Schienenrad-U-förmiges Durchlaufreinigungssystem

Das industrielle Eisenbahnrad-Reinigungssystem Big Bird wurde für die hocheffiziente Reinigung von Eisenbahnraden entwickelt, die in der Hochgeschwindigkeitszug- und Schwerlastzug-Herstellung eingesetzt werden. Das System umfasst zwei Reinigungsstationen: Die erste Station befindet sich am Anfang der Prüfstraße und entfernt Zerspanungsflüssigkeiten, Prozessschutzflüssigkeiten, Ölverunreinigungen und Prozessetiketten; die zweite Station befindet sich nach der Magnetpulverprüfung und entfernt Magnetpulverprüfflüssigkeiten.

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

Werkstückanwendungen

Das System ist geeignet für Eisenbahnrad-Komponenten:

Alle Werkstücke sind Eisenbahnradreifen für Hochgeschwindigkeits- und Schwerlastanwendungen. Das System ist für eine breite Palette an Radgrößen und -formen ausgelegt; der manuelle Wechsel erfolgt in ≤10 Minuten.

Zweistationige Reinigungskonfiguration

Erste Reinigungsstation (Vorinspektionslinie)

Dieser Arbeitsplatz befindet sich am Anfang der Prüfstraße und entfernt Verunreinigungen von den Felgenoberflächen, die während der Bearbeitung und Lagerung angesammelt wurden:

• Zerspanungsflüssigkeiten und Prozessschutzflüssigkeiten

• Öl- und Fettverunreinigungen

• Staub und Partikel

• Prozessetiketten von Laufflächen

Der Arbeitsplatz kombiniert Hochdruck-Etikettenentfernung (33 MPa) mit Niederdruck-Spülreinigung (2,0 MPa) für eine umfassende Reinigung.

Zweiter Reinigungsarbeitsplatz (nach MPI)

Dieser Arbeitsplatz befindet sich nach der Magnetpulverprüfung und entfernt Magnetpulverprüfflüssigkeiten von den Felgenoberflächen nach der zerstörungsfreien Prüfung.

Beide Arbeitsplätze verfügen über eine U-förmige Durchlaufkonfiguration mit vertikaler Felgenpositionierung auf Paletten.

Automatische Mischproduktion

Das System unterstützt eine vollautomatische Produktionsintegration mit:

Automatisches Laden/Entladen

• Erster Arbeitsplatz: Schnittstelle zu Gantry-Roboter #1 (schräg ausgerichteter Greifer)

• Zweite Station: Schnittstelle zum Portalkranroboter #4/#5 (gerader Greifer)

• Vertikale Radpositionierung auf Positionierpaletten

Automatischer Modellwechsel

Umrüstzeit ≤10 Minuten mit Umrüstverfahren, die für alle Radvarianten ausgelegt sind.

Prozessintegration

• Vollautomatischer Betrieb mit PCS-Systemsteuerung

• Materialverfolgung und Hochladen von Produktionsdaten

• Sichere Verriegelung mit Portalkranrobotersystemen

Mehrstufiger Reinigungsprozess – Erste Station

Stufe 1: Beladen

Der Portalkranroboter platziert das Rad vertikal auf der Positionierpalette. Das motorgetriebene Förderband transportiert Rad und Palette in die Reinigungskammer. Das Prozessetikett wird mittels Vorscannen im oberen Bereich des Rads positioniert, um eine optimale Hochdruckentfernung zu gewährleisten.

Stufe 2: Hochdruck-Entfernung des Etiketts (33 MPa)

Hochdruckdüsen oberhalb des Rads liefern eine Reinigung mit 33 MPa, um Prozessetiketten von der Lauffläche zu entfernen. Das Hochdrucksystem ist in einer schallisolierten Umhüllung untergebracht, um den Geräuschpegel unter 80 dB zu halten.

