Vollsynthetische Kühlschmierstoffe

Theorie

Der Unterschied zwischen einer Emulsion und einer Lösung ist kein gradueller, sondern ein struktureller: In der Emulsion liegt eine zweite, flüssige Phase in feinen Tröpfchen vor, in der Lösung gibt es diese Phasengrenze nicht mehr. Vieles, was auf dieser Seite folgt (Sicht ins Bad, Filtrierverhalten, Schaumneigung, Lastgrenze, Rückstandsbild), hat hier seinen Ursprung. Es folgt daraus aber nicht zwangsläufig: Wie stark sich jeder dieser Punkte auswirkt, entscheidet die konkrete Formulierung, nicht die Zugehörigkeit zu einer Produktklasse. Wer diese Seite als Liste von Klasseneigenschaften liest, wird sich beim ersten Anwendungsfall wundern.

Die Einteilung, sauber

Die maßgebliche Begriffsnorm ist DIN 51385:2013-12 „Schmierstoffe. Bearbeitungsmedien für die Umformung und Zerspanung von Werkstoffen. Begriffe“. Ein Detail, das in der Praxis oft untergeht: Der Oberbegriff „Kühlschmierstoffe“ wurde dort durch „Bearbeitungsmedien“ abgelöst; mit „Kühlschmierstoffen“ sind nur noch die Medien für die zerspanende Bearbeitung gemeint. Weil der alte Oberbegriff in den Betrieben etabliert ist, wird er weiter verwendet, auch hier.

Die erste Trennung verläuft zwischen nichtwassermischbaren und wassermischbaren Kühlschmierstoffen. Nichtwassermischbare werden unverdünnt eingesetzt. Wassermischbare sind Konzentrate, die vor der Verwendung mit Wasser auf Gebrauchskonzentration verdünnt werden; das Ergebnis dieser Verdünnung heißt wassergemischter Kühlschmierstoff. Diese drei Begriffe sind nicht austauschbar: Das Konzentrat im Fass ist wassermischbar, die Flüssigkeit im Tank ist wassergemischt.

Innerhalb der wassermischbaren Produkte unterscheidet DIN 51385 zwei Typen: emulgierbare Kühlschmierstoffe, die mit Wasser eine Öl-in-Wasser-Emulsion bilden, und wasserlösliche, die mit Wasser kolloidale oder echte Lösungen ergeben. Der zweite Typ ist das, was der Markt vollsynthetisch nennt. Die Zwischenstufe, die als teil- oder semisynthetisch verkauft wird, liegt dazwischen: eine sehr feine, transluzente Öl-in-Wasser-Dispersion.

Genau hier lohnt Genauigkeit. „Vollsynthetisch“, „teilsynthetisch“ und „semisynthetisch“ sind Marktbegriffe, keine normativen Kurzzeichen. Weder die DGUV Regel 109-003 noch das Kühlschmierstoff-Portal des IFA verwenden sie in ihren Begriffsbestimmungen. Wer eine Anfrage schreibt, sollte deshalb nicht „vollsynthetisch“ fordern, sondern wasserlöslich und mineralölfrei. Das ist die Eigenschaft, die tatsächlich gemeint ist, und sie ist im Gegensatz zum Marktbegriff nachprüfbar.

International ordnet ISO 6743-7 die Bearbeitungsmedien der Familie M innerhalb der Schmierstoffklasse L zu; die Codes MHx bezeichnen die nichtwassermischbaren, die Codes MAx die wassermischbaren Produkte.

Fordern Sie in der Anfrage die Eigenschaft, nicht das Etikett: „wasserlöslich, mineralölfrei“ ist prüfbar, „vollsynthetisch“ ist eine Marktbezeichnung ohne genormten Inhalt.

Warum eine Lösung klar ist

Eine Makroemulsion streut sichtbares Licht, weil ihre Öltröpfchen groß genug dafür sind; sie sieht milchig aus. Werden die Tröpfchen deutlich kleiner als die Wellenlänge des sichtbaren Lichts, nimmt die Streuung stark ab, und die Mikroemulsion wird transluzent. Eine echte Lösung hat überhaupt keine Phasengrenze mehr, an der Licht gestreut werden könnte: Die Bestandteile sind molekular beziehungsweise ionisch gelöst. Sie ist klar. Kolloidale Lösungen, die DIN 51385 ausdrücklich mit einschließt, können dabei eine leichte Opaleszenz zeigen: „klar“ ist also der Regelfall, nicht die Definition.

Praktisch heißt das: Man sieht durch das Bad hindurch auf die Schneide, den Tankboden, die Späne und die Pumpe. Fremdöl, Schwebstoffe, Biofilme und Ablagerungen fallen früher auf. Das ist ein Prozessvorteil, weil er Diagnosezeit spart und nicht, weil ein klares Bad besser wäre als ein trübes.

Womit geschmiert wird, wenn kein Öl da ist

In der Emulsion liefert die Ölphase den Schmierfilm. In der Lösung übernehmen das die Additive. Die DGUV Regel 109-003 listet die Additivgruppen für Kühlschmierstoffe auf: schmierfilmbildende Stoffe, Zusätze für die Hochdruckschmierung zur Grenzflächenschmierung bei hohen Kontakttemperaturen, Korrosionsschutzzusätze, Alterungsschutzstoffe, Antinebelstoffe, Entschäumer, grenzflächenaktive Substanzen, Dispersionsmittel, Emulgatoren, Lösungsvermittler und Biozide.

