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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
r
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
JOT 9.2010
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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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
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