Schutzkappen

Blick in die Kapsto-Fertigung

Dass auch Schutzkappen und Stopfen in einer partikelarmen Umgebung entstehen müssen, wird erst beim Blick auf deren Einsatzort deutlich. Wie eine Stopfenfertigung unter Ausschuss von Schmutzpartikeln aussieht, zeigt der Blick in die Kapsto-Fertigung bei Pöppelmann. Das Unternehmen zeigt seine Produkte auch auf der Hannover Messe.

Die gravimetrische Analyse unter Reinraumbedingungen bestätigt: Die Partikelbelastung der Fertigteile beträgt weniger als 1 mg pro 1.000 cm² Bauteilfläche.

Die Geschichte von Kapsto beginnt vor 59 Jahren. Im April des Jahres 1957 kauften die Brüder Hubert und Josef Pöppelmann die erste Werkzeug-Maschine vom Typ Robling und setzten damit das Fundament für den Aufbau der Marke Kapsto – Kappen und Stopfen für industrielle Anwendungen. Die Verschlussstopfen schützen zum Beispiel Innen- und Außenkonturen vor mechanischer Beschädigung und verhindern das Eindringen von Verschmutzung in funktionsentscheidende Bauteile. 2005 erweitert das Lohner Unternehmen die Einsatzmöglichkeit seiner Schutzelemente durch deren Fertigung in einem Sauberraum. Damit wollte man, wie Rüdiger Kerssens aus der Anwendungstechnik bei Pöppelmann erklärt, bei der Herstellung der Kapsto-Elemente die gleichen hohen Standards an Sauberkeit etablieren, wie sie in der Produktion der Kunden gelten.

Demnach werden die erforderlichen Reinraum- oder Sauberraumklassen beim Zulieferer durch die Qualitätsanforderungen der zu fertigenden Produkte bestimmt. Je nach Reinraumklasse darf eine vorgeschriebene Anzahl an Teilchen einer definierten Größe pro Kubikmeter Raumluft nicht überschreiten. Weitere Parameter wie Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Druck werden in der Regel ebenfalls konstant gehalten, um jederzeit vergleichbare Bedingungen zu schaffen. Für Pöppelmann heißt das, dass in seinem Sauberraum Kappen und Stopfen produziert werden, denen keine Partikel anhaften, die größer als 0,3 Millimeter sind.

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Ein Beispiel aus der Automobilindustrie macht die augenscheinlich unsichtbaren Störenfriede greifbar: Die Einspritzpumpe fördert den Kraftstoff mit hohem Druck zu den Düsen direkt am Motor. Wären in der Kraftstoffleitung oder der Pumpe Verunreinigungen von einer verschmutzten Kappe, könnten die Düsen verstopfen, der Motor würde weniger leisten oder ganz ausfallen.

Somit bedingt der Fortschritt in der Automobiltechnik in den Bereichen Leistungseffizienz, Verbrauchs- und Emissionsreduzierung sowie Sicherheit den gestiegenen Anspruch an die technische Sauberkeit der zugelieferten Teile. Der Verband der Automobilindustrie (VDA) hat daher mit dem Fraunhofer IPA das Regelwerk VDA Band 19 „Prüfung der Technischen Sauberkeit“ erarbeitet. Darin wird unter anderem die technische Sauberkeit definiert und in vier Stufen von 0 bis 3 eingeordnet sowie Vorgaben für die Sauberfertigung und Methoden zum Nachweis von deren Einhaltung definiert. Entsprechend hierzu erschien 2007 die international gültige Norm EN ISO 16232. Seit 2015 steht die überarbeitete Version des VDA-Regelwerks, 19.1, zur Verfügung. Mit ihr soll die Vergleichbarkeit der Analyseergebnisse gesteigert und neue Verfahrenstechniken eingeführt werden. Ebenso werden der Gesundheitsschutz im Labor sowie die Grenzwert- und Spezifikationserstellung erfasst.

Autarker Sauberraum

Bei Pöppelmann findet die Produktion der Schutzelemente im Dreischichtbetrieb in einer akribisch rein gehaltenen Fertigungsumgebung statt. Der klimatisierte Sauberraum, in dem stets Überdruck herrscht, ist strikt von der übrigen Produktion getrennt.
Die größte Quelle für Partikel aller Art und andere Verschmutzungen ist jedoch der Mensch. Darum erfolgt der Zugang zum Sauberraum nur in spezieller Arbeitskleidung. Zudem müssen alle Materialien, die für den Sauberraum eingesetzt werden, abriebfeste Oberflächen aufweisen. Damit von vornherein keine störenden Partikel mit dem Material in Berührung kommen, werden die Spritzgießmaschinen mit dem Rohmaterial über eine zentrale Unterdruck-Materialansaugung versorgt, die eine Entstaubungsfunktion besitzt. Im Nachgang gelangen die fertig produzierten Schutzelemente gar nicht erst in Menschenhand: Entnahmevorrichtungen sorgen für einen sauberen Transport der Teile direkt aus dem Spritzgusswerkzeug in die entsprechenden Auffangbehälter. Diese sind mit Folienbeuteln ausgekleidet und – zur Verringerung elektrostatischer Aufladung – zusätzlich mit Ionisierstäben ausgestattet.

Während des gesamten Herstellungsvorgang ist im Sauberraum für ein reines Umfeld gesorgt: So wird die Raumluft über Filter angesaugt und anschließend befeuchtet. Regelmäßige Probeentnahmen und dokumentierte Partikelanalysen nach VDA 19 und ISO 16232 bestätigen die Einhaltung der technischen Sauberkeit. Demnach beträgt die Partikelbelastung der Fertigteile weniger als 1 mg pro 1.000 cm2 Bauteilfläche. „Die Analysen belegen: Die in unserer Produktion getroffenen Maßnahmen sichern die Einhaltung der vereinbarten Grenzwerte. Oft unterschreiten wir diese sogar“, betont Kerssens stolz.

Schließlich werden die Schutzelemente in gewünschter Anzahl in Folienbeuteln mit Zip-Verschluss verpackt, zu größeren Gebinden in Folienhüllen – als Schutz vor weiterter Kontamination – zusammengefasst und ausgeliefert.

Mit der Sauberraumfertigung und der darauf abgestimmten Logistik sieht sich Pöppelmann bestens gerüstet, wie Kerssens unterstreicht: „Die Miniaturisierung in der Industrie schreitet immer weiter voran. Damit wird die technische Sauberkeit auch für Zulieferer wie Pöppelmann zum wichtigen Qualitätsmerkmal. Wer hier die hohen Anforderungen erfüllen kann, hat gute Marktchancen.“ cs

Hannover Messe, Halle 6, Stand B18

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