Endreinigungssystem für Zylinderköpfe schwerer Dieselmotoren

Das industrielle Endreinigungssystem Big Bird für Zylinderköpfe wurde speziell für die Endreinigung von Aluminiumzylinderköpfen in der Fertigung schwerer Dieselmotoren entwickelt. Das System entfernt Bearbeitungsrückstände, Späne und Verunreinigungen durch Kühlschmierstoffe vor der Endmontage und unterstützt den vollautomatischen Mischmodellbetrieb.

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

Werkstückanwendungen

Das System verarbeitet mehrere Varianten von Zylinderköpfen für die Automobilfertigung:

Alle Werkstücke sind Aluminium-Zylinderköpfe für Automotoren-Anwendungen. Das System verfügt über ein Einzelgreifer-Design, das mit mehreren Varianten kompatibel ist und lediglich geringfügige Wechselkomponenten (Positionierstifte, Greiffinger) für den Variantenwechsel erfordert.

Automatische Mischproduktion

Das System unterstützt eine vollautomatische Mischproduktion mit folgenden Funktionen:

Automatisches Laden/Entladen

• Gantry-Roboter platziert das Werkstück auf die Lade-Palette

• Ladeschieber transportiert das Werkstück zum Maschineneingang

• Der Roboter greift das Werkstück direkt von der Eintrittsposition aus

• Die leere Palette kehrt zur Lade-Position für den nächsten Zyklus zurück

• Erkennung der Werkstückausrichtung an der Lade-Station

Roboter-Greifer-Design

• Wasserdichte SMC-Zylinder in den Greifer integriert

• Kompatibel mit allen Zylinderkopf-Varianten

• Einfacher Variantenwechsel, der lediglich Positionierstifte und Greiffinger erfordert

• Verschleißfeste und rostfreie Positionier-/Spannkomponenten

• Das Spannen verhindert Verformung und Oberflächenschäden am Werkstück

MES-Kommunikation

Das System ist mit dem MES zur Produktionsverfolgung, Datenerfassung und Statusaktualisierung verbunden.

Mehrstufiger Reinigungsprozess

Das System kombiniert mehrere Reinigungstechnologien in einer vollständigen Produktionssequenz:

Stufe 1: Beladen

Der Portalroboter platziert das Werkstück auf die Ladepalette. Die Ladeschiebe überträgt das Werkstück zum Maschineneingang. Der Roboter greift das Werkstück und führt es in die Reinigungskammer ein. Die Ladeeinrichtung verfügt über eine Erkennung der Werkstückausrichtung.

Stufe 2: Turbulente Reinigung (1,5 MPa)

Der Roboter hält das Werkstück und führt es in den turbulenten Reinigungstank ein, der zuvor mit Reinigungsflüssigkeit gefüllt wurde. Der Roboter wechselt flexibel die Ausrichtung des Werkstücks, während umgebende Düsen einen turbulenten Strahl zur Reinigung aller Oberflächen richten. Die trichterförmige Tankkonstruktion gewährleistet eine schnelle Ableitung der kontaminierten Flüssigkeit und der Späne.

Nach einer turbulenten Reinigung öffnet das Ablassventil für eine schnelle Entwässerung. Der Roboter positioniert das Werkstück an feststehenden Düsenpaneelen, um alle Oberflächen gezielt zu reinigen.

Stufe 3: Reinigung der Wassermantel-Stopfen

Der Roboter ändert die Orientierung des Werkstücks und positioniert es an Düsen mit großem Durchmesser. Ein Reinigungsmedium mit hohem Volumenstrom wird in die Wassermantel-Passagen eingespritzt, um die Kühlhohlräume gründlich von Stopfen zu befreien.

Stufe 4: Hochdruck-Festpunkt-Reinigung (35 MPa, max. 53 MPa)

Der Roboter positioniert das Werkstück für die Hochdruckreinigung. Die Hochdruckpumpe (URACA, max. 53 MPa, 37 kW) liefert Hochdruckreinigung für:

• Reinigung beim Einschub der Hauptölgalerie

• Wichtige Ölpasagen

• Ventilführungen und Ventilsitze

• Kritische bearbeitete Oberflächen

Stufe 5: Neigungs-Entwässerung

Der Roboter ändert die Werkstückorientierung für die Neigungs-Entwässerung, sodass die Reinigungsflüssigkeit aus allen inneren Durchgängen und Hohlräumen ablaufen kann.

Stufe 6: Trocknung

Der Roboter platziert das Werkstück auf die Auslauf-Förderbandpalette. Das Förderband transportiert das Werkstück zur Trocknungsstation, wo eine Trocknungseinrichtung die Oberflächenfeuchtigkeit entfernt.