Der Mechanismus ist damit im Kern Grenzflächenschmierung: Polare Moleküle lagern sich an der Metalloberfläche an und bilden dort eine Trennschicht; wasserlösliche Polymere erhöhen die Zähigkeit des mitgeschleppten Films; die Zusätze für die Hochdruckschmierung bilden ihrerseits Grenzschichten, teils durch physikalische Adsorption, teils als tribochemisch gebildete Reaktionsschichten auf der im Schnitt frisch erzeugten Metalloberfläche. Wie viel eine solche Schicht trägt, ergibt sich aus dem Zusammenspiel von Additivchemie, Flächenpressung, Temperatur und Oberflächenzustand und nicht aus einer Schaltschwelle: Adsorptiv wirkende Zusätze tragen bereits bei moderaten Bedingungen, stärker reaktive Systeme entfalten ihre Wirkung typischerweise erst unter höherer Belastung. Was fehlt, ist ein Ölvorrat, der sich unter Last nachschieben kann. Genau daraus folgt die Lastgrenze weiter unten.

Wärmeabfuhr und eine verbreitete Fehlerwartung

Die Kühlleistung eines wassergemischten Kühlschmierstoffs kommt ganz überwiegend vom Wasser; dessen spezifische Wärmekapazität liegt etwa beim Doppelten der von Mineralöl. Bei den üblichen Gebrauchskonzentrationen ändert das Konzentrat daran wenig. Der Unterschied zwischen Emulsion und Lösung liegt deshalb nicht in der Wärmekapazität, sondern im Wärmeübergang an der heißen Fläche: Ein Bad mit niedrigerer Grenzflächenspannung benetzt besser und kommt dorthin, wo die Wärme entsteht.

Wer bei einer Umstellung „mehr Kühlung“ erwartet, sollte diese Erwartung deshalb an der Zuführung festmachen und nicht am Produkt. Thermische Maßdrift ist in erster Linie ein Zuführ- und Temperaturführungsthema; die Grundlagen dazu stehen auf der Seite Metallbearbeitung.

Benetzung, Spülung, Verschleppung: eine Stellschraube, drei Vorzeichen

Wasserlösliche Ansätze werden häufig auf niedrige Grenzflächenspannung hin formuliert, weil das die Benetzung verbessert. Ein Klassenmerkmal ist das nicht: Wie stark grenzflächenaktive Substanzen und Polymere dosiert sind, entscheidet die Rezeptur, und ein tensidarm eingestellter wasserlöslicher Ansatz verhält sich anders als ein tensidreicher. Wo die Grenzflächenspannung tatsächlich niedrig liegt, wirkt sie jedoch in drei Richtungen gleichzeitig:

• positiv: bessere Benetzung, besseres Eindringen in die Kontaktzone, bessere Spülwirkung, sauberere Späne und Werkstücke;
• negativ: höhere Schaumneigung, weil dieselben grenzflächenaktiven Substanzen Luft stabilisieren (wie stark, hängt von Tensidtyp, Entschäumer und Wasserhärte ab);
• negativ: mehr Verschleppung, weil ein gut benetzender Film am Bauteil und am Span haften bleibt und mit ihm die Anlage verlässt.

Wer den ersten Punkt kauft, kauft die anderen beiden in aller Regel mit. Das ist kein Mangel des Produkttyps, sondern eine Randbedingung, die in der Anlage abgefangen wird: über Entschäumung, Zuführdruck, Fallhöhen im Rücklauf, Späneabtropfstrecke und Nachfüllregime. Welches Vorzeichen im Einzelfall überwiegt, zeigt der Betriebsversuch und nicht das Merkblatt.

Grundlage: DIN 51385:2013-12 (Begriffe, Einteilung wassermischbar/wassergemischt sowie emulgierbar/wasserlöslich); DGUV Regel 109-003 „Tätigkeiten mit Kühlschmierstoffen“, Ausgabe April 2026, Abschnitt 2 (Begriffsbestimmungen) und Nr. 1 (Additivgruppen); IFA-Kühlschmierstoff-Portal, „Kühlschmierstoffarten“ (Zugriff 09.08.2026); ISO 6743-7:1986 (2020 bestätigt). Die Bildung der Grenzschichten durch Zusätze für die Hochdruckschmierung ist bewusst gegen die verbreitete Kurzfassung formuliert: Adsorption und tribochemische Reaktion laufen nebeneinander, eine einzelne Aktivierungstemperatur gibt es nicht.

Anwendung in der Praxis

Der häufigste Fehler bei einer Umstellung ist, das Produkt zu tauschen und die Anlage zu lassen, wie sie ist. Der Vorteil einer Lösung entsteht erst, wenn die Peripherie ihn abholen kann; ihre Nachteile treten genau dort zutage, wo die Peripherie das nicht tut.

