Reinigungsanlage in Doppelfunktion

Josef Kraus

Innerhalb verketteter Prozesse sind Durchlaufreinigungsanlagen das Verbindungsglied zwischen Bearbeitung und Montage. Sie erfüllen daher bei der Bearbeitung von Präzisionsteilen für die Automobilindustrie eine Doppelfunktion. So sichert eine Drei-Bad-Anlage bei Druckstücken für Zahnstangen-Lenkgetriebe hohe Sauberkeit und Weitertransport
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Reinigen und Transportieren bei Durchlauf sichergestellt
Ein Beispiel dafür sind Druckstücke für Zahnstangen-Lenkgetriebe. Diese zylindrischen Gussteile aus Aluminiumlegierung werden bei PNP auf Endmaß gebracht. Gerade mal ±8 µm Maßabweichung sind erlaubt: bei der Bearbeitung der Zylindermantelfläche und dem Einstechen einer Dichtungsnut. Danach werden die Teile gereinigt. Dabei darf die Restschmutzmenge nicht mehr als 0,5 mg pro Druckstück betragen. Diese Anforderungen werden inzwischen bei Stückzahlen bis zu 600 000 im Jahr erreicht. Basis dafür sind verkettete Prozesse, die einerseits die Wirtschaftlichkeit der Bearbeitung sicherstellen, andererseits für eine hohe Reproduzierbarkeit der Ergebnisse sorgen. So muss bei der Bearbeitung ein CpK-Wert besser als 1,67 eingehalten werden. 


In dem die Automobilbauer die Preisschraube am Anschlag halten, haben die Glieder der Zulieferkette wenig Spiel. Daher ist Effizienzsteigerung für die Automobilzulieferer ein anhaltender Prozess. Bei der PNP Automotive GmbH, Crivitz bei Schwerin, zeigt sich das in der Produktion von Fahrwerksteilen. Sie kommen als gegossene Rohteile oder Profilzuschnitte, durchlaufen eine auf Wirtschaftlichkeit getrimmte Präzisionsbearbeitung und gehen als geprüfte, einbaufertige Komponenten zum Kunden. „Dazu stecken wir viel Know-how in die Entwicklung eigener Produktionskonzepte“, sagt PNP-Geschäftsführer Stefan Beetz. 





