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Reinigung von Produktionsanlagen bei Volkswagen in Wolfsburg Auf den Leib geschnitten

Als die Verantwortlichen bei Volkswagen für ein Reinigungsproblem kein Produkt „von der Stange“ finden konnten, wandten sie sich an einen Chemiehersteller, der sich seit einigen Jahren darauf konzentriert, für Kunden ganz gezielt Problemlösungen zu entwickeln.

-Um das diffizile Reinigungsproblem und dessen Lösung darzustellen, mit dem sich Volkswagen in seinem Wolfsburger Stammwerk konfrontiert sah, muss etwas weiter ausgeholt werden. Es geht dabei um einen Teilprozess, den die Fahrzeugkarosserien durchlaufen und die sich im Zuge dessen zwangsläufig ergebende Eigenverschmutzung der Anlage. Wie sich herausstellen sollte, war es nicht ganz einfach, ein Reinigungsmittel zu finden, das unbedenklich in der sensiblen Prozesskette eingesetzt werden konnte, denn es gab schlicht keine passende Lösung „von der Stange“.

Ein Bad für die Fahrzeugkarosserie

Bevor Fahrzeugkarosserien ihre finale Lackierung erhalten, müssen sie zunächst dafür präpariert werden. Dieser Prozess erfolgt in zwei Schritten: der Vorbehandlung (Reinigung sowie Phosphatierung und Spülung) und dem Elektrotauchen (Auftrag einer Korrosionsschutzschicht). Im Wolfsburger Volkswagen-Werk erfolgt dies in zwei sogenannten VarioShuttle-Linien, mit einer Kapazität von jeweils 1.500 Fahrzeugen pro Tag. Die Anlage arbeitet nach dem Single-Loop-Prinzip, bei dem es im Gegensatz zum Twin-Loop-Verfahren keine Verfahrensaufteilung gibt (Trennung zwischen Vorbehandlung und Elektrotauchen). Vorteile einer solchen Anlage: Nicht nur Umsetzvorgänge der Karosserien entfallen, sie spart auch noch sehr viel Platz ein.

Man muss sich die Anlage wie ein enges Oval vorstellen mit zwei gegenläufigen Bahnen. Die Karosserien passieren auf sogenannten Shuttles befestigt insgesamt 14 hintereinanderliegende Becken, in die sie mittels Schwenk- und Drehbewegungen der Shuttles komplett eingetaucht werden. Die eine Bahn mit insgesamt zehn Becken dient der Vorbehandlung: Das Reinigen der Karosserie von den im Karosseriebau eingesetzten Korrosionsschutzölen und Ziehfetten erfolgt schwach alkalisch mit wässrigen Salzen, Netzmitteln und Emulgatoren.

Es folgt ein Spülvorgang mit deionisiertem Wasser, um Salzrückstände auf der Karosserie zu vermeiden. Den zweiten Teil der Vorbehandlung bildet das Phosphatieren, das dem Korrosionsschutz und der besseren Haftung der nachfolgenden Lackierung dient. Dabei wird im ersten Schritt die Oberfläche aktiviert, um im zweiten Schritt eine Konversionsschicht in Form von Phosphatkristallen aufzubringen. Es folgt ein erneutes Spülen und eine Trocknung in einer Warmblaszone.

Wenn die Karosserie am Ende der ersten Bahn aus dem letzen Tauchbecken auftaucht, biegt sie um die als verlängerte Abtropfzone dienende Kurve auf die zweite zurückführende Parallelbahn ein und taucht dort in vier weitere Becken, die dem Elektrotauchen dienen: dem Aufbringen der Korrosionsschicht. Das Elektrotauchen hat sich als Verfahren zum Auftrag einer gleichmäßigen Korrosionsschutzschicht bei Automobilen durchgesetzt und findet in Wolfsburg nach dem kathodischen Prinzip statt (KTL-Verfahren). Bei der Elektrotauchlackierung wird aus einem wasserlöslichen Tauchlack der Festkörperanteil durch einen elektrochemischen Vorgang auf der Karosserie abgeschieden. Die Karosserie dient hierbei als Kathode.

Die Anoden bestehen entweder aus speziellem Edelstahl oder einer Iridiumbeschichtung. Die Lackbindemittel sind Polymere mit basischen Aminogruppen, die durch Zusatz organischer Säuren dissoziierbare Salze, hier Kationen, bilden. Die Lackbindemittel schließen die Pigmente ein und wandern im elektrischen Feld zur Kathode (Karosserie). Dies geschieht durch Umwälzung der Lackdispersion. Auf der Karosserie koagulieren die Bindemittel wieder zu den ursprünglichen Basen und scheiden sich gemeinsam mit den Pigmenten auf der Oberfläche ab.

