VAwS – Fachbetrieb BQS 8.1, SKZ/TÜV-LGA
Güterichtlinie Rohre, Schächte und Bauteile in Deponien

Projekt 02

01.02.2014

PROJEKT 02/2014 - Umrüstung eines Reinigungsbeckens für KTL-Shuttles im BMW-Werk Regensburg

Kunde: BMW-Werk Regensburg

BESCHREIBUNG EINES SHUTTLES ZUM KARROSSERIE-TRANSPORT BEIM KTL-PROZESS

Ein Shuttle eignet sich insbesondere für hohe Durchsätze, da es aufgrund der Kombination aus Shuttle-System und Pendeltechnik eine effiziente Beschichtung ermöglicht – und das bei gleichzeitig hoher Oberflächenqualität. Es besteht aus zwei frei programmierbaren Achsen: einer Fahr- und einer Drehachse. An der Drehachse ist ein Rahmen angebracht, der an beiden Enden jeweils durch ein antriebsloses Pendel mit Skid und Karosse verbunden ist.

Durch diesen Pendelrahmen ist eine flache und kompakte Bauweise der Anlage möglich, da die Hubachse vollständig eingespart wird. Die schmale Bauweise wird zusätzlich dadurch unterstützt, dass der Schwenkrahmen auf der Rücklaufstrecke einklappbar ist. Weiterhin ermöglicht die Kopplung von Shuttle-System mit Pendeltechnik den Einsatz kurzer Becken.

Shuttle für Karosserietransport im KTL-Prozess

Bild: Shuttle für Karosserietransport im KTL-Prozess

KTL-PROZESS

Die Grundierung der Karosserieteile erfolgt heutzutage praktisch ausschließlich durch Kathodische Tauchlackierung (KTL). Hierbei wird das zu beschichtende Werkstück negativ geschaltet (Kathode). Als Gegenelektrode (Anode) dient entweder ein Edelstahlblech oder das Beschichtungsbecken selbst. Es wird eine Spannung von 320 bis 360 V angelegt. Die Badtemperatur liegt bei 28 bis 32 °C, der (Lack-) Feststoffgehalt bei etwa 40 %.

Skizze KTL Beschichtung

Bild: Kathodische Tauchlackierung (KTL)

Quelle: ChemgaPedia

1. PROJEKTZIELE - KUNDENANFORDERUNG (LASTENHEFT)

In der KTL-Prozesslinie werden die Shuttles - auf denen die Fahrzeug-Karosserien im KTL-Tauchbecken beschichtet werden – zunächst in einem speziellen Reinigungsbecken mit Reinigungslösung eingetaucht. Diese Vorbehandlung dient der leichteren Abtrennung von KTL-Resten für die anschließende Hochdruckreinigung. Die Anforderung von BMW ist die Effizienz beim Reinigungseffekt - durch Erhöhung der Konzentration des Reinigungsmediums - zu verbessern. Dies bedeutet auch wesentlich höhere Kosten. Da allerdings die Eintauchtiefe des Shuttles konstruktiv begrenzt ist, werden ca. 2/3 des bisherigen Füllvolumens überflüssig. Die besondere Herausforderung liegt in einer Lösung, bei der das Volumen reduziert wird und gleichzeitig ein Zugang unter das neue Becken gewährleistet ist. Darüber hinaus muss eine spätere Rückrüstung auf den ursprünglichen Zustand jederzeit möglich sein.

Innenansicht KTL Beschichtung

Bild: Vorhandenes Stahlbecken zur Shuttle-Reinigung

2. KONZEPT FÜR LÖSUNG (PFLICHTENHEFT)

Unser Konzept besteht aus einer ganzheitlichen Systemlösung aus einer Hand - von der Planung über den statischen Nachweis bis zur kompletten Montage aller Anlagenbauteile. Die Werkstoffauswahl erfolgte gemäß den Lastenheftanforderungen unseres Kunden BMW.

  • Planung & Konzeption, Entwicklung und Konstruktion von Bauteilen, Platten aus Kunststoff PP sowie einer Unterkonstruktion aus Edelstahl
  • Statischer Nachweis, Projektmanagement
  • Produktion einzelner vorgefertigter Bauteile & Montage
  • Installation, Inbetriebnahme und Qualitätssicherung

Bei der Werkstoffauswahl haben wir uns aufgrund der hohen Festigkeit und chemischen Beständigkeit gegenüber einer konzentrierten Reinigungslösung für Polypropylen PP hellgrau (-5°C bis 80°C) entschieden. Die einzelnen Bauteile und Platten wurden vor Ort vermessen, um passgenaue Bauteile aus Kunststoff und Edelstahl zu fertigen, so dass diese später vor Ort schnell und leicht installiert werden können.

Skizze KTL Beschichtung 2

Bild: Planung, Konzeption, Entwicklung und Konstruktion des umgebauten Reinigungsbeckens

3. UMSETZUNG IN DER PRAXIS

Alle notwendigen Bauteile wurden zunächst gemäß der eigens erstellten Konstruktionspläne als Sonderanfertigung in unserer Kunststoffwerkstatt vorgefertigt. Wir bauen vor Ort zunächst in das bestehende Becken eine stabile Unterkonstruktion aus Edelstahl. Diese Konstruktion muss aufgrund der beschränkten Einbringungsmöglichkeit schraubbar ausgeführt sein um es dann vor Ort flexibel zu montieren. Die neue Unterkonstruktion muss das Gewicht des kompletten Reinigungsmediums von ca. 20 Tonnen tragen, siehe statischer Nachweis.

Auf diese Unterkonstruktion erstellen wir dann das neue Becken aus PP-Kunststoffplatten, welche teils vorgefertigt auf der Baustelle eingebracht und im Extruder-Schweißverfahren dicht verschweißt werden. Im Reinigungsbecken wird ein zusätzlich ein wasserdichter Abstieg eingebaut, der einen Abstieg unter das neue Becken ermöglicht. Eine besondere Herausforderung war, dass das bereits vorhandene Reinigungsbecken aus Edelstahl weder angebohrt noch sonst irgendwie verändert oder beeinträchtigt werden durfte. Durch unsere Systemlösung ist gewährleistet, dass das Reinigungsbecken jederzeit wieder in den Ursprungszustand zurückgebaut werden kann.

KTL Beschichtung Aufbau KTL Beschichtung Fertigstellung KTL Beschichtung Innenansicht

Bild: Einbau der Unterkonstruktion aus Edelstahl sowie der Beckenauskleidung durch Extruderschweißung der vorgefertigten PP-Platten

4. KUNDENNUTZEN

  • Materialschädigungen durch aggressive Reinigungsmedien sind ausgeschlossen
  • Gewährleistung einer nachhaltigen KTL-Prozess-Sicherheit
  • Steigerung der Lackierqualität durch effizienteren Reinigungsprozess der Shuttles
  • Hohe Funktions-Sicherheit und lange Lebensdauer durch beständige Werkstoffauswahl PP
  • Gewünschte Flexibilität durch den nachträglichen Rückbau in den Ursprungszustand

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wir möchten uns ganz herzlich für die Zusammenarbeit im Jahr 2019 bei Ihnen bedanken. Das gesamte Team von Hopfgartner Kunststoff- und Umwelttechnik wünscht Ihnen und Ihren Liebsten eine besinnliche Weihnachtszeit, Gesundheit, Glück und Erfolg für das Jahr 2020.
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