Kühlmittelpumpe an der Werkzeugmaschine – Probleme erkennen, Ursachen prüfen und die KSS-Versorgung verbessern

Eine Kühlmittelpumpe versorgt Werkzeug und Werkstück während der Bearbeitung mit Kühlschmierstoff. Sinkt ihre Leistung, können Werkzeugtemperatur, Verschleiß und Ausschuss steigen. Ungewöhnliche Geräusche, schwankender Druck oder ein wiederholt auslösender Motorschutz verlangen deshalb eine systematische Prüfung.

Die Pumpe ist allerdings nur ein Teil des KSS-Kreislaufs. Auch Füllstand, Filter, Leitungen, Düsen, Späne und der Zustand des Kühlschmierstoffs beeinflussen die Förderleistung. Dieser Ratgeber zeigt Ihnen, wie Sie typische Probleme eingrenzen und entscheiden, ob Wartung, Austausch oder eine technische Aufrüstung erforderlich ist.

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Welche Aufgaben übernimmt eine Kühlmittelpumpe?

Der Begriff Kühlmittelpumpe umfasst mehrere Pumpenarten. Welche Bauform geeignet ist, hängt von der jeweiligen Aufgabe, dem benötigten Druck und dem Verschmutzungsgrad des Kühlschmierstoffs ab.

Pumpen für Außenkühlung und Spülung

Für die Außenkühlung werden häufig Tauch- oder Kreiselpumpen eingesetzt. Sie fördern Kühlschmierstoff aus dem Maschinentank zu Düsen, die Werkzeug und Werkstück von außen versorgen. Auch Spülfunktionen im Arbeitsraum können über diese Pumpen betrieben werden.

Der erforderliche Druck ist meist geringer als bei der inneren Werkzeugkühlung. Dafür können größere Volumenströme notwendig sein, um Wärme und Späne aus der Bearbeitungszone abzutransportieren.

Hochdruckpumpen für die innere Kühlmittelzufuhr

Bei Werkzeugen mit innerer Kühlmittelzufuhr, kurz IKZ, gelangt der Kühlschmierstoff durch Kanäle im Werkzeug direkt an die Schneide. Dafür werden je nach Anwendung mehrstufige Kreiselpumpen oder Schraubenspindelpumpen eingesetzt.

Diese Pumpen erzeugen hohe Drücke und benötigen ausreichend gefilterten Kühlschmierstoff. Partikel im Medium können Pumpenkomponenten, Drehdurchführung und feine Kühlkanäle beschädigen oder blockieren.

Rückförderpumpen für verschmutzten Kühlschmierstoff

Rückförderpumpen transportieren den mit Spänen belasteten Kühlschmierstoff aus der Maschine zu einem Filter oder Abscheider. Je nach Verschmutzung kommen Freistrom-, Schraubenlaufrad-, Cutter- oder Schredderpumpen zum Einsatz.

Eine Pumpe für gereinigten KSS kann für diese Aufgabe ungeeignet sein. Späne, Luft und größere Partikel erfordern eine darauf abgestimmte Laufradgeometrie und ausreichende freie Durchgänge.

Welche Symptome weisen auf ein Pumpenproblem hin?

Ein Pumpenschaden kündigt sich häufig durch Veränderungen im Betrieb an. Das beobachtete Symptom zeigt jedoch noch nicht sicher, welches Bauteil die Ursache bildet. Filter und Leitungen sollten deshalb in die Diagnose einbezogen werden.

Die Pumpe läuft und fördert kaum Kühlschmierstoff

Bleibt der Volumenstrom aus, kommen ein niedriger Füllstand, eine falsche Drehrichtung, ein blockierter Einlass oder ein geschlossenes Ventil infrage. Auch Luft im System kann den Fördervorgang verhindern.

Prüfen Sie zuerst Tankpegel, elektrische Versorgung und Drehrichtung. Danach folgen Saugseite, Filter, Armaturen und Laufrad. Bei einer Tauchpumpe muss zudem die vorgesehene Eintauchtiefe erreicht werden.

