.
Die Ergebnisse
Die Tabelle rechts zeigt aufschlussreiche Daten. Neben der deutlichen Temperaturerhöhung an den Abschnitten, die durch die zusätzliche Reibung ohne Schmiermittel entsteht, wird eine enorme Menge elektrischer Energie benötigt, wenn nicht oder nur unzureichend geschmiert wird. Dies lässt den Rückschluß zu, dass eine Schmierung in jedem Fall deutliche Vorteile hat.
Durch Herabsetzen der Reibung an den Werkzeugschneiden entsteht weniger Wärme. Dies hat unmittelbaren Einfluss auf die Maßgenauigkeit. Weniger Reibung bedeutet gleichzeitig eine Verlängerung der Standzeit um bis zu 50%. Die Qualität des Schnittes wird erheblich besser. Mit guter MMKS ist eine Rautiefe von Rz = 20 my erreichbar. Bei richtiger Dosierung - weniger ist mehr - muss nicht nachgereinigt werden, Hochviskose Öle verdunsten bereits rückstandsfrei bei der Zerspanung. Bei optimaler Einstellung ist die Weiterbearbeitung der Werkstücke ohne Reinigung möglich. Mit dieser Technik sind die Späne „trocken" und können beim Absaugen oder Reinigen sehr leicht entfernt werden. Das Absaugen verbessert auch die Qualität der Arbeit, da keine Spänereste die Maßgenauigkeit beeinflussen.
Ein weiterer wichtiger Aspekt ist der Arbeitsschutz. Nach wissenschaftlichen Erkenntnissen kann der Einsatz von Schmiermitteln die Gesundheit des Bedieners gefährden. In medizinischen Fachaufsätzen werden „Dermatosen" beschrieben, die bis zur Berufsunfähigkeit führen können. Nebelfreie Systeme schonen auch ohne aufwändige Absaugung die Gesundheit des Bedieners. Die heute einsetzbaren Öle sind - neben der Wasserschutzklasse - biologisch abbaubar und absolut hautfreundlich.
Der Verbrauch liegt beim System MS LUBE bei ca. 1 l für 40 Stunden Bearbeitung. Dies wird dadurch erreicht, dass das System nur in dem Moment die Nadelventildüse öffnet, wenn das Werkzeug seinen Vorschub beginnt - das Werkzeug fängt nie trocken an zu schneiden. Bei vielen Systemen, die nicht mit Druckbehältern arbeiten, muss das Medium erst über viele Meter lange Schläuche an die Düse transportiert werden. Dies kann mehrere Sekunden dauern, während das Werkzeug bereits im Eingriff ist. Dieser Eingriff kostet -wie ein Kaltstart am Fahrzeug - 30% Standzeit.
Die Kosten für das System liegen bei Erstausstattung sowie Nachrüstung mit einem Druckbehälter und einer Düse bei etwa 1.000 Euro. Der Liter Öl sollte ca. 7 Euro nicht übersteigen. Viele Systeme sind deutlich teurer, was sicherlich auch zum schlechten Image der MMKSS beigetragen hat. Die Nachrüstung ist an praktisch allen Maschinen möglich, es wird lediglich das Si-gnal zum Sprüheinsatz benötigt. Diese Ansteuerung lässt sich mit den gebräuchlichen Arten (24 V, 230 V oder pneumatisch) realisieren.
Das System arbeitet absolut wartungsfrei und wird auch schon bei Großkunden - z.B. im Aluminium-Werk \Wutöschingen - unter rauesten Bedingungen seit Monaten problemlos im Dreischichtbetrieb eingesetzt.
Schon die Recherchen über verfügbare Systeme führten so einer babylonischen Sprachverwirrung: So tauchen z.B. Begriffe wie „Sprühkühlschmiergeräte" auf. Die Bezeichnung „Minimal-Mengen-Kühl-Schmier-System" (MMKSS) erscheint deutlich passender - sie beschreibt, dass mit minimalen Schmierstoffmengen gekühlt und geschmiert wird.
