Teilereinigung Reinigungsgerechte Bauteilkonstruktion wirkt sich positiv auf das Ergebnis aus

Seitdem zunehmend niedrigere messbare Restschmutzwerte die Bauteilsauberkeit vorgeben, stellt sich die Oberflächengeometrie als kritische Größe heraus. In Kombination mit hohen Sauberkeitsanforderungen können aufgrund einer komplexen Geometrie die Reinigungskosten erheblich steigen. Einen Ausweg bietet eine reinigungsgerechte Bauteilkonstruktion, die sich computergestützter Analysemethoden bedient.

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Technische Universität Dortmund Fakultät Maschinenbau

Die Reinigung und die Reinheit von Bauteilen haben in den letzten Jahren sprunghaft an Bedeutung gewonnen. Reichte es früher aus, die Teile späne- und ölfrei zu liefern, wird die Restverschmutzung mittlerweile häufig nach sehr genau quantifizierbaren Messwerten definiert. Es gilt, Verschmutzungen zu vermeiden oder zu beseitigen, die mit dem bloßen Auge kaum noch zu erkennen sind.

Mit der Komplexität der Teile wird die Reinigung schwieriger

Zunächst wurde versucht, diese Anforderungen allein durch den Einsatz von Reinigungstechnik zu erfüllen. Bei vielen einfachen Geometrien ist das auch bedenkenlos möglich. Bei komplex gestalteten Elementen kann jedoch mitunter die Prozesssicherheit der Reinigung nicht mehr gewährleistet werden. Falls sich später, während der Bauteilnutzung, nicht entfernte Schmutzpartikel lösen, können sie zum Beispiel filigrane Düsen zusetzen und so zum Totalausfall einer kompletten Baugruppe führen.

Um einerseits funktionskritische Bauteilbereiche sicherer zu reinigen und andererseits die Herstellungskosten zu minimieren, ist die Enstehungsphase der Bauteile genauer zu beleuchten. Die Bauteilkonstruktion hat einen besonders großen Einfluss auf die Anforderungen an die Reinheit und die Reinigbarkeit an sich.

Konstrukteur legt indirekt die unbedenklichen Restschmutzmengen fest

Der Konstrukteur legt die Anordnung und Größe von Kanälen und Düsen für Betriebsstoffe fest oder definiert Füge-, Montage-, Beschichtungs- und Funktionsflächen. Damit manifestiert er indirekt die unbedenklichen Restschmutzmengen, die toleriert werden können, ohne die Funktionserfüllung zu gefährden.

Zu hohe Anforderungen an die Reinheit bedingen unnötig hohe Kosten – ähnlich wie eine zu genaue geforderte Toleranz. Der Konstrukteur besitzt in diesem Fall den größten Einfluss. Er ist meist für die Definition der diesbezüglichen Anforderungen verantwortlich und beeinflusst maßgeblich die Reinigbarkeit der Bauteile während der Herstellung und Nutzung. Gleichzeitig wirkt sich die Konstruktion auf die Reinigbarkeit der kompletten Bauteilgruppe aus. Nur zugängliche Kanäle und Bohrungen können bei der Bauteilherstellung von Spänen befreit und später gut gesäubert werden.

Kosteneinsparung in der Teilereinigung kann beachtlich sein

Sowohl das Festlegen der Reinheitsanforderungen als auch die reinigungsgerechte Bauteilgestaltung werden derzeit in der Regel nicht konsequent durchgeführt, obwohl mögliche Einsparpotenziale beachtlich sind. Daher wird im Folgenden eine entsprechende Systematik vorgeschlagen. Sie ist in Bild 1 (siehe Bildergalerie) dargestellt.

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