Anleitung
KSS-Typ bestimmen
Bearbeitungsverfahren und Werkstoff analysieren — daraus ergibt sich ob Emulsion, Schneidöl oder MMS benötigt wird.
Konzentration ansetzen
Emulsion gemäß Herstellerangabe ansetzen (typisch 5–8 %). Immer Konzentrat ins Wasser geben, nie umgekehrt.
Erstbefüllung und Einlaufphase
Maschine befüllen, Pumpe und Düsen prüfen. In den ersten Tagen Konzentration täglich mit Refraktometer kontrollieren.
Regelmäßige Pflege
Wöchentlich: pH-Wert (≥ 8,5), Konzentration, Fremdölanteil und Geruch prüfen. Tramp Oil abskimmen.
Entsorgung nach Vorschrift
Verbrauchte KSS sind Sondermüll (AVV 120109*/120108*). Über zertifizierten Entsorger abgeben — nie in den Abfluss!
Was ist Kühlschmierstoff (KSS)?
Kühlschmierstoffe (KSS) sind Betriebsstoffe, die bei der spanenden Bearbeitung die Schneidzone kühlen, schmieren und die Späne aus dem Bearbeitungsbereich spülen. Sie beeinflussen Werkzeugstandzeit, Oberflächenqualität und Prozesssicherheit direkt.
In der CNC-Bearbeitung ist KSS einer der am meisten unterschätzten Kostenfaktoren: Die Kühlschmierstoffkosten (Beschaffung, Pflege, Entsorgung, Energieverbrauch der Hochdruckpumpen) machen typisch 8–16 % der gesamten Fertigungskosten aus — oft mehr als die Werkzeugkosten.
Die Normung erfolgt nach DIN 51385 (Einteilung) und DIN 51360 (Korrosionsschutz). Die Arbeitssicherheit regeln TRGS 611 und die DGUV Regel 109-003. Einen Überblick über die Auswirkungen auf die Zerspanung finden Sie in unserem Schnittgeschwindigkeits-Guide.
Arten von Kühlschmierstoffen (DIN 51385)
Die DIN 51385 unterscheidet zwei Hauptgruppen: nichtwassermischbare KSS (Schneidöle) und wassermischbare KSS (Emulsionen, Lösungen). Hinzu kommen gasförmige Medien (Druckluft, CO₂, MMS):
5–10 % Konzentrat in Wasser. Standard für die meisten CNC-Bearbeitungen. Gute Kühlwirkung durch hohen Wasseranteil, ausreichende Schmierung durch Emulgatoren und Additive. Milchig-weiß (Makroemulsion) oder transparent (Mikroemulsion). Regelmäßige Pflege erforderlich (pH, Konzentration, Biozide).
Reine Mineralöle, Esteröle oder synthetische Öle. Hervorragende Schmierung, geringere Kühlwirkung als Emulsionen. Ideal für Gewindeschneiden, Reiben, Räumen und Schwerzerspanung. Längere Standzeit (2–5 Jahre), kein Bakterienbefall, aber höhere Brandgefahr und Entsorgungskosten.
5–50 ml/h Ölnebel durch die Spindel (innere MMS) oder extern. Quasi-trockene Späne, kein KSS-Kreislauf nötig. Hervorragend für Aluminium, Guss und bei moderaten Schnittbedingungen. Voraussetzung: Absaugung für Ölnebel und angepasste Maschinenabdichtung.
Komplett ohne Kühlschmierstoff — nur mit Druckluft zur Späneabfuhr. Geeignet für Gusseisen, CBN/Keramik-Schneiden und HSC-Bearbeitung. Die Wärme wird über die Späne abgeführt. Spart KSS-Kosten und Entsorgung, erfordert aber optimale Schnittparameter.
