Robuster Schutz Dachabdeckungen von Hema: Schutzsystem mit Platzspareffekt

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Die MTM-Gruppe gehört zu den wichtigen Herstellern industrieller Teilereinigungsanlagen. Das Flaggschiff des Unternehmens ist die patentierte Rundtakt-Reinigungsanlage Omega mit Haubentechnik. Als Dachabdeckungen für die Systeme dienen Spezial-Konstruktionen der Hema Maschinen- und Apparateschutz GmbH.

Einer der Hauptanwender der Reinigungsanlagen von MTM ist die Automobil-Industrie, denn hier herrschen sehr strenge Anforderungen an die Bauteilgüte: Bevor Komponenten wie Zylinderköpfe, Kurbelgehäuse oder Nockenwellen eingebaut werden können, müssen sie gründlich gesäubert werden. Diese Aufgabe erledigen sogenannte Rundtakt-Reinigungsanlagen, die direkt in die Produktionslinie integriert sind. Der gesamte Reinigungsprozess läuft innerhalb weniger Sekunden ab und erfasst selbst kleinste Schmutzpartikel.

Die Märkische Oberflächenanlagen- und Behälterbau GmbH (MOB) hat 1992 mit der Fertigung industrieller Teilereinigungssysteme begonnen. Das zur MTM-Gruppe gehörende Unternehmen besitzt umfangreiches Know-how in der Entwicklung von Sonderanlagen, Behältern und Schaltschränken. Die Erfahrungen aus über 1.600 Kunden-Projekten sind auch in die Konstruktion der Rundtakt-Hauben-Reinigungsanlage OMEGA eingeflossen – sie ist heute das wichtigste Produkt des Firmenverbunds.

Zahlreiche Verfahren in einer einzigen Anlage

Das Besondere an den Rundtakt-Hauben-Reinigungsanlagen des Typs OMEGA ist ihre hocheffiziente Arbeitsweise. Die Systeme führen mehrere Prozessschritte gleichzeitig aus und halten daher die von der Automobil-Industrie geforderten sehr kurzen Taktzeiten von z. T. nur 15 Sekunden problemlos ein. In jeder Anlage können bis zu zwölf Bearbeitungsschritte der wässrigen Reinigung gleichzeitig durchgeführt werden. Zu den Optionen zählen neben der Ultraschall-, der Flutinjektions- und der Spritzreinigung auch die Phosphatierung, verschiedene Trocknungsverfahren sowie das Hochdruckentgraten mit 150 bis 1.000 bar und das Bürst-Entgraten.

Sehr kurze Nebenzeiten

Um eine Vielzahl von Prozessen parallel und in kurzen Taktzeiten ablaufen lassen zu können, hat MOB die Anlagen mit einer zweiteiligen Behandlungskammer ausgestattet. Der eine Teil besteht aus einem Drehgestell-Segment mit Dichtplatte, das fest am Rotationskreis angebaut ist. Hier befindet sich die Werkstückaufnahme. Den zweiten Teil der Kammern bilden stationäre Hauben mit Applikationseinrichtungen wie Spritzdüsen oder Lanzen. Das Drehgestell taktet die Kammerhälften von Behandlungsposition zu Behandlungsposition weiter – ohne energieaufwändige Hub- bzw. Senkprozesse und mit sehr kurzen Nebenzeiten. Die Lanzen und Spritzdüsen führen dann an jeder Behandlungsstation den jeweiligen Reinigungsvorgang aus.

„Unsere Omega-Maschinen bieten auf engem Raum maximale Flexibilität und Prozesssicherheit“, sagt Oliver Much, Prokurist der MOB. In den Behandlungskammern können Chargen mit einem Gewicht von 100 g bis 1.000 kg gereinigt werden. Sogar Werkstücke mit tiefen Bohrungen lassen sich mithilfe der Lanzen zielgenau säubern.

Bei der Konstruktion der Anlagen standen die Ingenieure allerdings vor einigen Herausforderungen. Eine davon war die Planung der Dachabdeckung: Sie musste mit einer Aussparung für die Durchführung der robotergeführten Hochdruck-Reinigungslanze versehen werden. MOB entwickelte zunächst selbst eine Lösung für die Abdichtung der Anlagen an der Oberseite.

