Automatisches Zwischenreinigungssystem für Zylinderköpfe

Das industrielle Zwischenreinigungssystem für Zylinderköpfe von Big Bird wurde für die Reinigung von Aluminiumzylinderköpfen nach der Bearbeitung in der Fertigung hybrider Antriebsstränge entwickelt. Das System entfernt Bearbeitungsrückstände vor anschließenden Prüf- und Endreinigungsprozessen und unterstützt vollautomatische Mischmodellproduktion ohne manuellen Umrüstaufwand.

Die Anlage wird als schlüsselfertige Lösung inklusive Konstruktion, Fertigung, Installation und Inbetriebnahme bereitgestellt.

Werkstückanwendungen

Die Anlage verarbeitet mehrere Zylinderkopfvarianten für die Hybridmotorfertigung:

Alle Werkstücke sind Aluminiumzylinderköpfe für Hybridantriebsstrang-Anwendungen. Die Anlage wurde mit Erweiterbarkeit für zukünftige Modelle konzipiert, um eine einfache Anpassung für zusätzliche Varianten zu gewährleisten.

Automatische Mischproduktion

Das System unterstützt eine vollautomatische Mischproduktion mit folgenden Funktionen:

Modellerkennung

Durchlicht-Photoelektrische Sensoren erfassen Unterschiede in der Werkstückkontur zur automatischen Modellidentifikation. Das System wählt das passende Reinigungsprogramm entsprechend dem erkannten Modell aus.

Automatischer Modellwechsel

Halterungen, Düsen und Positionierkomponenten sind so konstruiert, dass sie alle Zylinderkopfvarianten aufnehmen können; die Umrüstzeit beträgt ≤3 Minuten. Alle Umrüstkomponten sind mit Kennzeichnungen versehen, um eine schnelle Identifizierung zu ermöglichen. Jede eigenständige Umrüskomponente verfügt über eine Verriegelungsfunktion.

MES-Kommunikation

Das System ist mit dem MES zur Produktionsverfolgung, Datenerfassung und Statusaktualisierung gemäß den allgemeinen technischen Anforderungen des Automobil-OEMs verbunden.

Mehrstufiger Reinigungsprozess

Das System kombiniert mehrere Reinigungstechnologien in einer sechsstufigen automatisierten Sequenz:

Stufe 1: Beladen (1. ST)

Die Werkstücke werden automatisch über ein Förderbandsystem zugeführt. Die Modellerkennung identifiziert die jeweilige Werkstückvariante und wählt das passende Reinigungsprogramm aus. Die Ladeeinheit verfügt über eine Anwesenheitserkennung der Werkstücke sowie eine Modellidentifikation mittels photoelektrischer Sensoren. Vor dem Transfer wird die Position und Orientierung des Werkstücks überprüft.

Stufe 2: Turbulente Reinigung (2ST)

Das Werkstück wird in den Tank für turbulente Reinigung transferiert, der bereits mit vorgewärmter Reinigungsflüssigkeit gefüllt ist. Das Werkstück wird vollständig in die Flüssigkeit eingetaucht; durch erzeugte turbulente Strömung werden Bearbeitungsspäne, Reste von Schnittflüssigkeit sowie partikuläre Verunreinigungen von allen Oberflächen und inneren Durchgängen entfernt.

Die turbulente Reinigung gewährleistet eine gründliche Säuberung komplexer innerer Geometrien – darunter Ölkanäle, Ventilführungsbohrungen und Kühlmittelkanäle –, die mit herkömmlicher Sprühreinigung nicht erreichbar sind.

Stufe 3: Festpunkt-Sprühreinigung (3ST) — ≥1,0 MPa

Nach der turbulenten Reinigung erfolgt eine Festpunkt-Sprühreinigung des Werkstücks. Gezielte Düsen leiten das Reinigungsmedium auf spezifische Bereiche, darunter sämtliche Bohrungen, Ölkanäle, Ventilführungsbohrungen und bearbeitete Oberflächen. Jeder Kanal und jede Bohrung verfügt über entsprechende Düsen für eine präzise Reinigung, sodass kein Bereich unberücksichtigt bleibt.

Der Reinigungsdruck wird bei ≥1,0 MPa gehalten, um Verunreinigungen wirksam zu entfernen. Die Reinigungstemperatur wird auf 40–60 °C gesteuert (elektrische Heizung mit Vorheizfunktion).

Stufe 4: Sprühspülung (4ST)

Das Werkstück gelangt in die Spülstation, wo Sprühdüsen eine umfassende Spülung durchführen, um Reinigungsflüssigkeitsrückstände und gelockerte Verunreinigungen von allen Oberflächen sowie inneren Durchgängen zu entfernen. Das Spülsystem verfügt über einen eigenständigen Wassertank, eine Pumpe und ein Filtersystem, die bei Umgebungstemperatur arbeiten.

