Hielscher – Ultraschall-Technologie

Ultraschall-Drahtreinigung

Bei der Herstellung und Verarbeitung von Drähten, Kabeln, Bändern, Rohren und Bolzen kommen Schmiermittel zum Einsatz. Vor der Weiterverarbeitung, wie z. B. dem Galvanisieren, Extrudieren oder Schweißen müssen diese Stoffe wieder von der Oberfläche entfernt werden. Für diesen Einsatzfall bietet Ihnen Hielscher einzigartige Ultraschall-Reinigungssysteme für die effiziente Durchlaufreinigung.

Ultraschall-Reinigung – leistungsstark und zuverlässig

Ultraschall stellt eine umweltfreundliche Alternative bei der Reinigung von Endlosprofilen, wie z. B. Drähten und Bändern und Streckmetallen dar. Die Wirkung der Ultraschall-Kavitation auf die zu reinigende Oberfläche löst Verschmutzungen, wie Öle, Fette, Stearate und Staub. Zudem werden durch die Kavitation diese Schmutzpartikel in der Reinigungsflüssigkeit dispergiert, was ein erneutes Anhaften an die Oberfläche verhindert.

Schematische Darstellung der Ultraschallreinigung von Drähten und Bändern
Ultraschallreinigung – Schematische Darstellung

Durch den Einsatz innovativer Ultraschalltechnik ist es möglich, sehr starke Kavitationsfelder zu erzeugen, wodurch sehr gute Reinigungsergebnisse bei hohen Geschwindigkeiten erzielt werden. Durch die Konzentration einer hohen Ultraschall-Leistung auf geringe Volumina entsteht ein kompaktes System, welches sich gut in Produktionslinien integrieren lässt.

Kavitation einer Ultraschallsonotrode in WasserKavitation wird durch intensive Ultraschallwellen in Flüssigkeiten hervorgerufen. Durch die Druckwellen entstehen hierbei Vakuumblasen, welche anschließend implodieren. Diese Implosionen führen lokal zu sehr hohen Drücken und Temperaturen, sowie zu Flüssigkeitsstrahlen mit Geschwindigkeiten von bis zu 1000km/h. Treffen diese mechanischen Kräfte auf die zu reinigende Oberfläche, werden Verschmutzungen gelöst und mit der Reinigungsflüssigkeit weggespült. Für eine intensive Reinigung sind hohe Amplituden notwendig. Das Bild rechts zeigt die starke Kavitation, wie sie durch die Ultraschallmodule von Hielscher Ultrasonics erzeugt wird.

Komplettsysteme – kundenspezifisch gestaltet

Ultraschall-Drahtreinigungssystem USCM600Das kompakte Design beinhaltet alles, was es für die Reinigung von Drähten und Bändern braucht. Neben den Reinigungsmedien, Pumpen, Heizelementen, Filtern und Ölskimmern sind auch Luftdüsen für die Trocknung enthalten. Die gesamte Anlage ist aus Edelstahl gefertigt, so dass es keine Probleme mit Korrosion gibt. Die Schallschutzverkleidung reduziert die Lärmemission auf ein Niveau, welches unter den weltweit üblichen Grenzwerten im Industriebereich liegt. Die Bedienung beschränkt sich auf ein Mindestmaß unkomplizierter Handgriffe und die Eingabe über Tasten, um den Bediener weitgehend zu entlasten. Durch die enthaltene Flüssigkeitsvorbereitung wird die Nutzungsdauer der ohnehin geringen Reinigungsvolumina erheblich verlängert. Kundenspezifische Anpassungen sorgen für eine optimale Abstimmung der Reinigungsanlage auf die Anforderungen des jeweiligen Prozesses. Von separaten Modulen für geringe Reinigungsgeschwindigkeiten bis zu Hochgeschwindigkeits-Reinigungsanlagen sind vielfältige Anpassungen möglich. Neben der Ausstattung mit der notwendigen Ultraschall-Leistung und einer SPS zur automatischen Ablaufsteuerung, lässt sich z. B. auch die Geometrie der gesamten Anlage an beschränkte Platzverhältnisse in der Produktionslinie anpassen. Zudem sind besondere Trockenvorrichtungen für hohe Ansprüche an den Trocknungsprozess erhältlich.

