Vielfältige Herausforderungen beim Reinigen im E-Fahrzeugbau

Aus welchen Materialien werden Karosserien vom Autos zukünftig gebaut sein? Der Entwicklungsprozess ist noch nicht abgeschlossen, aber eines ist sicher: Die Herstellungs- und auch die Reinigungstechnologien ändern sich deutlich.

Eine schonende Reinigungstechnologie ist für die empfindlichen Leichtbauelemente eines E-Fahrzeugs unabdingbar. Gezeigt ist die Messung von filmischen Verunreinigungen auf der Bauteiloberfläche.

Foto: BvL

Im Bereich der Elektromobilität müssen andere Materialien und Bauweisen zum Einsatz kommen, als bei herkömmlichen Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor. Denn um das hohe Gewicht der Batterie zumindest teilweise zu kompensieren, kommt es auf extremen Leichtbau an – der aber außerdem noch wirtschaftlich sein sollte. Systemleichtbau in Multi-Materialbauweise bietet die Möglichkeit, einen bestmöglichen Kompromiss nach Kosten- und technischen Gesichtspunkten zu finden. Bei dieser Bauweise lassen sich Defizite eines Werkstoffs durch die Kombination mit einem anderen Werkstoffpartner ausgleichen. Dadurch ergeben sich neue Struktur- und Funktionseigenschaften, die aber auch andere Technologien bei ihrer Herstellung bedingen. Beschrieben wird, wie sich Elemente zur Verstärkung der Frontstruktur eines Elektrofahrzeugs bestmöglich reinigen und herstellen lassen.

Neuartige Komponenten sorgen für Front-Stabilität des E-Fahrzeugs

Wer die Motorhaube eines Elektroautos öffnet, sieht einen offenen Laderaum vor sich. Denn der Motor als Antriebselement ist nicht mehr vorhanden – damit fehlt jedoch auch die vom ihm ausgehende Sicherheit für die Stabilität des Fahrzeugs und den Schutz der Menschen. Also besteht die Forderung an die Entwickler darin, die Sicherheit der Insassen und die Unversehrtheit der Batterie im Falle einer Kollision durch andere Maßnahmen zu gewährleisten. Für die Steifigkeit und Festigkeit der Karosserie werden zunehmend neue Elemente aus Leichtbaumaterialien, wie z. B. Aluminium- und Hybridmaterialien, eingesetzt. Die Frontstruktur eines E-Fahrzeugs ist demzufolge komplett neu konzipiert und verstärkt worden.

Wässrige Reinigung als wichtige Vorbereitung für nachfolgende Prozesse

Damit diese neu eingesetzten Elemente einwandfrei geklebt und geschweißt werden können, ist eine vorherige gründliche Reinigung unabdingbar. Genutzt werden dazu wässrige Medien. Die Bauteile müssen anschließend fettfrei und fleckenfrei sein. Aber auch alle weiteren Hohlprofile, die aus Gründen der Gewichts- und Lärmreduktion verwendet werden, sollten im Inneren des Profils sowie an der Außenkontur gründlich gereinigt werden.

Der Geschäftsführer und Inhaber der Firma BvL Oberflächentechnik, Bernhard Sievering, berichtet von den vielseitigen Anforderungen beim Reinigungsprozess für E-Fahrzeuge: „Seit vielen Jahren sind wir Spezialist für zuverlässige und hochmoderne Reinigungslösungen im Automobilbereich. Die jetzt aufkommenden ‚neuen Teile‘ reinigen wir im Durchlauf- oder Chargenbetrieb. Auch andere Komponenten für Elektrofahrzeuge lassen sich mit unseren Anlagen effizient und prozesssicher behandeln: Dazu zählen z.B. Batteriegehäuse und verschiedene Elemente der Antriebstechnik und Leistungselektronik.“

Die Firma mit Sitz in Emsbüren ist einer der größten Anbieter für industrielle Reinigungsanlagen auf wässriger Basis in Deutschland. Die Lösungen reichen von der kompakten Waschanlage über Filtrations- und Automationskonzepte bis hin zu komplexen Großprojekten mit Prozessüberwachung. Zurzeit beschäftigt BvL rund 160 Mitarbeiter. Im Export wird auf ein umfangreiches Vertriebs- und Servicenetzwerk in 19 Ländern zurückgegriffen.

Praxisbeispiel: Reinigung von langen Karosserieteilen

Für die Reinigung von besonders langen Bauteilen der Karosserie, wie z. B. Strangpressprofilen, eignet sich die der Anlagentyp „Ocean 1600 RW 2-Tank“ mit einer Sondernutzhöhe. Die Ingenieure des Unternehmens haben dafür einen speziellen Werkstückträger konstruiert und gefertigt, auf dem die bis zu 2.200 Millimeter langen Karosserieteile (wie Strangpressprofile) senkrecht fixiert und exakt auf die zu reinigenden Stellen positioniert werden.

Mit einem Hubtisch wird der Werkstückträger vom Bodenniveau auf die Maschinenhöhe angehoben. Nach der Reinigung im Spritzverfahren wird mit VE-Wasser gespült, um Rückstände von Mineralien und Reinigern vor dem Lackieren zu reduzieren. Für die Umlufttrocknung kommt eine vertikale, die gesamte Nutzhöhe abdeckende Abblasdüse zum Einsatz. Die Rotation des Drehtellers mit dem Werkstückträger, der an der Trocknungsdüse vorbeigeführt wird, sorgt für eine gründliche Trocknung an allen Seiten.

Die Drehtelleranlage "Ocean" ist mit einem speziellem Warenträger ausgestattet, der die Karosserieteile exakt auf die zu reinigenden Stellen positioniert.

Foto: BvL

Der Leitwert auf den Teilen von 38 m/N, der für die Lackierfähigkeit wichtig ist, wird sicher erzielt. Die Lackhaftung ist garantiert, solange die Anlagenparameter stabil bleiben.

Prozesssicherheit steht jederzeit im Fokus

Für die Auswertung und Überwachung der Anlagenparameter – wie Leitwert, Druck und Temperatur – ist in jeder Charge umfangreiche Sensorik im Einsatz, mit klangvollen Namen wie „Libelle Fluid Control“ oder „Libelle Cleaner Control“. Die Messwerte werden auf einem integrierten Data Logger gespeichert. Die Libelle-Produkte gewährleisten eine hochwertige Qualitätskontrolle und zuverlässige Prozessüberwachung. Nach der Reinigung misst „Libelle Oil Control Solo“ die Teileoberfläche der Bauteile. Damit kann die Lackierfähigkeit bestmöglich abgesichert werden. Mithilfe des mobilen Geräts lässt sich schnell entscheiden, ob die behandelte Komponente für den Folgeprozess geeignet ist. Somit wird der gesamte Prozess abgerundet und der effizienten Weiterbearbeitung der Elemente zur fertigen Karosseriestruktur steht nicht mehr im Wege.