Anlagen und Maschinen für die Herstellung von Klimaleitungen für Kraftfahrzeuge

Die Anforderungen, die an Systeme gestellt werden, die CO₂ als Kältemittel nutzen, gelten auch für Klimaleitungen. Eine Möglichkeit ist die Herstellung einer Leitung aus AEM-Gummi [2], die mit einem Stahlgeflecht verstärkt ist und im Inneren einen geriffelten, flexiblen Edelstahlschlauch enthält. Ein so hergestellter Schlauch kann bei einem Betriebsdruck von 170 bar und einer Temperatur von -40 bis 150 °C betrieben werden. Er gewährleistet eine Null-Durchlässigkeit, eine hohe Druck- und Temperaturbeständigkeit und erfüllt die Anforderungen der DIN 74106.

Produktionslinie für Gummischläuche mit einem gewellten Stahlschlauch im Inneren

Beginn des Prozesses – präzises Schneiden des Wellschlauchs

Der Edelstahl-Wellschlauch wird in Rollen auf Trommeln mit unterschiedlichen Trommeldurchmessern geliefert. Die Schlauchlänge auf einer einzelnen Trommel beträgt 400÷1100 m. Der Transport des zu schneidenden Bauteils erfolgt über Abwickelvorrichtungen in Verbindung mit einem Hilfszuführsystem, das die Spannung reguliert und so den Einfluss der Materialdehnung auf die tatsächliche Länge des abgeschnittenen Stücks minimiert. Der spanlose Schnitt muss auf beiden Seiten an einem bestimmten Punkt der Welle präzise ausgeführt werden, was mittels eines Bildverarbeitungssystems überprüft wird. Die Herstellerspezifikation legt die Längenbereiche sowie den Außendurchmesser des abgeschnittenen Stücks fest. Das Zuführrollensystem gewährleistet einen optimalen Abstand zum Schneidkopf und eine angemessene Spannung des Schlauchs, um dessen Verformung zu begrenzen.

Montage der Nippel, Schweißen und elektrochemische Passivierung

Die Wellschlauchabschnitte mit der entsprechenden Länge gelangen anschließend zu einer automatischen Station für die beidseitige Montage der Nippel. Diese sind ebenfalls aus Edelstahl gefertigt. Hier findet der Orbital-WIG-Schweißprozess in Argonatmosphäre statt. Nach dem Erlöschen des Lichtbogens und dem Entleeren der Schutzatmosphäre kehrt der Drehteller mit dem Bauteil automatisch in die Ausgangsposition zurück. Das Bauteil wird zur nächsten Station befördert, um die Schweißnähte elektrochemisch zu passivieren. Ein elektrischer Antrieb versetzt das Bauteil in Drehbewegung, und ein pneumatisches System führt die Schweißnaht-Reinigungsköpfe heran. Die elektrochemische Passivierung ist besonders wirksam bei Schweißnähten aus Edelstahl und gewährleistet optimale Korrosionsbeständigkeit. Die im Prozess verwendete überschüssige Flüssigkeit wird durch ein System aus säurebeständigen Behältern aufgefangen. Eine Reihe von Parametern wird gemessen und überprüft, darunter: der Montageweg der Nippel, die Rotationsgeschwindigkeit der Elektrode beim Orbitalschweißen, die Schweißstromstärke, die Drehgeschwindigkeit der Passivierungsköpfe sowie die Leitfähigkeit des Passivierungsbads.

Einbau des Stahlschlauchs in den Gummischlauch

Der so vorbereitete Stahlschlauch kann in einen Gummischlauch mit angepasster Länge eingebaut werden. Außerdem wird eine spezielle Öffnung in den Gummischlauch eingebracht, die anschließend mit einer Silikonmanschette gesichert wird. Am Ende werden D-Ringe auf die Stahlnippel aufgesetzt. Die Maschine gewährleistet eine Montage ohne Verformungen und Kratzer an den Bauteilen sowie unter Einhaltung der erforderlichen Reinheitsanforderungen. Das zusammengesetzte Bauteil wird durchgeblasen, wobei eventuelle Verunreinigungen in eine entsprechende Kammer gelangen. Das Herausragen der Nippel aus dem Gummischlauch wird mit einem Profilometer kontrolliert. Außerdem wird das Vorhandensein der D-Ringe überprüft und der Weg sowie optional die Kraft der Montage des Stahlschlauchs im Gummischlauch gemessen.

Vormontage der Schellen und Klemmung der Endstücke, Blöcke und Steckverbinder

Jede komplette Leitung besteht aus zwei Endstücken und einem zuvor montierten Schlauchabschnitt. Auf den Gummiteilen werden Schellen angebracht, die an der nächsten Station festgeklemmt werden. Die Endstücke werden in die vorgegebene Form gebogen und mit einem Block und einem Verbinder versehen. Der Montagevorgang besteht darin, die Endstücke von der Seite auf die Nippel aufzustecken und die Verbinder um die Verbindung mit den Nippeln herum festzuziehen. Die Beschickung erfolgt manuell, die Montage und Entnahme hingegen automatisch. Eine Integration mit einem Manipulator oder einem Roboter zur Entnahme der montierten Leitungen ist möglich.

Klemmen von Edelstahlklemmen

Der Schlauch wird manuell vorpositioniert. Die Maschine spreizt automatisch die an der vorherigen Station montierten Schellen. Die Position der Schellen ergibt sich aus den Produktreferenzen. Es folgt eine Überprüfung der korrekten Position der Schelle und die Durchführung des Klemmvorgangs. Optional wird die Ovalisierung kontrolliert.

Maschinen zur Kabelkonfektionierung und Durchflussprüfung

Klimaanlagenleitungen werden zu Bündeln unterschiedlicher Größe zusammengefasst, z. B. zweiteilige oder fünfteilige. Die Konfektionierungsstation ermöglicht die Montage durch gleichzeitiges Einpressen der Leitungen in den entsprechenden Flansch. Nach diesem Vorgang erfolgt eine Durchblasung und ein automatischer Durchfluss-Test mit trockener, gefilterter Luft ohne Ölnebel. Damit soll überprüft werden, ob es zu einer Verengung des Querschnitts einer der Leitungen oder zu deren vollständiger Verstopfung gekommen ist.

Fußnoten

[2] AEM – Ethylen-Acryl-Kautschuk

Maschinen und Anlagen von ELPLC SA

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