Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Zahlreiche durch den K\u00fchlschmierstoffeinsatz verursachte Probleme, wie z. B. die Gesundheits- und Umweltgef\u00e4hrdung sowie der Reinigungs- und Pflegeaufwand, aber auch eine restriktive Gesetzgebung f\u00fchren dazu, da\u00df K\u00fchlschmierstoffe zunehmend in den Mittelpunkt des Interesses r\u00fccken. Es erw\u00e4chst die Forderung, das mit dem K\u00fchlschmierstoffeinsatz verbundene Gef\u00e4hrdungs- und Finanzpotential erheblich zu mindern. Das erfordert ein konsequentes \u00dcberdenken der Einsatzbedingungen von KSS, der Technik hierzu und auch prinzipiell der Technologien von Fertigungsstrukturen.
\nDie Gesamtzielstellung des Vorhabens besteht darin, einen Beitrag zur Minimierung des quantitativen K\u00fchlschmierstoffeinsatzes und somit der Umweltbelastung in der Zerspantechnik zu leisten. Durch eine entwickelte Kurzpr\u00fcfmethode soll parallel eine K\u00fchlschmierstoffqualifizierung zur Eignung beim Einsatz der Verbrauchsschmierung erfolgen.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDie Untersuchungen zum Einsatz der Verbrauchsschmierung beim Bohren-Senken-Reiben erfolgte in drei Versuchsserien: 1. Trockenbearbeitung, 2. Fallstrahlk\u00fchlung, 3. Verbrauchsschmierung. Als Kriterium zur Bewertung wurde die Verschlei\u00dfentwicklung sowie die hieraus resultierende Standzeit der Werkzeuge herangezogen. Die Bestimmung geeigneter Ger\u00e4teeinstellparameter wie Durchflu\u00dfmenge, D\u00fcsenzahl, Luftdruck u.a. aus fertigungstechnischer Sicht bildete parallel dazu einen weiteren Schwerpunkt der Untersuchungen.
\nZur Findung eines geeigneten K\u00fchlschmierstoffes f\u00fcr die Verbrauchsschmierung laufen gegenw\u00e4rtig Untersuchungen, bei denen KSS unterschiedlicher Zusammensetzung auf ihre Schmierf\u00e4higkeit hin bei verschiedenen Fertigungsverfahren getestet werden. Hierzu wurde eine Vorrichtung angefertigt, mit deren Hilfe konkrete Kraft- und Momentenmessungen erfolgen, die mit einer speziellen Software miteinander verglichen und ausgewertet werden.
\nNach Einarbeitung in ein spezielles Gasanalyseger\u00e4t sollen in einem weiteren Schritt Messungen zur Erfassung m\u00f6glicher Schadstoffkonzentrationen infolge Verbrennung bzw. Verdampfung des K\u00fchlschmierstoffes in der Luft durchgef\u00fchrt werden. Auch hierzu erfolgt die Auswertung mit einer daf\u00fcr speziell entwickelten Software.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Die bisher in der Projektbearbeitung durchgef\u00fchrten Forschungsarbeiten zum Einsatz der Verbrauchsschmiertechnik bei der Bohrungsbearbeitung (Bohren-Senken-Reiben) mit HSS-Werkzeugen und \u00e4u\u00dferer K\u00fchlschmierstoffzufuhr haben zu folgenden Ergebnissen und Erkenntnissen gef\u00fchrt. Bei der Bohrungsbearbeitung in Stahl mit Werkzeugen aus Schnellarbeitsstahl kann hinsichtlich der Sicherung einer ausreichenden Produktivit\u00e4t und der geforderten Qualit\u00e4t auf den Einsatz von Hilfsstoffen nicht verzichtet werden. Eine Trockenbearbeitung mit unbeschichteten HSS-Werkzeugen wird nur in Ausnahmef\u00e4llen akzeptiert werden k\u00f6nnen. Eine Alternative zum Fallstrahleinsatz des K\u00fchlschmiermittels stellt die Verbrauchsschmiertechnik dar. Durch sie wird die KSS-Menge so dosiert an die Zerspanstelle herangef\u00fchrt, da\u00df sie dort fast r\u00fcckstandslos verbraucht wird. Dadurch kann auf erforderliche Umlaufsysteme und Filter sowie die immer teurer werdende Pflege und Entsorgung von K\u00fchlschmiermitteln verzichtet werden. Durch deren zunehmende industrielle Einf\u00fchrung wird ein wesentlicher Beitrag zur Verringerung der \u00fcberregionalen Umweltbelastung geleistet.
