Minutenschnell ausgehärtet

Das Temperiersystem besteht aus 17 miteinander verbundenen Heizsegmenten, deren Auflageflächen konturgenau den verschiedenen Topologien der zu verklebenden Bereiche der Carbontür angepasst sind. © Temperiersystem

Als temperiertechnische Leistungskomponenten agieren zwei solcher Mehrsegment-Heizspiegel als integrierte Bestandteile der neuen Montagezelle von Thyssenkrupp. Funktionell sind sie eingebunden in das komplexe handhabungstechnische und steuerungstechnische Geschehen der 11 mal 9 Meter großen Anlage, die in einem getakteten und synchronisierten Wechselspiel von fünf Robotern vier CFK-Formteile zu zwei Fahrzeugtüren – eine linke und eine rechte – verklebt. Aus bereitgestellten Ladungsträgern wird jeweils eine Tür-Innenschale (Inner assy) entnommen und in die untere Aufnahme einer Spannvorrichtung, in der sich auch der untere Rahmen des Heizspiegels befindet, eingelegt. Kurz darauf erfolgt die Applikation der Kleberraupen aus einem Zwei-Komponenten-Klebstoff auf die definierten Randzonen.

Wenn unmittelbar anschließend die Tür-Außenschale (Outer panel) und der obere Rahmen des Heizspiegels aufgesetzt und eingespannt sind, fährt das Temperiersystem hoch und erhitzt von beiden Seiten – also durch die CFK-Halbschalen hindurch – die Klebstoffraupen gleichmäßig auf bis zu 90 Grad Celsius. Die Aushärtung des Klebers ist dann nach etwa 4,5 Minuten abgeschlossen. Insgesamt beträgt die Prozesstaktzeit 11 Minuten für je zwei Fahrzeugtüren. Beide CFK-Türhälften inklusive Kleberraupe sind zwischen sechs und sieben Millimeter dick.

Temperaturkompensierte Konstruktion

Als Projektpartner in die Entwicklung der neuen CFK-Klebeanlage von Thyssenkrupp eingebunden, begleitete Hotset das Vorhaben über mehrere Monate und stellte sein Temperiersystem schließlich als Komplettlösung bereit. Das bedeutet konkret: Der Anlagenbauer erhielt mehrere maßgeschneiderte, einsatzfertige Heizspiegel inklusive Isoliertechnik, Sensortechnik und dezentraler Regeltechnik zur Integration in seine handhabungs- und steuerungstechnische (Siemens S7/CAN-Bus-)Infrastruktur. Dass hierbei allerlei besondere Aspekte zu berücksichtigen waren, liegt auf der Hand. Dazu gehörte es beispielsweise, dass das Engineering des Temperiersystems wiederholt den verschiedenen Iterationsstufen des Projekts anzupassen war und dass die Konstruktion des Heizspiegels und seiner Segmente unter der Vorgabe der Temperaturkompensation zu erfolgen hatte. „In solchen Fällen müssen alle entscheidenden Komponenten einige Prozentpunkte kleiner konstruiert und gefertigt werden, weil sich das System im praktischen Einsatz durch den Temperureinfluss ja ausdehnt“, erläutert Andreas Filler.

Weitere wichtige Anforderungen waren unter anderem, dass der gesamte Heizspiegel definierte Gewichtsgrenzen einhalten musste, da die Roboter der Montageanlage maximal 300 Kilogramm heben und positionieren können. Zudem war Silikon als Werkstoff für die Verklebung von Beginn an ausgeschlossen.

Wegweisende Systemlösung

Einmal mehr konnte Hotset im Rahmen der Realisierung des neuen Heizspiegels für die CFK-Klebeanlage von Thyssenkrupp seine Leistungsfähigkeit als kompetenter Engineering- und Systempartner unter Beweis stellen. Und wie üblich bei Projekten dieser Komplexität und Größenordnung, hat das Lüdenscheider Unternehmen auch sein praktisch nutzbares Know-how auf dem Gebiet der produktionsintegrierten Temperiersysteme für den industriellen Anlagenbau ausgebaut. Andreas Filler betont in diesem Zusammenhang insbesondere, dass „der neue Heizspiegel mit seinem Segment-Design und den daraus resultierenden Vorteilen für die Regelgenauigkeit und die konturgenaue Hitzeführung eine neue Generation von Hochpräzisions-Heizelementen für den Einsatz in der modernen Klebetechnik verkörpert.“

Gut denkbar also, dass diese zunächst für die Sportwagenindustrie entwickelte High-End-Lösung auch zukunftsweisende Impulse für die weitere Etablierung des 2K-Klebens von CFK-Blechen in vielen anderen Bereichen des serienorientierten Leichtbaus geben kann. Die Thermodynamik-Spezialisten von Hotset haben unter anderem Anwendungen in der Elektromobilität im Blick.