Stufe 7: Vakuumtrocknung

Das Werkstück und die Palette werden in die Vakuumkammer gefördert. Die obere bewegliche Haube schließt sich mit der unteren feststehenden Haube zu einer dichten Kammer. Die Vakuumpumpe (Leybold) evakuiert die Kammer und senkt so die Sättigungstemperatur des Wasserdampfs, wodurch die Restfeuchtigkeit von allen Oberflächen und inneren Durchgängen verdunstet.

Nach der Vakuumtrocknung öffnet sich die Vakuumhaube, und das Förderband transportiert das Werkstück zur Entlade-Station.

Stufe 8: Entladen

Das Werkstück wird zur Entladeposition gefördert. Der Portalroboter entnimmt das Werkstück. Leere Paletten kehren über das untere Förderband zur Lade-Position zurück.

Hochdruckreinigungstechnologie

Das System bietet Hochdruckreinigung mit außergewöhnlicher Leistungsfähigkeit:

Technische Sauberkeitskontrolle

Für die Automobil-Motorenfertigung: Die Sauberkeit der inneren Kanäle des Zylinderkopfs beeinflusst direkt Leistung und Zuverlässigkeit des Motors.

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

Fortgeschrittene Filterungssteuerung

Das System verwendet ein zweistufiges Filtersystem:

Filterkonfiguration:

• Stufe 1: Trommelfilter — ≥120 m³/h, ≤50 μm, Nylonmasche, mit automatischer Rückspülung und Verstopfungserkennung/Alarm

• Stufe 2: Beutelfilter — ≥30 m³/h, ≤20 μm, Vliesstoff (1 Reserve + 3 aktiv), mit Verstopfungsalarm und manuellem Wechsel

Zusätzliche Funktionen:

• Öl-Wasser-Trennung mit bandförmigem Abschöpfer

• Schaberartiger Spanntransporter mit Spannwagen (Austragshöhe 1200 mm)

• Trichterförmiges Tankdesign für schnellen Spann- und Verunreinigungsabtransport

Robotersystem

Intelligente Fertigungsintegration

Das System erfüllt die Anforderungen von Industrie 4.0 durch umfassende Datenanbindung:

Steuersystem

• Siemens-S7-1200-SPS mit PROFINET-Kommunikation

• 12-Zoll-Siemens-HMI-Touchscreen

• Betriebsarten: Manuell, Einzelzyklus-Automatik, Vollautomatik

Datenerfassung

• Aufzeichnung der Produktionsmenge und der Taktzeit

• Überwachung von Geräteausfällen

• Verfolgung der Betriebszeit der Geräte

Bedienoberflächenfunktionen

• Auswahl der Betriebsart

• Eingabe der Reinigungsparameter

• Anzeige der Produktionsinformationen

• Überwachung der Prozesse

• Fehlerdiagnose mit Alarmhistorie

• Fünffarbiger Turmleuchte (Gelb/Grün/Rot/Blau/Weiß) zur Statusanzeige

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

• Reinigung der Wassermantelstopfen

• Hochdruckreinigung (35 MPa, max. 53 MPa)

• Vakuumtrocknungstechnologie

• Mehrstufiges Filtermanagement

• Automatisierte Materialflusslogistik

Smart-Manufacturing-Anbindung

• MES-Schnittstelle (PROFINET)

• Produktdatenakquisition

Warum Big Bird Industrial wählen?

Zylinderkopfreinigungs-Erfahrung

Big Bird Industrial spezialisiert sich auf präzise Reinigungslösungen für Krafttrain-Komponenten im Automobilbereich und verfügt über nachgewiesene Erfahrung in der Endreinigung von Zylinderköpfen für schwerlastige Dieselmotoren.

Hochdruckreinigungstechnologie (35 MPa, max. 53 MPa)

Das System ermöglicht eine Hochdruckreinigung bis zu 35 MPa (maximal einstellbar auf 53 MPa) mit URACA-Pumpentechnologie und gewährleistet so die wirksame Entfernung hartnäckiger Verunreinigungen aus Ölkanälen, Ventilsitzen und kritischen Durchgängen.

Ganze Reinigungsprozess

Das System kombiniert turbulente Reinigung, Wassermantelstopfen-Reinigung, Hochdruckreinigung, Trocknung sowie Vakuumtrocknung in einer vollständigen Produktionssequenz und stellt so eine gründliche Sauberkeit sämtlicher innerer Durchgänge und äußerer Oberflächen sicher.