Die vier Aufgaben des Kühlschmierstoffs
Jeder KSS erfüllt vier Kernfunktionen in unterschiedlicher Gewichtung — je nach KSS-Typ und Bearbeitungsverfahren:
🧊 Kühlung
Wärmeabfuhr aus der Schneidzone. Reduziert thermischen Verschleiß der Schneide und verhindert Gefügeveränderungen im Werkstück. Emulsionen kühlen am besten (Wasseranteil), Schneidöle deutlich weniger.
🛢️ Schmierung
Reduktion der Reibung zwischen Schneide, Span und Werkstück. Verbessert Oberflächenqualität und senkt Schnittkräfte um 10–30 %. Schneidöle schmieren besser als Emulsionen.
🧹 Spülung
Transport der Späne aus der Bearbeitungszone. Verhindert Spanstau in tiefen Bohrungen und Nuten. Hochdruckkühlung (>70 bar) bricht den Span kontrolliert.
🛡️ Korrosionsschutz
Kurzzeit-Korrosionsschutz für Werkstück, Werkzeug und Maschinenoberflächen. Emulsionen enthalten Korrosionsinhibitoren (Amine), Schneidöle schützen durch den Ölfilm. Prüfung nach DIN 51360-2 (Herbert-Test).
Konzentration, pH-Wert und Pflege
Die Standzeit einer Emulsion hängt maßgeblich von der regelmäßigen Pflege ab. Ein gut gepflegter KSS hält 6–12 Monate, ein vernachlässigter nur wenige Wochen:
| Parameter | Sollwert | Prüfintervall | Messmittel |
|---|---|---|---|
| Konzentration | 5–8 % (allgemein) | 1× pro Woche | Refraktometer |
| pH-Wert | 8,5–9,5 | 1× pro Woche | pH-Teststreifen / pH-Meter |
| Fremdölanteil | <2 % | 1× pro Woche | Ölskimmer / visuelle Kontrolle |
| Bakteriengehalt | <10⁴ KBE/ml | 1× pro Monat | Dip-Slides |
| Wasserqualität | 5–20 °dH | bei Ansetzen | Härtetest-Kit |
Praxistipps zur KSS-Pflege
- Ansetzen: Immer Konzentrat ins Wasser geben, nie umgekehrt — sonst verklumpen die Emulgatoren.
- Nachfüllen: Nur angemischte Emulsion nachfüllen (Mischbehälter), nie reines Konzentrat in den Tank.
- Fremdöl: Tramp Oil mindestens 1× pro Woche mit Bandskimmer oder Scheibenölabscheider entfernen.
- Wochenende: Freitags Maschine 10 Min. im Leerlauf mit Umwälzpumpe laufen lassen — verhindert „Montagsgeruch".
- pH-Abfall: Fällt der pH-Wert unter 8,0, droht Bakterienbefall. Sofort Konzentration erhöhen und ggf. systemverträgliches Biozid zusetzen.
KSS-Auswahl nach Bearbeitungsverfahren
Jedes Verfahren stellt unterschiedliche Anforderungen an den Kühlschmierstoff. Die folgende Übersicht zeigt die empfohlene KSS-Strategie:
| Verfahren | Priorität | Empfohlener KSS | Druck [bar] |
|---|---|---|---|
| Drehen (Schruppen) | Kühlung | Emulsion 6–8 % | 20–40 |
| Fräsen (HSC) | Schmierung | MMS oder trocken | — |
| Bohren (tief, l/d > 5) | Spülung | Emulsion 8–10 %, innere KSS | 40–80 |
| Gewindeschneiden | Schmierung | Schneidöl oder Emulsion 10 % | 10–20 |
| Reiben | Schmierung | Schneidöl | 10–20 |
| Schleifen | Kühlung | Emulsion 3–5 % oder Schleiföl | 5–15 |
Berechnen Sie die optimalen Schnittdaten für Ihr Verfahren mit unseren kostenlosen Rechnern.
