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Roll: CKW-Reinigung für höchste Ansprüche


Sonderkonstruktionen von CKW- Reinigungsanlagen mit hohen Anforderungen an die Verfahrenstechnik erfordern eine reibungslose Zusammenarbeit von Anlagenhersteller und zukünftigem Betreiber. Über eine erfolgreiche Realisation einer solchen Aufgabenstellung wird nachfolgend berichtet. Die Behr Automobiltechnik liefert komplette Systeme und Komponenten für die Motorkühlung und Klimatisierung an Fahrzeughersteller im In- und Ausland Die zu reinigenden Kondensatoren und Verdampfer (Werkstoff Al, Cu, Zn) stellen sowohl bezüglich ihrer Teilegeometrie, als auch aufgrund der vorhergehenden Bearbeitungsschritte und den damit eingeschleppten Verunreinigungen eine Herausforderung an das Reinigungsverfahren dar.

Die Leistung der Kondensatoren erfordert eine hohe Rippendichte und somit Abstände zwischen den Rippen von weniger als 1,5 mm. Die hierdurch entstehende Kapillarwirkung erschwert sowohl die Reinigung als auch die Trocknung der Teile. Neben der Teilegeometrie ergibt sich durch einen Öleintrag von ca. 10 ltr pro Stunde verbunden mit der Forderung nach möglichst langen Standzeiten des Waschmediums, eine weitere Schwierigkeit. Aufgrund der weiteren Bearbeitungsschritte kam die Forderung nach trockenen, geruchs-, späne- und beschädigungsfreien Teilen bei einem Restölgehalt auf der Teileoberfläche von weniger als 20 mg/qm hinzu. Pro Stunde sollen 12 Warenkörbe (910 x 670 x 650 mm LxBxH) gereinigt werden.

Aus den oben geschilderten Verfahrensparametern läßt sich bereits erahnen, daß eine Reinigung mit wäßrigen Medien bei diesem Projekt nicht in Frage kommen kann. Innerhalb der Kapillaren kann selbst bei sehr langen Behandlungszeiten eine nur unzureichende Reinigung und Trocknung erreicht werden. Gegenüber einer Reinigung mit nichthalogenierten Kohlenwasserstoffen bestehen aufgrund der Brand- und Explosionsgefahr bei diesen Stoffen enorme sichheitstechnische Bedenken. Als einzige sinnvolle Alternative bleibt somit die Reinigung mit CKW-Lösemittel in entsprechend umweltschonend arbeitenden geschlossenen Reinigungsautomaten.

Die komplexe Aufgabenstellung wurde schließlich mit dem Reinigungsanlagenspezialisten Karl Roll GmbH, Mühlacker, gelöst. Bereits während der Konstruktion und der Fertigung der Anlage, wurde zusammen mit der Firma Behr in gemeinsamen Besprechungen der aktuelle Fertigungsstand erörtert und Optimierungen oder Modifikationen aufgrund neuer Anforderungen der Firma Behr möglichst frühzeitig durchgeführt. Durch diese Vorgehensweise war ein reibungsloser Ablauf des gesamten Projekts gewährleistet. Von Roll wurde nicht nur die Fertigung der neuen Reinigungsanlage übernommen, sondern auch die Schnittstelle zwischen Reinigungsanlage und vorhandenen Zusatzaggregaten (Vakuum-Destillation, Lösemittelrückgewinnungsanlage und Transportsystemen) eingerichtet.

Der von Roll für diesen Anwendungsfall entwickelte Reinigungsautomat Typ RWTV 2-91/67/65/3 verfügt über eine automatische Be- und Entladeeinrichtung, über welche
die Warenkörbe in eine der beiden Arbeitskammern gelangen, wo sie mit einem Deckel verschlossen und anschließend durch zweimaliges Flutwaschen (wahlweise mit Ultraschall, Ausgangsleistung pro Arbeitskammer: 16 kW), wahlweise Dampfentfettung und zweimaliges Vakuumtrocknen (< 40 mbar) gereinigt und getrocknet werden. Die Warenkörbe können während der Behandlung gedreht oder geschwenkt werden. Die durchschnittliche Behandlungszeit für einen Warenkorb beträgt ca. 10 Minuten. Durch die Ausführung der Anlage mit zwei Arbeitskammern wird diese Taktzeit halbiert. Der erzielte Reinheitsgrad der Teile ist dabei so hoch, daß die Warenkörbe mit weit mehr Teilen beladen werden konnen, als dies bei ursprünglichen Auslegung der Anlagenkapazität von Behr geplant war. Der Teiledurchsatz erreicht, je nach Teileart, 150%-170% des geforderten Wertes. Der beim Vakuumtrocknen entstehende Lösemitteldampf wird auskondensiert und wieder den Flutbehältern zugeführt. Die Beheizung der Flutbehälter sowie der Destillationsanlagen erfolgt über eine Dampfheizungseinrichtung. Die Anlage arbeitet abwasserfrei.

