REINIGUNGSLÖSUNGEN FÜR DIE ÄUTOMOBILINDUSTRIE

Mit Qualität und FlexibilitätKosten senken

Standard-Reinigungsmodule mit komplett in das System integriertem Roboter ermöglichenbei Produktänderungen oder neuen Bauteilen die schnelle Prozessanpassung mit geringemAufwand durch Umprogrammierung

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Qualität, Funktion undBetriebssicherheit von Pkws

und Nutzfahrzeugen hängenentscheidend von der Sauber­

keit ihrer einzelnen Bauteile

und Komponenten ab. Sowohldie Automobilindustrie als

auch ihre Zulieferer benötigen

daher Reinigungslösungen,die bei hoher Qualität und

Flexibilität extrem kosten­

effizient arbeiten.

Der Trend zu kleineren Autos

beziehungsweise zu Motoren mit gerin­

gerem Verbrauch und Emissionen führt

zu weiter steigenden Anforderungen an •die Präzision der Komponenten und

damit auch an deren Reinigung. Dabeimacht eine zunehmende Zahl an Aus­

stattungsvarianten, Motoren und Getrie­ben sowie immer kürzere Produkt­

lebenszyklen eine sehr flexible Ferti­

gung erforderlich, die selbstverständlichdie Bauteil- und Oberflächenreinigungeinschließt.

Flexibel durch Roboter

Die Forderung nach hoher Flexibilität

können Transferanlagen, die die effizi­

ente Bearbeitung und Reinigung eines

immer gleichen Werkstücks in sehr kur­zer Taktzeit und damit hohen Durchsatz

gewährleisten, nicht erfüllen. Hier kom­

men inzwischen mit Robotern ausgestat­

tete, modulare Reinigungslösungen zum

Einsatz, die in die Fertigungslinie inte­

griert werden können. Sie ermöglichen

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die Reinigung, Hochdruckentgratungund Trocknung von komplexen Bauteilen

wie Zylinderköpfen, Kurbel-, Getriebe­

und Kupplungsgehäusen in kurzen, Takt­zeiten und bei hoher Flexibilität. So lässt

sich im Falle eines Teilewechsels oder

einer Werkstückmodifikation das Bewe­

gungsszenario des Roboters einfach per

Teachpanel umprogrammieren. Angebo­

ten werden die sogenannten Roboter-Rei­

nigungszellen als kompakte Module mit

integrierter Medienaufbereitung.

Umgesetzt wurde dieses Konzept bei­

spielsweise bei einem Automobilherstel-

ler für die vollautomatische Zwischen­

und Endreinigung sieben verschiedener

Zylinderköpfe. Derzentrale Reinigungs­

platz besteht aus fünf Roboterzellen undist mit der spanenden Fertigung sowie

den nachfolgenden Bearbeitungsprozes­

sen verkettet. Jedes Reinigungsmodul

verfügt über eine Schmutz- und Sauber­

ablage sowie eihe eigene, autarke Steue­

rung. Dies ermöglicht, dass eine oder

mehrere Reinigungszellen aus dieser

Konfiguration herausgenommen und aneinem anderen Ort aufgestellt werden

können. Außerdem sorgt die Redundanz

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1"-

Die Lösemittel-Reinigungsanlage zur Reinigung der Synchronringe arbeitet unter Vollvakuum.Eine neben der Anlage platzierte Restdestillation befreit das Reinigungsmedium permanentvom eingetragenen Öl.

Für die Reinigung von sieben verschiedenen Zylinderköpfen wurde ein Reinigungsplatz ein­gerichtet, der aus fünf Roboter-Reinigungsmodulen sowie einem zentralen Beladeroboterbesteht

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Batchprozess mit Lösemittel

Bei zahlreichen Automobilteilen erfolgt

die Reinigung als Schüttgut beziehungs­

weise gesetzte Ware in Batch-Prozessen

mit wässrigen oder Lösemittelreinigern.Vorteil ist ein hoher Durchsatz in relativ

kurzer Zeit und damit verbunden ein

geringer Anteil an den Gesamtherstel­

lungskosten eines Werkstücks. Um ein

anforderungsgerechtes Reinigungser­

gebnis zu erzielen, ist es dabei erforder­

lich, den Prozess auf das Teilespektrum,

den Verschmutzungsgrad und die Art

der Verunreinigung abzustimmen. Dies

erfolgt am besten durch Reinigungsver­

suche beim Anlagen- und/oder Medien­hersteller.

Diesen Weg ging auch ein Hersteller

von Antriebstechnik, der komplette Syn­

chronisierungen für Schaltgetriebe für

Ölkanäle des Werkstückes hinein. Nach

einem Spülschritt und der Vortrocknung

wird der Zylinderkopf auf der Sauberab­

lage abgelegt, wo ihn der Beladeroboterübernimmt und auf die Verkettung zum

Vakuumtrockner transportiert, den dasBauteil abschließend durchläuft.

