Lade Inhalte
0%
 
Industrielle Teilereinigung mit wässrigen Medien

Saubere Sache

Warum sich die Reinigungstechnik nach
der Aufgabenstellung - und nicht nach den
Möglichkeiten der Anlagentechnologie richten
sollte

Einleitung Technische Sauberkeit wird immer relevanter

Ob in der Automobil-, Luft- und Raumfahrtbranche oder im Maschinenbau: Die Qualität von Oberflächen ist überall auf der Welt ein Gütesiegel, wenn es um die Entwicklung und Fertigung hochwertiger sowie innovativer Industrieprodukte geht. Klar, kleinste Verunreinigungen auf den jeweiligen Bauteilen würden dazu führen, dass diese im späteren Verarbeitungsprozess sprichwörtlich zum "Sand im Getriebe" werden.

Um die Verschmutzungen - von groß bis mikroskopisch klein - zuverlässig zu entfernen, kommt industrielle Reinigungstechnik zum Einsatz. Allerdings werden bei der Beschaffung neuer Anlagensysteme die Notwendigkeiten bei der Projektierung häufig nicht ausreichend berücksichtigt oder dem Leistungsportfolio der am Markt verfügbaren Anlage angeglichen und somit beschränkt. Dies hat zur Folge, dass die gewünschte Qualität nicht oder nur fast - auch in Bezug auf Betriebskosten, Durchsatz und Flexibilität - realisierbar ist.

Aber es geht auch anders. Die LPW Reinigungssysteme GmbH aus Riederich etwa arbeitet nach dem Grundsatz, dass sich die Technik nach der individuellen Aufgabenstellung der Kunden - und nicht nach den Möglichkeiten der Anlagentechnologie richten sollte.

„Qualifizierte Vorversuche sparen Ärger und Geld.“

An alles denken und testen

So dienen Pflichtenhefte als Grundlage, um die Aufgabenstellung unter den Gesichtspunkten Bauteilsauberkeit, Durchsatz und Anforderungen an Folgeprozesse zu definieren.

In Verbindung mit

erfolgt die Bestimmung der tatsächlichen Aufgabenstellung und deren Anforderung an den erforderlichen Reinigungsprozess.

Außerdem geht's in der Projekt-Diskussion auch um

Das geeignete Verfahren lässt sich auf Grundlage von Laborversuchen sowie Versuchen auf geeigneten Vorführanlagen prozesssicher bestimmen!

Kapitel 1Kammer- oder Mehrbadtechnologie: ein Vergleich

Wenn es um hohen Durchsatz und weniger um hohe Ansprüche an die Bauteilsauberkeit geht, werden meist zentrale Reinigungssysteme in Form von offenen Mehrbadanlagen konzipiert.

Vorteile: hohe Durchsatzleistung (je nach Anforderungen 15 bis über 20 Chargen/h)

Nachteile: schlechtere Filtrationsleistung, begrenzter Einsatz von waschmechanischen Möglichkeiten wie Flutvolumen und Pumpendrücken, hohe Betriebskosten wegen gesteigertem Wartungsaufwand sowie überdurchschnittlichem Energieaufwand durch die offenen Bäder, eingeschränkter Einsatz verschiedener Materialien und/oder unterschiedlicher Reinigungsaufgaben zur gleichen Zeit

Die klassische Kammertechnologie mit einer Arbeitskammer

Verfügt zwar über weniger Durchsatzleistung, zeichnet sich aber durch

  • bessere Energieeffizienz
  • geringere Betriebskosten
  • mehr waschmechanischen Möglichkeiten
  • verschiedene Fähigkeiten im Bereich der Medienaufbereitung
  • vielfältige Möglichkeiten der effizienten Medienaufbereitung

aus.