Stufe 3: Sprühreinigung mit niedrigem Druck (2,0 MPa)

Die Sprühdüsen schwenken über die Radoberfläche, um Zerspanungsflüssigkeiten, Prozessschutzflüssigkeiten, Ölverunreinigungen und Partikel zu entfernen. Die Reinigung mit niedrigem Druck gewährleistet eine gründliche Abdeckung bei hoher Durchflussrate.

Stufe 4: Sprühspülung

Das Rad wird einer Sprühspülung unterzogen, um gelöste Verunreinigungen und Rückstände der Reinigungsflüssigkeit zu entfernen.

Stufe 5: Trockenblasen

Düsen mit Hochgeschwindigkeitsluft entfernen Restfeuchtigkeit von der Radoberfläche und aus inneren Hohlräumen.

Stufe 6: Luftmesser-Trocknung

Luftmesser sorgen für die endgültige Trocknung, damit das Rad vollständig trocken ist und einer anschließenden dimensionsbezogenen Prüfung unterzogen werden kann. Die Austrittstemperatur wird auf ≤40 °C geregelt, um präzise dimensionsbezogene Messungen zu ermöglichen.

Mehrstufiger Reinigungsprozess – zweite Station

Stufe 1: Beladen

Der Portalroboter positioniert das Rad senkrecht auf dem Positionierpallet.

Stufe 2: Leere Station (Puffer)

Das Rad wird an der leeren Station positioniert, um einen reibungslosen Produktionsablauf zu gewährleisten.

Stufe 3: Sprühreinigung (2,0 MPa)

Sprühdüsen bewegen sich pendelnd über die Radoberfläche, um Prüfflüssigkeiten aus der magnetischen Partikelprüfung von allen Oberflächen zu entfernen.

Stufe 4: Abblasen

Hochgeschwindigkeits-Luftdüsen entfernen restliche Feuchtigkeit von der Radoberfläche.

Stufe 5: Luftmesser-Trocknung

Luftmesser sorgen für die endgültige Trocknung, um sicherzustellen, dass das Rad für nachfolgende Prozesse vollständig trocken ist.

Hochdruck-Etikettenentfernungstechnologie

Die erste Reinigungsstation verfügt über eine spezielle Hochdrucktechnologie zur Etikettenentfernung:

Technische Sauberkeitskontrolle

Bei der Herstellung von Eisenbahnraden beeinflusst die Sauberkeit sowohl die Genauigkeit der Maßprüfung als auch die Endproduktqualität.

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

Fortgeschrittene Filterungssteuerung

Filtrationssystem der ersten Station (Vier-Stufen)

Filtrationsstrom:
Reinigungstank: Korb → Rückführpumpe → Papierbandfilter → Primärtank → Filterpumpe → Inline-Beutelfilter → Förderpumpe → Sekundärtank → Beutelfilter → Hochdruckpumpe

Spülungstank: Korb → Spülungstank → Spülpumpe → Inline-Beutelfilter

Filtrationssystem der zweiten Station (mit Magnetscheider)

Filtrationsstrom:
Reinigungstank: Korb → Rückführpumpe → Papierbandfilter → Primärtank → Filterpumpe → Sekundärtank → Beutelfilter

Intelligente Fertigungsintegration

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

PCS/MES-Kommunikation

• PROFINET-Kommunikationsprotokoll

• TCP/IP-Datenaustausch mit PCS-System

• Übertragung von Produktionsdaten, Anlagenstatus und Qualitätsdaten

• OPC-UA-Datenerfassung

Hardwareintegration

• Harting-24-polige Steckverbinder für Sicherheitssignale (3 Sätze)

• PN/PN-Koppler für PROFINET-Kommunikation

• Not-Aus-Verriegelung mit Portalrobotersystemen

Bedienerschnittstelle

• Siemens-TP1200-HMI-Touchscreen

• Anlagensteuerung, Parametereinstellung und Diagrammanalyse

• Verfolgung und Hochladen von Werkstücksinformationen

• Fehlerdiagnose und Alarmanzeige

ANWENDUNGSFALL

Komplettlösung für die Reinigung

Big Bird Industrial bietet umfassende technische Lösungen an, darunter:

