In der modernen Zerspanung entscheidet oft nicht die Maschine allein über Qualität und Produktivität – sondern die Details. Ein solches Detail ist die Kühlmittelführung. 

Die Firma Schuler Technology, Hersteller hochwertiger Taumelnietmaschinen für den weltweiten Markt, stand vor massiven Kühlproblemen an mehreren Maschinen. Die Auswirkungen: instabile Prozesse, unzureichende Spanabfuhr, Oberflächenprobleme und unnötige Produktionszeit. 

Nach einer umfassenden Analyse und einem gezielten Umbau der Kühlmittelsysteme konnte die Produktionszeit um 20 % reduziert werden – bei gleichbleibender Werkzeugstandzeit. 

Dieser Praxisbericht zeigt im Detail, wie es dazu kam. 

Ausgangssituation: Zwei Maschinen – viele Probleme 

Betroffen waren: 

• eine Fräsmaschine
• eine Drehmaschine 

Beide Maschinen litten unter unzureichender, instabiler oder falsch ausgerichteter Kühlmittelführung. 

Die Problemstellung: 

An der Fräsmaschine waren zwei Kunststoff-Kühlmittelschläuche verbaut. 

Das Problem: Sie verfehlten regelmäßig das Werkzeug – insbesondere bei wechselnden Werkzeuglängen. 

Im Werkzeugwechsler befanden sich: 

• lange Bohrer
• Schaftfräser
• große Messerköpfe 

Werkzeuge mit unterschiedlichen Durchmessern und Auskraglängen 

Die vorhandene Kühlung verteilte das Kühlmittel großflächig – aber nicht punktgenau.  

Die konkreten Folgen: 

• Bohrspäne wurden nicht zuverlässig aus dem Loch gespült
• Beim anschließenden Auffräsen mussten verbliebene Späne zusätzlich abtransportiert werden
• Oberflächenprobleme traten auf
• Prozesssicherheit war nicht gewährleistet
• Die Kunststoffschläuche verstellten sich durch Vibrationen 

Kunststoff-Gelenksysteme besitzen eine geringere Biegesteifigkeit (EI-Wert) als Edelstahl-Gelenksysteme. Unter dynamischer Belastung durch Maschinenvibrationen kommt es zu Mikrobewegungen, die zu einer schleichenden Positionsveränderung führen. 

Zusätzlich erzeugt der Kühlmitteldruck eine axiale Kraft auf die Düse. Bei unzureichender Fixierung führt dies zu einer selbstverstärkenden Fehlpositionierung.  

Vorher-Situation Fräsmaschine – großflächige, unpräzise Kühlung 

Analyse: Wo lag das eigentliche Problem? 

Das Kühlmittel war grundsätzlich vorhanden – aber es traf nicht dort, wo es wirken musste: 

👉 an die Spanwurzel 

👉 in das Bohrloch 

👉 direkt an die Schneide 

Zusätzlich verstärkten Maschinenvibrationen das Problem: 

Die Kunststoffschläuche verloren ihre Position. Der Strahl wanderte. 

Gerade bei wechselnden Werkzeuglängen ist eine einfache „Ein-Punkt-Lösung“ selten ausreichend. 

Die Lösung: Dreier-Düsen-Kombination für maximale Abdeckung 

Nach Analyse der Werkzeuggeometrien entschieden wir uns für eine Dreier-Düsen-Kombination, die alle eingebauten Werkzeuge abdeckt. 

Verwendet wurde Typ1 System mit folgenden Komponenten: 

Das Ziel war klar:

• Punktgenaue Ausrichtung
• Abdeckung unterschiedlicher Werkzeuglängen
• Stabilität bei Vibration
• Gleichmäßiger, fokussierter Kühlmittelstrahl 

Nachher-Situation an der Fräsmaschine – Dreifachdüse präzise ausgerichtet 

Ergebnis an der Fräsmaschine

Nach dem Umbau zeigte sich sofort eine deutliche Verbesserung: 

✅ Das Kühlmittel traf optimal das Werkzeug 

✅ Bohrspäne wurden zuverlässig ausgespült 

✅ Keine Spanreste mehr im Loch vor dem Auffräsen 

✅ Deutlich verbesserte Oberflächenqualität 

✅ Kühlmittelschläuche bleiben absolut positionstreu 

✅ Keine Verstellung mehr durch Maschinenvibration 

Wirtschaftlicher Effekt: Die Produktionszeit konnte um 20 % reduziert werden – bei gleichbleibender Standzeit. 

Das bedeutet: 

Mehr Teile pro Schicht, ohne höhere Werkzeugkosten. 

Drehmaschine – ein Sammelbecken an Kühlproblemen 

Während die Fräsmaschine ein klassisches Positionierungsproblem hatte, war die Situation an der Drehmaschine komplexer. 

