KSS-Emulsion: Zusammensetzung, optimale Konzentration und häufige Probleme lösen

Eine stabile KSS-Emulsion kühlt Werkzeuge und Werkstücke, reduziert Reibung und schützt vor Korrosion. Verändert sich ihr Zustand, zeigen sich häufig Schaum, Geruch, Ablagerungen, Rost oder schwankende Bearbeitungsergebnisse.

Die Ursache liegt allerdings selten allein im Kühlschmierstoff. Konzentration, Wasserqualität, Tankfüllstand, Fremdöle und Betriebsbedingungen beeinflussen sich gegenseitig. Dieser Ratgeber zeigt Ihnen, wie Sie eine KSS-Emulsion beurteilen, die passende Konzentration bestimmen und typische Probleme systematisch eingrenzen.

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Das Wichtigste zur KSS-Emulsion in Kürze

Die folgenden Grundsätze helfen Ihnen, Fehlkorrekturen zu vermeiden:

• Eine allgemeingültige optimale KSS-Konzentration gibt es nicht. Maßgeblich ist die Vorgabe des KSS-Herstellers.
• Die Konzentration wird mit einem Refraktometer und dem produktspezifischen Refraktometerfaktor bestimmt.
• Ist-Konzentration und Nachsatz-Konzentration sind unterschiedliche Werte.
• Schaum, Geruch und Korrosion haben häufig mehrere Ursachen.
• FLACO-Systeme stellen eine definierte Nachsatzmischung her. Die chemische Beurteilung des Maschinenbads erfolgt mit externen Prüfmitteln.

Was ist eine KSS-Emulsion und woraus besteht sie?

Eine KSS-Emulsion entsteht, wenn ein wassermischbares Kühlschmierstoffkonzentrat mit Wasser kombiniert wird. Die genaue Rezeptur richtet sich nach Produkt, Werkstoff und Bearbeitungsverfahren.

Emulsion, Mikroemulsion und KSS-Lösung unterscheiden

Bei einer klassischen Emulsion sind feine Öltröpfchen im Wasser verteilt. Das Gemisch erscheint meist milchig. Emulgatoren halten die beiden Phasen möglichst stabil zusammen.

Mikroemulsionen enthalten kleinere Tröpfchen und wirken häufig transparent bis leicht trüb. Synthetische, mineralölfreie Kühlschmierstoffe können eine klare Lösung bilden. Fachlich handelt es sich dann um eine KSS-Lösung.

Welche Aufgaben übernehmen die Bestandteile?

Wasser führt Wärme aus der Bearbeitungszone ab. Mineralöl oder synthetische Schmierkomponenten reduzieren Reibung und Verschleiß. Weitere mögliche Bestandteile sind:

• Emulgatoren zur Stabilisierung des Gemischs
• Korrosionsinhibitoren zum Schutz von Werkstück und Maschine
• EP-Additive für hohe mechanische Belastungen
• Entschäumer zur Beeinflussung des Luftabscheidevermögens
• pH-stabilisierende und konservierende Bestandteile

Die genaue Zusammensetzung und der zulässige Einsatzbereich stehen in der technischen Produktinformation und im Sicherheitsdatenblatt.

Welche Konzentration ist für eine KSS-Emulsion optimal?

Die optimale Konzentration ist der vom Hersteller definierte Bereich, in dem der Kühlschmierstoff seine vorgesehenen Eigenschaften erreicht. Dieser Bereich kann sich je nach Bearbeitung und Werkstoff unterscheiden.

Warum es keinen universellen Prozentwert gibt

Schleifen erfordert häufig eine andere Abstimmung des KSS als Fräsen, Bohren oder Gewindeschneiden. Auch Stahl, Aluminium, Edelstahl und Kunststoffe stellen unterschiedliche Anforderungen an Kühlung, Schmierung und Materialverträglichkeit.

Eine Unterkonzentration kann Schmierwirkung, Korrosionsschutz und Emulsionsstabilität beeinträchtigen. Eine Überkonzentration erhöht den Verbrauch und kann Schaumrückstände oder Hautbelastungen begünstigen.

Die Sollkonzentration sollte deshalb je Maschine oder Prozessgruppe festgelegt werden.

Konzentration mit dem Refraktometer messen

Ein Handrefraktometer misst die Lichtbrechung einer Flüssigkeitsprobe. Der angezeigte Brix-Wert wird mit dem produktspezifischen Refraktometerfaktor multipliziert:

Refraktometerwert × Refraktometerfaktor = KSS-Konzentration

Zeigt das Refraktometer 4 an und beträgt der Faktor 1,3, ergibt sich eine Konzentration von 5,2 Prozent.

Vor der Messung wird das Gerät mit dem verwendeten Ansatzwasser auf null gestellt. Die Probe sollte aus einem gut durchmischten Bereich stammen. Eine diffuse Trennlinie kann auf Fremdöl, Verschmutzung oder eine instabile Emulsion hinweisen.

Sollwert und Nachsatzkonzentration unterscheiden

Liegt das Maschinenbad unter dem Sollwert, wird eine stärker eingestellte Nachsatzemulsion benötigt. Bei einer Überkonzentration erfolgt die Korrektur üblicherweise mit einem schwach konzentrierten Nachsatz gemäß Herstellerempfehlung.

Für die Berechnung werden benötigt:

• vorhandenes Tankvolumen
• gemessene Ist-Konzentration
• gewünschte Sollkonzentration
• geplante Nachfüllmenge

Ein FLACO-System kann die daraus abgeleitete Konzentration für die betreffende Befüllung herstellen. So lassen sich verschiedene Maschinen bedarfsgerecht versorgen.