Der Eigenverschmutzung war nicht beizukommen

Die Shuttles, mit denen die Karosserien durch die Tauchanlage befördert werden, sind zwar beschichtet, um Anhaftungen zu minimieren. Dennoch baut sich in der Single-Loop-Anlage - bedingt durch das Eintauchen der Shuttles in die unterschiedlichen Medien während der Vorbehandlung und des KTL-Verfahrens und die daraus resultierenden Wechselwirkungen - eine recht starke Verschmutzung in Form von Ablagerungen, die schließlich verkrusten, auf. „Diese Eigenverschmutzung war mit unseren herkömmlichen Reinigungsmethoden und -mitteln nicht mehr zu beseitigen“, konstatiert Walter Müller, zuständig für die Anlagenreinigung in der Lackiererei. Das Problem: Entweder lösten die Reinigungsmittel die Verkrustungen nicht auf. Oder sie durften aufgrund ihrer Zusammensetzung nicht für die Reinigung verwendet werden, weil sich deren Bestandteile, die eventuell in Restmengen auf den Shuttles vorhanden sein könnten, nicht mit den sensiblen chemischen Prozessen und den Lacken „vertrugen“.

Eine mechanische Reinigung, die ebenfalls ausprobiert wurde, war nicht nur äußerst aufwändig, sie führte zudem zu Beschädigungen der Shuttle-Beschichtung, wodurch die Verunreinigungen nur noch verstärkt auftraten. Denn jeder Kratzer bedeutet eine Vergrößerung der Oberfläche und an diesen Stellen haftet die Verschmutzung besonders stark und ist entsprechend schwer zu entfernen. Die Folge: Noch mehr kratzen mit noch stärkeren Verletzungen der Beschichtung - ein Teufelskreis. „Wir hatten einen sehr unbefriedigenden Zustand, der uns wirklich erhebliche Probleme bereitete und sich auch auf den Prozess in der Anlage auszuwirken begann“, so Müller weiter.

Die empfindliche Shuttle-Beschichtung muss zwar immer mal erneuert werden, dies ist allerdings sehr aufwändig und teuer und schied daher als „Lösung“ des Problems auf Dauer aus. Zu allem Übel konnten auch Chemiehersteller von Weltrang keinen passenden Reiniger liefern, der wirksam und gleichzeitig prozesskonform war. Das niederschmetternde Fazit: Ein passendes Produkt „von der Stange“ gab es nicht.

Problemlösung „vor der Tür“

In dieser verfahrenen Situation kam Walter Müller auf die Idee, die Deutsche Hahnerol aus Hannover mit dem Problem zu konfrontieren, „weil sie für andere Bereiche im Werk auch schon ganz gezielt Reinigungsmittel für unsere Bedürfnisse kreiert haben“.

Groß geworden ist die Deutsche Hahnerol mit Bodenreinigungs- und -pflegemitteln, Spülmitteln, Allzweckreinigern, Grundreinigern, Beschichtungen usw. Die Industriereinigersparte lief zwar immer schon am Rande mit und man hat Dienstleister mit Standardprodukten beliefert. Aber erst seit rund fünf Jahren fokussiert man sich verstärkt auf diesen Bereich. „Nunmehr gehen wir gezielt auf die Industrieunternehmen zu“, erzählt Verkaufsleiter Ralf Bieber. „Wir lassen uns die reinigungstechnischen Probleme schildern und entwickeln dann individuelle Reinigungslösungen.“ Zu den namhaften Kunden zählen mehrere VW-Werke, Varta oder auch Conti.

Nach sechs Monaten, zahlreichen Treffen mit der involvierten Abteilung von Volkswagen, Laborarbeit, Probereinigungen und laufender Produktanpassung präsentierte Jörg Weinert, Leiter Anwendungstechnik, ein Reinigungsmittel, das die Verkrustung löste, die Shuttle-Beschichtung nicht angriff und aufgrund der chemischen Bestandteile keine Probleme im Herstellungsprozess bei VW verursachte - insbesondere spielt hier die Lackverträglichkeit mit hinein. Volkswagen legt zudem besonders hohen Wert darauf, dass die eingesetzten Produkte weder umwelt- noch gesundheitsschädlich sind. „Die Bandbreite an Möglichkeiten wurde für uns dadurch ziemlich eingeengt“, resümiert Weinert den schwierigen Entwicklungsprozess.

