Angesichts des Klimawandels und der steigenden Anforderungen an umweltgerechten Maschinenbetrieb in der Bau-, Land-, Forst- und Kommunalwirtschaft steigt die Notwendigkeit, Maschinen nachhaltiger und effizienter zu betreiben. Arbeitsabläufe und Antriebssysteme müssen optimiert werden, aber auch die verwendeten Rohstoffe sollten Teil der Prozessbetrachtung sein. Waren Schmierstoffe und Hydraulikfluide früher wenig beachtete Betriebsstoffe, entwickeln sie sich zunehmend zu einem systemrelevanten Faktor für Verfügbarkeit, Effizienz und Lifecycle-Kosten.

Nachhaltigkeit systemisch bewerten

Auch im Bereich Nachhaltigkeit reicht die isolierte Betrachtung einzelner Produkteigenschaften – etwa biologische Abbaubarkeit – nicht mehr aus. Entscheidend ist eine ganzheitliche Bewertung über den gesamten Lebenszyklus: technisch, ökologisch und wirtschaftlich. Leistungsstarke, umweltschonende Hydraulikfluide und Schmierstoffe können Standzeiten und Energieeffizienz verbessern, und somit die Nachhaltigkeit und TCO positiv beeinflussen. Gezielte Umölungen bieten zusätzliches Wertsteigerungspotenzial, wenn sie systemisch geplant und bewertet werden.

Vor diesem Hintergrund gewinnt die Entwicklung eines einheitlichen, branchenübergreifenden Bewertungsmodells von Ölen und Schmierstoffen an Bedeutung. Ein solcher Standard muss Nachhaltigkeit vergleichbar machen, Performance und Lifecycle berücksichtigen und echte Entscheidungsgrundlagen für OEMs und Betreiber liefern.

Denn viele Schmierstoffhersteller verstehen unter Nachhaltigkeit bislang lediglich die biologische Abbaubarkeit, wie sie an vielen Stellen, etwa bei der Projektvergabe, gefordert wird, beispielsweise nach OECD 301 Standard. Doch das ist für eine objektive Bewertung des Schmierstoffs zu kurz gegriffen, wie Ralf Schrempp, Leiter Heavy Machinery bei Bantleon, erklärt: „Die biologische Abbaubarkeit von Schmierstoffen ist ein wichtiger Faktor für die Nachhaltigkeit, ohne Frage. Aber er ist nicht der Einzige. Die heutige Normierung berücksichtigt die Betriebsfaktoren kaum, bzw. setzt sie zu wenig in Korrelation. Wir erarbeiten gemeinsam mit Industriepartner und führenden Forschungsinstituten einen Kriterienkatalog, der Schmierstoffe und Gesamtsystem ganzheitlich betrachtet und letztlich einen einheitlichen Nachhaltigkeitsindex bzw. CO2-Wert liefert, der sich unabhängig vergleichen lässt. Nachhaltigkeit entsteht nicht durch Produkteigenschaften allein, sondern durch die systemische Optimierung von Fluid, Sensorik, Wartungsstrategie.“

Hierbei werden beispielsweise das Oxidations- bzw. Alterungsverhalten über anerkannte Tests ermittelt, die Effizienz und die Werkstoffverträglichkeit und eine Vielzahl weiterer Faktoren in Betracht gezogen. Dabei wird der Schmierstoff auch über die gesamte Lebensdauer betrachtet.

Ein konkretes Beispiel:

• Ein Mineralöl hat einen Carbon Footprint mit einem errechneten Wert von ca. 1 kg CO₂e / 1 kg Öl, da es zum Beispiel weniger Ressourcen zur Herstellung benötigt.
• Ein synthetischer Schmierstoff hat einen Wert von ca. 3 kg CO₂e / 1 kg Öl in dieser Kategorie. 

Wenn man nur diesen Wert betrachtet, ist das Mineralöl um den Faktor 3 nachhaltiger. Zieht man nun aber lediglich die Ölwechselintervalle als Bewertungsgrundlage hinzu, ändert sich das Bild. Ein hervorragender synthetischer Schmierstoff kann ein ganzes Maschinenleben überdauern und keinen einzigen Wechsel benötigen. Benötigt das Mineralöl im Vergleich mehr als drei Wechselintervalle, ist es ab dem dritten Wechsel weniger nachhaltig als der synthetische Schmierstoff. Wenn man weitere Faktoren hinzuzieht, würde die Waage noch stärker in Richtung synthetischer Schmierstoff ausschlagen.