\nBeim Einsatz der Verbrauchsschmiertechnik laufen offensichtlich v\u00f6llig ver\u00e4nderte thermochemische Vorg\u00e4nge im Bereich der Schnittstelle ab, da durch die minimale Einsatzmenge nahezu keine K\u00fchlwirkung in der Zerspanstelle und am Werkst\u00fcck auftritt. Ein Ausgleich zu fehlender K\u00fchlwirkung kann dadurch erreicht werden, da\u00df ein eingesetztes Medium sehr hochwertig ist und durch eine gute Schmierwirkung die Reibverh\u00e4ltnisse deutlich verbessert werden. Art und Qualit\u00e4t der f\u00fcr die Verbrauchsschmiertechnik eingesetzten Medien erhalten die h\u00f6chste Priorit\u00e4t, da hierdurch die Werkzeugstandzeiten elementar beeinflu\u00dft werden. Die hierzu durchgef\u00fchrten Verschlei\u00dfuntersuchungen unter Einsatz nativer \u00d6le bzw. Mineral\u00f6le und deren Vergleich f\u00fchrten zu einem positiven Ergebnis. Nach einem Vergleich der erreichten Standzeiten zu urteilen, eignen sich die nativen Produkte wesentlich besser f\u00fcr den Einsatz der Verbrauchsschmiertechnik als die verwendeten Mineral\u00f6lprodukte. Kurz gesagt kann man hier von einem \u00f6konomischen Fortschritt mit \u00f6kologischen Mitteln sprechen. In diesem Punkt wurde das Forschungsziel erf\u00fcllt, da hiermit nachgewiesen wurde, da\u00df eine Verbesserung von Werkzeugstandzei-ten in der Metallzerspanung auch mit umweltrelevanten Methoden, d.h. mit Produkten auf nativer Rohstoffbasis erreicht werden kann. Da sich die Auswahl geeigneter K\u00fchlschmierstoffe f\u00fcr die Verbrauchsschmiertechnik mittels Verschlei\u00dfuntersuchungen als relativ langwierig gestaltet, wurde im Rahmen dieses Projektes eine Kurzpr\u00fcfmethode zur Testung von K\u00fchlschmierstoffen auf ihre Schmierf\u00e4higkeit im Ansatz entwickelt. Mit dieser Methode, welche verschiedene Zerspanverfahren mit unterschiedlichen Anforderungen hinsichtlich des Schneidvorganges an der Zerspanstelle einbezieht, k\u00f6nnte man inner-halb kurzer Zeit eine konkrete Aussage \u00fcber einen K\u00fchlschmierstoff bez\u00fcglich seiner Schmierf\u00e4higkeit beim Reibungsvorgang treffen. Ein komplexer Einsatz dieser Kurzpr\u00fcfmethode zur Testung von K\u00fchlschmierstoffen vor allem auf nativer Basis, br\u00e4chte eine nicht unerhebliche Kosteneinsparung mit sich u.a. durch den Wegfall eines Gro\u00dfteils von Werkzeug- und Werkst\u00fcckkosten; durch Verwendung sehr geringer Probenmengen an K\u00fchlschmierstoff bzw. durch die Einsparung von Maschinenzeiten.
\nIn einem weiteren Komplex ist untersucht worden, inwiefern die bei der Verbrauchsschmiertechnik auftretenden Emissionen einen umweltbelastenden Faktor durch zu hohe Konzentrationen sch\u00e4dlicher Substanzen darstellen. Gem\u00e4\u00df dem Arbeitsplan erfolgten konkrete Schadstoffkonzentrationsbestimmungen mit Hilfe moderner Technik (Gasanalyseger\u00e4t). Auf der Grundlage dieser Messungen konnte festgestellt werden, da\u00df trotz objektiver Beeinflussung der Umgebungsluft durch einen gewissen Prozentsatz an \u00d6lkonzentrat in Form von \u00d6lnebel bzw. -dampf keine \u00dcberschreitung gesetzlich festgelegter Grenzwerte f\u00fcr Arbeitsplatzkonzentrationen vorlag.
\nInsgesamt ist einzusch\u00e4tzen, da\u00df die vorliegenden Ergebnisse und die daraus schlu\u00dffolgernden Erkenntnisse in Einstimmung mit dem gestellten Forschungsziel liegen. Die dabei vorgenommenen um-fangreichen praktischen Untersuchungen, wurden entsprechend dem aufgestellten Zeitplan durchgef\u00fchrt. Auf der Grundlage einer regelm\u00e4\u00dfigen Kostenkalkulation wurde gew\u00e4hrleistet, da\u00df die bis dato angefallenen Kosten aus den zur Verf\u00fcgung stehenden F\u00f6rdergelder gedeckt wurden.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Maschinenmarkt Nr.18 ; April\/ 1997<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Eine Bewertung der Ergebnisse f\u00fchrt zu dem Schlu\u00df, da\u00df die Verbrauchsschmierung eine wirksame Alternative zu den konventionellen K\u00fchl-Schmier-Methoden darstellen kann. Dabei ist aber immer zu ber\u00fccksichtigen, da\u00df die Anwendung der Verbrauchsschmierung auf jeden praktischen Einsatzfall individuell abgestimmt werden mu\u00df. Ihr umfassender Einsatz vor allem in der konventionellen Zerspantechnik der metallverarbeitenden Industrie wird sich u.a. nur dann durchsetzen, wenn die konventionellen K\u00fchl-Schmier-Methoden (Vollstrahlk\u00fchlung) mit der notwendigen Sensibilit\u00e4t betrachtet werden. Aufgrund der vielseitigen Funktionalit\u00e4t der Verbrauchs-schmierung ist ihr erfolgreicher Einsatz auch bei anderen zum Teil auch schwer zerspanbaren Fertigungsverfahren durchaus denkbar.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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