Dachabdeckungen: Eigenkonstruktion war nicht optimal

Die Abdeckung funktionierte zwar, allerdings war die Bewegungsfreiheit des Roboterarms, der die Reinigungslanze trägt, durch den Rahmen der Vorrichtung etwas eingeschränkt. MOB entschloss sich daher, diese Konstruktion extern zu vergeben und einen Spezialisten für Dachabdeckungen mit einer Neukonstruktion zu beauftragen. „Wir suchen immer nach Zulieferern, die mit ihrer Kernkompetenz unsere Maschinen optimieren können“, beschreibt Oliver Much die Firmenphilosophie. In der HEMA Maschinen- und Apparateschutz GmbH fand man den idealen Partner für das Projekt.

Robuster Faltenbalg

Das Unternehmen produziert seit 45 Jahren Schutzsysteme für Produktionsmaschinen. Mit Faltenbälgen zum Schutz von Führungsbahnen vor Kühlschmiermitteln, Schmutz und Staub fing 1977 alles an. Schon bald entwickelten sich daraus weitere Produkte wie z. B. der Samurai-Faltenbalg, dessen Faltenoberkanten mit Edelstahl-Lamellen ausgestattet sind. Diese Verstärkung sorgt für einen wirkungsvollen Schutz vor schnellen, sehr heißen und scharfkantigen Spänen. Samurai-Faltenbälge eignen sich aufgrund dieser Konstruktion besonders gut für Hochgeschwindigkeitsanwendungen. Sie waren deshalb auch die erste Wahl der Hema-Ingenieure für die Dachabdeckung der Omega-Teilereinigungsanlage, da beim Hochdruckentgraten scharfkantige Kleinteile in der Maschineneinhausung umhergeschleudert werden können.

Sonderlösung mit Vorteilen

Die Maschinenschutz-Spezialisten entwickelten auf Basis des Samurai-Faltenbalgs eine Dachabdeckung mit integrierter Aussparung. Sie bietet Platz für die Bewegungen des Roboterarms, der wahlweise mit einer Hochdruck-Reinigungslanze oder mit Bürstwechselsystemen ausgestattet werden kann. Das Besondere ist die schwimmende Lagerung: Während die beweglichen Teile einer Abdeckung bei Werkzeugmaschinen üblicherweise fest mit einem Fahrständer und einem Werkzeugschlitten verbunden sind, gibt es diese Konstruktion hier nicht. Das Spindelfenster wird nur mithilfe des Roboterarms bewegt.

Um den Kraftaufwand für den Roboter dabei möglichst gering zu halten, haben die Konstrukteure von HEMA an der Dachabdeckung Rollenführungen montiert, die ein sanftes Gleiten ermöglichen. Auch die Planung der Aussparung für die Reinigungslanze war anspruchsvoll: Hier mussten die Experten berücksichtigen, dass das Mantelrohr, das den Roboterarm vor mechanischen Beschädigungen schützt, nicht immer rechtwinklig zur Abdeckung ausgerichtet ist.

Größerer Aktionsradius durch neue Dachabdeckungen

Die Hema-Ingenieure fanden auch für diese Aufgabenstellung eine Lösung: Jede der verfahrenden Achsen der Teilereinigungsanlage wird von einem Samurai-Faltenbalg geschützt. Dabei bilden die unten liegenden Edelstahl-Lamellen nicht nur zusammen mit dem Faltenbalg eine Art Labyrinth-Dichtung, sondern schützen auch den Balg selbst gegen den Hochdruck-Wasserstrahl sowie aufgewirbelte Partikel. Der Außenrahmen der Dachabdeckung ist zudem so auf der Kabine der Reinigungsanlage befestigt, dass er mit einem dauerelastischen Dichtungsmittel gegen Wasseraustritt aus dem Innenraum versiegelt werden kann.

Damit der Roboterarm samt Schutzrohr und Reinigungslanze bis auf wenige Millimeter an die Kabinenwand heranfahren kann, wurden die Faltenbälge im Außenrahmen etwas hochgesetzt. Ihre Lamellen befinden sich dadurch komplett über der Kabine und nicht zwischen den Kabinenwänden. Die findige Konstruktion hat neben der größeren Bewegungsfreiheit für die Reinigungslanze noch einen weiteren Vorteil: Sie ermöglicht es, für zwei OMEGA-Anlagen mit den unterschiedlichen Abmessungen 2000 mm x 1100 mm und 2000 mm x 1200 mm die gleiche Dachabdeckung einzusetzen.

Mehr als ein wirksamer Schutz

Die MTM-Gruppe ist mit der Leistung der Hema-Konstrukteure sehr zufrieden, denn die Dachabdeckung erhöht die Flexibilität ihrer Reinigungsanlagen. Inzwischen setzt das Unternehmen die Hema-Schutzsysteme deshalb auch an anderen robotergestützten Reinigungs- und Entgratanlagen ein.