Die modulare Kammertechnologie hingegen ermöglicht unter Beibehaltung der bekannten Einkammertechnologie-Vorzügen das größte Fähigkeitsspektrum in Sachen Durchsatz und Flexibilität

Doch bei der technische Ausführung der Anlage geht es nicht nur darum, ob sie das gewünschte Ergebnis sowie den Durchsatz erfüllt. Auch die wirtschaftlichen Aspekte wie Beschaffungskosten, direkte und indirekte Betriebskosten, Verfügbarkeit des Gesamtsystems sowie der Stückkostenverlauf bei schwankenden Auslastungen der Kapazität spielen eine große Rolle. Für die Umsetzung des "Gesamtpakets" sind modulare Baukastensysteme ideal geeignet.

Video: Prozessabläufe in der Mehrbadtechnologie
Video: Einkammertechnologie
„Reinigungsanlagen müssen sich den Kundenanforderungen anpassen. Und nicht umgekehrt.“

Kapitel 2Maßgeschneidert modular

Die Anpassungsfähigkeit von Produktionsmitteln bzw. Anlagen ist das A und O in der industriellen Reinigungstechnik. Folgende Faktoren nehmen darauf wesentlichen Einfluss:

  • Die Standardisierung verringert das technische Ausfallrisiko, kann zur Betriebskostensenkung beitragen und ermöglicht eine Vielzahl von Optionen zur Erhöhung der Energieeffizienz.
  • Die Kombinationsfähigkeit der Standard-Einzelkomponenten erleichtert die Konfiguration einer kundenspezifischen Lösung.
  • Eine Upgradefähigkeit kann bei entsprechender Berücksichtigung im Planungsprozess integriert werden.
  • Anpassung an die Wartungs- und Instandhaltungsforderungen des Kunden.

Modulare Anlagentechnik, wie sie die LPW Reinigungssysteme GmbH entwickelt und herstellt, bietet diesbezüglich vielfältige Optionen und kann sich unter allen Aspekten an die bestehenden Prozesse als integraler Bestandteil anpassen. Egal, ob es um die einfache Zwischenreinigung (z.B. Entfettung, Entspänung und Trocknung) oder hochwertige partikuläre sowie filmische Endreinigungsaufgaben geht.

Video: Beispiel Wartungszugänglichkeit

Möglich machen es diese modularen Komponenten beziehungswiese Fähigkeiten

Standardbehandlungskammern, angepasst an die überwiegende Anzahl der Aufgabenstellungen (Schäferkasten 1 + 2 sowie eine Übergröße), geeignet für jede Form der Reinigungs- und Trocknungsverfahren.
Vorlagetanksystematik mit erprobten Kreislaufmedien- und Niveauüberwachungssystemen, vorbereitet für wahlweise elektrische Beheizung sowie für Gas- oder Fremdwärmebeheizung.
Adaptationsfähigkeit für alle gängigen Trocknungsverfahren.
Ultraschall in unterschiedlichen Leistungs- und Frequenzbereichen, Pumpenleistungen zwischen 2-100 m³/h mit Drücken zwischen 2 und 20 bar.
Aufgabenbezogene Medienaufbereitungssysteme im Voll- oder Nebenstrom.
Integrationsfähigkeit von Feinstreinigungskomponenten für anspruchsvollere Reinigungsaufgaben.
Freie Kombinationsfähigkeit der verschieden Medienvorlagen- und Arbeitskammermodule sowie optionale Erweiterbarkeit inkl. der Möglichkeit zur Integration von kundenspezifischen Teillösungen.
Standardisierte Automatisierungs-/Beladelösungen, die sich an die Kombinationsmöglichkeiten ohne nennenswerte Mehrkosten anpassen können.

Kapitel 3Zeitgemäße und zukunftsfähige Automationslösungen

Die Automation ist das Bindeglied zwischen vor- und nachgelagerten Prozessen. Sie muss der aktuellen sowie zukünftigen Aufgabenstellung in allen Aspekten gerecht werden und gleichermaßen robust sowie sicher sein.