Systemübergreifende Ingenieurkompetenz

Das Unternehmen bietet komplette Lösungen von der Entwicklung des Reinigungsprozesses bis zur Integration in die Produktion, einschließlich Hochdruckreinigung, Vakuumtrocknung 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.

FAQ

Welche Komponenten verarbeitet dieses Reinigungssystem?

Dieses System ist für Aluminium-Zylinderköpfe konzipiert, die in der Automobil-Motorenfertigung eingesetzt werden.

Welche Verunreinigungen können entfernt werden?

Es entfernt Metallspäne, Rückstände von Kühlschmierstoffen sowie partikuläre Verunreinigungen aus Wassermänteln, Ölkanälen, Ölhohlräumen, Einlass-/Auslassöffnungen, Brennräumen und Zündkerzenbereichen.

Welcher Reinigungsdruck steht zur Verfügung?

Das System liefert Hochdruckreinigung mit bis zu 35 MPa (maximal einstellbar auf 53 MPa) zur wirksamen Entfernung hartnäckiger Verunreinigungen.

Welche Sauberkeitsstufen sind erreichbar?

Wassermantel ≤25 mg; Ölkanal ≤5 mg; Ölhohlraum ≤20 mg; Öffnungen und Brennraum ≤8 mg.

Unterstützt das System automatisierte Mischmodellfertigung?

Ja. Das Greiferdesign ermöglicht die Handhabung mehrerer Varianten durch einfaches Austauschen der Positionierstifte und Greiffinger.

Was ist die typische Zykluszeit?

Das System erreicht ≤240 Sekunden pro Werkstück (einschließlich 30 Sekunden für das Be- und Entladen), anpassbar entsprechend den Anforderungen der jeweiligen Fertigungslinie.

Unterstützt das System die Integration in ein MES?

Ja. Die PROFINET-Kommunikation und die Erfassung von Produktionsdaten werden vollständig unterstützt.

Endreinigung von Zylinderköpfen in der Automobilfertigung

Die Endreinigung von Zylinderköpfen ist ein kritischer Prozess zwischen der Bearbeitung und der Montage in der Automobil-Motorenfertigung. Die komplexe Geometrie von Zylinderköpfen – einschließlich Ölkanälen, Wassermänteln, Einlass-/Auslassöffnungen, Brennräumen und Ventilsitzbereichen – erfordert fortschrittliche Reinigungstechnologien, um Bearbeitungsrückstände, Metallspäne und Verunreinigungen durch Kühlschmierstoffe zu entfernen. Hochdruckreinigungssysteme liefern die erforderliche Reinigungsleistung, um hartnäckige Verunreinigungen von diesen kritischen Komponenten gründlich zu entfernen.

Hochdruckreinigung (35 MPa) für Zylinderkopfkomponenten

Hochdruckreinigung mit 35 MPa (max. 53 MPa) gewährleistet eine überlegene Entfernung von Verunreinigungen an Zylinderkopfkomponenten. Der extreme Druck löst zuverlässig hartnäckige Partikel aus Ölkanälen, Ventilsitzen und kritischen Durchgängen, die mit herkömmlichen Reinigungsverfahren nicht erreichbar sind. URACA-Pumpentechnologie mit einstellbarer Druckregelung stellt konsistente Reinigungsergebnisse für unterschiedliche Komponentenanforderungen sicher.

Technologie zur Reinigung von Wassermantelstopfen

Die Reinigung von Wassermantelstopfen gewährleistet eine gründliche Entfernung von Verunreinigungen aus Kühlkanälen. Ein Hochstrom-Reinigungsmedium wird direkt durch großdurchmessige Düsen in die Wassermantelkanäle eingespritzt und spült zuverlässig Verunreinigungen aus komplexen Kühlhohlraumgeometrien aus, die mit herkömmlicher Sprühreinigung nicht zugänglich sind.

Filtration und Fluidmanagement bei der Zylinderkopfreinigung

Eine wirksame Filtration ist entscheidend für die Aufrechterhaltung der Reinigungsqualität bei der Zylinderkopfreinigung. Zweistufige Filterkonfigurationen mit Trommelfiltern und Beutelfiltern ermöglichen einen kontinuierlichen Betrieb mit der Möglichkeit des Filterwechsels im Standby-Betrieb. Eine Filtergenauigkeit bis zu 20 μm gewährleistet die Qualität der Reinigungsflüssigkeit, verringert das Risiko einer erneuten Kontamination und verlängert die Lebensdauer der Flüssigkeit.

Technische Spezifikationen