Teilereinigung Hohe Reinheitsansprüche bei Drehteilen erfordern spezielle Anlagentechnik

Die hohen Anforderungen an die Bauteilsauberkeit in der Autoindustrie machen eine teile- und verunreinigungsspezifische Reinigungstechnik erforderlich. Das ist insbesondere bei Drehteilen der Fall, die immer kleiner und komplexer werden. Ferner sind wegen der Einschleppung von Kühlschmierstoffen in Reinigungsbäder besondere Maßnahmen nötig, wie sich anhand von vier Reinigungsanlagen zeigen lässt.

Anbieter zum Thema

Klinkhammer Intralogistics GmbH

Hermann Kemper GmbH & Co. KG - Hersteller für CNC Drehteile

AGTOS Gesellschaft für technische Oberflächensysteme mbH GmbH

HES Präzisionsteile Hermann Erkert GmbH

Karl Roll GmbH & Co.

Geht es um die Reinigung von Präzisionsdrehteilen für Servolenk- und Einspritzsysteme, CVT-Getriebe und ABS-Aggregate sind die Sauberkeitsanforderungen extrem hoch. Um sie zu erfüllen, arbeitet der Automobilzulieferer HES Hermann Erkert, Sulzbach an der Murr, mit „maßgeschneiderten“ Reinigungssystemen.

Die vier Teilereinigungs-Anlagen wurden inzwischen installiert: einerseits für die Reinigung mit nichthalogenierten Kohlenwasserstoffen (KW) im Batch-Betrieb, andererseits zur wässrigen Spritzreinigung im Durchlaufverfahren in einer automatischen Fertigungslinie.

In der Automobilindustrie hält der Trend zu miniaturisierten Antriebs- und Steuerelementen an. Mit der Minimierung der Abmessungen sind die Anforderungen hinsichtlich der Partikelfreiheit und filmischer Verunreinigungen gestiegen. So können bereits Kleinstpartikel die Funktionszuverlässigkeit der Teile gefährden.

Für diese Anforderungen will der Zulieferer HES gerüstet sein. Daher wurde bei der Anlagenkonzeption besonderer Wert auf eine hochwertige Reinigungstechnik und eine hohe Sauberkeit gelegt.

Teilereinigungs-Anlagen reinigen bis zu 45 t Drehteile am Tag

Aufgrund der Großserienfertigung von Drehteilen war auch ein hoher Durchsatz erforderlich. Inzwischen werden bis zu 45 t Teile am Tag gereinigt und konserviert. Das geschieht in den beiden Teilereinigungs-Anlagen der Baureihe RCTS, die Bearbeitungsrückstände wie Kühlschmierstoffe und Späne im Batch-Betrieb von den Drehteiloberflächen entfernen (Bild 1).

Dazu sind die Teilereinigungs-Anlagen mit je drei Vorratsbehältern für die Reinigung, Feinstreinigung und Konservierung ausgestattet. Außerdem wurden Einrichtungen für das Druckumfluten und die Ultraschallreinigung zur Einhaltung der hohen Sauberkeitsvorgaben installiert.

Die beiden Teilereinigungs-Anlagen arbeiten mit nichthalogenierten Kohlenwasserstoffen unter Vakuumbedingungen – für die Zwischen- und Endreinigung. Die Drehteile kommen als Schüttgut oder Setzware in die Vakuumkammer, deren Tür vor jedem Reinigungszyklus auf Dichtheit geprüft wird.

Ausgelegt sind die Teilereinigungs-Anlagen für Chargen mit Abmessungen von 840 mm × 510 mm × 400 mm und einem Gewicht bis zu 550 kg. Sie umfassen die Prozesse Tauchen, Dampfentfetten, Druckumfluten, Ultraschallreinigung, Konservieren und Trocknen.

Prozessparameter der Teilereinigungs-Anlagen in der SPS hinterlegt

Die jeweiligen Prozessparameter sind in der SPS so hinterlegt, dass die Prozessauswahl über eine Warenkorb-Codierung automatisch erfolgt. Prozessabhängigkönnen bis zu zehn Chargen in der Stunde die Anlagen durchlaufen.

