Sparsam schmieren

Schmiersysteme - Die optimale Schmierung ist ein notwendiger Verschleißschutz, der die Leistung von Maschinen oder Fahrzeugen verbessert. Neuartige Produkte mit besserem Wirkungsgrad helfen, dabei bedeutende Mengen an Schmiermittel einzusparen.

09. August 2007

Beinahe jede Bewegung ist mit Verschleiß verbunden, der sich durch Schmierung vermindern lässt. Der Einsatz geeigneter Schmiermittel hilft deshalb, die Leistungsfähigkeit einer Maschine oder eines Fahrzeugs zu erhalten. Wie wirksam eine Schmierung unter den jeweiligen Anwendungsbedingungen ist, hängt jedoch von zahlreichen Faktoren ab, in erster Linie von der Auswahl des geeigneten Schmierstoffs und der richtigen Dosierung zum richtigen Zeitpunkt am richtigen Ort.

Gefragt sind ganzheitliche Lösungen

Im Vordergrund steht dabei allerdings weniger die Frage, welcher Schmierstoff einzusetzen ist, entscheidend ist vielmehr, welche Systemlösung maßgeschneiderte Schmierergebnisse liefert. Die technisch und wirtschaftlich beste Lösung zu erreichen erfordert deshalb umfassende Kenntnisse der Komponenten eines Schmiersystems wie etwa Pumpen, Dosierverteiler und Ventile, Sensoren, Schalter und Leitungen sowie Fachwissen für die Auswahl und Berechnung der einzelnen Komponenten. Unabdingbar sind zudem ein fundiertes Anwendungswissen über die Funktionalität des zu schmierenden Maschinenelements sowie die Beachtung spezieller Wünsche wie höhere Leistung, Produktivität und Zuverlässigkeit, geringerer Energie-, Wartungs- und Kostenaufwand. Dazu kommen Umweltaspekte wie die Geräuschentwicklung oder die Dichtheit gegen Schmiermittelverluste. Für den Aufbau einer optimalen Schmierung genügt es deshalb nicht, einzelne Komponenten zu beschaffen und zusammenzufügen. Gefragt ist stattdessen ein technisch aufeinander abgestimmtes Gesamtkonzept, also eine integrierte Systemlösung.

Vorteile durch zentrale Versorgung

Große Kompetenz auf dem Gebiet der Schmierung besitzt der schwedische Wälzlagerspezialist SKF spätestens seit der Übernahme eines weltweit führenden Anbieters von Lösungen der Zentralschmiertechnik, der Willy Vogel AG aus Berlin, im Juli 2004. So werden zum Beispiel die Stützlager der neuen SKF-Hochgeschwindigkeitsspindeln für Werkzeugmaschinen ständig automatisch mit der jeweils erforderlichen Minimalmenge Schmierstoff versorgt. Innovative Ölsensoren zeigen dabei jederzeit das Vorliegen oder Fehlen von Schmieröl an.

Optimale Schmierstoffmenge

Das gesamte Schmiersystem sitzt kompakt auf einer Platte neben der Maschinenspindel und arbeitet nach dem Prinzip der Öl-und-Luft-Schmierung. Dabei wird der dünne Ölfilm durch einen Luftstrom schlierenförmig auseinandergezogen und an der Innenwand der Rohrleitung dem Lager zugeführt. Die Schmierleitungen führen dazu das Öl direkt zu den Lagerstellen in einer voreingestellten Minimalmenge, die erheblich kleiner ist als bei der Ölnebelschmierung. Die nötige Menge an Schmierstoff regelt dabei ein Steuersystem in Abhängigkeit von der gewählten Schmierstoffsorte, der Lagerart und -größe sowie der Betriebsdrehzahl. Ein integriertes Sperrluftsystem schützt zudem die Lager vor dem Eindringen von Verunreinigungen und erhält so die Bearbeitungsgenauigkeit der Spindel. Für die Schmierung in Windkraftanlagen haben sich Zentralschmiersysteme durchgesetzt, die den Schmierstoff punktgenau auf die Kontaktflächen auftragen. Die Dosiermenge lässt sich dabei in Abhängigkeit des Schmierstoffbedarfs einstellen und wird elektronisch überwacht. Der verbrauchte Schmierstoff wird in einem Sammelbehälter wieder aufgefangen.

