Bis zu 14 m Länge und ein Gesamtgewicht von bis zu 50 t – imposante Zahlen für Bauteile, die bei der Firma Rampp Maschinenbau mechanisch bearbeitet werden. Aufgrund dieser technologischen Spezialisierung erhielt das Unternehmen aus dem bayerischen Pfaffenhausen den Auftrag eines weltweit führenden Baumaschinenherstellers. Dessen übergroße Bauteile für den Korpus eines Kranes sowie Konstruktionsbauteile müssen spanend bearbeitet werden. Dass Richard Kocher, zuständig für die mechanische Bearbeitung im Hause Rampp, bei so einem Projekt Neuland betreten musste, beruhte letztlich auf Vorgaben des Kunden.
Der Kunde wünschte explizit den Einsatz einer Minimalmengenschmierung (MMS) für die durchzuführenden Fräs- und Bohrarbeiten. „Weil durch die Platten durchgebohrt werden musste, das bislang verwendete Überflutungsschmiermittel aber grundsätzlich schlecht zu entfernen war, kam es im Winter bei Minusgraden zu erheblichen Frostschäden an den empfindlichen Bauteilen“, liefert Richard Kocher den Grund für den nicht alltäglichen Wunsch des Kunden. Die Schäden an den Metallbauteilen, gefertigt aus einem Feinkornbaustahl S960QL, sorgten immer wieder für erhebliche Folgekosten durch das Schadbild am fertig bearbeiteten Material.
Bei der Minimalmengenschmierung werden, im Gegensatz zur konventionellen Überflutungsschmierung, nur sehr geringe Mengen (durchschnittlich 50 ml/h) eines definierten Schmierstoffs in Form von Aerosol dem Zerspanungsort zugeführt. Zum einen kann die Zuführung von außen erfolgen. Das Gemisch wird dann auf die Werkzeuge gesprüht. Als Alternative in der Schmierstoffausbringung gibt es die innere Zuführung, bei der das Gemisch durch die Spindel oder kleine Kanäle in den Zerspanungswerkzeugen an den Zerspanungsort befördert wird.
Bis zu diesem Projekt hatte man im Hause Rampp noch keine Erfahrungen mit dem Einsatz von Minimalmengensprühsystemen. Durch eine Recherche im Internet auf der Suche nach einem passenden Anbieter wurde Kocher beim Spezialisten HPM Technologie fündig. „Gewünscht war von uns eine Komplettlösung mit der technischen Beratung für den Einsatz von Sprühsystemen“, erinnert sich Kocher. Die für das Projekt verwendeten Plattenbohrwerke von Skoda und dem spanischen Hersteller Juaristi sollten auf das neue und gewünschte System umgerüstet werden.
Florian Christner ist der Prozess- und Applikationstechniker von HPM Technologie und zeichnete sich für das Projekt bei Rampp verantwortlich. „Als erste Maßnahme haben wir dem Kunden ein Testgerät zur Verfügung gestellt“, beschreibt Christner die klassische Vorgehensweise bei der Anlage eines neuen Projektes. Genutzt wurde für die Systemimplementierung das vorhandene Kühlschlauchsystem. „Wir suchen bei jedem Projekt immer die sinnvollste Schnittstelle, um unser Gerät an das System anzubinden. Ideal sind kurze Wege und möglichst kleine Radien in den Schleppkanälen.“
Projektierung: Testgerät für die
Innenschmierung
Anhand der Größe des zu bearbeitenden Werkzeuges ermittelte der HPM-Mitarbeiter die notwendige Menge an Schmiermittel. Beim Testgerät fiel die Wahl auf das
LSJ Z30, der Standardausführung für die Innenschmierung, bei dem sowohl zwischen äußerer und innerer Schmiermittelzuführung gewechselt werden kann. Ein Modell, dessen Nachfolger Z35 sich durch eine kleinere und kompakte Bauform bei gleicher Leistung auszeichnet. Beim Z30 wird das HPM-Breeze-Verfahren zum Schmieren und gleichzeitigen Kühlen von Zerspanungsprozessen mit geringsten Mengen an Kühlschmiermitteln genutzt. Ein Luft-/Flüssigkeitsgemisch sorgt für die optimale Schmierung und minimiert gleichzeitig die entstehende Reibungswärme. Überschüssige Wärmeenergie wird über das eingesetzte Werkzeug und den abgetragenen Span abgeführt.