Konkret sollte sie in puncto Reinigungstechnik über folgende Eigenschaften verfügen:

  • Eignung für Korb- und Palettenware
  • ausreichende Maß-Toleranz für die Übergabe/Übernahme der Ware zur/von der Behandlungskammer
  • die Möglichkeit zur Trennung von gereinigter und ungereinigter Ware
  • geeignete medien- und verschmutzungsbeständige Einzelkomponenten im Bereich der Nasszonen
  • Temperaturbeständigkeit im Bereich der Trocknungszonen
  • korrossionsgeschützte Oberflächen

Bei einfacheren Vorgaben genügen klassische Rollenbahnsysteme mit angepassten Beladevorrichtungen. Eine Modularität und Standardisierung ist in diesem Fall problemlos, auch nach verschiedenen Gewichtsklassen und Ausführungsqualitäten, möglich.

Bei anspruchsvolleren Aufgabenstellungen mit mehreren Auf-/Abgabestellen in mehrstufigen Reinigungsprozessen führt die klassische Form zu einer Vielzahl von Einzelkomponenten (Umsetzer, Beladevorrichtungen, Vereinzelungen usw.) und somit zu einer technischen Komplexität.

Kommen dann noch weitere Aufgaben, wie etwa die Trennung von gereinigter/ungereinigter Ware oder Zwischen- und Endreinigung in Losgröße 1 auf demselben System hinzu, stoßen die bisher bekannten Lösungen schnell an ihre Grenzen. Das technische Risiko steigt und wirkt sich schlussendlich auch auf die Verfügbarkeit des Gesamtsystems aus.

Moderne Lösungen reduzieren in diesen Fällen die technische Komplexität auf wenige stabile Einzelprozesse

Eine Variante hierfür ist das LPW-Niederflur-Shuttlesystem mit einer horizontalen Längsachse, auf dem ein Be-/Entladeshuttle mit je einem Sauber- und einem Schmutzplatz alle Aufgaben der Umsetz- und Beladevorrichtungen übernimmt.

Zudem kann es auf einen Großteil der Vereinzelungen verzichten und ermöglicht darüber hinaus systembedingt einen störunanfälligen Quertransport von Warenträgern. Das Shuttle ist modular aufgebaut und mit geringem Aufwand an aktuelle und zukünftige verfahrenstechnische Anforderungen problemlos anpassbar.

Video: Beispielhafter Verfahrensablauf in einer Behandlungskammer
Video Shuttle
„Geht nicht, gibt's nicht.“

Kapitel 4Das modulare Konzept im Dialog

Was brauche ich? Welche Reinigungstechnik ist die richtige? Am Beispiel Alu-Druckguss, gratfrei, max. Partikel 200-300 µm.