Wo wasserlösliche Bäder ihre Stärke ausspielen

Schleifprozesse stehen an erster Stelle. Der Abtrag fällt als sehr feiner Schleifschlamm an, der in einer Emulsion die Filtrierbarkeit und die Standzeit begrenzt. Weil in einer Lösung keine disperse Ölphase vorliegt, die im Filtermedium zurückgehalten oder in der Pumpe geschert wird, ist in der Regel eine feinere Filtration möglich. Beliebig fein ist sie damit nicht: Polymere, grenzflächenaktive Substanzen und Korrosionsschutzadditive können am Filtermedium adsorbieren oder abgeschieden werden, und dann verarmt das Bad an genau den Bestandteilen, die es tragen. Filterfeinheit, Filtermedium und Standzeit des Bades sind deshalb gemeinsam mit dem Lieferanten festzulegen und nach der Umstellung an der Basenreserve und am Korrosionsverhalten nachzuprüfen und nicht am Datenblatt abzulesen.

Weiter passen Prozesse mit hohem Sauberkeitsanspruch an das Bauteil, Prozesse mit optischer Überwachung im Arbeitsraum, Prozesse mit langen Badstandzeiten und Zentralanlagen mit vielen angeschlossenen Maschinen.

Anlagentechnik ist kein Zubehör

Filterfeinheit und Filtermedium müssen zum Abtrag passen; die Späneförderung braucht eine Abtropfstrecke; Tankvolumen und Verweilzeit müssen für Beruhigung und Entlüftung reichen; der Rücklauf sollte ohne freien Fall auskommen; die Fremdölabscheidung muss den Sinn erfüllen können, den sie in einer Lösung haben kann; und die Absaugung muss zum entstehenden Aerosol passen. Für die Gestaltung verweist die DGUV Regel 109-003 ausdrücklich auf VDI 3035 Blatt 1, für die Pflege im laufenden Betrieb auf VDI 3397 Blatt 2; die Bearbeitungsmedien selbst behandelt VDI 3397 Blatt 1 in der Ausgabe 2020-03. Konkrete Filterfeinheiten, Tankvolumina und Verweilzeiten nennen wir hier bewusst nicht: Belastbare Auslegungswerte für diesen Produkttyp gehören zum Anlagenlieferanten und zur genannten VDI-Richtlinie, nicht auf eine Übersichtsseite.

Fremdöl verhält sich anders, mit Folgen für die Messtechnik

Bettbahn-, Hydraulik- und Spindelöl gelangen in jedes Bad. In einer Emulsion wird ein Teil davon vom Emulgatorsystem mit aufgenommen. In einer Lösung ist die Aufnahmefähigkeit für eine Ölphase grundsätzlich geringer, so dass sich Fremdöl eher aufschwimmend abtrennt und abskimmen lässt. Ein Automatismus ist auch das nicht: Enthält die Formulierung reichlich grenzflächenaktive Substanzen, kann sie Fremdöl ebenfalls emulgieren; dann bleibt es im Bad, der Skimmer läuft leer und die Trübung nimmt zu, obwohl „eigentlich“ eine Lösung im Tank steht. Ob die Abscheidung in Ihrer Anlage funktioniert, zeigt der Skimmeranfall in den ersten Wochen; das ist eine Messung, keine Annahme.

Für die Überwachung hat das eine dokumentierte Folge: Die Konzentrationsbestimmung mit dem Handrefraktometer ergibt bei Fremdölgehalten falsche Werte, während die Bestimmung der Basenreserve über Säuretitration unabhängig von enthaltenem Fremdöl ist. Für jede Methode wird zudem ein produktspezifischer Korrekturfaktor benötigt; Refraktometerfaktor und Titrationsfaktor stehen deshalb im Musterprüfplan der DGUV Regel als eigene Kopffelder. Ein Faktor aus dem Vorgängerprodukt ist nach einer Umstellung schlicht falsch.

Ansetzen und Ansetzwasser

Auch bei einer Lösung gilt die Reihenfolge: erst das Wasser vorlegen, dann das Konzentrat langsam einmischen. Das Ansetzwasser ist dabei ein Betriebsstoff mit eigenen Anforderungen. Nach TRGS 611 darf der Nitratgehalt des Ansetzwassers 50 mg/l nicht überschreiten; andernfalls ist mit entsalztem Wasser nachzubessern. Empfohlen wird Trinkwasserqualität. Die Wasserhärte ist ein eigener Punkt: Weiches Wasser erhöht die Schaumneigung, weil die Härtebildner fehlen, die anionische Tenside über die Bildung schwerlöslicher Kalkseifen desaktivieren würden.

Grundlage: DGUV Regel 109-003, Ausgabe April 2026, Abschnitt 3.2 (Verweis auf VDI 3035 Blatt 1), Abschnitt 6.2.2 (Ansatz), Abschnitt 7.1.1 (Verweis auf VDI 3397 Blatt 2, Ansetzwasser) sowie Anhänge 3a und 3b (Prüfmethoden, Refraktometer- und Titrationsfaktor); VDI 3397 Blatt 1:2020-03 (Bearbeitungsmedien); TRGS 611, Ausgabe Mai 2007, Nr. 5.2 (Nitrat im Ansetzwasser). Aussagen zu Filtrierbarkeit und Fremdölabscheidung sind bewusst konditional formuliert: Sie hängen von Formulierung, Filtertechnik und Anlagenbetrieb ab und sind keine Eigenschaften der Produktklasse.