Fördermenge oder Druck schwanken

Ein zugesetzter Filter, verengte Leitungen und verschmutzte Düsen erhöhen den Strömungswiderstand. Der Druck kann an der Pumpe noch ausreichend erscheinen, während am Werkzeug zu wenig Kühlschmierstoff ankommt.

Messen Sie nach Möglichkeit vor und hinter dem Filter sowie in der Nähe des Verbrauchers. Eine einzelne Druckanzeige am Pumpenausgang liefert kaum Informationen über Verluste im weiteren System.

Ungewöhnliche Geräusche und Vibrationen treten auf

Rasseln, Knattern oder mahlende Geräusche können durch Kavitation, angesaugte Späne oder beschädigte Lager entstehen. Vibrationen weisen außerdem auf Unwucht, eine blockierte Pumpenkomponente oder eine fehlerhafte Befestigung hin.

Die Pumpe sollte bei anhaltenden Geräuschen zeitnah kontrolliert werden. Fortgesetzter Betrieb kann Schäden an Laufrad, Gehäuse, Lagerung und Dichtungen vergrößern.

Motor oder Motorschutz werden auffällig

Erwärmt sich der Motor stark oder löst der Motorschutz wiederholt aus, kann die Pumpe mechanisch blockiert oder elektrisch überlastet sein. Weitere Ursachen sind eine hohe Viskosität, falsche Spannung, Phasenausfall oder eine ungeeignete Schalthäufigkeit.

Die Stromaufnahme sollte durch qualifiziertes Fachpersonal gemessen und mit den Angaben auf dem Typenschild verglichen werden.

Welche Ursachen sollten zuerst geprüft werden?

Vor dem Pumpentausch empfiehlt sich eine Diagnose des gesamten KSS-Kreislaufs. Viele vermeintliche Pumpenschäden entstehen durch unzureichenden Zulauf, verschmutzte Komponenten oder einen ungeeigneten Betriebspunkt.

Füllstand, Filter und Leitungen

Ein niedriger Füllstand kann dazu führen, dass die Pumpe Luft ansaugt oder zeitweise trockenläuft. Ein verschmutzter Filter reduziert den Volumenstrom und erhöht den Gegendruck. Zu kleine Leitungen, viele Bögen und teilweise geschlossene Ventile verursachen zusätzliche Druckverluste.

Prüfen Sie daher:

• Füllstand und Eintauchtiefe
• Filterzustand und Filterfeinheit
• offene Ventile und freie Düsen
• Querschnitt und Zustand der Leitungen
• Ablagerungen im Tank
• Fremdöl und Späne im Kühlschmierstoff

Kavitation und Lufteintrag

Kavitation entsteht, wenn der lokale Druck im Medium unter dessen Dampfdruck fällt. Dabei bilden sich Dampfblasen, die in Bereichen mit höherem Druck kollabieren. Langfristig können Lochfraß, Vibrationen und Leistungsverlust entstehen.

Luftblasen im Kühlschmierstoff sind nicht automatisch ein Beleg für Kavitation. Ein ungünstiger Rücklauf, Schaum oder ein niedriger Tankpegel können ebenfalls Luft in die Pumpe eintragen. Für eine sichere Beurteilung müssen Zulaufdruck, Temperatur, Leitungsverluste und Betriebspunkt betrachtet werden.

KSS-Zustand und Verschmutzung

Viskosität und Temperatur beeinflussen das Förderverhalten. Bei stark belastetem KSS kommen zusätzlich Späne, Abrieb, Fremdöl und Ablagerungen hinzu. Eine für gereinigte Emulsion ausgelegte Pumpe kann durch größere Partikel schnell verschleißen oder blockieren.

Auch eine instabile oder stark schäumende Emulsion kann den Pumpenbetrieb beeinträchtigen. Konzentration, pH-Wert und sichtbare Verunreinigungen sollten daher parallel geprüft werden.

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Wann sollte die Pumpe repariert oder ersetzt werden?

