KEM Konstruktion 10.2017

WERKSTOFFE/VERFAHREN

WERKSTOFFE/VERFAHREN VERBINDUNGSTECHNIK Partikelkontaminierung sauberkeitssensibler Bauteile in der Schraubmontage vorbeugen Partikel in der Schraubmontage vermeiden Wie ein bösartiger Virus Menschen krank machen kann, so können kleinste Partikel Bauteile schädigen und im schlimmsten Fall zu einem kompletten Systemausfall führen. Die Ursachen für die Entstehung solcher gefährlichen Partikel sind vielfältig. Deprag Schulz GmbH u. Co. hat das Konzept „Cleanfeed“ zur Vermeidung der Partikelkontaminierung sauberkeitssensibler Bauteile in der Schraubmontage entwickelt. Dagmar Dübbelde, Product Managerin, Deprag Schulz, Amberg Die Techniken und Methoden, um den steigenden Anforderungen der Technischen Sauberkeit in Produktionsprozessen gerecht zu werden, sind vielfältig. So werden zum Beispiel Arbeitsschritte rund um sauberkeitssensible Bauteile in Rein- oder Sauberräume verlagert und Zutritt wird nur geschultem Personal mit entsprechender Schutzkleidung gewährt. Der Aufwand zur Verhinderung der Partikelkontamination sollte sich innerhalb der Montage konsequent fortsetzen, weil hier die gefährlichen Partikel durch Abrieb in unmittelbarer Nähe der Bauteile entstehen können. So ist das Risiko hoch, sauberkeitssensible Bauteile mit schädlichen Partikeln zu kontaminieren. Der Anteil solcher Bauteile ist zum Beispiel in der Automobil- und Zulieferindustrie groß, wodurch hier Technische Sauberkeit im Montageprozess immer mehr in den Fokus rückt. Je nach Bauteil und dessen Sauberkeitsanforderungen muss der Montagearbeitsbereich gegebenenfalls als Rein- oder Sauberraum konzipiert sein. Eine wesentliche Rolle kommt dabei den Komponenten der Montageanlage zu. Denn gefährliche Schmutzpartikel entstehen bereits bei der Teilezuführung und im eigentlichen Schraubprozess. Um bei diesen Montageschritten die sauberkeitssensiblen Bauteile und Baugruppen nicht mit Partikeln zu kontaminieren, gilt es, diese zu vermeiden, zu beseitigen oder zu reduzieren. Für diese Herausforderung hat die Amberger Deprag Schulz GmbH u. Co. ein durchgängiges Konzept entwickelt: das Cleanfeed- Konzept. Es basiert auf spezifisch konstruierten Cleanfeed-Komponenten, die komplett im Unternehmen entwickelt und gefertigt werden. Diese reichen von geeigneter Zuführtechnik über entsprechend konzipierte Schraubfunktionsmodule bis hin zu Einrichtungen zur Absaugung der im Montageprozess entstehenden Schmutzpartikel. Damit erfüllt das Konzept die Anforderungen der Technischen Sauberkeit – Partikel vermeiden, eliminieren, reduzieren – über den gesamten Schraubmontageprozess hinweg. Verschrauben von unten mit der Deprag-Unterflurschraubeinheit Durchgängig abgestimmte Komponenten Unerwünschte Partikel können bereits bei der Schraubenvereinzelung entstehen. So wird zum Beispiel beim Einsatz eines Vibrationswendelförderers das Förderelement, die Wendelbahn, mittels Schwingantrieb in Vibration versetzt. Das Sortiergut wird in kleinen Wurfbewegungen fortbewegt. Durch das stete Vibrieren kann vergleichsweise hoher Abrieb entstehen, der über die Zuführteile im gesamten Zuführsystem verschleppt wird. Deshalb ist eine bauteilschonende und abriebarme Zuführtechnik bei hohen Sauberkeitsanforderungen bereits eine wichtige Voraussetzung für die Technische Sauberkeit im Montageprozess. Der Hubschienenförderer aus dem Cleanfeed-Konzept schöpft die Schrauben aus dem Vorratsbehälter durch eine Schwenkbewegung einer segmentförmigen Hubschiene, was kaum Abrieb verursacht. Ein Sensor in der Bevorratungs- Bild: Deprag 126 K|E|M Konstruktion 10 2017