Prozessentwicklung

• Komponentenanalyse für Eisenbahnradreifen

• Reinigungsprozessgestaltung für die Integration in Prüflinien

• Bewertung der Sauberkeitsanforderungen

Geräteintegration

• U-förmige Durchlauf-Reinigungssysteme

• Hochdruck-Etikettenentfernungs-Technologie (33 MPa)

• Niederdruck-Sprühreinigungssysteme

• Mehrstufiges Filtermanagement

• Förder- und Palettenhandhabungssysteme

Smart-Manufacturing-Anbindung

• PCS/MES-Schnittstelle

• Produktdatenakquisition

• Materialverfolgung und Rückverfolgbarkeit

Warum Big Bird Industrial wählen?

Erfahrung bei der Reinigung von Eisenbahnraden

Big Bird Industrial spezialisiert sich auf Präzisionsreinigungslösungen für die Herstellung von Eisenbahnkomponenten und verfügt über nachgewiesene Erfahrung bei der Radreinigung für Hochgeschwindigkeits- und Schwerlastanwendungen mit Werkstücken bis zu 1.320 mm Durchmesser und 1.000 kg Gewicht.

U-förmige Durchlauftechnologie

Die U-förmige Anordnung ermöglicht eine effiziente Nutzung der Bodenfläche mit automatischem Be- und Entladen von derselben Seite. Die vertikale Radpositionierung und der palettenbasierte Transport gewährleisten eine stabile Handhabung großer, schwerer Komponenten.

Hochdruck-Etikettenentfernung (33 MPa)

Das System verfügt über eine spezielle Hochdrucktechnologie (33 MPa) zur wirksamen Entfernung von Prozessetiketten von den Laufflächen der Räder. Die schallisolierte Umhausung stellt sicher, dass der Geräuschpegel 1 Meter entfernt unter 80 dB liegt.

Zwei-Stationen-Turnkey-Lösung

Das Projekt liefert zwei komplette Reinigungssysteme als schlüsselfertige Lösung, die sowohl die Vorinspektionsreinigung (Verunreinigungen + Etiketten) als auch die Nach-MPI-Reinigung (Entfernung magnetischer Partikel) innerhalb eines einzigen Projektrahmens abdecken.

Systemübergreifende Ingenieurkompetenz

Das Unternehmen bietet komplette Lösungen – von der Entwicklung des Reinigungsprozesses bis zur Integration in die Serienfertigung – einschließlich Hochdruckreinigung, Filtermanagement, PCS/MES-Integration und Schnittstelle zu Portalrobotern.

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

FAQ

Welche Komponenten verarbeitet dieses Reinigungssystem?

Dieses System ist für Schienenfahrzeugräder in der Hochgeschwindigkeits- und Schwerlastfertigung konzipiert – Durchmesser 860–1.320 mm, Gewicht bis zu 1.000 kg.

Was umfasst die Zweistationskonfiguration?

Das System umfasst zwei Reinigungsstationen: Station 1 am ersten Prozessschritt der Prüflinie (Entfernung von Zerspanungsflüssigkeiten, Prozessschutzflüssigkeiten, Öl und Etiketten); Station 2 nach der Magnetpulverprüfung (Entfernung von Magnetpulverflüssigkeiten).

Welcher Reinigungsdruck steht zur Verfügung?

Niederdruck-Sprühreinigung mit 2,0 MPa für die allgemeine Reinigung. Station 1 verfügt zudem über eine Hochdruck-Etikettenentfernung mit 33 MPa zur Entfernung von Prozessetiketten von Laufflächen.

Welche Verunreinigungen können entfernt werden?