Welche Anforderungen stellt mein Bauteil an den Prozess und die Anlage?
Nach geeigneten Vorversuchen verifizieren wir den geeigneten Reinigungs-/Trocknungsprozess. Dieser bestimmt das Verfahren. Die Anlagenausführung wird jedoch u. a. durch die geforderte Kapazität bestimmt.
Wie sähe das System für einen momentanen Bedarf/Durchsatz von 6-8 Chargen aus?
Die aktuelle Eingangsqualität sowie die geforderte Kapazität von 6-8 Chargen/h können mit einer Arbeitskammer abgedeckt werden.
Wenn ich nun ein weiteres Bauteil mit vergleichbaren Anforderungen habe: benötige ich dann zwei dieser Anlagen?
Wenn sie das heute schon planen, können wir die Kapazität dieser Anlage durch die Integration einer 2. Kammer um bis zu 80 % erhöhen. Der Prozess Reinigen auf Kammer 1 und Spülen/Trocknen auf Kammer 2.
Erhöht sich dann die Investitionssumme entsprechend?
Der Invest steigt um ca. 40-60 %, je nach Ausführung und Automationsgrad. Der Platzbedarf bleibt jedoch nahezu gleich. Zudem weist dieses Anlagensystem die selben Grundlastkosten wie die Einkammerversion auf. Mit einer geeigneten Automation lassen sich zudem die Handlings- und Personalbindungskosten merklich reduzieren.
Wir rechnen damit, dass die Reinheitsanforderungen in den kommenden Jahren steigen. Zudem verlangt unser Folgeprozess schon heute fleckenfreie und komplett trockene Bauteile.
Mit der Integration einer Zwischenspüle in der Kammer 1 und dem Ausbau der Kammer 2 in ein Feinstreinigungsmodul mit integrierter Vakuumtrocknung können diese Ziele problemlos erreicht werden.
Reicht für diese Aufgabenstellung eine Standardfiltration?
Die klassische Vollstromfiltration ermöglicht unter partikulären Aspekten ein hochwertiges Filtrationsergebnis. Zusätzliche Medienaufbereitungssysteme können z. B. Öl-, Emulsions- oder Feinstpartikelbelastungen auf das erforderliche Maß reduzieren. Das ist beispielsweise für Fleckenfreiheit relevant. Zudem können die geeigneten Medienaufbereitungen die Badstandzeiten erheblich verlängern und damit das Reinigungsniveau über die Zeit konstant halten.
Welche Möglichkeiten haben wir noch, um die Taktzeit zu verkürzen oder auf höhere Reinheitsanforderungen zu reagieren?
Beide Varianten erfordern mehr Prozesszeit. Der wirtschaftlichste Weg besteht darin, die relativ lange Trocknungszeit durch eine eigene Behandlungskammer zu entkoppeln.
Kann die Anlage nach diesem System beliebig groß ausgeführt werden?
Im Prinzip ja. Die Grenzen liegen jedoch in der Kapazität klassischer Automationslösungen. Hier sind moderne Shuttle-Automationen die Lösung. Zu beachten sind dennoch die Bottleneck-Effekte. Diese lassen sich aber durch teil- oder vollredundante Anlageneinheiten erheblich reduzieren.
„Modularität sorgt für mehr Flexibilität und Leistungsfähigkeit.“

Kapitel 5In der Praxis

Anwendungsbeispiel 1: Höchste Sauberkeit - direkt in den Reinraum

Branche Automobil / PKW-Einspritzsysteme
Aufgaben Reinigen, Feinreinigen, Spülen und Kühlen mit Automationsanbindung an Reinraummontage
Bauteile diverse Stahl-/ Edelstahlkomponenten nach der mechanischen Bearbeitung
Chargengröße 670 x 480 x 300 mm
Chargengewicht max. 150 kg
Durchsatz 10-14 Chargen/h
Anforderung spanfrei, phosphatiert, trocken

Lösung

Durch die Trennung der Hauptreinigung von den Spülen, kann ein nahezu verschleppungsfreier Prozess gewährleistet werden. Zudem ergeben sich entsprechende Taktzeitreserven durch die Aufsplittung des Prozesses.

2 Arbeitskammern
1 Reinigungstank / 1 Spültank auf Kammer 1
1 Spültank auf Kammer 2
Injektions-/Druckumfluten Kammer 1
Ultraschall 10 W/l Kammer 1
Vollstromfiltration in allen Bädern
Zwischentrocknung in Kammer 1
Heisslufttrocknung in Kammer 2
Vakuumtrocknung in Kammer 2
Destillationsanlage
Koaleszenzölabscheider
ohne Integration von Feinstreinigung
klassische Rollenbahnautomation mit Kopplung an Reinraum
Kühltunnel vor dem Reinraum

Standardisierungsgrad: 95%


→ Praxis 1 „Filmische Oberflächen“ [PDF]

Anwendungsbeispiel 2: Langzeitkonservierung auf wässriger Basis

Branche Allgemeine Industrie / Hydraulik
Aufgaben Reinigen, Spülen, Langzeitkonservierung
Bauteile Stahlkomponenten nach der Drehbearbeitung
Chargengröße 670 x 480 x 300 mm
Chargengewicht 150-200 kg
Durchsatz 10-14 Chargen/h
Anforderung partikulär, trocken, langzeitkonserviert

