Kühlschmierstoffe (KSS) übernehmen bei der Metallbearbeitung eine wesentliche Funktion zur Wärmeabfuhr und Verminderung der Reibung zwischen Werkzeug und Werkstück. Außerdem bündeln sie die beim Zerspanen anfallenden Späne. Um Energie und Ressourcen einzusparen, hat das Aachener Unternehmen Grindaix mit dem Coolant Controller ein intelligentes KSS-Steuerungsmodul zur bedarfsgerechten Ansteuerung frequenzgeregelter Pumpen und Regelventile entwickelt. Das maßgeschneiderte Elektronikgehäuse mit resistivem Touchscreen lieferte Bopla Gehäuse Systeme.

Mit dem KSS-Steuerungsmodul Coolant Cooler hat das Unternehmen Grindaix aus Aachen ein verbessertes Kühlschmierstoffsystem für die Metallverarbeitung auf den Markt gebracht. Der neue Controller sorgt für eine bedarfsgerechte Düsenversorgung und regelt gleichzeitig exakt jede einzelne Düse. Er steuert automatisch die Menge und die Zeit des jeweils austretenden KSS und erlaubt auf diese Weise eine sehr sparsame und zielgerichtete Zuführung.

Im Bereich der Kühlschmierstoff-Zuführung ist das eine Innovation: Erfolgt die herkömmliche Anpassung der KSS-Zuführung zur Schneidkühlung über eine Steuerung des KSS-Pumpendrucks, nutzt das neu entwickelte Steuerungsmodul mit Hilfe einer Berechnungssoftware Druck, Austrittsgeschwindigkeits- oder Volumenstromvorgaben zur KSS-Regelung. Im Zerspanprozess ist vor allem die Austrittsgeschwindigkeit des Kühlmittelschmierstoffs die entscheidende Größe. Druckangaben sind dagegen weniger aussagekräftig. Der Sollwert wird dazu im Bearbeitungsprogramm der Maschine hinterlegt und über eine Schnittstelle dem KSS-Steuerungsmodul zugeführt, wodurch schließlich die genaue Einstellung von Pumpe oder Ventil vorgegeben wird. Energieeffizient lässt sich dem Prozess so immer die exakt richtige Menge an Kühlschmierstoff zuführen.

Das Modul erreicht eine ausreichende Systemschnelligkeit durch ein integriertes Echtzeitsystem und enthält darüber hinaus eine innovative Berechnungssoftware. Im Produktionsprozess kann es mit separatem Display zum manuellen Eingriff oder auch komplett als Black-Box nur zur Verarbeitung der Sollwerte aus der Maschinensteuerung genutzt werden. Für beide Ausführungen des Controllers benötigte das Unternehmen ein Elektronikgehäuse, das auch rauen Industrieumgebungen standhält. Für den Fall der manuellen Bedienung sollte das Gehäuse außerdem einen Touchscreen erhalten.

Bei der Suche nach einem entsprechenden Lieferanten stießen die Ingenieure aus Aachen auf das Unternehmen Bopla Gehäuse Systeme aus Bünde. „Der erste Kontakt zwischen Grindaix und uns kam über eine Messe zustande“, erläutert Hubert Wolf, Produktmanager Systemtechnik bei Bopla. Grindaix war von der Qualität und der Ausführung der Gehäuse sowie von dem umfassenden Service- und Beratungsgedanken des Gehäuseherstellers schnell überzeugt. „Die Gehäuse von Bopla haben uns einfach am besten gefallen. Wir dachten an eine robuste, industrietaugliche und gleichzeitig optisch ansprechende Lösung, und die haben wir auch gefunden“, so Dr. Bastian Maier, Geschäftsführer bei Grindaix. Ausschlaggebend war außerdem die weitreichende Kompetenz in der Gehäusetechnik sowie das zusätzliche Angebot an Elektronik-Dienstleistungen von Bopla.

Vom Gehäuse bis zum anschlussfertigen Produkt

Der Gehäusespezialist aus Bünde ist Marktführer im Bereich Elektronikgehäuse sowie Eingabeeinheiten wie zum Beispiel Folientastaturen. Zu den Kunden gehören Unternehmen der Sicherheits-, Nachrichten-, Automobil- und Medizintechnik. Das Unternehmen konzentriert sich neben den Standardprodukten auf die Erstellung von kundenspezifischen Lösungen. „Kerngedanke von Bopla ist ein Komplett-Service, der die Gehäusetechnik, Eingabeeinheiten und Dienstleitungen im Bereich der Elektronik kombiniert“, so Hubert Wolf. Neben der Beratung, der Materialbeschaffung und der Fertigung übernimmt das Unternehmen auch die Prüfung der Baugruppen mit Funktions- und Endtests. Ein Service, von dem auch Grindaix profitiert, denn die Kühlschmierstoff-Spezialisten beziehen von Bopla nicht nur das Elektronik-Gehäuse.

