2.1.4.2   Minimalmengenschmierung (MMS)

Die Minimalmengenschmierung (MMS) ist eine Verlustschmierung. Der Schmierstoff wird entweder über Düsen von außen auf das Werkzeug aufgesprüht (äußere Zuführung) oder durch die Innenkanäle des Werkzeugs zugeführt (innere Zuführung). In der industriellen Serienfertigung wird hauptsächlich die innere Zuführung angewendet.
Im Gegensatz zur konventionellen „Nassbearbeitung“ werden bei der Minimalmengenschmierung für den Bearbeitungsprozess durchschnittlich nicht mehr als 50 ml Schmierstoff je Prozessstunde und Werkzeug eingesetzt. In Ausnahmefällen können dem Prozess kurzzeitig durchaus mehr als 150 ml/h Schmierstoff zugeführt werden (siehe auch DGUV Information 209-024).
Durch Störungen (z. B. Fehlbewegungen, Werkzeugcrash, stumpfes Werkzeug) können Funken entstehen. Infolgedessen kann sich zunächst das Öl der ölbenetzten Späneablagerungen/Spänenester entzünden und einen Brand im Innenraum der Maschine und eventuell in der unmittelbaren Umgebung auslösen. Im weiteren Brandverlauf kann durch die Entzündung der Magnesiumspäne/-rückstände ein sekundärer Metallbrand entstehen.
Schutzmaßnahmen:
Für eine reibungslose und emissionsarme Metallbearbeitung mit Minimalmengenschmierung hat sich der Einsatz von Schmierstoffen mit möglichst gutem Schmiervermögen und hoher thermischer Stabilität bewährt.
In der industriellen Fertigung werden synthetische Esteröle und sogenannte Fettalkohole mit günstigem Verdampfungsverhalten und einem hohen Flammpunkt verwendet (siehe auch DGUV Information 209-024).
Folgende Richtwerte haben sich zur Auswahl eines emissionsarmen Schmierstoffs bewährt.
Tabelle 2 Richtwerte zur Auswahl eines emissionsarmen Schmierstoffs
(Quelle: IFA-Arbeitsmappe „Messung von Gefahrstoffen“, Sachgruppe 6)
Vis­ko­si­tät bei 40 °C nach DIN 51562 Teil 1Flamm­punkt offener Tiegel nach DIN EN ISO 2592Ver­dampfungs­ver­lust nach Noack bei 250 °C DIN 51581 Teil 1
> 10 mm2/s> 150 °C< 65 %
Um die Brandgefahr zu verringern, wird der Einsatz von Schmierstoffen mit einem Flammpunkt von mindestens 150 °C und einer hohen Viskosität (> 10 mm2/min bei 40 °C) empfohlen.
Im Rahmen eines Forschungsprojekts wurden die Auswirkungen von Zündereignissen bei der Minimalmengenschmierung auf die Brand- und Explosionsgefahr unter praxisnahen Bedingungen untersucht (siehe auch DGUV Information des FB Holz und Metall 088 „Minimalmengenschmierung – Risiko von Bränden und Explosionen“).
Bei Einhaltung der beiden folgenden Eckpunkte ist eine MMS Bearbeitung mit Schmierstoff-Mengen bis zu 1000 ml pro Prozessstunde und pro m3 Arbeitsraum/Maschineninnenraum (~ etwa 15 ml pro Minute pro m3 Arbeitsraum/Maschineninnenraum) ohne die Gefahr einer Zündung des Aerosol-Luft-Gemischs möglich.
1. Verwendung emissionsarmer MMS-Schmierstoffe
Für den Einsatz in Werkzeugmaschinen wird die Verwendung emissionsarmer MMS-Schmierstoffe mit den in Tabelle 2 genannten Eigenschaften gemäß DGUV Information 209-024 empfohlen.
Vom Einsatz von niedrigsiedenden Flüssigkeiten wie Ethanol ist dringend abzuraten.
2. Absaugung mit kontinuierlichem Volumenstrom und Überwachung
Der Absaugvolumenstrom sollte so hoch eingestellt sein, dass sowohl ein leichter Unterdruck als auch eine nach innen gerichtete Strömung im Maschineninnenraum herrschen, damit keine Emissionen aus der Einhausung austreten können.
In der Industrie hat sich ein Absaugvolumenstrom von 400–600 m3/h pro m3 Maschineninnenraum bewährt. Hinweise zur optimalen Einstellung enthalten die VDI 3802 Blatt 2 und die VDI 2262 Blatt 4.
Generell ist zur Entfernung des entstehenden Ölnebels im Innenraum der Maschine eine Absauganlage vorzusehen.
In der Werkzeugmaschine sollte eine Späneabfuhr, z. B. durch kontinuierlichen Austrag über Späneförderer, erfolgen.
Späneansammlungen können durch die spezielle Gestaltung des Arbeitsinnenraums (z. B. durch schräg und steil angebrachte Verkleidung, glatte Oberflächen (z. B. aus Edelstahl)) verringert werden.
Je nach Risikobeurteilung werden in der Praxis, z. B. bei Gefahr von größeren Späneansammlungen, im Maschineninnenraum eine Branddetektion sowie außerhalb der Maschine eine zusätzliche manuelle Brandmeldeeinrichtung (Handauslösung), installiert. Die Signalweiterleitung erfolgt in der Regel an die Werksfeuerwehr oder eine zentrale Leitstelle. Um den Zugang zum manuellen Löschen oder Entfernen des Brandherds zu ermöglichen, sind an Zugangstüren Türsicherheitsschalter, z. B. mit verplombter Notentriegelung, installiert.
Abb. 12 Türsicherheitsschalter/Positionsschalter mit Notentsperrung an Schutztür Magazinwartung
 Türsicherheitsschalter/Positionsschalter mit Notentsperrung an Schutztür Magazinwartung
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   Hinweis
Soll bei einem Brand manuell gelöscht werden, darf die Maschinentür nur von speziell unterwiesenem Personal oder von der Feuerwehr geöffnet werden. Ein Aufwirbeln durch den Einsatz des Löschmittels muss unbedingt verhindert werden (Gefahr der Staubexplosion).
Hilfen zur Unterweisung, siehe auch DGUV Information des FB Holz und Metall Nr. 043. „Brand an Werkzeugmaschinen – Was ist zu beachten?“
Darüber hinaus muss die regelmäßige Wartung und Reinigung der Anlage gewährleistet sein. Die Intervalle sind in einem Reinigungsplan festzulegen (z. B. Muster-Reinigungsplan, siehe Anhang 2 der DGUV Information 209-024).