Oberflächenreinigung

Ultraschall gegen Mikroverschmutzung

Bei der industriellen Reinigung von Klimakomponenten für die Automobilindustrie gelten hohe Reinheitsanforderungen. Die oft dünnwandigen und dreidimensional komplex gebogenen Aluminiumrohre müssen vor dem Einbau exakt gereinigt und getrocknet werden, damit sie keinen Schaden in der Konstruktion verursachen. Reinigungsanlagen vom Typ Rototronic, wie sie Purima baut und einsetzt, erfüllen diese Anforderungen bei hohem Teiledurchsatz.

Die zu reinigenden Rohre für Klimaanlagen in Fahrzeugen durchlaufen in eigens konstruierten Aufnahmegestellen und Waschkörben den mehrstufigen Reinigungsprozess.

Der goldene Oktober zeigt sich gern von seiner ungemütlichen Seite: Nebel, Kälte und Regen kriechen nicht nur unter die Jacken, sondern verfolgen uns bis ins Auto. Schon nach kurzer Zeit setzt sich die Feuchtigkeit an den Scheiben nieder und nimmt dem Fahrer die Sicht. Ein noch von heißen Sommertagen geübter Griff zur Klimaanlage vertreibt jedoch die ungemütliche Jahreszeit aus dem automobilen Innenraum. Sobald das Gebläse läuft, leitet es die feuchte Luft durch ein diffiziles Rohrsystem zum Verdampfer. Dort entzieht das Kältemittel der Luft die Wärme, um in die Gasphase wechseln zu können – die herbstliche Feuchtigkeit kondensiert. Im Anschluss strömt die erwärmte trockene Luft in den Fahrzeuginnenraum und lässt die Scheiben wieder klar werden. Währenddessen strömt das verdampfte Kältemittel im geschlossenen Klimakreislauf zum Kondensator, verflüssigt sich und fließt weiter zum Sammelbehälter. Damit dieses geschlossene System nicht durch Partikel oder Verunreinigungen gestört wird, müssen die Klimakomponenten nach ihrer Produktion aufwendig gereinigt und getrocknet werden. Als schwierig erweist sich hierbei die zunehmende Komplexität der Bauteile. So werden heute die Klima-Baugruppen teils doppelwandig gefertigt und übernehmen zusätzlich die Funktionen eines Wärmetauschers.

Anzeige

Eine stetige Weiterentwicklung der Reinigungstechnik ist somit unbedingt notwendig, was die Komplexität der eingesetzten Verfahren und Technologien erhöht. Im Lötprozess eingesetzte Flussmittel müssen ebenso rückstandsfrei entfernt werden wie metallische Partikel, die größer als 200 µm sind. Auch visuell sollen die Rohre sauber erscheinen. Somit dürfen nach dem Spülen keine Wasserflecken zu sehen sein. Ebenso darf nach dem Trocknen keine Restfeuchte vorhanden sein. Um auch ökologische Aspekte zu berücksichtigen, soll der Reinigungsvorgang komplett ohne die Zugabe von Chemikalien ablaufen.

Waschen, entwickeln, reinigen

Als Basis für die Reinigung der Klimakomponenten dient die von Purima, ehemals RPE Pape Anlagentechnik, entwickelte Reinigungsanlage des Typs Rototronic. Die Anlagen dieser Baureihe sind als kundenspezifische Einkammer- und mehrstufige Reinigungsanlagen lieferbar. Bevor jedoch eine Reinigungsanlage zur Behandlung von komplexen Bauteilen konstruiert wird, sind umfangreiche Wasch- und Restschmutzuntersuchungen erforderlich. Diese führt die Denios-Tochter in Kooperation mit den Projektverantwortlichen des Kundenbetriebes im eigenen Technikum in Porta Westfalica durch.

Am Beispiel der Klimakomponenten wird besonders deut-lich, warum dieses Vorgehen individuell durchgeführt werden muss: Angelötete Bauteile haben innenliegende Hinterschneidungen, wo sich Partikel hartnäckig ablagern. Bei den Waschversuchen füllten sich die komplex 3D-gebogenen Rohre nicht komplett mit Reinigungsflüssigkeit, Lufteinschlüsse führten dazu, dass bestimmte Stellen des Bauteils nicht erreicht werden konnten. Einfaches Schwenken der Rohre löste diese Probleme nicht – weder beim Füllen noch beim Entleeren. Selbst Rohre, die manuell mit ölfreier, trockener Druckluft ausgeblasen wurden, hatten für den Nachfolgeprozess eine zu hohe Restfeuchte. Zudem wurden immer wieder Restverschmutzungen mit Partikeln über 200 µm in den Reinheitsanalysen gefunden.

