Nicht zuletzt dank seiner Kühlmittelfilter- und Versorgungsanlagen hat Knoll in den zurückliegenden Jahren ein imposantes Wachstum hingelegt. Doch bei großen Automobilprojekten, die strategisch auf Trockenbearbeitung setzen, droht man damit nicht zum Zug zu kommen. Mit einem neuen System für die Minimalmengenschmierung (MMS), das der Dieseleinspritztechnik entlehnt wurde, wollen die Bad Saulgauer hier künftig nicht nur mitmischen, sondern sogar technologische Standards setzen. Autor: Dr. Frank-Michael Kieß
Kühlschmierstoffe (KSS) sind in der spanenden Bearbeitung ein wichtiger Faktor. Sie führen Wärme ab, die an der Werkzeugschneide entsteht, verlängern die Standzeit, sorgen für eine schnelle Späneabfuhr und sichern eine hohe Oberflächenqualität. Bei Zufuhr unter hohem Druck können selbst schwer zerspanbare Materialien wie etwa Titanlegierungen produktiv bearbeitet werden. Effiziente Spänefilter und zentrale Versorgungsanlagen ermöglichen einen wirtschaftlichen Betrieb auch bei großen Maschinenparks.
Dennoch hat sich in manchen Bereichen die Minimalmengenschmierung als Alternative etabliert – maßgeblich getrieben durch große Automobilisten wie den VW-Konzern, die eine strategische Entscheidung für den weitgehenden Verzicht auf Kühlschmiermedien gefällt haben. Auch wenn der Anpassungsbedarf in punkto Maschinenkonstruktion, Werkzeugtechnik und Prozessauslegung nicht zu unterschätzen ist, bietet die kühlmittelarme bzw. -freie Bearbeitung einige Vorteile. So spart man nicht nur große Mengen an Medium ein, sondern hat auch keinen Aufwand mit dessen Aufbereitung und Entsorgung.
Um bei derartigen Projekten nicht mehr außen vor zu bleiben, verfolgt der Platzhirsch im Bereich Kühlmittelmanagement das Thema MMS schon länger. „In der Vergangenheit haben wir Filterversorgungsanlage plus Späneförderer geliefert“, begründet Jürgen Knoll, Geschäftsführer und CTO der Knoll Maschinenbau GmbH. „Wenn MMS involviert war, durften wir aber nur noch einen Förderer liefern.“
Mit einem neu entwickelten MMS-System wollen die Bad Saulgauer künftig auch in diesem Bereich kräftig mitmischen. Das Produkt Controlube basiert auf einer Einspitztechnik nach Art des Pkw-Dieselmotors. „Die Grundentwicklung ist uns vor zwei Jahren von einer externen Firma angeboten worden“, blickt Knoll zurück. „Wir haben die Technologie übernommen und zu einem funktionierenden MMS-System weiterentwickelt.“
Im Wesentlichen gibt es zwei Varianten von MMS-Systemen im Markt: Bei einkanaligen Systemen wird das Öl der Druckluft bereits vor der Maschinenspindel zugesetzt, bei zweikanaligen Systemen erfolgt die Vermischung erst nach der Spindel im Werkzeughalter. Beide Varianten haben Vor- wie auch Nachteile. Einkanal-Systeme sind einfach aufgebaut und leicht integrierbar. Bedingt durch den Systemaufbau hat man aber mit Druckverlust und Reaktionsverzögerung zu kämpfen, und die Menge zuführbaren Öls ist beschränkt. Zweikanalsysteme wiederum haben den Vorteil, dass die Ölmenge unabhängig von Werkzeuggröße und Spindeldrehzahl regelbar ist. Allerdings ist das Handling der Schnittstelle schwieriger, und ein homogenes Gemisch an der Schneide wird nur unter optimalen Bedingungen erreicht.
Mit Controlube hat Knoll nun die jeweiligen Vorteile von Einkanal- und Mehrkanaltechnik in einem System verbunden. „Die bisherigen Einkanalsysteme sind ungeregelte Vergasersysteme“, so Knoll. „Unseres ist dagegen ein geregeltes Einspritzsystem.“ Herzstück ist eine Mischkammer, die vor der Hauptspindel sitzt. Öl und Druckluft werden separat zugeführt. Ein Injektor spritzt das Öl unter hohem Druck in die Mischkammer ein, wo es sich mit der zugeführten Luft zu einem feinen Aerosol vermischt. Das komprimierte Gemisch wird dann einkanalig durch die Spindel ans Werkzeug gebracht.