Das Bantleon Nachhaltigkeits-Bewertungssystem zieht insgesamt 14 Faktoren als Grundlage heran, um einerseits den Nachhaltigkeitswert zu ermitteln, aber andererseits die Passgenauigkeit des Schmierstoffs zu den Anforderungen von Maschinen oder sogar Anwendungen widerzuspiegeln.

Die angegebenen Referenzbereiche der Maschine und Applikationen dienen dazu, verschiedene vorgegebene Mindestniveaus gegenüberzustellen. Das untersuchte Fluid wird als Linie überlagert dargestellt, um ein Gefühl für Soll- und Ist-Werte zu erhalten. Auf diese Weise wird die Wahl des bestmöglichen Fluids erleichtert. Gleichzeitig kann dieser Ansatz zur Entwicklung hochspezialisierter Schmierstoffe und Öle genutzt werden.

Von der Theorie in die Praxis

Die Erkenntnisse aus der Theorie, jahrzehntelanger Erfahrung des Schmierstoffverhaltens und der partnerschaftlichen akademischen Forschung führt Bantleon in seinem B.SHERPA-System (Bantleon System Competence in Hydraulic fluid Evaluation Reliability Predictive Maintenance and Analytics) zusammen. Es beschreibt den ganzheitlichen Ansatz, im Zusammenwirken von Hydraulikfluid, Sensorik, Datenanalyse und Wartungsstrategie zu einem integrierten System zu kommen und das Fluidmanagement zu einem aktiven Bestandteil des Maschinenlebenszyklus zu machen.

Dieses Fluidmanagement-System testet Bantleon aktuell in Feldversuchen. Gemeinsam mit ausgewählten Projektpartnern untersucht das Ulmer Unternehmen die Validität typischer Messwerte von Zustandssensoren. Partikelzähler, Feuchtigkeitssensoren und Viskositäts-Sensoren führender Sensorhersteller messen innerhalb eines geschlossenen Ölkreislaufs die entsprechenden Werte und geben diese an eine im Markt verbreitete Mobilsteuerung weiter. Die Werte werden über eine Visualisierungssoftware zur Analyse dargestellt.

Bantleon kann aufgrund der Erfahrung mit den Bewertungskriterien der Schmierstoffe und Hydraulikfluiden die Messwerte beurteilen, wie Ralf Schrempp erläutert: „Die Frage ist einerseits, mit welchen Hilfsmitteln beurteile ich den Maschinenzustand. Was messe ich überhaupt? Die entscheidendere Frage bei Ölen und Schmierstoffen ist jedoch: Was bedeuten diese Messwerte eigentlich? Wir sind seit Jahrzehnten in der Forschung und Qualifizierung von Schmierstoffen zuhause und können somit das fehlende Puzzlestück zur Bewertung des Maschinenzustands liefern.“

Vom Testaufbau ins Feld

Der Testaufbau soll in naher Zukunft in erste Testmaschinen integriert werden, um Daten aus dem Feld aufzuzeichnen und zu bewerten. Denn auch das ist ein Vorteil, des Bantleon Ansatzes. Anders als bisher soll die Ölzustandsüberwachung und -bewertung künftig auch über die Cloud verfügbar sein. Im Vergleich zur aktuellen Realität wäre dies ein enormer Komfort- und Effizienzsprung für Maschinenbetreiber. Nach wie vor ist es gängige Praxis, Ölproben zu ziehen und diese im Labor aufwändig analysieren zu lassen – meist über mehrere Tage. Der zeitliche und finanzielle Aufwand der Ölanalyse würde sich drastisch reduzieren, gerade wenn es um Maschinen geht, die an entlegenen Orten eingesetzt werden. Zeitbasierte Schmierstoffwechselintervalle würden damit der Vergangenheit angehören, unvorhergesehene Stillstandzeiten aufgrund von ölverschleißbedingten Schäden werden eliminiert. „Der Maschinenbetreiber kann seine Maschine vom Schreibtisch aus überwachen. Er weiß genau, ob es wirklich notwendig ist, einen Ölwechsel am anderen Ende der Welt zu organisieren, oder ob das Öl noch bis zum Ende des Einsatzes den gewünschten Qualitätskriterien entspricht. Gerade bei zeitkritischen Einsätzen, etwa in der Erntezeit, ist dieses Wissen von großem Vorteil“, führt Ralf Schrempp aus.    