Lösung

2 Arbeitskammern
1 Reinigungstank / 1 Spültank auf Kammer 1
1 Konserviertank auf Kammer 2
ohne Waschmechanik
Ultraschall 10 W/l Kammer 1
Vollstromfiltration in allen Bädern
Zwischentrocknung in Kammer 1
Heisslufttrocknung in Kammer 2
Vakuumtrocknung mit Kondensatabscheidung in Kammer 2
Koaleszenzölabscheider
ohne Integration von Feinstreiningung
klassische Rollenbahnautomation
Vakuumbefüllung der Arbeitskammern 1 und 2

In dieser Anlage kommen bedingt spritzfähige Reiniger sowie mineralölbasierende Konservierer zum Einsatz. Mittels Vakuumbefüllverfahren lassen sich beide Medien verwenden. Die 2-Kammerausführung schützt zudem das Reinigungsbad in Kammer 1 vor zusätzlichem Öleintrag und senkt so den Reinigerverbrauch. Zudem stellt das Vakuum-Konservierverfahren sicher, dass der Ölfilm auf der gesamten Oberfläche gleichmäßig aufgetragen wird.

Standardisierungsgrad: 80%


→ Praxis 2.1 Fachbeitrag „Korrosionsschutz“ [PDF]

Anwendungsbeispiel 3: Losgröße 1 und Upgradefähigkeit

Branche Allgemeine Industrie/Automobilindustrie
Aufgaben Reinigung/Konservierung nach dem TEM-Prozess
Bauteile Stahl-/GG-Bauteile
Chargengröße 670 x 480 x 400 mm
Chargengewicht 200 kg
Durchsatz 7-8 Chargen/h
Anforderung A oxidfrei, kurz-/langzeitkonserviert, trocken
Anforderung B Erweiterungsmöglichkeit um eine 2. Doppelkammeranlage
Anforderung C Möglichkeit Losgröße 1

Lösung

2 Arbeitskammern
1 Reinigungs- / Spültank Kammer 1
2 Spültanks auf Kammer 2
Injektions- / Druckumfluten Kammer 1
Ultraschall 20 W/l Kammer 1
Vollstromfiltration in allen Bädern
Zwischentrocknung in Kammer 1
Heisslufttrocknung in Kammer 2
Vakuumtrocknung in Kammer 2
Koaleszenzölabscheider
ohne Integration von Feinstreinigung
Shuttleautomation mit Anbindung an 1 Beladekreislauf, 1 Entladekreislauf sowie an eine Lösemittelreinigung/-konservierung Vorbereitung auf eine zusätzliche 2-Kammer-Reinigungsanlage
RFID-System, Leitrechneranbindung

Standardisierungsgrad: 80%


→ Praxis 3.1 „Bottelneck vs. Invest“ [PDF]
→ Praxis 3.2 „Flexibilisierung durch Modularität“ [PDF]

„Bei der Projektierung spielen auch die Aufgaben von morgen eine große Rolle.“

Anwendungsbeispiel 4: Alles in einer

Branche Automobilindustrie / Einspritzsysteme
Aufgaben Zentrale Zwischen-/endreinigung
Bauteile Stahl-/Edelstahl-Bauteile
Chargengröße 670 x 480 x 300 mm
Chargengewicht 200 kg
Durchsatz 6-12 Chargen/h
Durchsatz: 6-12 Chargen/h, je nach Aufgabenstellung (5 Mio Stahlbauteile/Jahr, zirka 13-14.000 Chargen. 30 Mio Edelstahlbauteile/Jahr, etwa 25-26.000 Chargen)
Anforderungen Bauteil 1: Endreinigung Stahl nach mechanischer Bearbeitung und Phosphatierung. Ziel: Partikelgröße < 250 µm kubisch, Korrossionsschutz mindestens 6 Monate.
Bauteil 2: Endreinigung Edelstahl nach mechanischer Bearbeitung und Bürstprozess. Ziel: Partikelgröße < 200 µm, fleckenfrei.
Zusätzliche Anforderungen Vor-/Zwischen- und Endreinigungsprozesse auf einer Anlage, Chaotische Warenzuführung bis zu Losgröße 1, Reinigen und 1. Spüle für alle Bauteile in allen Programmen, Eigenständige VE-Spüle mit hoher Flutleistung für VA-Bauteile, Eigenständige Trocknung für VA-Bauteile sowie Korrossionschutzbad für Stahl-Bauteile

