Kühlschmierstoffe

von Mario Hüneke

Inhaltsverzeichnis

1. EINLEITUNG 4

2. UNTERTEILUNG VON KÜHLSCHMIERSTOFFARTEN 5
2.1 BEZEICHNUNG VON KÜHLSCHMIERSTOFFGRUPPEN 5
2.2 DEFINITION VON NICHTWASSERMISCHBAREN KSS 6
2.3 DEFINITION VON WASSERMISCHBAREN KSS 6
2.3.1 Unterscheidung wassermischbarer KSS-Systeme 6

3. ANFORDERUNGEN AN KÜHLSCHMIERSTOFFE 7
3.1 PRIMÄRE ANFORDERUNGEN AN KSS 7
3.2 SEKUNDÄRE ANFORDERUNGEN AN KSS 7

4. ADDITIVIERUNG VON KÜHLSCHMIERSTOFFEN 8
4.1 ZUSAMMENSETZUNG VON KSS 8
4.1.1 Zusammensetzung von nichtwassermischbaren KSS 8
4.1.2 Zusammensetzung von wassermischbaren KSS 8
4.1.2.1 Mineralölanteil in wassermischbaren KSS 8
4.1.2.2 Prinzipielle Zusammensetzung von wasssermischbaren KSS 9
4.2 HOCHDRUCKZUSÄTZE (EP-ADDITIVE) 9

5. WIRTSCHAFTLICHE ASPEKTE, KOSTEN UND ENTSORGUNG 10
5.1 KOSTEN BEI DER HERSTELLUNG VON METALLTEILEN 10
5.1.1 Kühlschmierstoffrelevante Kosten 10
5.2 ENTSORGUNG 11
5.2.1 Entsorgungskosten 12
5.2.2 Richtlinien für die Entsorgung 12
5.3 REDUZIERUNG DER KOSTEN 13

6. EINSATZBEDINGTE UMWELTEINFLÜSSE 14
6.1 AUSWIRKEN VON KÜHLSCHMIERSTOFFEN AUF DEN MENSCHEN 15
6.1.1 Mögliche Schäden für den Menschen (trotz sachgerechten Umgangs) 15
6.1.2 Hautirritationen 16
6.1.3 Weitere schädliche Einflüsse von KSS auf den menschlichen Organimus 17
6.1.4 Schutzmaßnahmen beim Umgang mit Kühlschmierstoffen 18
6.1.5 Die DIN 51521 / TRGS 611 18
6.1.6 Anwendungsbereich der TRGS 611 18
6.1.7 Schutzmaßnahmen bei Nitrosierung von Kühlschmierstoffen 19
6.1.8 Maßnahmen bei Überschreitung der NDELA- von 1 mg/m3 : 19
6.1.9 Hautschutz- und Hygieneplan entsprechend berufsgenossenschaftlicher Empfehlung 20

7. PRÜFUNG DER KÜHLSCHMIERSTOFFE 22
7.1 PRÜFVERFAHREN FÜR WASSERMISCHBARE KÜHLSCHMIERSTOFFE 23
7.2 PRÜFBEREICHE 25
7.3 LABORVERSUCH FÜR KÜHLSCHMIERSTOFFE 25

8. KONZENTRATION DES KÜHLSCHMIERMITTEL 27
8.1 NITRIT, NITRAT, PILZE UND PH - WERT 28
8.1.1 Nitrit und Nitrat im Kühlschmierstoff 28
8.1.2 Pilze und Bakterien 28
8.1.3 Pilze (Fungus) 29
8.1.4 Bakterien 29
8.1.5 Fremdöle 31
8.1.6 Bestimmung der Härte 31
8.1.7 pH- Wert 31

9. AUSWERTUNG DER PROBEN 33

10. ZUKÜNFTIGE TECHNOLOGIEN 34
10.1 Minimalmengenkühlschmierung (MMKS) 34
10.1.1 Interne Zuführung 36
10.1.2 Externe Zuführung 37
10.1.3 Allgemeines 37
10.2. Trockenbearbeitung 39
10.3 Grundlegende Regeln und Prinzipien für die Trockenbearbeitung 42

11. ZUSAMMENFASSUNG 43

12. LITERATURVERZEICHNIS 44

1. Einleitung

Der folgende Laborbericht behandelt das Thema Kühlschmierstoffe. Die Ausarbeitung des Berichtes wurde von Herrn Prof.Dr.Dipl-Ing Kenter als Ergänzung zur Vorlesung Werkzeugmaschinen (4.Semester) als Aufgabe gestellt. Es soll ein Überblick über folgende Themengebiete gegeben werden :
- Arten und Aufgaben der Kühlschmierstoffe
- Prüfung und Prüfverfahren von KSS
- Umwelt und Gesundheitsgefährdung durch KSS
- Wirtschaftliche Aspekte und Kosten von KSS
- Zukünftige Techniken mit den Schwerpunkten Trockenbearbeitung und Minimalmengenkühlschmierung

2. Unterteilung von Kühlschmierstoffarten

2.1 Bezeichnung von Kühlschmierstoffgruppen

KSS können in zwei Gruppen unterteilt werden:
In nichtwassermischbare Kühlschmierstoffe (Kurzbezeichnung SN) und in wassermischbare Kühlschmierstoffe (Kurzbezeichnung SE).
Die Benennung für einen KSS wird in der DIN 51385, die Kennbuchstaben zur Kurzbezeichnung in der DIN 51502 definiert. [13;14]

Die Unterteilung nach DIN 51385 wird in Tabelle 2.1. dargestellt.

Tabelle 2.1. gibt es im Original

Die in Bild 1 verwendeten Kenn- und Zusatzkennbuchstaben sind in der DIN 52502 bis auf die Zusatzkennbuchstaben N und W enthalten.
Eine Ergänzung der DIN 51502 liegt noch nicht vor.

2.2 Definition von nichtwassermischbaren KSS

Nichtwassermischbare Kühlschmierstoffe werden in der DIN 51520 wie folgt definiert:
"Nichtwassermischbarer Kühlschmierstoff ist ein Kühlschmierstoff, der für die Anwendung nicht mit Wasser gemischt wird, d.h. der als solcher eingesetzt wird." (DIN 51520 Oktober 1990, 2) [15]

2.3 Definition von wassermischbaren KSS

Wassermischbare Kühlschmierstoffe werden in der DIN 51521 wie folgt definiert:
"(..)Wassermischbarer Kühlschmierstoff [Hervorhebung im Original] ist ein Kühlschmierstoff, der vor seiner Anwendung mit Wasser gemischt wird.
(..)Wassergemischter Kühlschmierstoff [Hervorh. i.O.] ist wassermischbarer Kühlschmierstoff im Anwendungszustand." (DIN 51521 Oktober 1995, 2) [16]

2.3.1 Unterscheidung wassermischbarer KSS-Systeme

"Eine Unterscheidung der Kühlschmiersstoffsysteme erfolgt aus kolloidchemischer (1) Sicht, in mineralöl-, esteröl- und syntheseölfreie Produkte sowie in mineralöl-, esteröl- und syntheseölhaltige Produkte.

Während die öhlhaltigen Produkte sog. 2-Phasensysteme darstellen, sind die ölfreien Produkte als ′echte′ [Hervorh. i.O.] Lösung im chemischen/physikalischen Sinne einzuordnen.

Die ölhaltigen Produkte, also Öl-in-Wasser-Systeme (,) [Fehler i.O.] sehen milchig-weiß aus und sind in der Praxis als Kühlschmieremulsion erheblich stärker verbreitet." [11]

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