Hier war nahezu alles vorhanden, was eine präzise Kühlung verhindert. 

Problem 1: Kühlung komplett verstellt 

Bei mehreren Werkzeugen kühlte das System am Werkzeug und Werkstück vorbei. 

Beispielbild Bohrer – Düse komplett verstellt 

Die Ursache: 

• Instabile Kühlleitungen
• Fehlende Fixierung
• Druckbedingte Selbstverstellung 

Die Folge: 

Die Schneide wurde nicht direkt gekühlt – thermische Belastung stieg. 

Problem 2: Provisorische Reparaturen 

Ein besonders kritischer Fall war ein Abstechstahl: 

Der vorhandene Kupferschlauch war so stark verschlissen, dass er mit einem Kabelbinder notdürftig fixiert wurde, um überhaupt noch kühlen zu können. 

Problem 3: Kaum noch Durchfluss 

Bei einem weiteren Bohrer war der Durchfluss stark reduziert. 

Das Kühlmittel erreichte die Schneide nicht mehr zuverlässig. 

Gründe: 

• Querschnittsverengung
• ungünstige Leitungsführung
• Druckverlust 

Eine Querschnittsverengung im Kühlmittelsystem führt gemäß der Kontinuitätsgleichung (A₁·v₁ = A₂·v₂) zu einer lokalen Geschwindigkeitsänderung. Wird der Durchfluss durch Engstellen oder Ablagerungen reduziert, sinkt der Volumenstrom an der Austrittsdüse. 

Entscheidend ist jedoch nicht nur der Druck, sondern die Kombination aus: 

• Volumenstrom (Q)
• Strahlgeschwindigkeit (v)
• Auftreffwinkel 

Erst das Zusammenspiel dieser Parameter bestimmt die effektive Kühlwirkung im Schnittbereich. 

Vorher-/Nachher-Bild Axialbohrer.

Problem 4: Innenausdrehstahl – Selbstverstellung durch Druck 

Beim Innenausdrehstahl trat ein klassisches Problem auf: 

• Der Kühlmitteldruck verstellte die Düse selbstständig
• Die Position war nicht fixiert

Die Kühlung war daher: 

• nicht reproduzierbar
• nicht stabil
• nicht punktgenau 

Die Lösung an der Drehmaschine: 

Hier wurde eine Kombination aus Typ 0 und Typ 1 Systemen eingesetzt, um den unterschiedlichen Anforderungen gerecht zu werden. 

Verwendete Komponenten: 

Ergebnis an der Drehmaschine 

Nach dem Umbau zeigte sich eine deutliche Verbesserung in mehreren Bereichen: 

✅ Das Kühlmittel wird wieder präzise direkt in den Schnittbereich des Werkzeugs geführt 

✅ Keine Selbstverstellung mehr durch Druck 

✅ Gleichmäßiger, stabiler Kühlmittelstrahl 

✅ Verbesserte Spanabfuhr 

✅ Reduzierte thermische Belastung 

✅ Deutlich höhere Prozesssicherheit 

Besonders beim Innenausdrehen zeigte sich der Vorteil der stabilen Gelenkschläuche: 

• Einmal eingestellt, bleibt die Position konstant – unabhängig von Druck oder Vibration.
• Provisorische Lösungen wie Kabelbinder gehören damit der Vergangenheit an. 

Technisches Fazit 

Dieser Praxisfall zeigt deutlich, dass Probleme in der Kühlung selten durch fehlendes Kühlmittel entstehen – sondern durch: 

✅ falsche Positionierung 

✅ instabile Leitungen 

✅ ungeeignete Materialien 

✅ Druckverluste 

✅ unzureichende Systemauslegung 

Die Lösung liegt in: 

• modularen, stabilen Edelstahl-Gelenksystemen
• präzise abgestimmten Düsen
• ausreichendem Durchfluss
• fixierter Positionstreue  

Wirtschaftliches Fazit zu der Investition in ein stabiles Kühlmittelsystem: 

• schnellere Produktionszeit 
• bessere Oberflächenqualität 
• deutlich Prozessstabiler 
• keine Nacharbeit  

Im Fall von Schuler Technology bedeutete das: 

👉 20 % kürzere Produktionszeit 

👉 bessere Oberflächen 

👉 stabilere Prozesse 

👉 keine Notlösungen mehr 

Schlussgedanke 

Kühlmittelführung ist kein Nebenthema – sie ist ein produktivitätsbestimmender Faktor. 

Wer Zerspanungsprozesse nachhaltig optimieren möchte, sollte nicht nur Werkzeuge und Schnittdaten betrachten, sondern vor allem: 

Trifft der Kühlmittelstrahl exakt die Schneide – und bleibt er dort?