Hochdruckkühlung (HPC)
Hochdruckkühlung (High Pressure Coolant, 70–350 bar) hat die CNC-Bearbeitung schwer zerspanbarer Werkstoffe revolutioniert. Der gezielte Hochdruckstrahl direkt auf die Schneidzone bietet drei entscheidende Vorteile:
Der Hochdruckstrahl bricht den Span hydraulisch — kontrollierte, kurze Späne auch bei langspanenden Werkstoffen wie Edelstahl und Titan. Eliminiert Wickelspäne, die sonst manuelle Eingriffe erfordern.
Durch die effektive Kühlung der Schneidkante sinkt die thermische Belastung drastisch. Standzeitsteigerungen von 50–300 % sind bei Titan (Ti6Al4V) und Inconel dokumentiert. Die Schnittgeschwindigkeit kann ggf. um 20–30 % erhöht werden.
Innere Kühlmittelzufuhr durch den Bohrer ist ab l/d > 5 essenziell. Der Druck spült Späne zuverlässig aus der Bohrung. Berechnen Sie die optimale Bohrtiefe mit unserem Bohren-Rechner.
Voraussetzungen: Hochdruckpumpe (70–350 bar), Feinfilteranlage (10–25 µm), geeignete Werkzeughalter mit innerer KSS-Zuführung und Düsen mit definiertem Querschnitt für kontrollierten Strahldruck.
Gesundheitsschutz & Vorschriften
KSS können bei unsachgemäßem Umgang Gesundheitsrisiken verursachen. In Deutschland gelten strenge Vorschriften zum Schutz der Beschäftigten:
Regelt den Umgang mit wassergemischten KSS: Konzentrationskontrollen, Biozideinsatz nur bei nachgewiesenem Befall, Substitutionsprüfung, Grenzwerte für Formaldehyd und Nitrosamine, arbeitsmedizinische Vorsorge.
Umfassende Regel der Berufsgenossenschaft: Hautschutzplan, Absaugung bei KSS-Nebel, persönliche Schutzausrüstung, Gefährdungsbeurteilung, Betriebsanweisung an jeder Maschine.
Schutzmaßnahmen in der Praxis
- Hautschutz: Vor Arbeitsbeginn Hautschutzcreme, Schutzhandschuhe bei Wartungsarbeiten (kein ständiges Tragen empfohlen wegen Durchfeuchtung)
- Aerosolabsaugung: KSS-Nebel in der Maschinenkapselung absaugen und filtern — besonders bei Innenkühlung >40 bar
- Hautpflege: Nach Arbeit Hautreinigung und Pflegecreme (Dreierstufenplan: Schutz → Reinigung → Pflege)
- Unterweisung: Jährliche Unterweisung aller Mitarbeiter zu KSS-Gefahren und Schutzmaßnahmen dokumentieren
Entsorgung und Umweltschutz
Verbrauchte Kühlschmierstoffe sind als Sondermüll eingestuft und dürfen nicht über den Abfluss oder den Hausmüll entsorgt werden. Die korrekte Entsorgung nach AbfallVerzeichnisVerordnung (AVV):
Emulsionen (AVV 120109*)
Halogenfreie wassergemischte KSS. Emulsion im Tank spalten (Spaltanlage oder chemisch), Ölphase als Altöl, Wasserphase nach Aufbereitung einleiten. Oder: Komplett über zertifizierten Entsorger abholen lassen.
Schneidöle (AVV 130110*/130208*)
Altöl über Sammelstelle oder Entsorgungsfachbetrieb. Mineralöle sind in der Altölverordnung (AltölV) geregelt. Synthetische Ester können ggf. als Sondermüll teurer sein — Hersteller-Sicherheitsdatenblatt prüfen.
Kostenoptimierung: Längere KSS-Standzeiten durch gute Pflege reduzieren die Entsorgungskosten erheblich. Ein KSS-Management-System (automatische Konzentrationsmessung, Fremdölabscheidung, Zentralversorgung) amortisiert sich bei >5 Maschinen binnen 1–2 Jahren.