Stufe 5: Trockenblasen (5ST)

Nach der Spülung erfolgt das Trockenblasen des Werkstücks mit Druckluft. Gezielte Düsen leiten den Luftstrom in alle Bohrungen und Durchgänge, um restliche Feuchtigkeit zu entfernen. Während des Trocknungsprozesses wird das Werkstück zudem gekippt, um ein Abtropfen zu ermöglichen und eine vollständige Entfernung der Feuchtigkeit sicherzustellen.

Stufe 6: Abladen (6ST)

Das gereinigte und getrocknete Werkstück wird automatisch entladen, um es an nachfolgende Prozesse weiterzuleiten. Die Entladestation verfügt über eine Erkennung der Werkstückanwesenheit. Leere Paletten werden über ein Förderband auf der unteren Ebene zur Ladeposition zurückgeführt, um den Palettenkreislauf zu gewährleisten.

Technische Sauberkeitskontrolle

Bei der Herstellung von Hybridmotoren beeinflusst die Sauberkeit der inneren Kanäle des Zylinderkopfs und der bearbeiteten Oberflächen unmittelbar die nachfolgende Bearbeitung und die Qualität der Endmontage.

Das System ist so konzipiert, dass es strenge Reinheitsanforderungen erfüllt:

• Oberflächenreinigung: Keine sichtbaren Spanreste, Kühlmittelspuren oder Verunreinigungen

• Kanalreinheit: Strenge Partikelkontaminationsgrenzwerte gemäß den Vorgaben der OEMs

• Trocknungsqualität: Keine sichtbare Feuchtigkeit oder Wasserflecken auf Oberflächen oder Durchgängen

• Prüfnorm: Gemäß den Sauberheitsanforderungen der OEMs

Intelligente Prozesssteuerung

Das System ermöglicht eine automatisierte Produktion durch:

Automatischer Förderertransport

Motorgetriebene Rollenförderer transportieren Werkstücke zwischen Stationen mit präziser Positionierung. Das zweilagige Rollendesign ermöglicht den Palettenkreislauf.

Füllstandkontrolle

Induktive Näherungsschalter vom Schwimmer-Typ überwachen und regeln die Flüssigkeitsstände in separaten Behältern; bei voreingestellten Grenzwerten erfolgen Alarmierung und Abschaltung.

Erkennung des Vorhandenseins von Werkstücken

Sensoren an jeder Station überprüfen die Positionierung und den Transferstatus der Werkstücke.

Temperaturregler

Elektrische Heizung mit Temperaturregelung zur Aufrechterhaltung der Reinigungstemperatur bei 40–60 °C mit Vorheizfunktion für schnellen Start.

ANWENDUNGSFALL

Komplettlösung für die Reinigung

Big Bird Industrial bietet umfassende technische Lösungen an, darunter:

Prozessentwicklung

• Komponentenanalyse für Zylinderköpfe

• Reinigungsprozess-Design

• Bewertung der Sauberkeitsanforderungen

Geräteintegration

• Turbulente Reinigungssysteme

• Punktgenaue Sprühreinigungsanlagen

• Sprühspülungsanlagen

• Trockenblasanlagen

• Automatisierte Materialflusslogistik

• Förder- und Transfersysteme

Smart-Manufacturing-Anbindung

• MES-Schnittstelle (OPC UA)

• Modellerkennung und Rückverfolgbarkeit

• Produktdatenakquisition

Warum Big Bird Industrial wählen?

Zylinderkopfreinigungs-Erfahrung

Big Bird Industrial spezialisiert sich auf Präzisionsreinigungslösungen für Kraftfahrzeug-Antriebsstrangkomponenten mit nachgewiesener Erfahrung in der Zwischenreinigung von Zylinderköpfen für Hybrid- und konventionelle Motorenherstellung.

Turbulente + Festpunkt-Kombinationstechnologie

Das System kombiniert turbulente Reinigung und Festpunktsprühreinigung (≥1,0 MPa) in einer einzigen Produktionssequenz und gewährleistet so eine gründliche Reinigung sowohl der inneren Kanäle als auch der Außenflächen.

Systemübergreifende Ingenieurkompetenz

Das Unternehmen bietet komplette Lösungen von der Reinigungsprozessentwicklung bis zur Produktionsintegration einschließlich turbulenter Reinigung, Festpunktreinigung, Spülen und automatisierter Materialhandhabung.

Kundenspezifische Sondermaschinenbau-Lösungen

Jedes Bauteil und jede Fertigungslinie stellt individuelle Anforderungen. Big Bird Industrial bietet kundenspezifische Engineering-Lösungen basierend auf:

• Analyse der Bauteilstruktur und -werkstoffe

• Entwicklung des Reinigungsprozesses

• Kundenspezifischem Spann- und Automatisierungskonzept

• Integration in die Fabrikplanung und den Produktionsfluss

Die Fähigkeit des Unternehmens im Bereich nichtstandardisierter Technik ermöglicht es, jedes Reinigungssystem spezifisch an die Geometrie der Komponenten, die Zykluszeitvorgaben, die Sauberkeitsstandards und den Automatisierungsgrad anzupassen.

