technische universität dortmund Ökologischer und ökonomischer Nutzen der Vibrationsreinigung

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Lisa Möller
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1 Ökologischer und ökonomischer Nutzen der Vibrationsreinigung 1

2 Einleitung Industrielle Reinigungsprozesse In der industriellen Fertigung ist die Reinigung von spangebend hergestellten Bauteilen ein Schlüsselprozess z. B. werden in der Automobilindustrie 7% und mehr des Investitionsvolumens einer durchschnittlichen roduktionslinie für Reinigungsprozesse verwendet Reinigungsprozesse haben eine Vielfalt an Reinheitsspezifikationen: Zwischenreinigung ( mg/m² Endreinigung ( 500 ( mg/m² räzisionsreinigung ( 50 ( mg/m² Kritische Reinigung ( 5 Der Reinigungsprozess muss eine Qualität vorweisen, die Folgeprozesse ermöglicht und diese nicht beeinträchtigt Medienbasierte Reinigungsmethoden sind geeignet zum Beseitigen von Verschmutzungen, können aber auch Gesundheits-, Umwelt- und Sicherheitsrisiken erzeugen 2

3 Stand der Technik in der Teilereinigung Zentrale Reinigung Charakteristika: prozesssichere Verfahren hohe Kapazität Batch-Verarbeitung große Losgrößen medienbasierte Reinigungstechnologie hoher Energieverbrauch hohe Investitionskosten hohe Betriebskosten 3

4 Stand der Technik in der Teilereinigung Dezentrale Reinigung Charakteristika: prozesssichere Verfahren hohe Kapazität Batch-Verarbeitung große Losgrößen kleinere Maschinen, da roduktionsvolumen geteilt werden Verbesserung der Engpasssituation reduzierter Transportaufwand gegenüber zentraler Reinigung 4

5 Technologie der Vibrationsreinigung Kombinierte Reinigungsprinzipien 5

6 Technologie der Vibrationsreinigung Sinusfunktion des Oszillators Die hohen Beschleunigungs- und Verzögerungskräfte in den Wendepunkten der Sinusschwingung lösen die anhaftenden artikel ab. 6

7 Technologie der Vibrationsreinigung Saugstrom auf der Bauteiloberfläche ohne Vibration mit Vibration Durch die Vibration entsteht eine Wellenbildung auf der Bauteiloberfläche, welche eine bessere Angriffsfläche für den Saugstrom bildet. 7

8 Technologie der Vibrationsreinigung ( Wellenreinigung Funktionsprinzip (Bsp. Das zu reinigende Bauteil vibriert innerhalb der Saugformen 8

9 Technologie der Vibrationsreinigung Kombinierte Reinigungsprinzipien Saugen Vibration Waschen artikel mit geringen Adhäsionskräften X artikel mit mittleren Adhäsionskräften X X artikel mit hohen Adhäsionskräften X X X 9

10 Reinigungsergebnisse Verbliebene Restverschmutzung am Beispiel Kegelrollenlager 0,12 Ölreste nach Reinigung [g] 0,10 0,08 0,06 0,04 0,02 0,00 0,11 0,06 Saugen Vibration und Saugen mit Vibration ca. 40% höhere Abreinigung 10

11 Reinigungsergebnisse Einhärtetiefe von Bauteilen unterschiedlichen Reinheitsgrades Einhärtetiefe [mm] 1,02 0,98 0,94 0,90 0,86 0,82 0,78 Zielbereich (0,80-1,00 mm) Serie 1 Serie 2 Serie 3 Vollständige Entfettung Vibrationsreinigung von Emulsion Konventionelles Waschen Vibrationreinigung von Öl Geforderter Reinheitsgrad hergeleitet von nachfolgenden rozessen 11

12 Industrielle Anwendung Maschinenkonzept für Wellen ein große Anzahl variierender Bauteilgrößen und formen ist möglich 12

13 Industrielle Anwendung Maschinenkonzept für Zahnräder eine große Anzahl variierender Bauteilgrößen und -formen ist möglich 13

14 Industrielle Anwendung Maschinenkonzept für Kleinteile eine große Anzahl variierender Bauteilgrößen und -formen ist möglich 14

15 Materialflussgerechte Fertigungskonzepte Integration von Reinigungsprozessen R R R R R zentral roduktionsprozess dezentral Reinigungsprozess inline 15

16 Materialflussgerechte Fertigungskonzepte Modulares Maschinenkonzept Das modulare Maschinenkonzept erleichtert die Integration und erhöht die Flexibilität 16

17 Ökologischer und wirtschaftlicher Nutzen Kühlschmierstoff (KSS)-Kreislauf mit Vibrationstrockenreinigung Alternativ kann gefilterter KSS als Medium für die Vibrationsnassreinigung eingesetzt werden 17

18 Ökologische und wirtschaftliche Nutzen Industriebeispiel für Recycling-otential Automobil-Erstausrüster: Großserienproduktion von Getriebegehäusen ( Stck./Tag 6.000) 600 kg KSS gehen täglich verloren 18

19 Ökologische und ökonomische Auswirkungen Zahlen und Fakten Traditionelle Nassreinigung Vibrationsreinigung Kapazität ~ Teile / Std. ~ Teile / Std. Material handling Reinigung in Losen One piece flow Leistungsverbrauch kw (. durchschnittl ) 5 kw Wärmeerzeugung hoch sehr gering Wartungskosten hoch ( Badwechsel (z. B. sehr gering ( Verschleißteile (keine kritischen Medium Standzeit 2 Monate keine Medienverschmutzung Investitionskosten ~ mehrere Mio. EUR ~ EUR Betriebskosten 80 EUR / Std. Strom + Betriebsstoffe ~ 1,00 EUR / Std. nur Stromkosten 19

20 Fazit Nutzen der Vibrationsreinigung rozesssichere Reinigungsergebnisse für zahlreiche Anwendungen Vorreinigung, Zwischenreinigung und Endreinigung große Vielfalt von Bauteilgrößen und -formen komplexe Geometrie, z. B. Hinterschneidungen und Labyrinthe Geringe ökologische Belastung Trockenreinigung beziehungsweise Nassreinigung mit gefiltertem KSS Recycling von KSS, verlängerte Lebensdauer des KSS geringer Energieverbrauch, keine Wärmeerzeugung Hoher wirtschaftlicher Nutzen geringe Investitions- und Betriebskosten unterstützt materialflussgerechte Fertigungskonzepte ermöglicht Fertigung in Losgröße 1 20

21 Kontakt technische universität vibro-tec Vibrationsreinigungstechnik GmbH Florian late Vertriebsleiter Mühlenstr Unna Technische Universität Dortmund Lehrstuhl für Arbeits- und roduktionssysteme Univ.-rof. Dr.-Ing. Jochen Deuse Leonhard-Euler-Straße Dortmund Telefon: +49 (2303) Fax: +49 (2303) f.plate@vibro-tec.de Telefon: +49 (231) Fax: +49 (231) deuse@aps.mb.uni-.de 21

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