Die eingangs angesprochenen Bewertungskriterien sollen nach und nach mit diesen Echtzeitwerten in Korrelation gebracht werden, um eine Beurteilung der Schmierstoffe und Fluide auch nach dieser Methodik im Feld zu ermöglichen. Ralf Schrempp schließt: „Unser Nachhaltigkeitskriterien sind die theoretische Basis, die nun in die Praxis Einzug halten. Perfekt durchleuchtete Hochleistungsöle können in Verbindung mit optimierter Sensorik und passenden Diagnose- und Kommunikationssystemen das Condition Monitoring der Zukunft ermöglichen. Ressourcen werden geschont, und die Produktivität deutlich erhöht. Unsere Rolle als Schmierstoffanbieter entwickelt sich weiter: vom reinen Produktlieferanten hin zum System- und Lösungspartner, der Maschinenbetreiber und OEMs bei der Auswertung, Interpretation und Nutzung von Zustandsdaten unterstützt.“ 

Die Folgen sind ein hoher Verbrauch an Kühlschmierstoffen, kürzere Werkzeugstandzeiten und eine geringere Prozesssicherheit in der Fertigung.

Die Lösung: vollautomatisiertes Kühlschmierstoff-Management

Einfache Abhilfe schaffen hier vollautomatische Systeme für das KSS-Management. Diese überwachen den Kühlschmierstoff kontinuierlich und füllen bei Bedarf so viel Wasser und Konzentrat nach, dass der KSS innerhalb der vorgegebenen Werte bleibt.

Was sich einfach anhört, stellt jedoch hohe Anforderungen an diese Systeme:  

• KSS-Konzentration automatisch messen und regeln
• Nachrüstbarkeit an bestehende Maschinenparks aller Hersteller
• Integration in verschiedene Fluidmanagementkonzepte
• Engmaschiges und präzises Monitoring
• Robuste und zuverlässige Technik
• Konformität mit der TRGS 611 Kühlschmierstoff
• Und: Digitale Erfassung und Auswertung der Verbrauchs- und Zustandsdaten. Denn das ist entscheidend für die Integration in datengetriebene Fertigung. Und es belegt die konkreten Einsparungen und den Return-on-Invest

Bis zu 30 % geringerer KSS-Verbrauch sind in der Praxis möglich

Welchen Effekt ein automatisiertes Kühlschmierstoffmanagement in der Fertigung haben kann, zeigt das System CUMA, das seit März 2024 Liebherr Components im Einsatz ist. Entwickelt wurde CUMA – Cutting Fluid Manager von der Hermann Bantleon GmbH aus Ulm in Zusammenarbeit mit dem Automatisierungsspezialisten Festo. CUMA besteht aus verschiedenen Baugruppen für die Steuerung, Analyse, Sensorik und Fluidik – und lässt sie dadurch einfach in bestehende Anlagen integrieren.

Das System misst kontinuierlich und in Echtzeit Parameter wie Konzentration, pH-Wert und Leitfähigkeit des KSS im Tank. Dadurch werden Abweichungen sofort erkannt und Menge und Konzentration des KSS durch die automatische Zugabe von Wasser und Konzentrat auf den Sollwert gebracht. Aber CUMA geht noch einen Schritt weiter: Das System ermöglicht zusätzlich eine digitale Erfassung und Auswertung aller Daten zum KSS-Zustand und dem Verbrauch. Damit erfüllt das automatisierte Fluidmanagement-System CUMA alle Anforderungen einer vernetzten, digitalen Fertigung.

Bei Liebherr Components reduzierte sich der Kühlschmierstoffverbrauch in der Produktion durch CUMA um circa 30 %. Neben diesen direkten Einsparungen verlängert die konstant optimale Qualität die Standzeiten des Kühlschmierstoffs und der Werkzeuge.

Das wiederum schafft konstantere Bedingungen bei der Fertigung. Und das wiederum erhöht die Qualität, Prozesssicherheit und Maschinenverfügbarkeit.

Fazit: Das Thema KSS erscheint zwar nur als ein Nebenaspekt in der Fertigung. Doch der positive Effekt einer optimalen KSS-Versorgung ist immens. Und der einfachste Weg, diese zu erreichen ist ein automatisiertes Kühlschmierstoffmanagement.

Die Lösung automatisiert zentrale Aufgaben im Kühlschmierstoffmanagement und sorgt für eine kontinuierliche Überwachung der Emulsionsqualität. Erste Praxiserfahrungen aus der Produktion von Liebherr-Components zeigen, welche Effekte sich dadurch in der Fertigung erzielen lassen.