Anschließend musste noch das richtige Medium definiert werden. Das wird unter der Berücksichtigung der technischen Rahmenbedingungen ermittelt, wie dem zu bearbeitenden Material sowie der eingesetzten Fertigungsstrategie. Bei Rampp kommt das wasserbasierende Medium HPM Samnos Breeze zum Einsatz, ein speziell für die Innenschmierung entwickeltes Kühlschmiermittel. Aufgrund der speziellen Kühleigenschaften des Schmierstoffs und der geringen Sedimentationseigenschaft des Aerosols ist Samnos Breeze besonders bei anspruchsvollen, spanabhebenden Bearbeitungen das ideale Medium. Zudem trocknet es fast rückstandslos ab, weil nur eine geringe Menge des Fluids für den Prozess eingesetzt wird.
Das Medium wurde im Labor von HPM auf die Anforderungen des Kunden hin optimiert. Innerhalb einer sechswöchigen Projektphase wurden sechs verschiedene Fluids aus der Samnos-Serie getestet. „Entsprechend der Auswahl werden auch immer die Schnittdaten angepasst“, weist Christner auf einen wichtigen technischen Aspekt hin.
Systemumstellung auf MMS senkt
Kosten nachhaltig
Die Firma Rampp hat nach erfolgreichem Abschluss der Testphase das Komplettsystem bestellt. „Das installierte System funktioniert einwandfrei und erfüllt sämtliche Anforderungen. Vor allem die Betreuung durch HPM hat mir sehr gut gefallen“, zieht Kocher ein positives Fazit.
Die Systemumstellung bei dem Projekt bietet Rampp nun noch eine ganz Reihe an Vorteilen, die im erheblichen Maße zur Kostenreduzierung im Hause beitragen. „Ein großer Kostenpunkt in unserem Hause ist nach wie vor die Entsorgung des Schmierstoffes für die Überflutungsschmierung“, betont Richard Kocher. Kosten, die bei dem MMS-Schmierungssystem von HPM nicht anfallen. Zudem können die Späne wieder dem Wertstoffkreislauf zugeführt werden, wogegen Spanabfall bei der herkömmlichen Schmierung häufig als Sondermüll entsorgt werden muss.
Auch der Bedarf an Schmiermittel konnte nachhaltig gesenkt werden, denn bei dem eingesetzten System wird der Flüssigkeitsverbrauch auf ein Minimum reduziert. Nachgelagerte Reinigungsprozesse entfallen, weil Werkstück und Späne trocken bleiben.
Und selten wird in einem Prozess der Faktor „Mensch“ beurteilt. Denn für die Mitarbeiter ist der Umgang mit diesem Schmierungssystem von Vorteil. Das Schmiermittel Samnos Breeze setzt keine Emissionen frei und ist biologisch gut abbaubar. Zudem sinkt die Unfallgefahr für die Mitarbeiter im Fertigungsprozess, was die Personalkosten senkt. „Vorher haben die Kollegen teilweise knöcheltief im Schmiermittel gestanden“, so Kocher, der im gleichen Atemzug auf den Vorteil bei den Verbrauchsmitteln verweist. Denn für die Bearbeitung werden keine teuren Spezialhandschuhe aus Gummi mehr benötigt. „Im Detail nur ein geringes Einsparpotenzial – in Summe addiert sich jährlich schon ein hoher Betrag zusammen.“
Im Ergebnis hat sich die Investition in die neue Anlage für Rampp gerechnet, weil sich diese durch die wirtschaftlichen Nebeneffekte schnell amortisiert. Aus gutem Grund denkt man in Bayern nun darüber nach, den Maschinenpark zum großen Anteil auf das MMS-System umzustellen. „Aktuell wird das individuell für jede Bearbeitungsmaschine geprüft“, betont Kocher.
HPM Technologie GmbH
www.hpmtechnologie.de
Rampp Maschinenbau GmbH & Co. KG
www.rampp.de
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