Auch die Gespräche mit Kunden und Anwendern zeigten eher die Skepsis der Metallverarbeiter. Nach MMKSS befragt, kristallisierten sich in ihren Antworten folgende - meist negative - Einschätzungen heraus:
• starke Vernebelung in der Werkhalle bei Dauereinsatz;
• hohe Investition bei „guten Systemen";
• überdimensionale Kosten von bis zu Euro 20/l Schmiermittel;
• hohe Reinigungskosten nach der Bearbeitung;
• schlechte DosiermÖglichkeiten - dadurch hoher Verbrauch;
• dermatologische Belastung des Arbeiters;
• die Unkenntnis, dass sehr leicht Systeme nachgerüstet werden können.
Die Vielfalt der Systeme und Meinungen war Anlass, unterschiedliche MMKSS mit verschiedenen Ölen systematisch zu untersuchen. Bei der Zerspanung von NE-Metallen gibt es prinzipiell vier Möglichkeiten:
• nicht zu schmieren;
• mit Emulsion und Überschwemmung zu schmieren;
• Mikro-Tropf- oder Sprühnebel-Systeme einzusetzen;
• echte Minimai-Mengen-Kühl-Schmier-Systeme zu benutzen.
Der Versuchsaufbau
Eine vollautomatische Unterflurkreissäge mit automatischer Vorschubachse und automatischer Achse für den Nachschub des Materials sicherte gleiche Bedingungen bei allen Versuchen. Ein Aluminiumprofil wurde vollautomatisch abgesägt, alle Abschnitte hatten die gleiche Lange. Die Parameter wie Vorschub, Drehzahl, Schnittgeschwindigkeit etc. waren bei allen Versuchen konstant. Die Position der Düse der MMKSS-Anlagen war immer gleich. Der Sprühwinkel zum Sägeblatt war konstant gleich, der Abstand der Düse zum Sägeblatt betrug immer ca. 50 mm. Der Druck der Sprühluft war bei allen Versuchen konstant.
Sprühsysteme
Das FOM-Sprühsystem ist in allen Maschinen der Firma FOM eingebaut. Es arbeitet mit einer einstellbaren Mikrodosierpumpe. Luft und Medium werden getrennt in koaxialen Schläuchen von der Versorgung an der Rückseite der Maschine an die Düse geführt. Durch niederen Druck der Luft versucht man, eine Vernebehmg zu vermeiden.
MS LUBE ist ein OEM-Produkt der Firma Menzel exklusiv für Scherer. Diese Systeme werden inzwischen bei über 50% der verkauften Maschinen ab Werk eingebaut. Sie eignen sich aber auch zum Nachrüsten an jede Maschine anderer Hersteller. Das System arbeitet mit volumenvariablen Aludruckbehältern. Wichtiges Merkmal: Es ist keine Pumpe im Einsatz. Der Behälter wird nur mit ca. 0,5 bar beaufschlagt. Dadurch ermüden keine Dichtungen. Die Ansteuerung des Systems kann wahlweise mit 24 V (SPS einer Maschinen-Steuerung), 230 V oder pneumatisch mit einem Ventil erfolgen. Die Behältervolumina sind von l bis 10 l lieferbar. Es können praktisch beliebig viele Sprühdüsen angeschlossen werden. Ihre Anzahl richtet sich nach Verbrauchsstellen oder hängt vom Durchmesser der Werkzeuge ab.
Der Füllstand wird elektronisch niveau-überwacbt. Die Überwachung kann bis zur Abschaltung der Maschine bei leerem Tank eingesetzt werden, um teure Werkzeuge zu schützen.
Wichtigstes Merkmal ist der Einsatz einer Spezialdüse mit Nadelventil. Diese Düse legt einen doppelten Lufmantel ohne das Medium Öl auf die Werkzeugschneide. Erst dann wird im Innern des Luftmantels mit Niederdruck (0,5 bar) das Öl eingesprüht.
Der Winkel der Düseneinspritzung hängt von der Anwendung ab. Bei schnell drehenden Werkzeugen mit Schnittgeschwindigkeiten > 2.000 m/min ist das absolut nebelfreie Sprühen nur mit schlanken Winkeln möglich. Der Winkel der Standarddüse beträgt deshalb nur 5°. Dies garantiert, dass trotz sicherem Abstand von Düse und Werkzeug das Medium auch genau an die Schneide gelangt.