Unterstützung bei der Fertigung hybrider Antriebsstränge

Angesichts der steigenden Nachfrage nach Hybridfahrzeugen bietet Big Bird Industrial spezialisierte Reinigungslösungen für Komponenten hybrider Motoren und unterstützt Hersteller beim Übergang zur Produktion elektrifizierter Antriebsstränge.

FAQ

Welche Komponenten verarbeitet dieses Reinigungssystem?

Dieses System ist für Aluminium-Zylinderköpfe konzipiert, die in der Fertigung von Antriebssträngen für Hybridfahrzeuge eingesetzt werden.

Welche Verunreinigungen können entfernt werden?

Es entfernt Metallspäne, Reste von Schneidflüssigkeit sowie partikuläre Verunreinigungen aus Ölkanälen, Ventilführungsbohrungen und Außenflächen.

Welche Reinigungstechnologien sind integriert?

Das System kombiniert turbulentes Reinigen und gezieltes Sprühreinigen (≥1,0 MPa), um Verunreinigungen gründlich aus komplexen inneren Kanälen und von äußeren Oberflächen zu entfernen.

Was ist die typische Zykluszeit?

Das System erreicht ≤85 Sekunden pro Werkstück (einschließlich Be- und Entladen) und unterstützt die Hochvolumenfertigung. Die Zykluszeit ist je nach Anforderungen der Fertigungslinie anpassbar.

Unterstützt das System automatisierte Mischmodellfertigung?

Ja. Die Modellerkennung wählt das geeignete Reinigungsprogramm aus. Spannvorrichtungen und Düsen sind für alle Varianten ausgelegt. Der Modellwechsel dauert ≤3 Minuten.

Unterstützt das System die Integration in ein MES?

Ja. Die Kommunikation über OPC UA, modellbasierte Rückverfolgbarkeit und Erfassung von Produktionsdaten werden vollständig gemäß den allgemeinen technischen Anforderungen der Automobil-OEMs unterstützt.

Ist das System anpassbar?

Ja. Alle Parameter – darunter Zykluszeit, Reinigungsdruck, Temperatur und Automatisierungsgrad – sind je nach Kundenanforderungen anpassbar.

Zwischenreinigung von Zylinderköpfen in der Hybridmotorfertigung

Die Zwischenreinigung des Zylinderkopfs ist ein kritischer Prozess zwischen der Bearbeitung und nachfolgenden Operationen in der Hybridmotorfertigung. Aluminium-Zylinderköpfe mit komplexen inneren Geometrien – darunter Ölgalerien, Ventilführungsbohrungen und Kühlmittelkanäle – erfordern fortschrittliche Reinigungstechnologien, um Bearbeitungsspäne, Rückstände von Schneidflüssigkeiten und partikuläre Verunreinigungen zu entfernen. Die turbulente Reinigung erreicht innere Kanäle, auf die herkömmliche Sprühreinigung nicht zugreifen kann, und gewährleistet so eine gründliche Entfernung von Verunreinigungen vor der Endreinigung und Montage.

Turbulente Reinigungstechnologie für komplexe Zylinderköpfe

Die turbulente Reinigung gewährleistet eine überlegene Entfernung von Verunreinigungen bei komplexen Zylinderkopfgeometrien. Durch das Eintauchen des Werkstücks in erhitzte Reinigungsflüssigkeit und die Erzeugung einer turbulenten Strömung erreicht die Technologie innere Kanäle und Sacklöcher, auf die herkömmliche Sprühreinigung nicht zugreifen kann. In Kombination mit einer gezielten Sprühreinigung stellt die turbulente Reinigung eine gründliche Entfernung von Bearbeitungsrückständen von allen Oberflächen und inneren Kanälen sicher und verbessert so die Qualität nachfolgender Prozessschritte.

Mischproduktion bei der Zylinderkopfreinigung

Die moderne Automobilfertigung erfordert flexible Produktionssysteme, die mehrere Motortypen verarbeiten können. Automatische Modellerkennung, Umrüstsysteme und programmierbare Reinigungszyklen ermöglichen einen nahtlosen Mischbetrieb. Umrüstzeiten zwischen Modellen von drei Minuten oder weniger minimieren Produktionsunterbrechungen und unterstützen die Just-in-Time-Fertigung.

Automatisierte Materialhandhabung bei der Zylinderkopfreinigung

Automatisierte Materialtransportsysteme – einschließlich Förderbänder, Transfereinrichtungen und automatischer Lade-/Entladesysteme – ermöglichen eine effiziente Integration von Reinigungssystemen in Fertigungslinien. Vollautomatisierung mit Modellerkennung und MES-Kommunikation unterstützt intelligente Fertigung und die Erfassung von Produktionsdaten.

Technische Spezifikationen