Druckölkanälen, Hydrostösselbohrungenund anderen kritischen Bereichen des

Ölkanals zuverlässig entfernt werden.

Wo es erforderlich ist, fahren speziellkonstruierte Hochdrucklanzen in die

dieser Lösung auch beim wartungs- oder

störungs bedingten Ausfall einer Reini­

gungszelle für einen reibungslosen,unterbrechungsfreien Betrieb.

Nach dem Eintreffen an der Übergabe­

position greift ein zentraler Beladerobo­ter den Zylinderkopf und erhält anhandeines Datamatrix-Codes die Information,um welches Teil es sich handelt. Der

Roboter wählt die verfügbare Anlage

aus, legt den Zylinderkopf auf deren

Schmutzablage ab und gibt den Bauteil­Code an die Zellensteuerung weiter.

Nach dem Abholen des Teils durch den

Zellenroboter erfolgt zunächst ein Reini­

gungsprozess mit Injektionsflutwa­schen: Unterhalb der Badoberfläche wird

Wasser mit hohem Druck in die Behand­

lungskammer gespritzt, der dabei ent­

stehende, extreme "Whirlpooleffekt"

spült Späne und Schmutz aus Hohlräu­men wie Gewinde-Sacklöchern.

Außerhalb des Bades wird dann mit

einem 300 bar Wasserstrahl hoch­

druckentßratet. Dabei bewegt der Robo­ter das Werkstück entsprechend dem in

der Steuerung hinterlegten Reinigungs­

programm so, dass Flittergrate aus

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alle großen Automobilhersteller fertigt.

Je nach Fahrzeugtyp kommen Einfach-,

Zweifach- oder Dreifach-Konus-Synchro­nisierungen zum Einsatz, die aus bis zuzehn Einzelteilen bestehen. Das Reibbe­

lags-Portfolio umfasst organische, Car­

bon-Composite und Streusinter-Reibbe­

läge. Um deutlich kürzere Durchlauf­

zeiten zu erreichen und die Kapitalbin­dung zu senken, holte sich das Unter­nehmen den Prozess Gas-Nitrieren ins

Haus. Dieser erfordert absolut fettfreie

und trockene Teile. In zahlreichen Pro­

bereinigungen bei verschiedenen Reini­gungsanlagenherstellern stellte sich

heraus, dass eine mit dem modifiziertenAlkohol "Dowclene 1601" betriebene Rei­

nigungsanlage die technisch und wirt­

schaftlich optimale Lösung ist.

Eine ausgefeilte Programmstruktur

mit frei wählbaren Warenbewegungen in

jedem Verfahrens-Schritt ermöglicht

dem Unternehmen eigene, an die jewei­

lige Aufgabe angepasste Reinigungs-Pro­

gramme zu erstellen. Die Anlage verfügt

zusätzlich über eine Nachspüleinheit. Sie

ermöglicht einen zweiten Reinigungsvor­

gang mit Medium aus einem separatenTank. Außerdem wurde ein Ultraschall­

Reinigungsmodul integriert, damit auchBuntmetall-Partikel aus der Streusinte­

rung, Graphitrückstände und partielle

Verschmutzungen durch Maschinen-Öle

sicher abgelöst werden können.

Zur guten Reinigungsleistung leistetauch die Kombination von Destillations­

und Restdestillationseinheit einen

wesentlichen Beitrag. In diesen beiden

Aggregaten wird das Reinigungsmedium

kontinuierlich destilliert und einge­schlepptes Ölsofort wieder aus der Anla­

ge ausgetragen. Teilchenförmige Ver­schmutzungen werden durch Filtersys­teme, über die das von den Teilen abflie­

ßende Medium geleitet wird, abgeschie­den.

Die zu entfettenden Synchronringe

mit Durchmessern von 67,5 mm bis

72 mm werden alle auf den gleichen

Transport-Rundstangen behandelt. Dafür

ist jedes Chargiergestell (Waschkorb )

mit unterschiedlichen Aufnahmeposi­

tionen ausgestattet. Dadurch kann jederKorb mit den Abmessungen 670 x 480 x

300 mm für alle Synchronring-Größeneingesetzt werden.