Das System entfernt Schneidflüssigkeiten, Prozessschutzflüssigkeiten, Öl/Fettverunreinigungen, Staub, Prozessetiketten sowie Flüssigkeiten für die magnetische Partikelprüfung von Radoberflächen.

Welche Sauberkeitsstufen sind erreichbar?

Wasser-Rückstand ≤ 0,1 mg/kg; metallischer Rückstand ≤ 2 mg/kg (bzw. Sauberkeitsmesswert ≥ 70 %); keine größeren Wasserflecken; Austrittstemperatur an Station 1 < 40 °C.

Unterstützt es die Integration in automatisierte Produktionssysteme?

Ja. Das System ist mit Portalrobotern für das automatische Be- und Entladen sowie mit PCS/MES-Systemen für die Erfassung von Produktionsdaten und die Materialrückverfolgbarkeit verbunden.

Was ist die typische Zykluszeit?

Das System erreicht eine Durchlaufzeit von ≤ 120 Sekunden pro Stück und unterstützt damit die Hochvolumen-Produktion von Eisenbahnrädern.

Die Reinigung von Eisenbahnradlaufrollen ist ein kritischer Prozess zwischen der Bearbeitung und der Endprüfung in der Fertigung von Hochgeschwindigkeits- und Schwerlastzügen. Räder mit bis zu 1.320 mm Durchmesser und einem Gewicht von bis zu 1.000 kg erfordern fortschrittliche Reinigungstechnologien, um vor der Maßprüfung Zerspanungsflüssigkeiten, Prozessschutzflüssigkeiten, Ölverunreinigungen und Prozesskennzeichnungen sowie nach der zerstörungsfreien Prüfung magnetpulverbasierte Prüfflüssigkeiten zu entfernen. U-förmige Durchlaufreinigungssysteme ermöglichen eine effiziente Integration in automatisierte Fertigungslinien.

Hochdruck-Etikettenentfernungstechnologie

Prozesskennzeichnungen auf den Laufflächen von Eisenbahnradlaufrollen erfordern spezialisierte Hochdrucktechnologie, um sie wirksam zu entfernen, ohne die Radoberfläche zu beschädigen. Eine Hochdruckreinigung mit 33 MPa und vollständiger Abdeckung der gesamten Lauffläche gewährleistet eine gründliche Entfernung der Kennzeichnungen. Schallisolierte Gehäuse halten die Geräuschbelastung am Arbeitsplatz unter 80 dB und erfüllen damit die Anforderungen des Arbeitsschutzes, ohne dabei die für hartnäckige Kleberückstände erforderliche Reinigungsleistung einzubüßen.

Filtrationstechnologie für die Reinigung von Eisenbahnradlaufrollen

Eine wirksame Filtration ist entscheidend für die Aufrechterhaltung der Reinigungsqualität bei der Serienfertigung von Eisenbahnraden. Vierstufige Filtersysteme mit Korbfiltern, Papierbandfiltern (zur Entfernung von Etikettenpapier), Sackfiltern und Inline-Sackfiltern gewährleisten die Qualität der Reinigungsflüssigkeit. Magnetscheider in der Post-MPI-Station entfernen effektiv magnetische Partikel aus der Reinigungsflüssigkeit, verlängern deren Lebensdauer und sichern konsistente Reinigungsergebnisse.

U-förmige Durchlauf-Konfiguration für die Integration in die Fertigungslinie

U-förmige Durchlauf-Reinigungssysteme ermöglichen eine effiziente Integration in die Fertigungslinie mit automatischem Be- und Entladen von derselben Seite. Diese Konfiguration eignet sich ideal für die Integration in Portalkran-Robotersysteme und bietet eine hervorragende Raumnutzung. Die vertikale Radpositionierung auf Paletten gewährleistet ein stabiles Handling großer, schwerer Komponenten und erlaubt zudem einen schnellen Wechsel zwischen verschiedenen Radgrößen und -formen.

Technische Spezifikationen