Ausgangspunkt war die Herausforderung, die Qualität des Kühlschmierstoffs dauerhaft stabil zu halten und gleichzeitig den manuellen Aufwand zu reduzieren. „Grundsätzlich wird der Kühlschmierstoff einmal pro Woche gemessen. Für diese Messung fällt ein gewisser Aufwand an, den wir reduzieren möchten. Gleichzeitig wäre eigentlich eine deutlich engmaschigere Kontrolle notwendig – insbesondere bei der Konzentration“, beschreibt Samuel Beck, Betriebsingenieur der Technischen Administration die Ausgangssituation.

Hier setzt das CUMA-System an. Sensoren überwachen kontinuierlich zentrale Parameter wie Konzentration, pH-Wert und Leitfähigkeit der Emulsion. Die Messwerte werden permanent erfasst und über eine webbasierte Software visualisiert. Auf Basis dieser Daten steuert das System automatisch die Nachfüllung von Wasser und Konzentrat und sorgt dafür, dass die optimale Konzentration im Kühlschmierstofftank konstant gehalten wird.

Der besondere Ansatz liegt in der Verbindung mehrerer Technologien. CUMA kombiniert Sensorik, Fluidik und digitale Datenauswertung zu einem integrierten System, das sich in bestehende Produktionsumgebungen und Fluidmanagementkonzepte einbinden lässt. Produktionsverantwortliche erhalten dadurch nicht nur stabile Prozessbedingungen, sondern auch transparente Informationen über Verbrauch, Qualität und Trends im Kühlschmierstoffkreislauf.

Bei Liebherr fiel die Entscheidung für die Einführung der Lösung auch aufgrund der bestehenden Zusammenarbeit mit Bantleon und Festo. „Festo ist Partner von Bantleon, unserem Anbieter für das Fluidmanagement im Werk, der über 90 Prozent unserer Maschinen betreut. Daher war CUMA für uns eine logische Lösung.

Neben der verbesserten Prozessstabilität zeigt sich der Nutzen auch beim Ressourceneinsatz. Durch die kontinuierliche Überwachung und automatisierte Dosierung verlängert sich die Standzeit des Kühlschmierstoffs, während gleichzeitig die Konzentration konstant bleibt. „Der größte Effekt ist allerdings eine Einsparung von etwa 30 Prozent beim verbrauchten Konzentrat“, berichtet Samuel Beck.

Mit CUMA verfolgen Bantleon und Festo das Ziel, Kühlschmierstoffprozesse stärker zu automatisieren und gleichzeitig mehr Transparenz über den gesamten Fluidkreislauf zu schaffen. Damit wird das Fluidmanagement zunehmend zu einem datenbasierten Bestandteil moderner Produktionssysteme und unterstützt zudem maßgebend bei der Ressourcenschonung.

Ausgangspunkt war die Inbetriebnahme einer neuen Reinigungsanlage bei IQM. Die Herausforderung bestand darin, einen Partner für ein Reinigungsmedium zu finden, das für alle Legierungen eingesetzt werden kann, die das Unternehmen seinen Kunden anbietet – bei gleichzeitig konstant hoher Reinigungsleistung.

„Mit der Inbetriebnahme einer neuen Anlage in 2021 standen wir vor der Aufgabe, ein Reinigungsmedium zu finden, das für sämtliche Legierungen geeignet ist, die wir bearbeiten. Gleichzeitig mussten wir sicherstellen, dass wir die hohen Qualitätsanforderungen unserer Kunden zuverlässig erfüllen“, erklärt der kaufmännische Leiter der IQM Oberflächentechnik GmbH, Sebastian Trakies. „Mit Bantleon haben wir diesen Partner gefunden und können in unserer Reinigungsanlage alle Bauteile so reinigen, wie wir es brauchen, um die Qualität unserer Kunden dauerhaft zu gewährleisten.“

Im Fokus des Projekts stand das Ziel, Bauteile zuverlässig sauber zu bekommen und gleichzeitig alle Prozessschritte optimal aufeinander abzustimmen. Nach dem Gleitschleifen sorgen speziell abgestimmte Reinigungsmedien für die effektive Entfernung von Verunreinigungen. Die anschließende Restschmutzanalyse im Reinraum stellt sicher, dass die geforderten Qualitätsstandards eingehalten werden. Auf diese Weise entstehen dauerhaft saubere Bauteile und eine hohe Prozesssicherheit für die nachfolgenden Fertigungsschritte.