Laufende Fortentwicklung

„In unserer Situation brauchten wir jemanden, der mit Volkswagen eine Partnerschaft eingeht“, erläutert Georgios Katsaros, Planung Lackiererei, die Rolle der Deutschen Hahnerol. Katsaros war maßgeblich in den Entwicklungsprozess und die finale Freigabe des Reinigungsmittels eingebunden. „Da ist schon ein langer Atem notwendig, denn die Parameter verändern sich laufend, z.B. etwa neue Bestandteile im Lack, die eine Anpassung des Reinigers notwendig machen.“

Mit der ersten Version des Reinigers war dann der für die technische Reinigung zuständige Dienstleister Asrodent aus Salzgitter in der Lage, die Shuttles sehr schnell in einen Zustand zu versetzen, der Prozesssicherheit garantierte. Asrodent führt die anspruchsvolle technische Reinigung aller Anlagen in der Lackiererei durch. Dazu gehören auch Filterwechsel etc. Kenntnisse der Prozesse sind da Grundvoraussetzung. Seither - es sind inzwischen drei Jahre - wurde das Produkt laufend optimiert und an sich verändernde Gegebenheiten angepasst, z.B. an die Zusammensetzung der Lacke. Dazu gehört auch, dass jede Charge vor der Auslieferung darauf geprüft wird, ob die Lackverträglichkeit gegeben ist: sowohl die eingesetzten Rohstoffe als auch das Endprodukt.

Aktuell werden zwei Reinigungsmittel eingesetzt. Der Palusa KTL-Reiniger beseitigt Verunreinigungen in KTL-Anlagen und deren Umfeld. Besonders geeignet ist er für Anhaftungen mit Bestandteilen aus der Phosphatierung. Bei leichter bis normaler Verschmutzung kann das Produkt mit Wasser verdünnt auftragen werden, bei starker Verschmutzung pur. Je nach Verschmutzungsgrad beträgt die maximale Einwirkzeit fünf Minuten. Anschließend muss nur noch mit Wasser nachgespült werden. Der Orpil-Shuttle-Grundreiniger dagegen dient der Beseitigung von stark phosphathaltigen Verunreinigungen in KTL-Anlagen oberhalb des Flüssigkeitsspiegels (Sprühverunreinigung). Das Produkt wird auf die zu reinigende Fläche auftragen, nach einer kurzen Einwirkzeit kann dann die gelöste Verunreinigung mit Hilfe eines Reinigungstuchs aufgenommen oder mit Wasser abgespült werden.

Die Reinigungsarbeiten finden ausschließlich am Wochenende nach Produktionsende statt. Die Shuttles, pro Linie 44 Stück, werden nach Auslauf der KTL auf den sogenannten Waschplatz gefahren und dort von vier bis sechs Asrodent-Mitarbeitern gereinigt. Die Verkrustungen werden mittels Pinsel mit dem jeweiligen Reinigungsmittel eingeweicht, sodass die Beschichtung nicht beschädigt werden kann. Das anschließende Abwischen mit einem Tuch und das Abspülen sollen eine Verschleppung des Reinigungsmittels in die Becken verhindern. Da sich die Reinigung dem Produktionsprozess stets unterordnet, variieren die Reinigungszyklen schon mal. Laut Walter Müller wären zwei Reinigungen pro Monat ideal, um den Aufbau der Verkrustungen nicht allzu stark werden zu lassen und die folgende Reinigung nicht zu erschweren. Derzeit komme man im Schnitt auf 1,4 Reinigungen im Monat.

Wenn Walter Müller über die zurückliegenden Ereignisse berichtet, merkt man ihm die Erleichterung und gleichzeitig die Zufriedenheit darüber an, dass in der relativ kurzen Zeit von nur sechs Monaten - diese beinhalten die Entwicklungszeit und den anschließenden Freigabeprozess durch Volkswagen und v.a. durch die Lackhersteller - doch noch eine Problemlösung gefunden werden konnte. Gleichzeit schwingt in seinen Worten auch große Wertschätzung und ein Stück Dankbarkeit gegenüber der Deutschen Hahnerol mit aufgrund „des Einsatzes und der hervorragenden und sehr schnellen Arbeit“. Das Wichtigste, die Prozesssicherheit, sei nunmehr zu 100 Prozent gewährleistet. Und auch betriebswirtschaftliche Aspekte wie Zeit, Qualität und daraus folgend die Kosten konnten mit Hilfe des Hannoveraner Chemieherstellers optimiert werden.

Denn: „Wenn diese zwei Shuttle-Linien nicht funktionieren, dann funktioniert dieses Werk nicht. Diese beiden Anlagen müssen für die weiteren Produktionsschritte einwandfrei präparierte Karosserien produzieren. Und die beiden Reinigungsprodukte tragen in hohem Maß dazu bei.“

Mit diesen eigens für das Wolfsburger Werk entwickelten Produkten hat sich die Deutsche Hahnerol ein Grund-Know-how erarbeitet und ist nunmehr in der Lage, auch anderen Werken - mit entsprechenden kleinen Produktanpassungen - kurzfristig einen Problemlöser anzubieten.

Markus J. Targiel | markus.targiel@holzmann-medien.de

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