Nutzen für den Betrieb

Die ehrliche Fassung zuerst: Der Nutzen eines wasserlöslichen Bades ist selten „bessere Schmierung“. Er liegt fast immer in vier anderen Posten, und einer davon steht unter Vorbehalt.

Badstandzeit und Entsorgungsmenge

Wo ein Bad ohne Mineralölphase auskommt und sich feiner filtrieren lässt, kann es bei gleicher Pflege länger halten. Das schlägt dann zweimal durch: seltener Neuansatz und weniger Altfluid. Eine längere Standzeit ist damit aber nicht zugesagt und keine Eigenschaft der Produktklasse. Mikroorganismen leben nicht vom Mineralöl allein; sie verwerten Ester, Glykole, grenzflächenaktive Substanzen und alles, was eingeschleppt wird. Ob eine Umstellung die Standzeit verlängert, hängt an Pflegeregime, Fremdöleintrag, Ansetzwasser, Filtertechnik und Stillstandszeiten der Anlage und ist im Betrieb zu messen.

Die Aufbereitungswege, die bei geringerer Altfluidmenge entfallen oder kleiner werden, benennt die DGUV Regel 109-003 in Abschnitt 8: chemische Trenntechnik, Membranfiltration und thermische Spaltung. Ein Punkt, den man dabei nicht übersehen darf: Buntmetallinhibitoren wie Benzotriazol und Tolyltriazol sind bei der Aufbereitung ein eigenes Thema.

Nachgelagerter Reinigungsaufwand

Wer ein Bauteil nach der Bearbeitung waschen, kleben, lackieren, beschichten oder schweißen muss, zahlt für jeden Ölfilm, den er vorher aufgebracht hat. Ob daraus im konkreten Fall eine eingesparte Waschstufe wird, entscheidet die Folgeprozesskette und nicht das Datenblatt; der Rückstand einer eingetrockneten Lösung ist zwar kein Ölfilm, aber auch nicht nichts (siehe Risiken).

Stillstand

Verstopfte Filter, verklebte Düsen, ausgefallene Pumpen und Biofilme in Leitungen sind Stillstandszeiten. Die DGUV Regel führt verstopfte Leitungen, Filter und Pumpen ausdrücklich als Hinweis auf starken mikrobiellen Befall. Ein klares Bad macht solche Entwicklungen sichtbar, bevor sie die Maschine stoppen. Das ist der eigentliche Wert der Durchsicht: nicht Ästhetik, sondern Vorlaufzeit.

Verbrauch, unter Vorbehalt

Hier steht der Nutzen ausdrücklich unter Vorbehalt. Bessere Benetzung heißt mehr Verschleppung, und Verschleppung ist Verbrauch. Ob eine Umstellung den Konzentratverbrauch senkt oder hebt, hängt an der Abtropfstrecke, an der Spänegeometrie und daran, ob mit Wasser oder mit fertigem Ansatz nachgefüllt wird. Wer eine Wirtschaftlichkeitsrechnung aufmacht, muss diesen Posten messen und darf ihn nicht schätzen.

Was in einer solchen Rechnung nicht vorkommt, sind Prozentzahlen von uns. Wir haben keine belegten Zahlen zu Standzeitgewinnen oder Verbrauchssenkungen, und wir geben deshalb keine an. Jede Prozentangabe zu Einsparungen müsste aus einem eigenen, dokumentierten Betriebsversuch stammen, dann aber mit Ausgangswert, Vergleichsobjekt, Prüfbedingung und Datum.

Grundlage: DGUV Regel 109-003, Ausgabe April 2026, Abschnitte 8.1.1 bis 8.1.3 (Aufbereitungsverfahren), Abschnitt 8.2 (Buntmetallinhibitoren bei der Aufbereitung), Abschnitt 7.1.1 (Hinweise auf mikrobiellen Befall). Zu Standzeit- und Verbrauchsgewinnen liegen uns keine belegten Zahlen vor; es werden deshalb keine genannt.

Risiken

Die Risiken dieses Produkttyps sind keine Produktschwächen, sondern Grenzen des Prinzips und Randbedingungen der Anlage. Wer sie kennt, stellt erfolgreich um; wer sie übergeht, sucht das Problem hinterher am falschen Ort. Der unbequemste Punkt steht bewusst nicht am Ende, sondern in der Mitte.

Die Lastgrenze

Fehlt der Ölvorrat, der sich unter Last nachschiebt, muss die Tragfähigkeit des Films vollständig aus dem Additivpaket kommen. Wo dieses Paket dafür nicht ausgelegt ist, wird der Film bei hoher spezifischer Last dünner, als er sein müsste; die Symptome sind Aufbauschneide, Freiflächenverschleiß und Oberflächenfehler. Kritisch sind erfahrungsgemäß schwere Schrupp- und Schälschnitte, Tieflochbohren, Gewindeformen, Räumen und zähe hochlegierte Werkstoffe.