Controlube lässt sich als Einkanalsystem einfach implementieren, bietet aber zugleich den Vorteil der kurzen Reaktionszeit sowie der flexiblen Regelbarkeit. „Wir können den Luftdruck stufenlos bis 20 bar und unabhängig davon die Ölmenge bis 400 Milliliter pro Stunde regeln“, erläutert Produktmanager Jochen Blersch. Dafür hat der Hersteller eigens eine Mikroprozessorsteuerung entwickelt, die mit der CNC der Maschine kommuniziert. „Dabei sind Sie völlig frei von der Schnittstelle“, bemerkt Blersch. Das System lasse sich sowohl über die gängigen Profibus/Profinet-Schnittstellen ansteuern, als auch über Bestandsmaschinen mit analogen Signalen.
„Die bedarfsgesteuerte Regelung ist das eigentlich Neue“, bestätigt Knoll. „Wir können den Anteil von Öl und Luft getrennt regeln, je nach Bedarf.“ Zum Beispiel lässt sich so der Volumenstrom konstant halten – wichtig etwa beim Tieflochbohren, wo der Widerstand immer mehr zunimmt, je weiter der Bohrer in das Material eindringt. „Wir können aber auch den Druck konstant halten“, ergänzt Knoll. „Diese Regelungstechnik gab es bisher nicht. Und auch nicht die hohe Ölmenge, die man bei Bedarf bereitstellen kann.“ So soll die Versorgung auch bei hohen Drehzahlen von 15 000 bis 20 000 Umdrehungen pro Minute noch gewährleistet werden, wo bislang der Volumenstrom abgerissen ist beziehungsweise nicht mehr konstant gehalten werden konnte.
Dass Anwender mit dem Einkanal-System auf bestehende Schnittstellen im Werkzeughalter zugreifen können, sieht Blersch als besonderen Vorteil. „Beim Zweikanalsystem ist das Handling der Schnittstellen und die Herstellung der Prozesstauglichkeit immer schwierig. Hier sind sie in diesem Punkt vollkommen frei.“
So ist es kein Wunder, dass das neue Produkt auf der Knoll-Hausmesse im Oktober vergangenen Jahres auf großes Interesse unter den Besuchern gestoßen ist. Als Konkurrenz für die erfolgreiche Schraubenspindelpumpe KTS für die Nassbearbeitung will der Hersteller die Technik dennoch nicht verstanden wissen. „Controlube stellt keine Substitution, sondern eine Ergänzung unseres Programms dar“, stellt Knoll klar. „Wir können jetzt auch Trockenbearbeitung anbieten. Beide Technologien haben ihre Berechtigung. Letztendlich muss der Kunde entscheiden, welche er einsetzen will.“ ■
Knoll Maschinenbau GmbHwww.knoll-mb.de
Mit Feinstfiltrierung zum Präzisionsprodukt
Neben neuen Produkten wie dem MMS-System Controlube entwickelt Knoll auch seinen Micropur-Feinstfilter kontinuierlich weiter. Auf der Grindtec 2016 steht das System im Mittelpunkt des Messestands der Bad Saulgauer, denn für hochwertige Schleifergebnisse ist die Feinstreinigung der Schleiföle unerlässlich. Mit dem modular aufgebauten Filter lassen sich Filterfeinheiten kleiner 3 µm erzielen, und durch seine spezielle Konstruktion kommt er ohne Filterverbrauchsstoffe aus.
Sehr häufig wird der Filter in individuell konfigurierten, zentralen Filteranlagen für ganze Fertigungsbereiche eingesetzt. Daraus ergeben sich zahlreiche Vorteile, wie etwa der Wegfall von Anlagenkomponenten innerhalb der Halle sowie eine einfachere Wartung und Temperaturkontrolle über alle Maschinen hinweg.
Als Neuheit präsentiert Knoll auf der Grindtec eine kompakte Anlage zur 2-Stufen-Filtration. Hierbei wird ein Micropur-Filter durch einen Kompaktfilter KF-E ergänzt, der die Feinstfiltration durch eine Späne-Vorabscheidung entlastet. Ebenfalls neu im Programm ist der Micropur Mini. Dabei handelt es sich um eine fahrbare Filtersäule, die sich für die mobile Reinigung von Maschine zu Maschine fahren lässt, um die Badpflege zu übernehmen. Das Produkt besitzt jedoch kein Rückspülsystem, sondern eine Einweg-Filterpatrone.
Zudem stellt Knoll eine moderne Zentrifuge aus, die in der Schleifölreinigung mit ihrer bewährten Technologie hohe Bedeutung hat. Sie übernimmt in vielen Filteranlagen die Badpflege und verhindert die Aufkonzentration von Feinpartikeln. Auch für Nachrüstungen an bestehenden Systemen wird diese Anlagentechnik gern verwendet.
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