Unterschiedliche Maschinen benötigen unterschiedliche Nachsätze.
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Warum verändert sich die KSS-Konzentration im Betrieb?

Während der Bearbeitung verdunstet Wasser. Die Konzentration steigt, während sich Härtesalze und andere gelöste Stoffe anreichern können. Gleichzeitig wird Emulsion über Werkstücke, Späne und Absaugsysteme ausgetragen.

Leckagen, Reinigungsmittel oder unbeabsichtigt eingetragenes Wasser können die Konzentration senken. Hydraulik- und Bettbahnöle beeinflussen die Stabilität und verfälschen unter Umständen die Refraktometermessung.

Auch Stillstände belasten die Emulsion. Ohne ausreichende Umwälzung entstehen schlecht belüftete Bereiche, in denen sich Mikroorganismen leichter vermehren. Vor jedem bedarfsgerechten Nachsatz steht deshalb die Messung des vorhandenen Maschinenbads.

KSS-Probleme systematisch erkennen und lösen

Ein einzelnes Symptom erlaubt selten eine eindeutige Diagnose. Prüfen Sie zuerst Konzentration, pH-Wert, Tankfüllstand, Wasserqualität und Fremdstoffeinträge. Danach lässt sich die passende Maßnahme auswählen.

Hier zur Tabelle

Reines Konzentrat sollte nicht unkontrolliert in den Maschinentank gegeben werden. Dabei können lokale Überkonzentrationen und Mischprobleme entstehen. Auch reines Wasser ist zur Korrektur nur geeignet, wenn der KSS-Hersteller dieses Vorgehen ausdrücklich vorsieht.

Bei deutlichem Geruch, starken Biofilmen oder wiederkehrender Phasentrennung reicht eine Konzentrationskorrektur kaum aus. Tank, Leitungen und schwer erreichbare Bereiche müssen dann gründlich gereinigt werden.

Wie FLACO den KSS-Nachfüllprozess unterstützt

Die Analyse des Maschinenbads und die Herstellung des Nachsatzes sind getrennte Arbeitsschritte. Nach der Messung sorgt FLACO für eine definierte Mischung und eine kontrollierte Abgabe an der Maschine.

Aktive Dosierung statt manueller Mischung

FLACO-Systeme messen den tatsächlichen Wasserdurchfluss. Eine geregelte Zahnradpumpe dosiert die benötigte Konzentratmenge proportional hinzu. Wasser dient dabei als Regelgröße.

Für jede Befüllung kann eine eigene Konzentration eingestellt werden. Das ist besonders relevant, wenn unterschiedliche Maschinen, Werkstoffe oder Verfahren innerhalb eines Betriebs versorgt werden. Die Geräte sind für freigegebene Kühlschmierstoffkonzentrate mit einer Viskosität von 20 bis 300 mm²/s ausgelegt.

Welches FLACO-System passt zu welchem Betrieb?

Hier zur Tabelle

Bei einem direkten Anschluss an das Trinkwassernetz ist ein geeigneter Systemtrenner nach DIN EN 1717 vorzusehen.

Befüllungen und Messwerte dokumentieren

Bei den pro- und max-Systemen können Maschine, Bediener, Datum, Uhrzeit, Füllmenge und eingestellte Konzentration erfasst werden.

Die Messung von pH-Wert, Nitrit und tatsächlicher Tankkonzentration erfolgt mit externen Prüfmitteln. Anschließend trägt der Bediener die Werte manuell ein. Das System führt daher keine automatische chemische Überwachung durch. Es unterstützt die strukturierte betriebliche Dokumentation im Zusammenhang mit der TRGS 611.

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Häufige Fragen zur KSS-Emulsion

Was ist eine KSS-Emulsion?

Eine KSS-Emulsion ist ein Gemisch aus Wasser und wassermischbarem Kühlschmierstoffkonzentrat. Emulgatoren halten die ölhaltigen Bestandteile im Wasser verteilt. Weitere Additive übernehmen Aufgaben wie Schmierung, Korrosionsschutz und Stabilisierung.

Welche Konzentration sollte eine KSS-Emulsion haben?

Die passende Konzentration ergibt sich aus der Herstellervorgabe für das eingesetzte Produkt, den Werkstoff und das Bearbeitungsverfahren. Einen allgemeingültigen Prozentwert gibt es nicht. Die aktuelle Tankkonzentration bestimmt zusätzlich die benötigte Nachsatzmischung.

Wie berechnet man die KSS-Konzentration mit dem Refraktometer?

Multiplizieren Sie den abgelesenen Refraktometerwert mit dem produktspezifischen Refraktometerfaktor. Der Faktor steht in der technischen Produktinformation. Vor der Messung wird das Refraktometer mit dem verwendeten Ansatzwasser auf null gestellt.

Warum schäumt eine KSS-Emulsion?

Mögliche Ursachen sind Luftansaugung, ein niedriger Tankfüllstand, sehr weiches Wasser, eine hohe Konzentration, Fremdöl oder mikrobielle Veränderungen. Kontrollieren Sie diese Einflussgrößen, bevor ein Entschäumer eingesetzt wird.

Wann muss eine KSS-Emulsion ausgetauscht werden?

Ein Austausch kann erforderlich werden, wenn Konzentration und pH-Wert nicht dauerhaft korrigiert werden können, eine starke mikrobielle Belastung vorliegt oder sich die Emulsion wiederholt trennt. Der KSS-Hersteller sollte die Entscheidung fachlich begleiten.