Abschnitt 3.2 - 3.2 Maßnahmen gegen heiße Oberflächen und andere Zündquellen
In den meisten Fällen wird ein Maschinenbrand an der Bearbeitungsstelle durch einen glühenden Span, einen Schleiffunken oder ein heißgelaufenes Werkzeug ausgelöst. Eine zuverlässige und ausreichende Kühlung der Bearbeitungsstelle durch KSS ist deshalb sicher zu stellen.
Abb. 19 Abgenutzte Wendeschneidplatte
Abb. 20 Heißgelaufener Bohrer als Zündquelle
Ausreichende Spülmengen
Der KSS-Kreislauf ist so zu dimensionieren (Leitungsquerschnitt, Vorratsbehälter, Pumpen etc.), dass eine ausreichende Menge KSS für die Überflutung der Zerspanstelle zu jeder Zeit und für jedes Werkzeug gewährleistet ist. Die notwendige Menge an KSS ist abhängig vom Maschinentyp bzw. Bearbeitungsprozess. Hinweise zur Auslegung des KSS-Kreislaufes siehe VDI 3035, VDI 3397 Blatt 1. Maßnahmen zur optimalen Überflutung sind z. B.:
Überflutungskühlschmierung: mit Niederdruck (2 bis 4 bar),
Abreinigung (Schleifwerkzeuge etc.) mit 30 l/min Hochdruck (bis 100 bar),
Löschen von Funken durch zusätzliche KSS-Aufgabe an den Entstehungsstellen (z. B. Unterdüse beim Schleifen).
Für die Kühlwirkung und den Grad der Vernebelung ist auch die Form des Spülstrahles (Druck und Düsenform sowie korrekte Einstellung) maßgebend. Vorteilhaft ist eine werkzeugnahe Überflutung mit großen Mengen unter Niederdruck. Durch den Einbau von weiteren Düsen und Anordnung als "KSS-Spülvorhänge" kann das Nebelvolumen zusätzlich minimiert werden. Hierzu ist es notwendig, die Düsen auf den Bereich Werkstück/Bearbeitungsstelle korrekt auszurichten und einzustellen.
Überwachung der KSS-Zufuhr
Die Voraussetzung für einen optimalen und sicheren Prozess ist die Gewährleistung einer ausreichenden KSS-Zufuhr schon beim Beginn sowie während der Zerspanung. Die Gefahr eines Werkzeugbruchs wird dadurch erheblich verringert. Zur Überwachung der KSS-Zufuhr kommen vorwiegend Druckschalter für Hoch- und Niederdruck, Strömungswächter oder die Überwachung der Pumpenmotorströme zum Einsatz.
Generell sollten ausgehend von der Maschinensteuerung eine Überwachung sowie eine Funktionsprüfung der Sensoren (z. B. Signalwechsel) erfolgen. Bei Störung oder Ausfall der KSS-Zufuhr wird von der Steuerung eine Trennung von Werkzeug und Werkstück ("Not-Rückzug") sowie die Abschaltung des Maschinenantriebs ausgeführt.
Prozess- und Werkzeugüberwachung
Ein "heißgelaufenes" Werkzeug oder gar ein Werkzeugbruch werden als die häufigsten Ursachen für einen Maschinenbrand angesehen. Ein "stumpfer" verschlissener Bohrer sorgt oftmals für einen starken Temperaturanstieg an der Eingriffsstelle und kann so als Zündquelle wirken. Deshalb sollten Werkzeuge auf ihren Zustand überprüft und nach Ablauf der vom Werkzeughersteller angegebenen Standzeit ausgetauscht werden.
Durch eine Prozessüberwachung können solche sicherheitskritischen Zustände aufgrund von Werkzeugverschleiß erkannt werden, so dass die Maschine rechtzeitig stillgesetzt werden kann.
Es gibt folgende Möglichkeiten:
Leistungsüberwachung: Messung der aufgenommenen Leistung eines Motors, z. B. der Werkzeug- oder Werkstückspindel. Intern oder separates Gerät; gutes Handling, wenig störanfällig,
Körperschallüberwachung: Messung des bei der Bearbeitung entstehenden Schalls. Bricht z. B. ein Werkzeug, so hebt sich das Bruchsignal deutlich von der Zerspanung ab,
Schnittkraftüberwachung durch Sensorik, z. B. Piezoquarz, Dehnungsmessstreifen.