Neue Montageanlage für Zylinderköpfe mit Waschanlage und Stickstoff-Kühlsystem

Susanne Winter, MA, 10.02.2022 14:41

RIED IM TRAUNKREIS. Der Montagebetrieb und -zyklus von Zylinderköpfen ist bei der Rieder Firma GTech grundsätzlich nicht neu und zu diesen Bauteilen wurden in den vergangenen Jahrzehnten einige Montagelösungen entwickelt – trotzdem gibt es immer wieder neue Anforderungen. Bei einer der Montageanlagen, die Anfang des Jahres die Werkshallen des Automatisierungsspezialisten verlassen hat, kamen neben den üblichen Montagestationen noch eine Waschanlage und ein Stickstoff-Kühlsystem zum Einsatz.

1 / 5 Eine neue Montageanlage für Zylinderköpfe sorgt mit einer eigenen Waschanlage für die nötige Reinheit der Bauteile, damit deren Montage durch Kaltschrumpfung und darauffolgende Wärmedehnung "reibungslos" funktioniert. Der zugeführte Stickstoff sorgt für den kalkulierten Potentialausgleich, um einen stabilen Fügeprozess zu gewährleisten. (Foto: GTech Automatisierungstechnik GmbH)

Bevor die Zylinderköpfe zu den einzelnen Stationen der Anlage befördert werden, müssen sie durch eine vollautomatische Reinigungsanlage. Sie sorgt dafür, dass die Zylinderköpfe frei von Schmutzpartikeln oder Schmiermittelresten sind, das wiederum eine Grundbedingung für einen der weiteren Bearbeitungsprozesse ist: Es müssen Ventilsitzringe für die Einlass- und Auslassventile in den Zylinderkopf gefügt werden. Um nur den minimal erforderlichen physikalischen Druck auf die empfindlichen Zylinderköpfe auszuüben, hat man sich bei der Anlagenentwicklung und -konzeption für eine Kaltschrumpfung und darauffolgende Wärmedehnung entschieden, um die erwähnten Bauteile dauerhaft miteinander zu verbinden.

Mit Stickstoff kühlen

Eine Abkühlung erfolgt, wenn sich zwei Stoffe gegenüberstehen und ein Potentialausgleich stattfindet, das heißt eine bestimmte Wärmemenge einem Bauteil entzogen wird und gleichzeitig sich der andere Stoff erwärmt. Ein einfaches Beispiel ist die Kühlung eines Getränkes. Gibt man der Flüssigkeit ein Stück Eis hinzu, so entzieht das Eis der Flüssigkeit die Wärme, indem es seinen festen Zustand aufgibt und schmilzt. Das Eis hat eine bestimmte Kältemenge gespeichert und entzieht entsprechend diesem Energieanteil der Flüssigkeit die Wärme, die sich somit abkühlt. Das gleiche Prinzip wird bei der Montage der Ventilsitzringe in den Zylinderköpfen angewendet: Der flüssige Stickstoff, mit einer Temperatur von bis zu minus 196 °C, entzieht den Ringen die entsprechende Temperatur, um sie so weit zu schrumpfen, dass sie mit geringer physikalischer Kraftaufwendung montiert werden können. Die Rückregulierung der Bauteiltemperatur sorgt für die Dehnung, um die Ventilsitzringe zu fixieren.

Forschung, Entwicklung und jahrzehntelange Erfahrung

Montageanlagen für das Verbinden solcher und ähnlicher Komponenten erfordern neben der Ausbildung und Mitarbeit hochkarätiger Spezialisten auch ein Höchstmaß an Forschungs- und Entwicklungspotential. Das Wissen über Materialbeschaffenheit und -eigenschaften ist bei GTech ein maßgeblicher Erfolgsfaktor und sorgt bei der Konzeption von Automatisierungsanlagen für innovative und langlebige Lösungen, die Kunden auf der ganzen Welt für ihre Serienproduktionen einsetzen.