Ausgabe 5 / 2012 - technik + EINKAUF

Technik
Kühlschmiernebel verhindern
Koaleszenzfilter mit erhöhter Standzeit und geringen Wartungsintervallen
Die Ausbreitung von Kühlschmiernebel
kann durch die Verwendung
entsprechender Filter verhindert
werden. Dabei muss genau darauf
geachtet werden, welche Methode
bei den Bearbeitungsvorgängen in
den Fertigungsprozessen die beste
Wahl ist.
Gemäß der VDMA-Broschüre ‚Kühlschmierstoffe‘
(kurz: KSS) von
2002 versteht man darunter Flüssigkeiten,
die bei Fertigungsverfahren der
umformenden, trennenden und spanenden
Be- und Verarbeitung von Werkstoffen
eingesetzt werden. Es ist ihre Aufgabe,
bei den Fertigungsprozessen u.a. das
Werkzeug zu kühlen, Reibung zwischen
Werkstück und Werkzeug zu vermindern,
den Verschleiß des Werkzeuges zu begrenzen,
Zerspanungs- und Umformenergie
zu verringern und/oder Späne abzuführen.
Aus der Vielzahl der Einsatzfelder
resultieren ebenso viele Arten und unterschiedliche
Zusammensetzungen der KSS.
Solche KSS, deren Aufgabenschwerpunkt
‚Kühlung‘ heißt, weisen z.B. ein Mischungsverhältnis
von ca. 80-97 % Wasser
und 20-3 % Ölanteil auf. Diese Emulsionen
werden primär zur Bearbeitung heißer
Werkstücke eingesetzt.
Beim Bearbeitungsvorgang bilden diese
Kühlschmierstoffe auf mineralischer, synthetischer
oder Esterbasis einen Nebel
aus, der aufgrund seiner Gesundheitsschädlichkeit
aus der Werkzeugmaschine
und aus der Umgebungsluft abgeschieden
werden muss. Typische Fertigungsprozesse
sind Drehen, Fräsen, Bohren, Hobeln,
Schleifen, Sägen, Erodieren sowie Honen
und Läppen.
Die Aufgabe der Aerosolabscheidung
kann mit 3 Ansätzen gelöst werden. Die
erste Möglichkeit ist die Benutzung eines
klassischen Speicherfilter. Hierbei
wird das Filtermedium von der Schadstoff-beladenen
Luft durchströmt, die
Schadstoffe lagern sich sukzessive im Filtermaterial
ein – sie werden „gespeichert“.
Nachteile: kurze Standzeit – das
Medium saugt sich voll, kurze Wartungsintervalle
sind die Folge, Filtermedien
und Schadstoffe müssen aufwändig und
kostenintensiv entsorgt werden. Die Filter
haben höhere Druckverluste unter Betriebsbedingungen
und einen erheblich
höheren Energiebedarf.
Die zweite Möglichkeit ist die Nutzung
eines Elektrofilters. Die schadstoffbeladene
Luft durchströmt Ionisator und Kollektor.
Im Ionisator werden die Schadpartikel
durch ionisierte Luftmoleküle in Sekundenbruchteilen
kontinuierlich elektrostatisch
aufgeladen und im Kollektor
mittels eines induzierten elektrischen Fel-
Feine Nebel-Partikel sind
kaum wahrnehmbar
Die Schadstoffkonzentration mit ihrer
Partikelverteilung hängt von den Faktoren
Druck der KSS-Zufuhr, Werkzeuggeschwindigkeit,
Viskosität, Dampfdruck
und einigen weiteren ab, wobei Schadstoffkonzentrationen
im Generellen bis
zu 150mg/m 3 , im Besonderen auch bis
zu 300mg/m 3 auftreten. Ausführliche
Messungen der Berufsgenossenschaften
ergaben ein typisches Partikelspektrum
im KSS-Nebel: Es treten Partikelgrößen
bzw. Aerosoltröpfchen von 0,2 bis 10 μm
auf, von denen jeweils auf Masse bezogen
etwa 90 % kleiner ls 1 μm und damit
kaum wahrzunehmen sind.
Bild: Rhenus Lub
Kühlschmierstoffe
sollen die Wärme
von Werkstück
und Werkzeug
möglichst
schnell abführen
und die Bearbeitungsgenauigkeit
erhöhen.
54 technik+EINKAUF · 05 2012