Beim Teilehandling sparen

Ergebnis, Dauer und Kosten der Teilerei­

nigung im Batch-Prozess hängen nebender Verfahrenstechnik und dem Medium

entscheidend von der Zugänglichkeit der

Bauteile im Warenträger ab. Reinigungs­behältnisse aus Edelstahl-Runddraht

gewährleisten, dass die Werkstücke all­

seitig für das Reinigungsmedium

zugänglicp sind, abgelöster Schmutz gutabtransportiert, die Trocknung beschleu-

nigt und Verschleppungen minimiertwerden. Effekte sind ein besseres Reini­

gungsergebnis in kürzerer Zeit bezie­

hungsweise ein entsprechend höherer

Durchsatz sowie längere Bagstandzeitenund damit mehr Wirtschaftlichkeit.

Immer häufiger ist für das Erreichen

definierter Sauberkeits anforderungenauch der Einsatz teilespezifisch gestalte­

ter Waren träger erforderlich. Mit solchen

optimal auf die Werkstücke abgestimm­

ten Reinigungsbehältnissen lässt sich

aber nicht nur die Reinigungsqualität

erhöhen, sondern auch eine Senkungder Betriebskosten erreichen. Vorausset­

zung ist, dass in die Konzeption der

Waren träger zusätzlich zu den teile- und

sauberkeitsspezifischen Anforderungenauch der innerbetriebliche Transport

sowie die spätere Verpackung einflie­ßen. Denn dadurch können manuelle

Umsetzvorgänge zwischen einzelnen

Fertigungsschritten und/oder der

Endreinigung, für die Montage und Ver­

packung minimiert werden. Dies redu­ziert das Risiko einer Bauteilbeschädi­

gung auf ein Minimum und bietet ein

erhebliches Einsparpotenzial.

Dieses schöpfte ein international täti­ger Automobilzulieferer aus, der ausexternen Produktions stätten zwei unter­

schiedliche Bauteile in Blistern mit

jeweils 96 beziehungsweise 48 Werkstü­cken bezieht. Beim Bauteil A handelt es

Spezielle Umstülpadapter, die sowohl auf die ßlisterverpackung als auch auf die Montage-Losgröße abgestimmt sind, reduzieren den Aufwand für dasTeilehandling um 75 Prozent

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Mit dem w~ltweit umfassendstenAngebot entlang der Prozesskette fürindustrielle Teilereinigung und Ober­flächensauberkeit bietet die Parts2­clean das Know-how und die Produkte

für qualitäts- und kostenoptimierteReinigungsprozesse in der Automobil­industrie. Die 8. internationale Leit­

messe für Reinigung in Produktionund Instandhaltung findet vom 12. bis14. Oktober 2010 auf dem Messege­lände am Flughafen Stuttgart statt.Das Ausstellungsportfolio umfasstAnlagen, Verfahren und Prozessmedi­en, Warenkörbe, Werkstückträger,Handling, Prozessautomatisierung,Reinraumtechnik, Qualitätssicherung,Testmethoden, Analyseverfahren,Medienaufbereitung und -entsorgung,Lohnreinigung, Forschung und Fachli­teratur. www.parts2c/ean.de

sich um das Außengehäuse des Werk- .stücks B. Für die vollautomatische Mon­

tage müssen jeweils 48 Teile des Typs A

und B in einem Warenträger zusammen­

geführt und zuerst noch anhaftenderKorrosionsschutz in einem Reinigungs­

schritt entfernt werden. Gereinigt und

zum automatischen Entladen bereitge­steHt werden die Bauteile in einem teile­

spezifisch gestalteten Warenträger. Um

manuelle Umsetzvorgänge für dasZusammenführen der unterschiedlichen

Bauteile in den Warenträger zu minimie­

ren, wurde ein spezieller Umstülpadapterentwickelt. Die 96 Teile beinhaltende

Blisterverpackung mit Typ A wird in

einen Adapter umgestülpt, der nach dem

Befüllen geteil t werden kann. Der

Umstülpadapter für Teil B ist für die Auf­

nahme von 48 vVerkstücken ausgelegt.

Der halbe Adapter A und der Adapter B

werden auf einem Rahmen platziert und

die Bauteile dann in den Warenträger

umgestülpt. Durch diese clevere Lösung

lassen sich die Warenträger m!,t nur fünfHandgriffen (Umstülpen Teil A und B in

Adapter, Trennen des Adapters A, Platzie­

rung der Adapter auf dem Rahmen und

Umstülpen Teile A und B in Warenträger)befüllen. Der dafür erforderliche Auf­

wand wurde gegenüber der vom Kunden

eigentlich geplanten, manuellen Umsetz­

vorgänge um 75 Prozent verringert.

Die optimale Auslegung des Ferti­

gungsschritts Teilereinigung bietetsowohl OEMs als auch Zulieferern die

Möglichkeit, bei geringeren Kosten einPlus an Qualität und Flexibilität zu erzie­

len. Dies erfordert allerdings Know-how

über die verschiedenen Reinigungstech­

nologien und -verfahren sowie über die

"Peripherie". Doris Schulz

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