Längere Verfügbarkeit

Derartige Zentralschmiersysteme laufen in einer großen Zahl von Windkraftanlagen verschiedener Hersteller und gewährleisten dort längere Serviceintervalle, eine hohe Betriebs­sicherheit und Verfügbarkeit sowie einen geringen Schmierstoffverbrauch. Das SKF-Zustandsüberwachungssystem WindCon überwacht dabei permanent die wesentlichen Baugruppen der Windkraftanlage und hilft auf diese Weise, ungeplante Stillstandzeiten der Windkraftanlagen zu vermeiden. Inspektionen und Reparaturen können deshalb im Rahmen der planmäßigen Instandhaltung durchgeführt werden. Die Möglichkeit der Fernüberwachung über Internet oder GPRS macht diese Lösung zudem ideal für Anlagen in schwer erreichbaren Orten an Land oder auf Hoher See.

Wohldosierte Schmierstoffnebel

Eine Lösung zur weiteren Kostensenkung in der industriellen Fertigung ist das ­Prinzip der Minimalmengen-Schmierung (MMS), das weder Kühlschmiermittel und Schmierstofffilter noch Aufbereitungs­anlagen benötigt. Ferner entfallen bei ­solchen Systemen die Kosten für das Entsorgen der Späne und der Kühlschmierstoffe sowie das Reinigen der Werkstücke. Als Konsequenz erhöht dieses Prinzip die Produktivität durch deutlich kürzere Fertigungszeiten, eine höhere Zerspanleistung und längere Werkzeugstandzeiten. Zudem erlaubt die Minimalmengenschmierung den parallelen Betrieb von Nass- und ­Trockenbearbeitung und ermöglicht damit bessere Oberflächenqualitäten. SKF bietet solche Systeme sowohl für die Erstaus­rüstung als auch zum Nachrüsten von vorhandenen Maschinen oder Anlagen an. Grundsätzlich unterscheidet man zwischen innerer und äußerer Minimalmengen-Schmierung. Bei der inneren MMS wird im Behälter der MMS-Geräte ein Aerosol erzeugt und durch die rotierende Spindel zum Werkzeug transportiert. Bei optimaler Einstellung wird dabei die dosierte Ölmenge rückstandslos verbraucht. Bei der äußeren Minimalmengenschmierung wird exakt dosierter Schmierstoff in einer Sprühdüse mithilfe von Druckluft zerstäubt. Dabei entstehen Mikrotröpfchen, die mit der Trägerluft ohne Nebelbildung zur Reibstelle gelangen. Dazu kommen der Schmierstoff und die Zerstäuberluft über eine Koaxialleitung auf getrennten Wegen zur Sprühdüse, an deren Austritt das Aerosol entsteht. Die vorbeiströmende Druckluft zerstäubt den Schmierstoff in feinste Partikel und sprüht ihn zielgenau zum Prozesspunkt.

Schutz für Mensch und Umwelt

Die »Ummantelung« des Schmierstoffs durch den Luftstrom verhindert dabei eine Ausweitung des Sprühstrahls und gewährleistet damit ein zielgenaues Sprühen des Schmierstoffs, einen sparsamen Schmierstoffverbrauch sowie eine saubere Arbeitsumgebung. Neben den erwähnten Vorteilen bei Kosten und Produktivität ermöglichen derartige Minimalmengen-Schmierungssysteme also mit geringem Investitionsaufwand zugleich ein angenehmeres ­Arbeitsumfeld in der spanenden Fertigung, bei der das Personal entlastet und die Umwelt geschont wird.

Auch viele Hersteller von Zweitakt-Groß­dieselmotoren verwenden inzwischen modular aufgebaute Schmiersysteme für die leistungsabhängige Schmierung der Zylinder. Bei der Lösung der Willy Vogel AG wird dabei die Zylinderschmierung elektronisch über das Motormanagement gesteuert, und die Ölzuteilung erfolgt für jeden Zylinder separat und entsprechend dem jeweiligen Arbeitstakt. Die Ergebnisse einer solchen zentralen gesteuerten Schmierlösung sind deutliche Ein­sparungen beim Schmiermittelverbrauch, eine höhere Betriebssicherheit sowie die Möglichkeit, die Wartungs­arbeiten auch bei laufenden Maschinen durchführen zu können. Bei einem Containerfrachter mit einer Motorleistung von 68.000 Kilowatt und einem jährlichen Ölverbrauch von beinahe 450.000 Litern beispielsweise erspart ein solches System jährlich ungefähr 135.000 Liter Öl, entsprechend einer Kosteneinsparung von rund 200.000 Euro. Nicht zuletzt ist der geringe Verbrauch außerdem auch ein aktiver Beitrag zur Schonung der Naturressourcen.

Jan Ruiter, Willy Vogel AG/bt

Erschienen in Ausgabe: 05/2007