Daraus folgt kein pauschaler Ausschluss. Es gibt wasserlösliche Ansätze mit ausgeprägten Schmiereigenschaften, die auch anspruchsvolle Operationen tragen, und es gibt Emulsionen, die an derselben Stelle scheitern. Die Eignung ergibt sich nicht aus der Produktklasse, sondern aus Werkstoff, Operation, Zuführtechnik und Additivpaket. Entschieden wird sie durch eine konkrete Freigabeprüfung am eigenen Teil, nicht durch die Bezeichnung auf dem Gebinde. Die Einordnung der Verfahren steht auf der Seite Metallbearbeitung.

Werkstoffe: Aluminium, Buntmetall, Sphäroguss

Aluminium ist amphoter und wird von alkalischen Medien angegriffen. Wassergemischte Kühlschmierstoffe werden überwiegend im alkalischen Bereich gefahren, unter anderem für den Korrosionsschutz. Wie weit im Alkalischen, ist eine Frage der jeweiligen Formulierung und nicht der Produktklasse. Wo die Einstellung für den Werkstoff ungeeignet ist, sind Flecken, Verfärbungen und Anlaufen die Folge, besonders bei längerer Verweilzeit des nassen Teils und bei Aluminium-Gusslegierungen. Die Freigabe für einen konkreten Werkstoff ist deshalb produktbezogen zu klären.

Bei Buntmetall gehen im alkalischen, wässrigen Milieu Kupferionen in Lösung; daraus entstehen Kupfersalze, Verfärbungen an Messing und über die gelösten Ionen eine zusätzliche Belastung des Bades. Die technische Antwort sind Buntmetallinhibitoren; die DGUV Regel nennt Benzotriazol und Tolyltriazol namentlich.

Ein Risiko, das mit jedem wassergemischten Kühlschmierstoff kommt und das man trotzdem kennen muss: Aus Spänen und Staub von Sphäroguss oder bestimmten Magnesiumlegierungen kann in Kontakt mit Wasser Phosphin entstehen, knoblauchartig riechend. Kritisch sind vor allem Behälter mit Späne- oder Staubansammlungen; sie sind regelmäßig und rechtzeitig aus dem Arbeitsbereich zu entfernen.

Schaum

Schaum ist das häufigste Startproblem nach einer Umstellung, und in den meisten Fällen liegt die Ursache nicht im Produkt. Drei Quellen, in der Reihenfolge, in der man sie prüfen sollte: erstens Tensidreste aus der Systemreinigung; die DGUV Regel formuliert unmissverständlich, dass der Kreislauf nach dem Einsatz von Reinigungsmitteln und Systemreinigern sorgfältig gespült werden sollte, weil Restgehalte von Tensiden zu starkem Schäumen führen; zweitens weiches Ansetzwasser, sofern das Produkt anionische Tenside führt, die sonst über die Bildung schwerlöslicher Kalkseifen teilweise desaktiviert würden; drittens mechanischer Lufteintrag über hohen Zuführdruck, freien Fall im Rücklauf und die Pumpe.

Dass ein wasserlöslicher Ansatz „mehr schäumt“ als eine Emulsion, ist dabei keine Regel, sondern eine Beobachtung, die von Tensidtyp und Entschäumersystem abhängt. Sie taugt als Prüfhinweis nach einer Umstellung, nicht als Klassenaussage.

Eine genormte, für wassergemischte Kühlschmierstoffe einschlägige Schaumprüfung konnten wir nicht benennen; in der Praxis wird hausintern geprüft. Diese Seite behauptet deshalb keine Prüfnorm für Schaum.

Haut, Atemwege, Nitrosamine: hier wird „mineralölfrei“ am häufigsten missverstanden

TRGS 611 gilt unverändert. Die DGUV Regel 109-003 verlangt in Abschnitt 4.4.1, dass nur wassermischbare oder wassergemischte Kühlschmierstoffe verwendet werden, die der TRGS 611 entsprechen, ohne Ausnahme für mineralölfreie oder vollsynthetische Produkte. N-Nitrosamine entstehen aus nitrosierbaren sekundären Aminen und Nitrit; ob Mineralöl in der Rezeptur ist, spielt dafür keine Rolle. Die Grenzwerte der TRGS 611: sekundäre Amine als Bestandteil sind unzulässig, aus Verunreinigungen höchstens 0,2 Massen-% bezogen auf das Konzentrat; Nitrit über 20 mg/l im wassergemischten Kühlschmierstoff ist Anlass für Wechsel, Teilwechsel oder eine Inhibitorzugabe in Abstimmung mit dem Hersteller; N-Nitrosodiethanolamin höchstens 5 mg/kg, N-Nitrosomorpholin höchstens 1 mg/kg; für die Summe krebserzeugender N-Nitrosamine in der Luft gelten 0,2 µg/m³ als Stand der Technik.