Standzeitverlängerung und Destillationskreislauf

Um Späne aus dem Waschmedium zu entfernen, befindet sich in der Rückpumpleitung von der Arbeitskammer zu den Flutbehältern ein automatisch umschaltbarer Doppelfilter. Ist ein Filter voll, wird er über Vakuum getrocknet und kann so geruchsfrei entnommen und entleert werden. Gleichzeitig wird auf das zweite Filter umgeschaltet, so daß die Anlage weiterbetrieben werden kann. Zur Abtrennung von Ölen aus dem Waschmedium verfügt der Reinigungsautomat über drei Destillationsanlagen und eine Vakuumdestillation. Durch diese Kombination wird gewährleistet, daß trotz der großen Menge an eingeschleppten Ölen, die Forderung nach einem Ölgehalt von 0,012 Masse-Prozent im zweiten Flutbehälter erfüllt wird. Die Flutbehälter werden kontinuierlich über die erste Destillationsanlage aufbereitet. Der Vorratstank der ersten Destille wird über die zweite Destillation kontinuierlich aufbereitet, wobei der Füllstand der zweiten Destillation konstant bei 600 l gehalten wird. Das Destillat wird wieder dem Vorratstank
der Destille 1 zugeführt. Nach dem gleichen Verfahren wird die Destillation 2 über die Destillation 3 aufbereitet. Die Restdestillation erfolgt über eine Vakuumdestillationsanlage, wodurch ein Reinheitsgrad des Öles von mahr als 90 % erreicht wird.


Lösemitteltrennanlage
Neben diesem Verfahren zur Restdestillation wurde bei ähnlichen Projekten für andere Behr-Werke ein Verfahren mittels Lösemittel-Trennanlage realisiert. Bei diesem Verfahren werden hohe Temperaturen, welche die Energiekosten steigern, vermieden. Ein warmer Luftstrom trocknet das Öl von dem anhaftenden leichtflüchtigen Lösemittel. Die Luft wird über eine Kältefalle geführt und dort weitestgehend vom Lösemittel befreit. Anschließend wird sie wieder erwärmt und erneut dem Kreislauf zugeführt, bis das Öl frei von Lösemitteln ist. Der durch dieses Verfahren erzielte Reinheitsgrad des Öles liegt bei 99 %.

Umweltschutz
Der Reinigungsautomat verfügt selbstverständlich über die vom Gesetzgeber vorgeschriebenen Einrichtungen zur Emissionsminderung und Überwachung, wie Lösemittelrückgewinnungsanlage, Schleusensystem und kontinuierlich aufzeichnende Meßeinrichtung für Schleusenkonzentration, MAK-Wert und Abluftstrom nach der Lösemittelrückgewinnungsanlage. Zusätzlich zu diesen Einrichtungen wurde die Anlage mit einer Gaspendelleitung ausgestattet, um das Lösemittel emissionsfrei wechseln zu können. Für höchste Sicherheit "im Falle eines Falles" verfügen Reinigungsanlage und Zubehöraggregat über eine vakuumüberwachter doppelwandige Bodenwanne. Dieser Bodenwanneausführung wurde vom Umweltministerium Baden-Württemberg die wasserrechtliche Bauartzulassung erteilt. Durch die Vakuumüberwachung werden Leckagen in der Bodenwanne erkannt. Läßt das Vakuum nach, besteht der Verdacht, daß eine Wandung nicht mehr dicht ist, und ein automatischer Melder gibt Alarm. Auch bei der Dimensionierung der Bodenwanne ging man bei Behr über das gesetzlich geforderte hinaus. So kann die Bodenwanne das gesamte Lösemittelvolumen der Anlage auffangen, vorgeschrieben sind lediglich 10% des gesamten Lösemittelvolumens.

Die
Firma Behr arbeitet im 3-Schicht-Betrieb an 5 Tagen in der Woche und teilweise auch an Samstagen. Höchste Zuverlässigkeit und einfache Bedienung der Anlage ist daher oberstes Gebot. So wurde bereits bei der Konstruktion der Anlage darauf geachtet, daß mögliche Störungen weitgehendst von den Behr-Technikern in Eigenregie behoben werden können und die Anlage somit auch im Nachtbetrieb voll einsatzfähig bleibt. Hierzu gehören der Einsatz spezieller Fabrikate der Bauteile, eine ausführliche Bedienungsanleitung, eine nach den Vorgaben der Firma Behr durchgeführte Kennzeichnung aller Anlagenbauteile sowie eine Klartext-Anzeige des jeweiligen Anlagenzustandes mit Diagnose- bzw. Fehlerbehebungshinweisen. Zusätzlich wurde von Roll ein 24-Stunden-Servie garantiert. Gemäß den Anforderungen der Fa. Behr muß die Verfügbarkeit der Anlage mehr als 90 % betragen, was problemlos erreicht wird. Da sich dieser Servie auch für den Anlagenhersteller auszahlt, zeigt nicht zuletzt die Tatsache, daß die Firma Behr an anderen Standorten zwischenzeitlich drei weitere Roll-Anlagen ähnlicher Bauart in Auftrag gegeben bzw. in Betrieb genommen hat.