Ultraschall-Drahtreinigung

Die Herstellung von Drähten und Kabeln, Stäben, Bändern, Rohren und Befestigungselementen erfordert Schmierung. Vor der Weiterverarbeitung, beispielsweise durch Galvanisieren, Extrudieren oder Schweißen, müssen die Schmiermittelrückstände entfernt werden. Hielscher Ultrasonics bietet Ihnen ein einzigartiges Ultraschallreinigungsverfahren für eine effiziente Inline-Reinigung.

Ultraschall-Drahtreinigung – leistungsstark und zuverlässig

Die Ultraschallreinigung ist eine umweltfreundliche Alternative zur Reinigung von Endlosmaterialien wie Drähten und Kabeln, Bändern oder Rohren. Die Wirkung der durch die Ultraschallleistung erzeugten Kavitation entfernt Schmiermittelrückstände wie Öl oder Fett, Seifen, Stearate oder Staub. Darüber hinaus werden die Schmutzpartikel in der Reinigungsflüssigkeit dispergiert. Dadurch wird ein erneutes Anhaften am zu reinigenden Material verhindert, und die Partikel werden weggespült.
Durch den Einsatz einer innovativen, firmeneigenen Ultraschalltechnologie werden sehr starke Kavitationsfelder erzeugt, sodass bei hohen Liniengeschwindigkeiten sehr gute Reinigungsergebnisse erzielt werden können. Da die Reinigungswirkung auf den physikalischen Reinigungseffekten des Ultraschalls beruht, eignet sich das Verfahren für alle Eisen- und Nichteisenwerkstoffe, beispielsweise Edelstahl, Kupfer und Aluminium, aber auch Kunststoff oder Glas.

Ultraschallreinigungsanlagen werden am häufigsten für gezogene Drähte eingesetzt, beispielsweise vor dem Plattieren oder Extrudieren. Durch die Konzentration der Ultraschallleistung auf ein kleines Flüssigkeitsvolumen lässt sich eine sehr kompakte Bauweise realisieren. Diese lässt sich problemlos in bestehende oder neue Produktionslinien integrieren, beispielsweise direkt nach dem Drahtziehen oder dem Abwickeln von der Spule.
Kavitation ist ein Effekt, der in Flüssigkeiten durch intensive Ultraschallwellen erzeugt wird. Die dabei entstehenden Druckwellen erzeugen Vakuumblasen, die anschließend implodieren. Als Folge dieser Implosionen treten sehr hohe Drücke und Temperaturen in Verbindung mit Flüssigkeitsstrahlen mit Geschwindigkeiten von bis zu 1000km/h auf. An Oberflächen lösen diese mechanischen Kräfte Verunreinigungen, sodass sie mit der Reinigungsflüssigkeit weggespült werden können. Für eine intensive Kavitation – und damit für eine intensive Reinigung – sind hohe Amplituden und eine niedrige Ultraschallfrequenz von etwa 20kHz erforderlich. Das Bild rechts zeigt die starke Kavitation in einer Flüssigkeit, die durch die Ultraschallmodule von Hielscher Ultrasonics erzeugt wird.

Draht- und Kabelreinigungssysteme

Die kompakte Anlage enthält alles, was zur Reinigung eines Drahtes oder Bandes benötigt wird. Darüber hinaus sind auch Reinigungstanks, Pumpen, Heizungen, Filter und Ölskimmer sowie Luftabstreifer zur abschließenden Trocknung in der Anlage installiert. Das gesamte Reinigungssystem ist aus Edelstahl gefertigt, sodass keine Korrosionsprobleme auftreten.
Eine Schallschutzhaube reduziert die Schallemissionen auf ein Niveau unterhalb der üblichen internationalen Grenzwerte für den Produktionsbereich. Die manuelle Bedienung beschränkt sich auf ein Minimum an einfachen Handgriffen und Schaltvorgängen, um den Bediener zu entlasten. Die Flüssigkeitsregeneration innerhalb der Anlage ermöglicht eine längere Nutzung der Reinigungsflüssigkeiten. Zusammen mit der effizienten Umwandlung elektrischer Leistung in mechanische Reinigungswirkung verbessert dies die Umweltbilanz des gesamten Systems.

Auf Ihre Anforderungen zugeschnitten

Eine kundenspezifische Ausführung ermöglicht die optimale Anpassung des Systems an die Anforderungen des jeweiligen Reinigungsprozesses. Von einzelnen Modulen für niedrige Reinigungsgeschwindigkeiten bis hin zu Hochgeschwindigkeits-Reinigungssystemen sind verschiedene Ausführungen möglich. Neben der passenden Ultraschallleistung und einer SPS zur automatischen Betriebssteuerung können Merkmale wie die Geometrie der gesamten Anlage an beengte Platzverhältnisse oder bestimmte Linienhöhen angepasst werden. Darüber hinaus sind spezielle Trocknungsvorrichtungen optional erhältlich, falls die Trocknung mit Druckluft für den jeweiligen Draht nicht ausreicht.