Auch bei den beiden Durchlaufanlagen RSB zur wässrigen Spritzreinigung von Getriebeteilen war eine spezielle Prozessanpassung an die Teilegeometrie und Verunreinigung erforderlich (Bild 2). Dadurch ist eine hohe Sauberkeit auch in Hinterschneidungen und Bohrlöchern garantiert. Darüber hinaus erleichtert die Spritzreinigung die direkte Anlagenintegration in eine automatische Fertigungslinie.

So werden in den beiden Teilereinigungs-Anlagen heute insgesamt vier Teilevarianten im Drei-Schicht-Betrieb automatisch gereinigt. Der Teiletransport geschieht auf unterschiedlichen Paletten, die den jeweiligen Getriebeteilen angepasst sind und über Kettentransportbänder bewegt werden.

Transportketten bestmöglichst gegen Verschleppungen abgeschottet

Die Transportketten kommen außerhalb der Reinigungs- und Behandlungszonen wieder zurück, so dass sich diese bestmöglichst abschotten lassen. Diese Lösung minimiert die Verschleppungen und verlängert damit die Badstandzeiten.

Eine der beiden Durchlaufanlagen entfernt vor allem Kühlschmierstoffemulsionen von den Getriebeteilen vor dem Entgraten. Dazu sind in der Anlage seitlich, oberhalb und unterhalb des Transportbands Düsen angebracht, die mit einer 70 °C heißen, wässrigen Reinigungsflüssigkeit die Teile abspritzen. Anschließend folgt ein Abblasen mit Druckluft.

Demgegenüber ist die zweite, größere Durchlaufanlage für die Endreinigung ausgelegt. Die Prozessfolge lautet Reinigen im Spritzverfahren, Spülen, Passivieren und Trocknen mit gefilterter Raumluft. Sie wird von den Teilen „zweispurig“ durchlaufen.

Dabei werden von den Oberflächen verschleppte Kühlschmierstoffe aus der Endbearbeitung gewaschen. Zu 70% sind das Bearbeitungsöle, zu 30% Emulsionen. Die Durchlaufdauer beträgt etwa 2 min. Sie ergibt sich aus der Länge der Prozesszonen und der Transportgeschwindigkeit der Teile.

Vakuum-Bypass-Destillation zur Öl-Lösemittel-Trennung

Die Aufbereitung der verunreinigten Reinigungsflüssigkeiten erfolgt bei den nicht halogenierten Kohlenwasserstoffen durch so genannte Vakuum-Bypass-Destillation. Dabei wird das eingebrachte Bearbeitungsöl zeitparallel zum Reinigungsbetrieb ausgetragen und so das Öl-Lösemittel-Gemisch bis auf einen Rest-Lösemittelgehalt von 5 bis 10% eingedickt.

Die eingetragenen Späne werden durch Vollstromfiltration entfernt. Ausgestattet mit einer Wärmerückführung zur indirekten Beheizung der Medienbehälter ist außerdem eine Energieeinsparung bis zu 30% im Vergleich zu KW-Anlagen mit zusätzlicher Heizung in den Vorratsbehältern möglich.

Bei der wässrigen Spritzreinigung geschieht die Aufbereitung mehr mechanisch. So sind in der kleineren Durchlaufanlage ein Vor- und Feinstfilter sowie ein Schwerkraft-Ölabscheider installiert. Bei der größeren Anlage läuft die verschmutzte Reinigungsflüssigkeit unter dem Transportband durch einen Vorfilter hindurch und zurück in den Vorratsbehälter.

Dort wird das eingeschleppte Öl von einem Schwerkraft-Ölabscheider separiert und ein Feinstfilter scheidet die Partikelverschmutzung ab. Schon vor und zwischen den Reinigungsprozessen sind Abblasvorrichtungen installiert, um die Ein- oder Verschleppung von Kühlschmierstoffen in der Anlage zu minimieren. Das Ergebnis sind Badstandzeiten von durchschnittlich vier Monaten im Drei-Schicht-Betrieb.

Tobias Oberauer ist Assistent der Geschäftsführung der Karl Roll GmbH & Co. KG in 75417 Mühlacker-Enzberg.

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