Vielmehr wünschten die Ingenieure ein anschlussfertiges Produkt einschließlich der dazugehörigen Kabel sowie einen Systemkoffer, in dem sich alle Bestandteile unterbringen lassen. „Mit der Integration der Elektronik in das Gehäuse nimmt uns Bopla schon eine wesentliche Aufgabe ab“, erklärt Dr. Bastian Maier das Prozedere. Außerdem montiert das Unternehmen die erforderlichen Stecker, lasert die Beschriftungen der Buchsen, integriert einen resistiven Touchscreen und bestückt mit weiteren beigestellten beziehungsweise selbst beschafften Komponenten. Bastian Maier ist zufrieden: „Bopla liefert uns ein anschlussfertiges Produkt, das wir mit der Einspielung der erforderlichen Software nur noch mit der entsprechenden Intelligenz ausstatten müssen.“

Konstruktive Finessen, funktionales Zubehör

Bei der Designabstimmung des Gehäuses galt es nicht nur, Leiterplatten und weitere Komponenten darin platzsparend unterzubringen, sondern die gefundene Lösung sollte auch möglichst kostengünstig und effizient sein. Das Bündener Unternehmen empfahl für den robusten Einsatzzweck ein Alustyle ASPH 1850-Gehäuseprofil, das mit seinem horizontal geteilten Korpus die Montage der innenliegenden Komponenten vereinfacht. Die als Hand-, Wand- oder Tischgehäuse einsetzbaren Aluminiumgehäuse überzeugen durch ihre konstruktive Finesse und ihr funktionales Zubehör. Bis zur Deckenwand durchgängige und gleichmäßig verteilte Nuten mit einheitlichem Rastermaß unterstützen die einfache und sichere Fixierung von Leiter- und Montageplatten.

Zwischen drei Profilvarianten und vier Profilquerschnitten kann der Kunde wählen. Standardlängen sind ab Lager verfügbar, Sonderlängen sind kurzfristig lieferbar. Ein funktioneller Abschlussdeckel aus Zinkdruckguss verschließt das pulverbeschichtete Gehäuse, das über eine gute EMV-Abschirmung verfügt. Das verwendete ASPH-Profil eignet sich mit Schutzart IP65 zum robusten Einsatz im Anlagen- und Maschinenbau.

Alle Metallgehäuse können individuell bearbeitet werden, Verfahren wie Beschichtungen, Metallauftragungen oder Bedruckungen lassen sich ebenfalls jederzeit anwenden. Als funktionelles Zubehör liefert Bopla zum Beispiel Abschluss- oder Montagedeckel, Designdichtungen in fünf Farben, Dekorstreifen, Wandbefestigungen, Abdeckkappen, Tower- oder Aufstellfüße, Frontplatten und Batteriefächer.

Für eine robuste manuelle Bedienung

Für die manuelle Bedienung des Coolant Controllers riet Bopla zum Einsatz eines resistiven Touchscreens, der auf Druck reagiert, indem zwei elektrisch leitfähige Schichten stellenweise miteinander verbunden werden. Gegenüber der Verwendung von Tastern hat diese Art eines berührungsempfindlichen Bildschirms wesentliche Vorteile: Der Platzbedarf und der Verkabelungsaufwand sind zum einen deutlich geringer, zum anderen weist der Touchscreen die gleiche Schutzart wie das Gehäuses auf.

Darüber hinaus lässt sich die gesamte Fläche des Touchscreens zur visuellen Darstellung benutzen. Grindaix zeigt sich mit dem Ergebnis der Zusammenarbeit sehr zufrieden. „Der gesamte Entwicklungsprozess verlief sehr konstruktiv, und Bopla hat uns durch die Übernahme der Montageleistungen sowie der Beschaffung benötigter Komponenten deutlich entlastet“, so Dr. Bastian Maier.

Zwei neue Projekte stehen daher bei beiden Unternehmen schon auf der Agenda: Der Coolant Pointer, der die korrekte Düsenposition durch Visualisierung des KSS-Auftreffpunktes auf dem Werkzeug mittels Lasertechnik überprüft, sowie das Coolant Display, ein Echtzeit-Anzeigegerät für die KSS-Austrittsgeschwindigkeit, den Druck- und den Volumenstrom der Düsen, werden mit einem Industriegehäuse von Bopla ausgestattet. jl