Ultraschallprozessoren und Sonotroden

Die Ultraschallprozessoren wurden für den industriellen Einsatz unter hoher Belastung entwickelt. Sie wandeln elektrische Energie mit hohem Wirkungsgrad in mechanische Schwingungen um. Sie sind für den Dauerbetrieb ausgelegt und vorsorglich spritzwassergeschützt. Ihre Einzelleistung von bis zu 4000 Watt ermöglicht sehr hohe Schwingungsamplituden, die für eine wirksame Reinigung erforderlich sind. Die Anzahl der benötigten Ultraschallgeräte hängt von der Anzahl und dem Durchmesser der zu reinigenden Drähte sowie von deren Verschmutzung und der gewünschten Liniengeschwindigkeit ab. Auf Grundlage unserer umfangreichen Erfahrung in der Drahtreinigung unterstützen wir Sie dabei gerne. Die Sonotroden wurden speziell für die Reinigung von Endlosprofilen wie Drähten oder Bändern erfunden und entwickelt. Die Ultraschallleistung wird in der Flüssigkeit konzentriert, die den Draht in der Reinigungsbohrung umgibt. Dadurch entstehen extrem hohe Leistungsdichten von bis zu 100 Watt pro Kubikzentimeter. Herkömmliche Ultraschallbäder erreichen nicht mehr als 0,02 Watt pro Kubikzentimeter. Im Allgemeinen sollte der Durchmesser der Bohrung um 3 bis 4mm größer sein als die Querschnittsbreite des zu reinigenden Materials. Unsere Standardsonotroden können Drähte mit einem Durchmesser von 32mm reinigen. Größere Materialien sowie spezielle Formen können mit kundenspezifischen Ausführungen gereinigt werden. Spezielle Sonotrodengeometrien ermöglichen die gleichzeitige Reinigung mehrerer Drähte in einer einzigen Anlage. Dafür werden die geeigneten Sonotroden in Standardsysteme integriert. Das Reinigungsprinzip – und damit die Reinigungsleistung – ist mit dem von Anlagen zur Reinigung eines einzelnen Drahtes identisch. Die Wahl der richtigen Sonotrode richtet sich nach der Anzahl der Drähte und ihren jeweiligen Durchmessern. Darüber hinaus können flache Sonotroden zur Reinigung breiter Bänder oder vieler paralleler Drähte eingesetzt werden. Dazu werden Sonotroden oberhalb und unterhalb des Materials installiert. Nach diesem Prinzip lassen sich auch Drahtgewebe oder Drahtgeflechte reinigen.

Plug-and-Play-Installation und -Betrieb

In unseren DRS-Systemen versorgen vollständige Flüssigkeitskreisläufe innerhalb der Anlage die Reinigungs- und Spülmodule mit Flüssigkeit. Der Reinigungs- und der Spülkreislauf sind voneinander getrennt. Jeder Kreislauf verfügt über Filterpatronen, die Staubpartikel aus der Flüssigkeit entfernen. Darüber hinaus kann der Reinigungskreislauf mit einem Ölskimmer ausgestattet werden. Für eine wirksame Reinigung sind die Kreisläufe mit Heizelementen ausgestattet. Diese beiden Kreisläufe und die Prozessaggregate sind in einen Anlagenrahmen integriert. Die Stellfläche der Standardsysteme beträgt lediglich 1500mm oder 2000mm in der Länge und 750mm in der Breite. Mit ihrer kompakten Bauweise lassen sich die Anlagen problemlos in bereits bestehende Produktionslinien integrieren. Das Bild unten zeigt das Schema einer Drahtreinigungsanlage mit zwei Tanks.
 

Schematischer Aufbau einer Inline-Drahtreinigungsanlage mit Ultraschallprozessor, Drahtreinigungssonotrode, Tanks, Pumpen, Filtern, Spülung, Luftabstreifern und Keramikführung.

 
Anlagen für den 24/7-Betrieb sind mit zwei Reinigungstanks und zwei Spültanks ausgestattet. Diese Konfiguration ermöglicht die Wartung einzelner Tanks bei laufendem Anlagenbetrieb, sodass die Tanks einzeln entleert, befüllt und auf Betriebstemperatur aufgeheizt werden können. Die SPS gewährleistet einen reibungslosen Betriebsablauf mit automatischer Umschaltung zwischen den Tanks und automatischem Nachfüllen. Darüber hinaus steuert sie alle relevanten Funktionen der Anlage und übermittelt entsprechende Statussignale an die zentrale Produktionssteuerung oder als Textinformationen an das Display. Die Signaleingänge und -ausgänge können an die Anforderungen des Kunden angepasst werden.
Optionale Komponenten wie Bandfilteranlagen, Bürsten oder spezielle Trocknungsmodule vervollständigen das Drahtreinigungssystem. Das breite Angebot an optionalen Komponenten gewährleistet, dass die Kapazität des Drahtreinigungssystems vollständig den Anforderungen des Kunden entspricht.