Lösung

6 Arbeitskammern
5 Bäder (Reinigen, Spülen 1-3, Konservieren)
Injektions-/ Druckumfluten Kammer 1
Frequenzgesteuerte Pumpen in Bad 1,3,5
Ultraschall 10 W/l Kammer 1
Vollstromfiltration in allen Bädern
Zwischentrocknung in Kammer 1,2,3,4
Heisslufttrocknung in Kammer 5,6
Vakuumtrocknung in Kammer 5,6
Koaleszenzölabscheider, Destillationsanlage
Feinstreinigungsmodul in Kammer 4
Shuttleautomation mit Anbindung an 1 Be-/Entladekreislauf
RFID-System

Standardisierungsgrad: 100%

Video: Die vollvisualisierte Menüführung der 6-Kammer-Anlage „Hexa“

Ihre Anforderung
ist unser Maßstab

Die Anwendungsbeispiele haben es gezeigt: egal in welcher Größe - maßgeschneiderte Anlagen, die auf der Grundlage eines modularen Baukastensystems arbeiten, liefern Lösungen für große zentrale oder auch kleinere dezentrale Aufgabenstellungen.

Die ausgereifte Modularität ermöglicht die Umsetzung verschiedenster Varianten, welche an aktuelle als auch kommende Anforderungen der Produktion angepasst sind und mit überschaubarer Komplexität, großer Flexibilität, kostenoptimiert sowie mit geringem technischen Risiko arbeiten. Dabei orientiert sich die Anlagen-Konzeption immer an den Aufgaben - und nicht die Aufgaben an den verfügbaren Systemen.

Weitere Informationen finden Sie unter:
www.lpw-reinigungssysteme.de

Oder schreiben Sie uns direkt hier:
info at lpw-reinigungssysteme dot de

→ Alle PDFs zum Herunterladen
→ Impressum & Datenschutzerklärung
z.B. Verfahrensvorschlag aus Vorversuchen (Reinigen, Spülen, Injektionsfluten, Ultraschall, Filtration und Heißlufttrocknung)
z.B. PowerJet 670 T2 compact mit manueller Beladung (Reinigen, Spülen, Injektionsfluten, Ultraschall, Filtration und Heißlufttrocknung)
z.B. PowerJet 670 T2 Twin mit autom. Beladung (Reinigen, Spülen, Injektionsfluten, Ultraschall, Filtration und Heißlufttrocknung)
z.B. PowerJet 670 T2 Twin mit autom. Beladung (Reinigen mit Injektionsfluten/Ultraschall, Spülen, Feinstspülen/Ultraversion, Filtration, Bypass-Medienaufbereitung und Heißluft-/Vakuumtrocknung)
z.B. PowerJet 670 T3 Triple mit autom. Beladung (Reinigen mit Injektionsfluten/Ultraschall, Spülen, Feinstspülen/ Ultraversion, Filtration, Bypass-Medienaufbereitung und Heißluft-/Vakuumtrocknung separat in der 3. Behandlungskammer)
z.B. PowerJet 670 T2 Triple mit Shuttle-Automation mit optionaler/redundanter Erweiterungsmöglichkeit (Reinigen mit Injektionsfluten/Ultraschall, Feinstspüle/ Ultraversion, Filtration, Bypass-Medienaufbereitung und Heißluft-/Vakuumtrocknung separat in der 3. Behandlungskammer)

Impressum & Datenschutzerklärung