Ein entscheidender Erfolgsfaktor war die individuelle, technische Beratung durch Bantleon entlang des gesamten Prozesses. Neben der Auswahl des passenden Reinigungsmediums unterstützte Bantleon IQM auch bei der Auslegung der geeigneten VCI-Verpackung. Diese schützt die gereinigten Bauteile zuverlässig vor Korrosion und bereitet sie sicher für Lagerung und Versand vor. Reinigung, Korrosionsschutz und Verpackung wurden dabei als integriertes Gesamtsystem betrachtet und exakt auf die Anforderungen von IQM abgestimmt.

„Wir schätzen besonders, dass der technische Berater von Bantleon jederzeit erreichbar ist und uns unmittelbar unterstützt“, Melanie Rehm, Produktionsleiterin der IQM Oberflächentechnik GmbH.

Die gemeinsame Success Story zeigt, dass erfolgreiche Reinigung und hochwertige Oberflächentechnik nicht durch einzelne Produkte entstehen, sondern durch partnerschaftliche Zusammenarbeit, technische Expertise und den konsequenten Blick auf den gesamten Prozess. So lassen sich Qualität, Effizienz und Nachhaltigkeit gleichermaßen steigern – ein Ansatz, der in der modernen Oberflächentechnik zunehmend an Bedeutung gewinnt.

Vor über fünf Jahren begann das UWB unter der Leitung von Ulrich Pohlmann, Fuhrparkverantwortlicher im Bereich zentrale betriebliche Aufgaben, mit dem Einsatz des biologisch abbaubaren Hochleistungshydrauliköls AVIA SYNTOFLUID PE-B. Seine Beweggründe und Erfahrungen beschreibt Ulrich Pohlmann wie folgt:

1. Welche Geräte / Maschinen werden, bzw. sind mit dem biologisch abbaubaren Hydraulikfluid AVIA SYNTOFLUID PE-B befüllt?

Wir setzen das AVIA SYNTOFLUID PE-B mittlerweile bei allen Hydraulik-Geräten ein. Dieses Öl ist seit mehr als fünf Jahren fester Bestandteil der Ausschreibungsunterlagen im Kontext unserer Maschinenbeschaffung. Die meisten Hersteller von Abfallsammelfahrzeugen, Kehrmaschinen, Schmalspurfahrzeugen, Bagger und sogar namhafte Pressmulden-Hersteller gehen diesen Weg mit uns. Unsere Maschinen und Anlagen werden entsprechend ab Werk mit AVIA SYNTODLFUID PE-B befüllt.

2. Welchen konkreten nachhaltigen Nutzen sehen Sie im Einsatz?

Mit AVIA SYNTOFLUID PE-B schonen wir die Umwelt im Falle einer Leckage, wobei wir eine deutliche Reduzierung ungewollter Leckagen im Vergleich zu dem vorher eingesetzten Bio-Hydrauliköl verzeichnen. Zudem ist es uns gelungen, eine deutliche Sortenreduktion vorzunehmen, mit dem Öl decken wir nahezu alle Hydraulikölanforderungen unseres breiten Maschinen-Fuhrparks ab. Das Öl zeigt eine gute Mischbarkeit, wir sparen uns somit Stillstandzeiten und Kosten für Umölungen.

3. Welche Erfahrungen haben Sie hinsichtlich Öllebensdauer?

Durch den Einsatz eines Zusatzfilters im Rücklauf des Hydraulikkreislaufes konnten wir den einsatzbedingten, zwangsläufigen Wasser- und Schmutzeintrag so weit verringern, das praktisch keine Alterung des Hydrauliköles mehr eintritt. Mittlerweile verzichten wir für die gesamte Maschinen-Flotte der Abfallsammelfahrzeuge, ca. 60 Geräte, auf einen Hydraulikölwechsel. Wir sichern dies durch regelmäßiges Ölmonitoring bei einem unabhängigen Labor ab.

Konkret bedeutet das eine deutliche Reduzierung unseres Frischölbedarfs, gleichbedeutend mit weniger Entsorgungsmenge. Im Vergleich zu 2018 hat sich unser Hydraulikölbedarf um etwa 50 % verringert, was sich zusätzlich auch positiv auf unsere Beschaffungskosten sowie unsere CO2 Bilanz auswirkt. Im Ergebnis können wir dem Hydrauliköl AVIA SYNTOFLUID PE-B ein perfektes Zusammenwirken aus Leistung, Ökonomie und Ökologie zusprechen.

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