Schmierstoff + Schmierung · 1. Jahrgang · 3/ 2020 6 FACHArtiKEl Kühlschmierstoff-Systeme automatisch überwachen und steuern Jürgen Gosch, Brisco Systems GmbH Wässrige Kühlschmierstoffe sind gemäß TRGS 611 und BGR 143 regelmäßig zu überwachen. Aus den ermittelten Ergebnissen lassen sich sinnvolle Wartungsaktivitäten ableiten, beispielsweise das Nachstellen der Konzentration. Gerade im Umbruch zu „Industrie 4.0“, aber auch angesichts besonderer Herausforderungen in der Maschinenwartung durch COVID-19 rücken zunehmend automatisierte Lösungen in den Fokus. Heutige, marktverfügbare und erprobte Systeme erlauben es nicht nur, Messwerte in wässrigen KSS-Systemen online zu erfassen, sondern die Systeme auch automatisch zu steuern. Dadurch lassen sich bei deutlich höherer Prozesssicherheit und konform zu den einschlägigen Richtlinien erhebliche Kostenvorteile erzielen. Ein Einsatz dieser Systeme lohnt sich bereits für Maschinentanks ab 200 Liter. Kühlschmierstoffe sind unabdingbare Systemkomponenten zur Gewährleistung der Prozesssicherheit in Werkzeugmaschinen und Bearbeitungssystemen. Sie bestimmen maßgebend die > Standzeit der Werkzeuge, > Bearbeitungsqualität und > Produktivität und haben schlussendlich einen erheblichen Einfluss auf die Wirtschaftlichkeit. Angesichts des sich aus einer effektiven Überwachung und Steuerung der KSS-Systeme ergebenden Potenzials, zur positiven Entwicklung der Wirtschaftlichkeit beizutragen, wird dem Fluidmanagement in vielen Produktionsbetrieben zu wenig Aufmerksamkeit geschenkt. Das mögliche Einsparpotential mit automatischen KSS-Management liegt in den folgenden Bereichen: > KSS-Konzentrat (>15 %), > Emulsions-Standzeit (bis zu 75 % länger), > eingesparte Arbeitszeit, > geringere Werkzeugkosten. Der Einsatz geeigneter Systeme zur automatischen Überwachung und Steuerung rechnet sich bereits in weniger als 12 Monaten. Ein online beim Hersteller des Systems verfügbarer Kostenrechner zur Ermittlung der Fluid-Managementkosten hilft, das Einsparpotenzial unter Anwendung konkreter, die eigene Situation beschreibender Kennzahlen vorab zu ermitteln (Bild 1). Die permanente Kontrolle des Kühlschmierstoffs erlaubt nicht nur die lückenlose Ermittlung wichtiger, zu jedem Zeitpunkt aktueller Kennzahlen. Auch bei personalbedingen Verzögerungen, wie heutzutage mit Corona möglich, lassen sich relativ schnell ablaufende Entwicklungen, wie Wachstum von Bakterien, Keimen oder Pilzen im Tank, zeitnah vorhersehen. Diese hochspezialisierten und umfassenden Systeme zur vollautomatischen Probenentnahme, Analyse und Dosierung sind seit 10 Jahren im Einsatz. Die Produkte wurden vom Hersteller unter hohem 7 Schmierstoff + Schmierung · 1. Jahrgang · 3/ 2020 Fachartikel-|-Kühlschmierstoff-Systeme automatisch überwachen und steuern Praxisbezug von Grund auf selbst entwickelt. Praxistauglichkeit, Benutzerfreundlichkeit und wartungsarmer Betrieb waren und sind wichtige Zielsetzungen bei der Entwicklung und Weiterentwicklung. Die Systeme werden erfolgreich in verschiedensten Betrieben und Branchen eingesetzt. Die Systeme teilen sich auf in: > Messsysteme, > Dosiersysteme, > Software-Werkzeuge zur Analyse, Dokumentation und Prozessmanagement. Durch das flexible Konzept können die Systeme sowohl für Zentralanlagen als auch für Einzelanlagen verwendet werden. Ob der Zentraltank 100 000 Liter fasst oder nur 200 Liter ist nur eine einfache Konfigurationseinstellung. Auf die technische Skalierbarkeit und Wirtschaftlichkeit wurde ein besonderes Augenmerk gelegt. Grundsätzlich treten KSS-Management-Herausforderungen bei Firmen mit vielen kleinen Tanks auf. Kleine Tanks müssen tendenziell öfter befüllt werden als große Tanks. Dies erfordert einen höheren Mitarbeitereinsatz, damit Füllstand und Konzentrationslevel im Tank stets im optimalen Bereich sind. Neben den Messsystemen ist ein neu entwickelter, intelligenter Emulsionsmischer das Herzstück derartiger Systeme. Das „e“ steht für elektronisch präzise geregelte Membranpumpen-Mischtechnologie mit einer maximalen Durchflussleistung von 1500 Litern/ Stunde. Dank des ausgeklügelten Mischverfahrens wird eine qualitativ hochstehende Emulsion erzielt, die dank eingebauter Intelligenz selbstständig die erforderliche Nachdosierkonzentration