Die Haut wird anders belastet, nicht automatisch weniger. TRGS 611 verlangt, den Hautkontakt auf das unvermeidliche Mindestmaß zu beschränken, und verweist dafür auf TRGS 401. Die DGUV Regel 109-003 widmet dem Hautschutz einen eigenen Abschnitt 6.6, einschließlich des Trageverbots von Schutzhandschuhen bei Arbeiten an bewegten Maschinenteilen, Werkzeugen und Werkstücken. Ob ein bestimmtes Bad die Haut mehr oder weniger belastet, ergibt sich weder aus der Ölbasis noch aus der Produktklasse, sondern aus der konkreten Formulierung sowie aus Konzentration, Standzeit, Keimbelastung, Fremdöleintrag und Kontaktdauer. Diese Beurteilung ist nach TRGS 401 im Betrieb zu treffen; sie lässt sich nicht aus dem Wort „mineralölfrei“ ableiten und wird von uns auch nicht vorweggenommen.

Und bei der Luftüberwachung wird es aufwendiger, nicht einfacher. Hier lohnt es sich, drei Dinge auseinanderzuhalten, die in der Praxis regelmäßig vermengt werden:

• Es gibt keinen Arbeitsplatzgrenzwert für „Kühlschmierstoffe“. Die TRGS 900 führt keinen solchen Eintrag. Wer einen nennt, nennt etwas, das es nicht gibt.
• Der Wert von 5 mg/m³ ist stoffbezogen, nicht produktbezogen. Die TRGS 900 führt ihn für „Mineralöle (Erdöl), stark raffiniert“ als Summe aus Dampf und Aerosol. Er gilt dort, wo dieser Stoff in der Luft vorliegt. Auf mineralölfreie Systeme ist er nicht übertragbar. Nicht, weil er zu streng oder zu großzügig wäre, sondern weil der Stoff, für den er gilt, dort nicht vorkommt.
• Der Wert von 8 mg/m³ ist ein Expositionsbegrenzungswert, kein Arbeitsplatzgrenzwert. Die DGUV Regel 109-003 nennt ihn in der Ausgabe April 2026 für wassergemischte Kühlschmierstoffe in der Metallbearbeitung, als Summe aus Dampf und Aerosol. Er ist ausdrücklich nicht gesundheitsbasiert abgeleitet: Auch bei seiner Einhaltung sind gesundheitliche Gefährdungen für die Beschäftigten nicht auszuschließen.

Für unseren Produkttyp kommt der Satz hinzu, an dem sich die Sache entscheidet: Für nicht mineralölbasierte Kühlschmierstoffe sind derzeit keine geeigneten Summenmessverfahren verfügbar, so dass die Bewertung der Exposition allein über die einzelnen Inhaltsstoffe erfolgen muss. Praktisch heißt das: Es gibt keine einzelne Messung, gegen die man einen Summenwert hält. Stattdessen sind die relevanten Inhaltsstoffe zu ermitteln (die Grundlage dafür liefert das Sicherheitsdatenblatt) und je Stoff nach TRGS 402 mit dem für ihn geltenden Beurteilungsmaßstab zu bewerten. Das ist mehr Arbeit, nicht weniger. Wer auf mineralölfrei umstellt, sollte diesen Punkt vor der Umstellung mit der Fachkraft für Arbeitssicherheit klären und nicht danach.

Mineralölfrei ist eine Aussage über die Zusammensetzung. Es ist keine Aussage über Hautbelastung, keine über Aerosolbildung und keine über den Aufwand der Gefährdungsbeurteilung; bei der Luftüberwachung ist der Aufwand nachweislich höher.

Keime

Kein Mineralöl heißt nicht keimfrei. Mikroorganismen leben von Tensiden, Estern, Glykolen und von allem, was eingeschleppt wird. Die DGUV Regel nennt als Hinweise auf starken mikrobiellen Befall: Verringerung der Basenreserve, deutlichen Abfall des pH-Werts, Schaumbildung, Anstieg der Nitritkonzentration, Instabilität, unangenehmen Geruch, Verfärbung, sichtbare Biofilme oder aufschwimmende Biomasse sowie verstopfte Leitungen, Filter und Pumpen. Eine Verpflichtung zur mikrobiologischen Überwachung besteht nicht; in Zentralsystemen ist sie trotzdem sinnvoll. Die einschlägige Handreichung ist die DGUV Information 209-051 „Keimbelastung wassergemischter Kühlschmierstoffe“.

Rückstände, Lack, Elastomere

Trocknet eine Lösung ein, bleibt kein Ölfilm zurück, sondern ein salz-, polymer- oder seifenartiger Rückstand. Auf Führungsbahnen, in Spannzangen, an Sensoren und in Schutzabdeckungen kann der klebrig oder verharzt wirken. Er lässt sich in der Regel mit Wasser wieder anlösen (was die Emulsion so nicht bietet), aber er ist da. Ebenso gilt: Glykole, Glykolether und Amine können bestimmte Lacke, Dichtungen und Sichtscheiben angreifen. Beides ist im Einzelfall zu prüfen und nicht zu unterstellen; eine belegbare Quelle mit konkreten Werkstoffpaarungen liegt uns nicht vor, deshalb steht hier „prüfen“ und nicht „ist verträglich“.