Die Entscheidung hängt vom Schadensbild und von der aktuellen Anwendung ab. Zusätzlich ist zu prüfen, ob die vorhandene Pumpe inzwischen außerhalb ihres vorgesehenen Betriebspunkts arbeitet.

Wann Wartung oder Reparatur ausreichen

Eine Reparatur ist häufig sinnvoll, wenn die hydraulische Auslegung weiterhin passt und die Ursache klar begrenzt werden kann. Typische Beispiele sind ein verschmutztes Laufrad, eine defekte Dichtung, beschädigte Lager oder eine fehlerhafte Kupplung.

Auch Probleme außerhalb der Pumpe lassen sich meist ohne Austausch beheben. Dazu gehören zugesetzte Filter, blockierte Düsen, fehlerhafte Ventile und elektrische Anschlussprobleme.

Wann eine Ersatzpumpe erforderlich wird

Ein Austausch kommt infrage, wenn Motorwicklung, Gehäuse oder hydraulische Komponenten stark beschädigt sind. Wiederkehrende Lager- oder Dichtungsschäden können ebenfalls für einen Ersatz sprechen.

Die neue Pumpe sollte anhand des tatsächlichen Betriebspunkts ausgewählt werden. Eine identische Motorleistung garantiert keine identische Förderleistung. Pumpenkennlinie, Laufradgeometrie, Drehzahl und Medium müssen zusammenpassen.

Wann sich eine Aufrüstung anbietet

Eine technische Aufrüstung ist sinnvoll, wenn sich die Werkzeugmaschine oder der Prozess verändert hat. Neue IKZ-Werkzeuge, zusätzliche Düsen oder höhere Spülleistungen können andere Druck- und Mengenanforderungen erzeugen.

Auch eine drehzahlgeregelte Pumpe kann interessant sein. Ein Frequenzumrichter passt die Pumpendrehzahl an wechselnde Anforderungen an. Das kann Energieverbrauch, Wärmeeintrag und mechanische Belastung senken. Die Eignung muss anhand des Lastprofils und der Pumpenkennlinie bewertet werden.

Welche Daten werden für eine Ersatzpumpe benötigt?

Eine belastbare Pumpenauslegung beginnt mit technischen Betriebsdaten. Typenschild und Anschlussmaße bilden dabei nur einen Teil der erforderlichen Informationen.

Hydraulische Anforderungen

Benötigt werden der erforderliche Volumenstrom und der Druck am Verbraucher. Leitungs-, Filter- und Ventilverluste müssen dabei berücksichtigt werden. Idealerweise werden mehrere Betriebszustände erfasst, etwa Außenkühlung, Spülung und IKZ.

Die vorhandene Pumpenkennlinie hilft zu prüfen, ob die Pumpe im empfohlenen Bereich arbeitet.

Medium und Verschmutzung

Für die Auswahl müssen KSS-Art, Viskosität und Betriebstemperatur bekannt sein. Bei verschmutzten Medien kommen Filterfeinheit, Restschmutz, Spanform und maximale Partikelgröße hinzu.

Eine Hochdruckpumpe für gefilterten KSS stellt andere Anforderungen als eine Rückförderpumpe, die ein Späne-KSS-Gemisch transportiert.

Einbau und elektrische Anbindung

Zu prüfen sind Bauform, Eintauchtiefe, Befestigungsbild, Einbauraum und Leitungsanschlüsse. Elektrisch müssen Spannung, Frequenz, Phasen, Nennstrom, Schutzart und Steuerung kompatibel sein.

Bei einer Aufrüstung sind außerdem Frequenzumrichter, Sensorik, Motorschutz und Schnittstellen zur Maschinensteuerung einzubeziehen. Änderungen sollten mit dem Maschinenhersteller oder einem qualifizierten Pumpenfachbetrieb abgestimmt werden.

Wie FLACO die KSS-Versorgung verbessern kann

FLACO unterstützt einen kontrollierten KSS-Prozess vom Mischen bis zur Befüllung des Maschinentanks. Mobile und stationäre Misch- und Dosiersysteme stellen bedarfsgerechte Nachsätze mit definierter Konzentration bereit.