Eine wichtige Erkenntnis ist, dass sich der Luftmantel um das Werkzeug mit annähernd der gleichen Geschwindigkeit dreht wie das Werkzeug: 3.000 m/min bedeuten beim Versuchsaubau 180 km/h. Es gilt, den Luftmantel zu durchbrechen, ohne im Sog der Luft das Schmiermedium zu verlieren.
Die Ergebnisse
Die Tabelle rechts zeigt aufschlussreiche Daten. Neben der deutlichen Temperaturerhöhung an den Abschnitten, die durch die zusätzliche Reibung ohne Schmiermittel entsteht, wird eine enorme Menge elektrischer Energie benötigt, wenn nicht oder nur unzureichend geschmiert wird. Dies lässt den Rückschluß zu, dass eine Schmierung in jedem Fall deutliche Vorteile hat.
Durch Herabsetzen der Reibung an den Werkzeugschneiden entsteht weniger Wärme. Dies hat unmittelbaren Einfluss auf die Maßgenauigkeit. Weniger Reibung bedeutet gleichzeitig eine Verlängerung der Standzeit um bis zu 50%. Die Qualität des Schnittes wird erheblich besser. Mit guter MMKS ist eine Rautiefe von Rz = 20 my erreichbar. Bei richtiger Dosierung - weniger ist mehr - muss nicht nachgereinigt werden, Hochviskose Öle verdunsten bereits rückstandsfrei bei der Zerspanung. Bei optimaler Einstellung ist die Weiterbearbeitung der Werkstücke ohne Reinigung möglich. Mit dieser Technik sind die Späne „trocken" und können beim Absaugen oder Reinigen sehr leicht entfernt werden. Das Absaugen verbessert auch die Qualität der Arbeit, da keine Spänereste die Maßgenauigkeit beeinflussen.
Ein weiterer wichtiger Aspekt ist der Arbeitsschutz. Nach wissenschaftlichen Erkenntnissen kann der Einsatz von Schmiermitteln die Gesundheit des Bedieners gefährden. In medizinischen Fachaufsätzen werden „Dermatosen" beschrieben, die bis zur Berufsunfähigkeit führen können. Nebelfreie Systeme schonen auch ohne aufwändige Absaugung die Gesundheit des Bedieners. Die heute einsetzbaren Öle sind - neben der Wasserschutzklasse - biologisch abbaubar und absolut hautfreundlich.
Der Verbrauch liegt beim System MS LUBE bei ca. 1 l für 40 Stunden Bearbeitung. Dies wird dadurch erreicht, dass das System nur in dem Moment die Nadelventildüse öffnet, wenn das Werkzeug seinen Vorschub beginnt - das Werkzeug fängt nie trocken an zu schneiden. Bei vielen Systemen, die nicht mit Druckbehältern arbeiten, muss das Medium erst über viele Meter lange Schläuche an die Düse transportiert werden. Dies kann mehrere Sekunden dauern, während das Werkzeug bereits im Eingriff ist. Dieser Eingriff kostet -wie ein Kaltstart am Fahrzeug - 30% Standzeit.
Die Kosten für das System liegen bei Erstausstattung sowie Nachrüstung mit einem Druckbehälter und einer Düse bei etwa 1.000 Euro. Der Liter Öl sollte ca. 7 Euro nicht übersteigen. Viele Systeme sind deutlich teurer, was sicherlich auch zum schlechten Image der MMKSS beigetragen hat. Die Nachrüstung ist an praktisch allen Maschinen möglich, es wird lediglich das Si-gnal zum Sprüheinsatz benötigt. Diese Ansteuerung lässt sich mit den gebräuchlichen Arten (24 V, 230 V oder pneumatisch) realisieren.
Das System arbeitet absolut wartungsfrei und wird auch schon bei Großkunden - z.B. im Aluminium-Werk \Wutöschingen - unter rauesten Bedingungen seit Monaten problemlos im Dreischichtbetrieb eingesetzt.