Grundlage: DGUV Regel 109-003, Ausgabe April 2026, Abschnitt 4.3 (keine Summenmessverfahren für nicht mineralölbasierte Kühlschmierstoffe), Abschnitt 4.4.1 (Anforderung TRGS 611), Abschnitt 5.1.2 (Phosphin), Abschnitt 5.1.2.1 mit Tabelle 1 (Expositionsbegrenzungswert 8 mg/m³, nicht gesundheitsbasiert abgeleitet), Abschnitt 6.2.1 (Tensidreste), Abschnitt 6.6.3 (Handschuhe), Abschnitt 7.1.1 (Hinweise auf mikrobiellen Befall), Abschnitt 8.2 (Buntmetallinhibitoren); TRGS 611, Ausgabe Mai 2007, Nr. 4.2, 5.3 und 5.4 (Amine, Nitrit, Nitrosamine) sowie Nr. 5 (Hautkontakt, Verweis TRGS 401); TRGS 900, Fassung vom 05.06.2026 (stoffbezogener Arbeitsplatzgrenzwert für stark raffinierte Mineralöle als Summe aus Dampf und Aerosol; ein Eintrag für Kühlschmierstoffe besteht dort nicht); TRGS 402, Ausgabe September 2023 (stoffweise Bewertung der inhalativen Exposition); DGUV Information 209-051, Juli 2016.

Prüfen und überwachen

Der vollständige Prüf- und Überwachungsplan steht auf der Seite Metallbearbeitung. Er gilt für jeden wassergemischten Kühlschmierstoff und gehört dorthin, weil ihn der Instandhalter dort sucht: tägliche Sichtprüfung, wöchentlich pH-Wert und Nitritgehalt, Nitrat im Ansetzwasser, Koloniezahl nach Bedarf, Dokumentation jeder Biozidzugabe. Maßgeblich sind die Anhänge 3a und 3b der DGUV Regel 109-003 sowie TRGS 611.

Hier stehen nur die vier Größen, die sich bei einer wasserlöslichen Lösung anders verhalten als bei einer Emulsion. Die Intervalle beziehen sich auf den Dauerbetrieb und können bei anderen Betriebsverhältnissen abweichen.

Sämtliche Messungen sind zu dokumentieren; TRGS 611 verlangt das ausdrücklich vom Arbeitgeber, und die DGUV Regel regelt Dokumentation und Aufbewahrung in Abschnitt 7.4.

Vor der Umstellung: der Verträglichkeitsplan

Die meisten enttäuschten Umstellungen sind keine Produktfehler, sondern übersprungene Vorarbeit. Die folgenden sieben Punkte sind vor der Bestellung zu klären, nicht nach der ersten Schicht. Bewusst ohne Zahlen: Filterfeinheiten, Verweilzeiten und Werkstoffpaarungen lassen sich nicht allgemeingültig angeben, wohl aber die Fragen, die zu stellen sind, und die Stelle, die sie beantworten kann.

Die Umstellung ist ein Reinigungsvorgang

Wer nur nachfüllt, bekommt kein wasserlösliches Bad, sondern eine undefinierte Mischung aus Restemulsion, Fremdöl, Altkeimen und neuem Konzentrat, mit Schaum, Trübung, unerklärlichen Refraktometerwerten und einer Standzeit, die schlechter ist als die des Vorgängers. Die DGUV Regel 109-003 gibt in Anhang 4 einen Musterreinigungsplan für Kreisläufe mit wassergemischten Kühlschmierstoffen vor, der als Verfahren taugt:

1. Ablagerungen nach Möglichkeit entfernen, etwa Pilzbewuchs und Biofilme.
2. Dem umlaufenden Altbad vor dem Wechsel einen Systemreiniger zugeben und umwälzen. Zugabemenge und Umwälzdauer gibt der Musterreinigungsplan vor; zusätzlich gelten die Angaben der Lieferfirma.
3. Kühlschmierstoff ablassen; Behälter, Leitungen und Maschine mechanisch reinigen.
4. Mit verdünntem Kühlschmierstoff nachspülen.
5. Ablassen, Behälter und Maschine ausspritzen, ausspülen und absaugen.
6. Verbrauchten Kühlschmierstoff und Spülflüssigkeit der Entsorgung oder Aufbereitung zuführen.
7. Die Anlage unmittelbar danach mit frischem Ansatz befüllen.
8. Probe nehmen und Konzentration, pH-Wert und Nitrit bestimmen; das sind die Ausgangswerte, gegen die später gemessen wird.

Der Hinweis, der am häufigsten übergangen wird, steht im selben Anhang: Die Anlage ist aus Korrosionsschutzgründen nicht kurzzeitig unbefüllt zu lassen. Bei stark verschmutzten Anlagen kommen erweiterte mechanische Verfahren hinzu (Bürsten, Dampfstrahlen, Hochdruckwasserspülung, Impulsspülung) und gegebenenfalls ein Biozidzusatz zur Neubefüllung. Bei Aerosolbildung ist Atemschutz zu tragen, beim Umgang mit den Medien sind Chemikalienschutzhandschuhe zu verwenden. Systemreiniger und Biozidkonzentrate dürfen nur von beauftragten und unterwiesenen Personen eingesetzt werden, und Systemreiniger dürfen keine Stoffe enthalten oder bilden, die den Stoffbeschränkungen widersprechen.