errechnet. Durch die Füllstands-Überwachung in Echtzeit erkennt das System kleinste Unterschiede und regelt automatisch mit der richtigen Konzentration nach. Dadurch sind die auftretenden Konzentrationsschwankungen auf ein Minimum reduziert. INDUSTRIAL FLUIDS & LUBRICANT ADDITIVES Essentials for longer lifetime metalworking fluids The technology of Kao surfactants in metalworking fluids AKYPO ® AKYPO ® ROX KAO FINDET AMIDET ® FOSFODE T kaochemichals-eu.com kaochemichals-eu.com METALWORKING METALWORKING Bild 1: Online-Kostenkalkulator (www.brisco.ch) Schmierstoff + Schmierung · 1. Jahrgang · 3/ 2020 8 Fachartikel | Kühlschmierstoff-Systeme automatisch überwachen und steuern Wird das Mischsystem eMix1500 ohne automatisches Messsystem eingesetzt, so erfolgt die Konzentrationswert-Erfassung manuell in zyklischen Abständen und der Benutzer trägt die Messresultate in das Benutzermenü über einen üblichen Webbrowser auf dem PC/ MC/ Tablet/ Smartphone ein. Ab diesem Zeitpunkt übernimmt alles Weitere der Emulsionsmischer. Dieser lässt sich ohne Weiteres zur Kontrolle und Dosierung von bis zu 100 Tanks konfigurieren. Jedem Tank können individuelle Sollkonzentrationen und Sollfüllstände zugewiesen werden. Die notwendige Verkabelung zu den Füllstandssensoren ist dank bewährter IO-Link-Technologie von Balluff und IFM äusserst einfach und günstig zu realisierten. Allein durch den Einsatz des Emulsionsmischers kann der Aufwand des täglichen KSS-Managements um bis zu 60 % reduziert werden. Dank geringer Anschaffungskosten stellt der Solo-Einsatz des Emulsionsmischers die wirtschaftlichste Methode dar. Als logische Erweiterung kann ein Messsystem hinzugefügt werden. Damit erweitert sich das System mit einer zentralen Messeinheit, welche den KSS von bis zu 100 verteilten Tanks automatisch misst und analysiert (Bild 2). Mittels moderner Kommunikationstechnologie übermittelt das FCM810 dem eMix1500 die gemessenen Konzentrationswerte. Dieser führt die korrekten Mischungen in den Tanks aus. Das System erstellt automatisch die notwendige Dokumentation, welche eMix1500 H20 H20 Aqua stopp IBC / Fass Tank 1 Sollkonzentration 1 Tank 2 Sollkonzentration 2 Ansauglanze FCM810 KSS Messystem Ethernet Hand- Befüllung Level Sensor Bild 2: Automatisches System zur Überwachung und Regelung von KSS-Systemen Bild 3: Übersichtliche Darstellung der Messwert-Verläufe im Online-Portal des Systems 9 Schmierstoff + Schmierung · 1. Jahrgang · 3/ 2020 für die Konformität der deutschen TRGS611/ BGR143 Vorschrift benötigt wird. Das Herzstück des Messsystems FCM810 ist eine hochintegrierte Messkartusche. Sie beinhaltet sämtliche Sensoren und garantiert eine sehr lange Sensorstabilität dank ausgeklügeltem Spülsystem. Die Sensorkartuschen werden vom Hersteller kalibriert. Damit entfällt dieser lästige Prozess für den Benutzer vollständig. Gemessen werden folgende Größen: > pH-Wert, > Leitfähigkeit, > Temperatur, > Konzentration. Zusätzlich kann der Nitrit-Gehalt ermittelt werden. Über das Analyseportal lassen sich Echtzeitzustände der Emulsionen einfach überwachen und steuern. Viele Weitere Funktionen stehen über dieses Online-Portal zur Verfügung (Bild 3). Der Emulsionsmischer wie auch das Messsystem sind sehr kompakt aufgebaut. Der Mischer (30x30x15 cm) und das Messsystem (40x40x15 cm) lassen sich problemlos in die Maschinenumgebung integrieren. Durch den Einsatz der vollautomatischen Lösung zur Überwachung und Steuerung des Kühlschmierstoff-Systems wird kostbare Produktionsfläche frei, da keine Konzentrat-Fässer mehr lokal an den Maschinen stehen müssen. Die Geräte benötigen ausser, der jährlichen Reinigung der Sensorstäbe und des halbjährlichen Austauschs der Sensorkartusche keine Wartung. Die Produkte stehen in vielen europäischen Ländern zur Verfügung unter können unter Zuhilfenahme lokaler Partner schlüsselfertig realisiert werden. Ein erprobtes, zuverlässiges und leistungsstarkes KSS-Management, praktisch in Echtzeit, bietet erhebliche Kostenvorteile und eine deutlich erhöhte Prozesssicherheit und leistet einen erheblichen Beitrag zur wirtschaftlichen und hochqualitativen Metallbearbeitung. »« Eingangsabbildung ©Kadmy - stock.adobe.com www.rhenuslub.de HAUTSCHUTZ, DER SICH RECHNET. Die neuen rhenus 700er. rhenus Kühlschmierstoffe