In einem von der Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen geförderten Entwicklungsvorhaben hat die SOTEX GmbH in Kooperation mit dem Steinbeis-Transferzentrum Antriebs- und Handhabungstechnik und der SIVUS gGmbH eine Anlagentechnik entwickelt, mit der Drehteile unmittelbar nach dem Fertigungsprozess in den Hochleistungsbearbeitungszentren gereinigt und getrocknet werden können.
Die bisher verwendeten zentralen Reinigungsanlagen unterbrechen den Fertigungsund Materialfluss und haben dadurch in der Regel erhebliche Qualitätseinbußen zur Folge. Das neue Verfahren sichert die angestrebten Qualitätsmerkmale bei der Oberflächenvergütung. Die Teile werden vom Drehautomaten definiert ausgeschleust und von der Reinigungsanlage übernommen. Mit einer Saug-/Blasbehandlung erfolgt die Reinigung und Trocknung.
Die durch die mechanische Bearbeitung bereits vorhandene Lageorientierung jedes einzelnen Teils wird genutzt, um den Saug-/ Blasluftstrom gezielt auf das Werkstück zu führen. Jedes Teil wird einzeln behandelt, was die Beschädigung der Oberflächen durch zusammenstoßende Teile beim Reinigen vermeidet. Um die angestrebten Reinigungsergebnisse in der Taktzeit des vorgeschalteten Bearbeitungszentrums zu erreichen, müssen die Prozesse Reinigen und Trocknen auf mehrere Takte verteilt werden. In der ersten Station erfolgt das Nassreinigen. Anschließend sind für das Trocknen mehrere Blasstationen angeordnet.
Um die für das Ablösen der Späne von der Oberfläche notwendigen Kräfte zu erzeugen, wird eine geringe Menge Wasser dem Saugluftstrom beigefügt. Dazu wird der Saugluftstrom kurzzeitig auf ein Reservoir für das Waschmedium umgeschaltet. Die dabei entstehende Verwirbelung von Wasser und Luft erzeugt eine Vielzahl von Phasengrenzen, die die Reinigungswirkung wesentlich erhöhen. Im Versuch wurde eine Saugzeit für das Waschmedium von 0,5 Sekunden als ausreichend ermittelt, um alle nach dem Bearbeitungsprozess anhaftenden Späne zu entfernen. In der verbleibenden Zeit bis zum Stationswechsel wird das überschüssige Waschmedium aus der Station entfernt.
Durch die gezielte Führung des Blasluftstromes mit einer ausreichend hohen Geschwindigkeit, insbesondere in unmittelbarer Teilenähe, wird in den folgenden Blasstationen die beim Nassreinigen auf der Teileoberfläche verbliebene Flüssigkeit abgelöst und abgeführt. Die hohe Strömungsgeschwindigkeit des anliegenden Saugstromes in den Kammern des Reinigungssystems hebt das Werkstück an und reinigt und trocknet es dadurch von allen Seiten. Dadurch können neben der äußeren Oberfläche auch Innenkonturen, Bohrungen sowie Hinterschneidungen vollständig gereinigt werden.
Die Reinigungsanlage ist als 8-Stationen- Rundtakttisch konzipiert. Die Taktzeit der Anlage wird durch die Taktzeit des Bearbeitungszentrums bestimmt. Die Integration der Reinigungsanlage in den Fertigungsprozess bedingt eine direkte Anordnung in den Bereich der Ausschleusstrecke des Bearbeitungszentrums. Die gereinigten und getrockneten Werkstücke werden mit einem Handling ausgegeben beziehungsweise mit einer nachgeschalteten Palletiereinrichtung in Paletten abgelegt. Die wesentlichen Wirkpaarungen einer solchen Reinigung wurden in einer Versuchsanlage, die einem 6-Spindel- Bearbeitungszentrum eines namhaften baden-württemberger Werkzeugmaschinenherstellers nachgeschaltet wurde, mit einer Taktzeit von sechs Sekunden erfolgreich getestet.
Prof. Dr.-Ing. habil. Eberhard Köhler
Steinbeis-Transferzentrum Antriebs- und Handhabungstechnik im Maschinenbau (Chemnitz)
su0122@stw.de