Die ersten Wochen: woran Sie die Umstellung freigeben

In den ersten Wochen nach der Erstbefüllung gehört engmaschiger geprüft als im Dauerbetrieb: Das Bad nimmt Fremdöl, Härtebildner und Keime aus der Anlage auf, die die Reinigung nicht erwischt hat. Fällt in dieser Phase etwas auf, kommen vier Ursachen gleichrangig in Betracht: die Anlage, das Ansetzwasser, die vorangegangene Reinigung und die Formulierung selbst. Welche davon zutrifft, entscheidet die Messung und nicht die Erwartung. Vorab entlastet ist keine davon, auch das gelieferte Produkt nicht. Auseinanderhalten lassen sich die vier nur, wenn vor der Befüllung feststeht, welcher Befund für welche Ursache spricht und welches Ergebnis als Annahme gilt. Sinnvoll ist deshalb, mit dem Lieferanten vor der Befüllung schriftlich zu vereinbaren, welche Größen beobachtet werden und welcher Befund welche Entscheidung auslöst:

• Ausgangswerte festschreiben. Konzentration, pH-Wert und Nitrit unmittelbar nach der Erstbefüllung, dazu Refraktometer- und Titrationsfaktor sowie Härte und Herkunft des Ansetzwassers. Ohne diese Zeile ist jeder spätere Wert unbewertbar.
• Konzentration im mit dem Lieferanten vereinbarten Band, gemessen mit dem produktspezifischen Faktor und gegengeprüft über die Basenreserve.
• pH-Verlauf ohne anhaltenden Abwärtstrend; der Trend über mehrere Messungen ist die Aussage, nicht der Tageswert.
• Nitrit unterhalb des Auslösewerts der TRGS 611; die Reaktion darauf ist dort geregelt und nicht verhandelbar.
• Skimmeranfall tatsächlich vorhanden; er ist der Nachweis, dass sich Fremdöl in Ihrer Anlage abscheidet und nicht emulgiert wird.
• Filterstandzeit und Schaumbild gegenüber dem Vorzustand, jeweils mit der Anmerkung, was gleichzeitig an der Anlage verändert wurde.
• Korrosionsbild am Referenzteil unter den Bedingungen, die im Betrieb wirklich vorkommen, Zwischenlagerung eingeschlossen.
• Rückmeldungen der Beschäftigten zu Haut und Geruch. Sie sind kein weicher Faktor, sondern ein früher Befund und Teil der Gefährdungsbeurteilung.
• Gegenprobe außerhalb der Anlage. Ein Ansatz aus demselben Gebinde mit Wasser bekannter Härte, im Behälter angesetzt und mitgeführt. Zeigt er dasselbe Bild wie das Bad, spricht das für die Formulierung oder das Wasser; zeigt er es nicht, spricht das für Anlage oder Reinigung. Ohne diese Gegenprobe bleibt jede Ursachenzuordnung eine Behauptung.

Freigegeben wird die Umstellung, wenn diese Größen über einen vorher festgelegten Zeitraum stabil bleiben und nicht, wenn die erste Schicht ohne Störung gelaufen ist.

Grundlage: DGUV Regel 109-003, Ausgabe April 2026, Anhänge 3a und 3b (Prüfplan, Methoden, Kopffelder), Anhang 4 (Musterreinigungsplan, erweiterte Verfahren, Schutzmaßnahmen), Abschnitt 6.1.7 und Abschnitt 7.1.5 (Systemreiniger), Abschnitt 7.4 (Dokumentation und Aufbewahrung); TRGS 611, Ausgabe Mai 2007, Nr. 5.2, 5.3 und 5.5 (Ansetzwasser, Nitrit, Prüfintervalle, Dokumentationspflicht); TRGS 402, Ausgabe September 2023 (Methodik der inhalativen Expositionsermittlung). Zahlenwerte aus der DGUV Regel 109-003 werden hier nur genannt, soweit sie unabhängig belegt sind. Der Verträglichkeitsplan nennt bewusst keine Filterfeinheiten, Verweilzeiten oder Werkstoffpaarungen: Für diesen Produkttyp liegen uns dazu keine zitierfähigen allgemeingültigen Auslegungswerte vor; die Auslegung gehört zum Anlagenlieferanten und zu VDI 3035 Blatt 1.

Regelwerk und Normen

Regelwerk wird fortgeschrieben, zurückgezogen und ersetzt. Die folgende Übersicht nennt zu jedem Dokument den Ausgabestand, auf den sich dieser Beitrag stützt, und wofür es hier herangezogen wird. Wo eine Angabe nur mittelbar über ein anderes Dokument belegt ist, steht das dabei.

Kein Ersatz für die Gefährdungsbeurteilung. Dieser Beitrag beschreibt den allgemeinen Stand von Technik und Regelwerk. Er ersetzt weder die Gefährdungsbeurteilung nach § 6 GefStoffV und TRGS 400 noch die Betriebsanweisung, die Unterweisung oder eine produktbezogene Freigabe. Verbindlich sind für jedes Produkt das aktuelle Sicherheitsdatenblatt und das technische Merkblatt sowie die im Betrieb geltenden Festlegungen. Die Verantwortung für Auswahl, Einsatzbedingungen, Überwachung und Dokumentation liegt beim Arbeitgeber.