Daher wurden im Technikum die Bauteile mit Rotation und in verschiedenen Winkelpositionen in den Reinigungsbecken behandelt. Die Konstrukteure erkannten, dass die Luft nur so aus den Rohren entweichen und die Reinigungsflüssigkeit an alle Stellen gelangen kann. Im Weiteren zeigte sich, dass die Rohre nur im Rotationsverfahren mit Anhalten in bestimmten Winkelpositionen oberhalb des Badspiegels zu entleeren sind.

Als ebenso schwierig gestaltete sich die Trocknung. Selbst mit Rotation der Rohre in einem Umlufttrockner war die Restfeuchte in der geforderten Taktzeit zu hoch. Erst mit der Nachtrocknung in einem Vakuumtrockner bei einem Millibar sind die gewünschten Ergebnisse erzielt worden.

Reinigung in der Praxis

Das Ergebnis der intensiven Entwicklungsarbeit ist eine Anlage, die mit einem oder mehreren Prozessbecken bestückt werden kann, in denen verschiedene Reinigungstechniken miteinander kombiniert werden. Das Reinigungsgut wird in speziell konstruierten Aufnahmegestellen und Waschkörben in etwa 6 bis 10 Minuten durch den Reinigungsprozess transportiert. In einem mehrstufigen Prozess erfolgt die Warenbewegung über ein Mehrfachhandling mit automatischer Korbverdeckelung. Die etwa 1.200 mm x 600 mm x 400 mm großen Waschgestelle können in allen Behandlungsstufen rotieren, schwenken oder winkelgenau positioniert werden, sowohl in den Becken als auch oberhalb des Flüssigkeitsspiegels zum Entleeren.

Über die Anlagensteuerung können verschiedene Waschprogramme erstellt werden, welche die besten Positionen und Haltezeiten für die gebogenen Rohre speichert, damit die Flüssigkeit und mit ihr die gelösten Partikel aus den Rohren auslaufen können. Die Überlagerung von rotatorischen und vertikalen Bewegungen soll das Reinigungs- und Spülergebnis verbessern. Neben dem Einsatz von Ultraschall in der Reinigungsstufe sind die Spülbecken mit einer Druckumflutung ausgestattet, deren Strömung auf die Seitenwände oder die Stirnseite gerichtet werden kann.

Gleiche Bewegungen finden in der Trocknung mit heißer Umluft statt, so dass die Flüssigkeit in den Rohren an den heißen Oberflächen leichter verdampfen kann. Um eine absolute Trockenheit zu erreichen, erfolgt als letzte Behandlungsstufe eine Trocknung im Vakuum. Je nach Anlagenkonfiguration ist der Vakuumtrockner als externes Modul in der Entladezone oder im gemeinsamen Rahmensystem der Anlage integriert.

Nach der Reinigung werden alle Rohre einer Dichtigkeitsprüfung unterzogen, da sie in geschlossenen Kreisläufen verwendet werden. Die Prüfung erfolgt mit Helium, da Wasser beziehungsweise Feuchtigkeit in diesem Prüfprozess ein n.iO-Kriterium darstellt.

Alle von Purima gelieferten Anlagen sind mit moderner Filtrationstechnik zur Entfernung von Ölen, Fetten und Partikeln ausgestattet. Soweit es möglich ist, werden hierzu eigens entwickelte Systeme eingesetzt, die ohne Verschleißteile auskommen. Über eine gezielte Medienaufbereitung, wie über Enthärtungsanlagen, Umkehrosmose, Mikrofiltration, Ultrafiltration oder den Einsatz von Verdampfern, ist es dem ostwestfälischen Reinigungsexperten nach eigenen Angaben gelungen, die laufenden Betriebskosten deutlich zu reduzieren. cs

Anzeige

Das könnte Sie auch interessieren

Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige

Spritz-Flut-Anlage

Bauteile gründlich reinigen

Moderne Wärmebehandlungsprozesse erfordern rückstandslose, fleckenfreie Bauteilsauberkeit. BvL Oberflächentechnik hat speziell für die Anwendungen im Härtereiprozess die Spritz-Flut-Anlage NiagaraVE entwickelt.

mehr...
Anzeige
Anzeige
Anzeige

Multivibratoranlagen

Saubere Oberflächen

Für das Feinschleifen und Polieren von Werkstücken mit diffizilen und empfindlichen Werkstückkonturen zeigte Walther Trowal auf der AMB die Multivibrator-Anlagen mit einer neuen, integrierten Magnetplatte.

mehr...

Oberflächen-Inspektion

Fieser Restschmutz

beeinträchtigt schnell die Funktionalität technischer Systeme und erhöht durch vermehrten Ausschuss die Produktionskosten. Für eine effiziente Produktion ist die einfache Kontrolle von Oberflächen auf Verschmutzungen daher eine wesentliche...

mehr...