PNP-Geschäftsführer Stefan Beetz, Crivitz bei Schwerin:
„Wir stecken viel Know-how in die Entwicklung eigener Produktionskonzepte.“
PNP-Geschäftsführer Stefan Beetz, Crivitz bei Schwerin:
„Wir stecken viel Know-how in die Entwicklung eigener Produktionskonzepte.“
Vom Aufgeben der Gussstücke bis zum Sauberraum für die visuelle Endkontrolle geschieht alles automatisch, inklusive Vereinzelung, Beschickung, Teilentnahme, Vermessung und Montage der O-Ring-Dichtung und der sogenannten Einlegefolie. Nur so lasse sich die hohe Teilesauberkeit bis zum Ende garantieren, erläutert Beetz. Verantwortlich dafür ist die Durchlaufanlage TW 105 des Herstellers PERKUTE Maschinenbau, Rheine, in der ein vierstufiger Reinigungsprozess erfolgt: waschen, zweimal spülen und trocknen. Gewaschen und gespült wird im Spritzverfahren, getrocknet mit Warmluft, wobei dem Waschen eine Abtropf- und Abblaszone folgt und beide Spülprozesse mit so genanntem VE-Wasser „gefahren“ werden. So verlassen die Teile nicht nur sauber und trocknen, sondern auch fleckenfrei die Drei-Bad-Anlage.
Damit sind die Aufgaben der Reinigungsanlage noch nicht zu Ende, die zwischen Bearbeitungszentrum und Sauberraum auch den Teiletransport übernimmt und daher für Beetz „das wichtigste Glied des Gesamtsystems“ ist. Fällt sie aus, bleiben die anderen Glieder bald danach stehen, weil sich hinter dem Bearbeitungszentrum der Puffer schnell füllt und sich der Weitertransport – nicht wie das Montieren von Dichtung und Folie – auf Handarbeit umstellen lässt. So kommt dem Transportband der Anlage eine hohe Bedeutung zu. Es ist Transportelement für die Teilereinigung und Pufferstrecke zum Ausgleich von Schwankungen zwischen den Gliedern der Prozesskette zugleich. Waschen, Spülen und Trocknen erfolgen in einer Taktzeit von je 6 s. Danach wird jedes Teil in der Anlage zur nächsten Behandlungszone transportiert, sobald der Handlingroboter zur Anlagenbeschickung mit einem weiteren Teil durch eine Lichtschranke fährt.
Nach Reinigung und Montage dürfen die Druckstücke für die Endkontrolle nur mit Handschuhen angefasst werden. Die visuelle Endkontrolle wird noch automatisiert.
Nach Reinigung und Montage dürfen die Druckstücke für die Endkontrolle nur mit Handschuhen angefasst werden. Die visuelle Endkontrolle wird noch automatisiert.
Der Teiletransport in der Anlage richtet sich nach dem Bearbeitungstakt. In der Phase dazwischen werden die Teile automatisch dem Bearbeitungszentrum entnommen, vermessen und vom Handlingroboter hintereinander auf das Transportband gelegt, so dass beiderseits angeordnete, mit PTFE beschichtete Rundstäbe sie führen können. Die Perkute-Anlage ist für Stückzahlen bis 1,2 Mio. im Jahr ausgelegt. Sobald im Sommer dieses Jahres das zweite Bearbeitungszentrum steht, wird Vollauslastung angestrebt. Dann erhält die Anlage Teile zur Reinigung und zum Weitertransport aus beiden Maschinen. Bis dahin wird auch das letzte manuelle Glied der Prozesskette – die visuelle Endkontrolle der Druckstücke im Sauberraum – auf automatische Bilderfassung und -verarbeitung umgestellt sein.
Hohe Bauteilsauberkeit ist wichtig für das Ergebnis
Für Beetz ist das ein Schritt, um PNP bei der Präzisionsbearbeitung von Großserien stärker zu etablieren. Seit sechs Jahren ist man als Zulieferer am Markt. In dieser Zeit wurde laut dem Geschäftsführer „bei allen Teilen, die wir als Zweitlieferant zur Bearbeitung bekommen haben,“ der Sprung zum Erstlieferant geschafft. Grund dafür sei die konzeptionelle Ausrichtung von PNP: „Wer eine Maßgenauigkeit braucht, die sich gewaschen hat, ist bei uns richtig“, sagt Beetz. Das schließt eine hohe Teilesauberkeit ein. Sie sei wichtig für das Ergebnis – ebenso wie eine hohe Wirtschaftlichkeit. Beides hatte man beispielsweise schon bei den Druckstücken angestrebt, bevor es die heutigen Stückzahlen gab, was Kontinuität beim Übergang zur Großserie brachte. Diese Kontinuität wurde mit Maschinen und Anlagen aus Standardbaureihen erreicht. Dadurch bleibe man hinsichtlich Aufbau, Anwendung und Automatisierung flexibel.
So kann bei Teilewechsel die Reinigungsanlage umgerüstet werden. Außerdem lässt sich das Automatisierungskonzept der Durchlaufreinigung mit Teiletransport und Pufferstrecke auf andere Prozessketten übertragen, wie das nun bei PNP mit Hilfe einer weiteren Reinigungsanlage von PERKUTE Maschinenbau geschieht: für die Bearbeitung, Reinigung und Qualitätsprüfung scheibenförmiger Grundplatten aus Stahl für Airbag-Systeme. Sie werden als Gussteile geliefert und mit hoher Genauigkeit auf Endmaß gedreht. Als Kühlschmierstoff kommt Bearbeitungsöl zur Anwendung, die Verschleppung des Öls durch die Teile ist hoch. Dieser Kühlschmierstoff muss von den Platten entfernt werden, damit ohne weitere Reinigungsmaßnahmen ein Widerstandsschweißen möglich ist. Dazu sind laut Beetz „sehr saubere Verbindungsflächen“ erforderlich. MM



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