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maschine+werkzeug 10/2019

Modular gefiltert

Kühlschmiermittel

KSS-Hochdruckanlagen sind aus modernen Nass-Zerspanungsprozessen nicht mehr wegzudenken. Müller Hydraulik zeigt, wie sich das Platz-Leistungs-Dilemma bei Hochdruck-Filtrationslösungen lösen lässt.

Hier wurde die Combiloop CL2E von Müller Hydraulik in der Fertigung unter einem Stangenlader positioniert.
Bild: Müller

Hier wurde die Combiloop CL2E von Müller Hydraulik in der Fertigung unter einem Stangenlader positioniert.
Bild: Müller

Mehr Produktionsfläche für mehr Drehmaschinen bedeutet mehr Potenzial für Umsatz – sofern es die Auftragslage hergibt. Das Ziel jedes Anwenders besteht deshalb darin, den wertvollen Raum in der Fertigung nicht unnötig für die Zerspanungsperipherie wie den KSS-Hochdruck zu opfern. Dennoch kann eine nicht ausreichend oder falsch dimensionierte KSS-Hochdruckanlage die Prozesssicherheit und Effizienz nachhaltig gefährden.

Natürliche Grenze

Der Dreh- und Angelpunkt bei der Planung ist die Machbarkeit unter den gegebenen Platzverhältnissen. Dabei stehen die folgenden Fragen im Fokus: Wie viel Kühlmittel zusätzlich bekommt man in den Anlagentank? Wie wird die Medium-Temperatur stabilisiert, und welche Filtration kann aufgebaut werden?

Die Combiloop CL3E bietet dank modularer Zweiteilung höchste Flexibilität.
Bild: Müller

Die Combiloop CL3E bietet dank modularer Zweiteilung höchste Flexibilität.
Bild: Müller

Wichtiger Parameter in der Auslegung des KSS-Anlagentanks sowie der Filtration ist die Frage nach der Förderleistung. Hier spielen die Grenzen der Physik eine Rolle. Nach einschlägiger Einschätzung ist bei maximal 30 Litern pro Minute die physikalische Grenze gesetzt und somit das Limit der Ausgewogenheit erreicht.

Eine KSS-Hochdruckanlage erhitzt zudem immer das Medium, und bei Systemüberhitzung kommt es zu unerwünschten Nebeneffekten wie Maßtoleranzen oder Schaumbildung – sogar bei Drücken bis 150 bar und hoher Förderleistung zwischen 20 und 30 Litern pro Minute. Um dem Wärmeproblem entgegenzuwirken, zeichnet sich die Regelpumpentechnologie als Benchmark ab. Alternativ schaffen auch Konstantpumpen mit Frequenzumrichtern einen Regeleffekt, der den Wärmeeintrag minimiert, allerdings nicht in vergleichbarer Form. Der Grund hierfür liegt im Regelverhalten der beiden Technologien.

Bei Frequenzumrichter-gestützten Lösungen ist es schwer, sich im Optimum zu bewegen. Zudem wird über die Leistung die Umdrehungszahl des Motors geregelt, was wiederum bedeutet, dass sich die Menge nicht unendlich nach unten regeln lässt. Im Vergleich dazu hat die rein mechanische Regelpumpe eine enorme Variabilität. Im Extremfall und bei kleinstem Verbrauch, etwa beim Tieflochbohren oder bei enger Innenbearbeitung, erreicht sie durchaus eine Förderleistung von fast null. Das Funktionsprinzip: Es wird zunächst einmal nur die tatsächlich benötigte Menge zur Verfügung gestellt, und das mit geringeren Antriebsleistungen als bei den meisten Konstantpumpen. So wird der geringstmögliche Wärmeeintrag erzielt, und nicht selten kann aktives Kühlen vermieden werden. Ferner hält die Regelpumpe die Temperatur des Kühlschmierstoffs, vor allem bei Schneidölen, relativ konstant. Damit werden problematische Temperaturspitzen nach oben und unten vermieden.

Effizienzkiller

Weitere Faktoren, die die Größe der KSS-Hochdruckanlage bestimmen, sind der Verschmutzungsgrad und die Spanart des Kühlmediums. Kommen noch Zerspanungsprozesse mit höherer oder gelegentlich hoher Feinspanbildung hinzu, gerät herkömmliche Filtration schnell an ihre Grenzen. Sie entwickelt sich dann zum Effizienzkiller – in puncto Mediumreinheit – und kann die Lebensdauer der Pumpen und Werkzeuge wie auch die Outputqualität massiv belasten. Abhilfe bei Standardfiltern schafft also nur der Austausch oder die Reinigung, sofern das Element beispielsweise aus Drahtgeflecht besteht. Nachhaltig wirksam hierbei wären eher große Filterkartuschen als Doppelschaltfilter oder gar ein Automatikfilter.

Dilemma

Trotz steigender Anforderungen an Prozesssicherheit und Qualität des Outputs sollen die Anlagen immer kompakter werden. »Es ist schwierig, das in Einklang zu bringen. Aber das ist unser Ziel und Anspruch seit vielen Jahren.«, meint Martin Müller, Geschäftsführer bei Müller Hydraulik, zur aktuellen Entwicklung im Markt.
»Mit der Combistream haben wir das Nonplusultra in Sachen Integration und Leistungsfähigkeit geschaffen. Mit unseren Combiloop-Modellen ›CL1‹ und ›2E‹ haben wir vor einigen Jahren den Platz unter dem Stangenlader für den KSS-Hochdruck erschlossen. Dabei haben wir unser neues Filterkartuschen-Konzept unter dem Lader umsetzen können, sogar in der Ausführung als Doppelschaltfilter. Das sorgt für hohe Standzeiten der Filter. Mit der Neuheit Combiloop ›CL3E‹, die wir im November einführten, haben wir es sogar geschafft, die Regelpumpentechnologie Eco+ und den Automatikfilter zu integrieren – plus eine optionale aktive Kühlung. Damit setzen wir einen Meilenstein und definieren die Grenzen des Machbaren und die Hochdruckeinheit neu – auch für unter dem Stangenlader.«


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Unternehmensinformation

Müller Hydraulik GmbH

Albring 29
DE 78658 Zimmern o.R.
Tel.: 0741-174575-0
Fax: 0741-174575-299

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