Regelmäßiges Nachfüllen unterstützt einen stabilen Tankfüllstand und schafft verlässliche Bedingungen für den Betrieb der Maschinenpumpe. Ausgewählte FLACO-Systeme dokumentieren zusätzlich Befüllmengen, Konzentrationen und Maschinenzuordnungen. 

Definierte Konzentration für jede Befüllung

FLACO-Systeme messen den Wasserdurchfluss und dosieren das KSS-Konzentrat über eine geregelte Zahnradpumpe hinzu. Für jede Befüllung kann eine eigene Konzentration eingestellt werden.

Das ist hilfreich, wenn Maschinen unterschiedliche Sollkonzentrationen oder Nachsätze benötigen. Eine reproduzierbare Mischung reduziert Schwankungen durch manuelles Ansetzen.

Bedarfsgerechtes Nachfüllen am Maschinentank

Regelmäßiges Nachfüllen unterstützt einen stabilen Tankfüllstand. Dadurch sinkt das Risiko, dass die Maschinenpumpe bei niedrigem Pegel Luft ansaugt. Eine Garantie gegen Kavitation ergibt sich daraus nicht, da auch Pumpenauslegung, Temperatur und Zulaufverluste berücksichtigt werden müssen.

Für mobile Anwendungen stehen unter anderem die Systeme KSS 200/60 eco, pro und max zur Verfügung. Die ST-Systeme nutzen einen Wasseranschluss am Einsatzort. Das KSS-MS pro eignet sich für einen stationären Misch- und Abgabepunkt.

Dokumentierte Befüllungen

Bei pro- und max-Systemen können Maschine, Bediener, Zeitpunkt, Füllmenge und eingestellte Konzentration dokumentiert werden. Extern gemessene Werte wie pH-Wert, Nitrit und tatsächliche Tankkonzentration werden manuell eingetragen.

So entsteht eine nachvollziehbare Historie der Befüllungen. Wiederkehrende Abweichungen lassen sich leichter einer Maschine oder einem Prozess zuordnen.

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Häufige Fragen zur Kühlmittelpumpe

Warum fördert die Kühlmittelpumpe zu wenig?

Häufige Ursachen sind ein niedriger Füllstand, zugesetzte Filter, blockierte Düsen, Luft im System oder ein verschlissenes Laufrad. Prüfen Sie den Druck möglichst an mehreren Punkten des Kreislaufs, um den Leistungsverlust einzugrenzen.

Wie erkennt man Kavitation an einer Kühlmittelpumpe?

Mögliche Anzeichen sind knatternde Geräusche, Vibrationen, schwankende Förderleistung und Lochfraß an hydraulischen Komponenten. Für die Diagnose müssen Zulaufdruck, Temperatur, Leitungsverluste und die NPSH-Anforderungen der Pumpe geprüft werden.

Welche Pumpe eignet sich für eine Werkzeugmaschine?

Die passende Pumpenart hängt von Aufgabe, Druck, Volumenstrom und Verschmutzung ab. Für Außenkühlung werden häufig Tauch- oder Kreiselpumpen eingesetzt. IKZ-Anwendungen können Hochdruck- oder Schraubenspindelpumpen erfordern.

Kann eine stärkere Kühlmittelpumpe einfach nachgerüstet werden?

Eine höhere Motorleistung allein verbessert die Versorgung kaum. Die Pumpe muss zur Anlagenkennlinie, Filtration, Verrohrung und Maschinensteuerung passen. Eine falsch dimensionierte Pumpe kann Energieverbrauch, Schaum oder Kavitation begünstigen.

Wie unterstützt FLACO den Betrieb der Maschinenpumpe?

FLACO-Systeme stellen definierte KSS-Nachsätze her und unterstützen das regelmäßige Befüllen des Maschinentanks. Pro- und max-Systeme dokumentieren zusätzlich Befülldaten.