VERBINDUNGSTECHNIK WERKSTOFFE/VERFAHREN Restschmutz wird beim Zustellen des Schraubers über zusätzliche Vakuumquellen abgesaugt „Stationäre Schrauber können mit Vakuumanschlüssen aus - gestattet werden.“ schiene regelt dabei die Anzahl der notwendigen Hubbewegungen. Wird weniger Fördergut vom Bediener verarbeitet, stellt das Zuführgerät entsprechend weniger bereit. Auf der Hubschiene gleiten die Schrauben mittels Schwerkraft durch mechanische Schikanen und gelangen sortiert in die Schraubenvereinzelung. Über den Zuführschlauch wird das Fördergut anschließend dem Schraubfunktionsmodul zugeführt. Nicht lagerichtig geförderte Verbindungselemente landen wieder im Füllbehälter. Weiterhin kann im Zuführschlauch, vorrangig an den Biegungen aber auch beim „Taumeln“ in geraden Schlauchstücken, Abrieb entstehen. Hier bietet das Unternehmen mit dem Particle Killer eine preisgünstige und effiziente Vakuumquelle, die Restschmutz auffängt und absaugt. Neben der Inline-Variante, bei der das gereinigte Verbindungselement unmittelbar in das Mundstück des Schraubwerkzeugs „eingeschossen“ wird, steht eine Pick & Place-Variante zur Verfügung, bei der die Absaugung im Bereich der Abpickposition erfolgt. Nun beginnt der eigentliche Schraubvorgang. Die handgeführten und stationären Schrauber der Minimat-EC-Servo-Serie wurden speziell für die Anforderungen der Technischen Sauberkeit an die Schraubmontage konzipiert. Die Schrauber sind zum einen ESD-fähig (engl. electrostatic discharge: elektrostatische Entladung), was eine Ablagerung luftgetragener Schmutzteilchen durch elektrostatische Aufladung in der Schraubmontage verhindert. Zum anderen verringern sie den Abrieb beim Eingriff der Klinge in den Schraubenkopf. „Während des Einfädelns wird die Drehzahl gesenkt und erst dann erhöht, wenn die Klinge korrekt eingefädelt wurde und die Schraube verschraubt werden kann“ – so Dipl.- Ing. Robert Bachmeier, Verkaufsleiter Deutschland bei Deprag. Die stationären Schrauber können zusätzlich mit Vakuumanschlüssen ausgestattet werden, um Restschmutz beim Zustellen des Schraubers über Vakuumquellen aufzusaugen. Damit Bauteile nicht mit herabfallenden Schmutzpartikeln kontaminiert werden, bietet sich bei den Einbauschraubern zudem eine Unterflur-Verschraubung an. „So kann die Schwerkraft genutzt werden, um technisch sauber zu montieren. Schmutzfänger oder spezielle Absaugeinrichtungen sammeln im Bedarfsfall die herabfallenden Partikel zum einfachen Entfernen auf“, so Bachmeier. Sämtliche Cleanfeed-Komponenten, mit Ausnahme der Unterflureinheit, sind sowohl in handgeführter wie auch in stationärer Ausführung verfügbar und schaffen Reinund Sauberraumbedingungen in der Montage (Vermeiden von Partikeln in einer Größe von 0,1 μm bis 5 μm bzw. 1 μm bis 1000 μm). bt www.deprag.com Bild: Deprag Details zum Konzept für die Technische Sauberkeit mit Kurzlink: http://t1p.de/qgf8 K|E|M Konstruktion 10 2017 127