Die Ultraschallprozessoren und Sonotroden

Ultraschallsonotroden für die Reinigung mehrerer DrähteDie Ultraschallprozessoren sind für den industriellen Einsatz ausgelegt. Sie verfügen über einen hohen Wirkungsgrad bei der Umwandlung der elektrischen Energie in mechanische Schwingungen. Zudem sind sie für einen Dauerbetrieb konstruiert und sind spritzwassergeschützt. Mit einer Einzelleistung von bis zu 4000 Watt sind sie in der Lage, sehr hohe Schwingungsamplituden zu erzeugen, wie sie für eine effektive Reinigung notwendig sind. Die Anzahl der zur Reinigung notwendigen Module richtet sich nach der Anzahl und dem Durchmesser der Drähte, sowie nach deren Verschmutzung und nach der angestrebten Reinigungsgeschwindigkeit. Diesbezüglich beraten wir Sie gern.
Die Sonotroden wurden speziell für die Reinigung von Endlosprofilen, wie z. B. Drähten und Bändern, entwickelt. Die gesamte Schallleistung wird innerhalb der Reinigungsbohrung auf das Flüssigkeitsvolumen konzentriert. Es ergeben sich somit extrem hohe Leistungsdichten von bis zu 100 Watt je Kubikzentimeter. Herkömmliche Ultraschallbäder bringen es gerade einmal auf ca. 0,02 Watt je Kubikzentimeter. Generell sollte der Durchmesser der Reinigungsbohrung etwa 3 bis 4mm größer sein als der Durchmesser des zu reinigenden Materials. Mit den Sonotroden aus unserem Standardsortiment lassen sich Drähte mit einem Durchmesser von bis zu 32mm reinigen. Größere Querschnitte lassen sich mit kundenspezifischen Lösungen realisieren.

Ultraschallreinigungssystem für die Reinigung gestanzter BänderDies gilt auch für spezielle Profilgeometrien. Für die Reinigung mehrerer Drähte ist es mittels spezieller Sonotroden-Geometrien möglich, diese in einer einzigen Anlage zu reinigen. Das Reinigungsprinzip – und damit auch die hohe Reinigungsleistung – ist das gleiche wie bei den Anlagen für die Einzeldrahtreinigung. Außerdem sind abgeflachte Sonotroden zur Reinigung von Bändern oder vielen nebeneinander verlaufenden Drähten erhältlich.

Systeme für einfache Installation und Betrieb

In unserer DRS Baureihe versorgen geschlossene Flüssigkeitskreisläufe die Reinigungs- und Spülmodule kontinuierlich mit Flüssigkeit. Dabei ist der Reinigungskreislauf vom Spülkreislauf getrennt. Jeder Kreislauf verfügt über Filtereinsätze, um Schmutzpartikel aus der Flüssigkeit zu entfernen. Darüber hinaus kann der Reinigungskreislauf mit einem Leichtflüssigkeits-Abscheider versehen werden. Für eine effektive Reinigung sind die Kreisläufe mit Heizelementen ausgestattet.

Schematische Darstellung einer Ultraschall-Reinigungsanlage DRS2000
Schematische Darstellung einer Reinigungsanlage DRS2000

Diese gesamten Kreisläufe und Aufbereitungsaggregate sind in dem Systemrahmen integriert. Die Standfläche von Standardanlagen misst nur 1500mm oder 2000mm in der Länge und 750mm in der Breite. Diese kompakte Gestaltung ermöglicht eine einfache Integration in bestehende Produktionslinien. Anlagen für den 24h-Betrieb werden mit zwei Reinigungstanks und mit zwei Spültanks ausgestattet. Diese Konfiguration erlaubt die Wartung einzelner Tanks während des Betriebs. Es können somit die Tanks individuell geleert, gefüllt und wieder auf Betriebstemperatur aufgeheizt werden. Für einen reibungslosen Ablauf sorgt die eingebaute SPS-Steuerung. Sie schaltet nicht nur automatisch zwischen den Tanks um, sondern füllt diese bei Bedarf auch auf. Zudem überwacht sie alle relevanten Funktionen der Anlage und gibt Statusmeldungen als Textmitteilung auf dem Display oder als Signal an die zentrale Produktionsliniensteuerung weiter. Optionale Komponenten wie Bürstenmodule, Bandfiltereinheiten oder spezielle Heißlufttrockner ergänzen die Reinigungsanlagen. Dadurch wird sichergestellt, dass die Reinigung vollständig den Anforderungen entspricht.

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