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Im Gänsemarsch durch die Strahlzone

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Für das Reinigen und Entgraten der Innenseiten von ringförmigen Bauteilen bietet eine Strahlanlage mit Schleppketten-Einzeltransport deutliche Vorteile gegenüber den bisher üblichen Behandlungsverfahren durch z. B. Bürsten.

Autor: Josef Artmann, USF Schlick

Für hochwertige bzw. empfindliche Bauteile entwickelte die Fa. Schlick roto-jet GmbH (Mitglied der USF Surface Preparation Group) für die Aufgabenstellung Reinigung bzw. Entgraten der Innenseiten ringförmiger Hohlkörper einen für diesen Einsatzzweck optimierten Strahlanlagentyp.
Bei diesen so genannten KT-Anlagen werden die ringförmigen Hohlkörper durch eine Schleppkette definiert einzeln durch die Strahlzone geführt. Hierfür ist die Schleppkette in regelmäßigen Abständen mit kräftigen Mitnehmern bestückt. Diese schieben die vorher vereinzelten Ringkörper entlang einer seitlich offenen Schienenkonstruktion vor sich her, wobei die Innenseite von zwei schräg rechts bzw. links angesetzten Turbinen gestrahlt wird. Da die Ringe beim Schieben auf der Schiene abrollen, wird die gesamte Innenkontur gleichmäßig behandelt. Am Ende der Strahlstrecke führen die Schienen im Kreisbogen um eine Umlenkführung herum und wieder zurück, so dass die behandelten Teile vom gleichen Handlingsystem wieder aufgenommen und in Transportbehälter sortiert werden können.
Zusätzlich werden diese Systeme mit einem speziellen Schutz gegen das Austreten von Staub und Strahlmittel ausgerüstet, um die Anlagen auch in einer „normalen“ Produktionsumgebung einsetzen zu können. Die Anlage wird im Aus- bzw. Einlauf mit speziellen Schleusen ausgerüstet und zur Schallisolierung nochmals komplett eingehaust.
Das Verfahren eignet sich u. a. für innenverzahnte Getriebeteile wie z. B. Hohlräder oder Schiebemuffen nach der mechanischen Bearbeitung und dem Härten. Die Grate, die nach der Zerspanung noch teilweise an den Kanten der Innenverzahnung hängen bleiben, überstehen auch das Härten und müssen deshalb abschließend zuverlässig entfernt werden.
Automatische Zu- und Abfuhr mit Puffer
Optional können die Systeme mit einem automatischen Handlingsystem verkettet werden, das die z. B. in Körben in einem Pufferbereich bereitgestellten Ringkörper vereinzelt und nacheinander der Schleppkette zuführt. Beim hier abgebildeten Anwendungsfall haben die Hohlräder Außendurchmesser zwischen etwa 125 und 165 mm und werden mit rund 1,5 m/min durch die Anlage gefahren. Die Behandlungszeit liegt bei knapp unter 10 s, derzeit werden täglich rund 3.000 Teile behandelt. Der Eingangspuffer fasst etwa 240 Teile, so dass nur etwa alle 35-40 min Material zu- bzw. abgeführt werden muss. Die fertig gestrahlten Hohlräder werden höhenversetzt wieder ausgeschleust und vom Handlinggerät zurück in die Transportkörbe gesetzt. Die Strahlbehandlung erfolgt mit feinkörnigem Stahlstrahlmittel und entfernt nicht nur die Grate, sondern auch alle anderen Verunreinigungen von vorherigen Bearbeitungs- bzw. Behandlungsprozessen. Die Anlage ist mittlerweile seit zwei Jahren erfolgreich im Produktionseinsatz, das Ergebnis entspricht bezüglich Durchsatz und Qualität den Erwartungen des Betriebs.
Bearbeiten von anspruchsvollen Bauteilen
Aufgrund der zufriedenstellenden Erfahrungen wurde beim gleichen Anwender anschließend die Behandlung einer weiteren Bauteilfamilie, der sogenannten Schiebemuffen, auf das Strahlen in KT-Anlagen umgestellt. Das Finishen der Innenverzahnung erfolgte vorher in einem dreistufigen Prozess, der aus Strahlbehandlung, Gleitschleifen und evtl. noch einem elektrochemischen Verrunden der Kanten bestand. Das Strahlen erfolgte auf einer Muldenband-Strahlanlage, wobei die Schiebemuffen als Schüttgut aufgegeben und durch die Bewegung des Muldenbands ständig umgewälzt wurden. Durch Einführung neuer Ausführungen mit stark nach außen überstehender Verzahnung konnte die bisher übliche Behandlung als Schüttgut nicht mehr durchgeführt werden, weil die überstehenden Zähne beim Umwälzen beschädigt worden wären. Da bei diesem Hersteller äußerster Wert auf eine einwandfreie Funktion der Getriebe gelegt wird, gab es vor der Umstellung erhebliche Bedenken, ob die neue Anlagentechnologie den Ansprüchen genügen würde.
Die Entscheidung zugunsten der Schleppketten-Strahlanlage fiel daher erst, nachdem aufwendige Vorversuche gezeigt hatten, dass das gewünschte Ergebnis mit der hohen geforderten Langzeit-Sicherheit erreicht werden konnte. Um dies sicherzustellen, wurden die Anlagen mit einem speziellen Prozesssicherungs-Paket ausgestattet. Dieses beinhaltet die Regelung der Abwurfgeschwindigkeit des Strahlmittels, die Nachführung des Leithülsenwinkels zur Kompensation verschleißbedingter Verschiebungen des Strahlbildes, die Kontrolle des Verschleißzustandes der Wurfschaufeln und die Regelung des Strahlmitteldurchsatzes. Die Anlage ist mittlerweile seit rund einem Jahr im Produktionseinsatz, das Bearbeitungsergebnis entspricht den Erwartungen. Zur Zeit werden täglich rund 5 000 Schiebmuffen bearbeitet, der Durchsatz soll durch Umstellung weiterer Varianten, die bisher noch „konventionell“ über das Muldenband gefahren werden, noch steigen. Hierfür wurden inzwischen ähnliche Anlagen in Auftrag gegeben.
– mav 272
EMO Halle 26 Stand C 42
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