Herstellung eines Wannenthermostates

Wie viele unterschiedliche Fertigungsschritte für die Entstehung einer Armatur nötig sind, wird hier am Beispiel eines Wannenthermostaten deutlich:

  1. Sandkernherstellung
    Noch bevor die Armaturenfertigung selbst beginnt, wird ein Sandkern hergestellt, der quasi als Platzhalter für die Wasserwege im späteren Armaturengehäuse dient. Quarzsand wird in einem bestimmten Verhältnis mit Harz und Härter vermengt. Das Sandgemisch wird mit Druckluft in beheizte Formen gepresst. Bei einer Temperatur von ca. 230°C reagiert das Harz mit dem Härter, so dass der Kern nach Ablauf der Härtezeit eine stabile Form hat und fest genug ist für den Gießvorgang. Nach Fertigstellung lagern die Sandkerne eine Weile, um auszukühlen, bevor sie in der Gießerei in zwei verschiedenen Verfahren ihren Einsatz finden. In beiden Fällen bilden zweigeteilte Dauer-Metallformen (Kokillen) die Außenkontur der Armaturenkörper.

  2. Schwerkraft-Gießverfahren
    Die Gießmaschine bewegt, positioniert und schließt die schweren Kokillen. Vor dem eigentlichen Gießvorgang taucht die leere Form, die vom vorherigen Durchgang noch eine Temperatur von ca. 160°C hat, in ein graphithaltiges Wasserbad, wo sie auf ca. 130° C abkühlt. Dabei bleibt eine dünne Graphitschicht auf der Kokille zurück, die beim Gießen für die notwendige Isolier-, Gleit- und Trennwirkung zur Schmelze sorgt.
    Dann legt der Gießer den Sandkern in die schräg stehenden Formen ein, die geschlossen werden und sich wieder in die Senkrechte bewegen. Während dieser Bewegung füllt er die Kokillen mit der im Gießofen bis zu 1.000°C erhitzten Messingschmelze. Nach einer kurzen Erstarrungszeit nimmt der Gießer das feste Teil aus der Maschine und unterzieht es einer ersten Prüfung.

  3. Niederdruck-Gießverfahren
    Eine zweite Variante des Gießens ist das Niederdruckverfahren, bei dem die Gießmaschine die Formenhandhabung und -befüllung mit Schmelze übernimmt. Das heißt, hier bewegen sich die Kokillen mit innenliegendem Sandkern automatisch über einen annähernd luftdicht verschlossenen Ofen. Daraus führt ein sogenanntes Steigrohr nach oben, welches in die flüssige Messingschmelze eintaucht. Im Ofen wird nun ein Überdruck von ca. 0,6 bar erzeugt. Dadurch steigt das flüssige Metall von unten durch das Rohr nach oben und füllt die Kokille.

  4. Entkernung und Gussputzen
    Während des Gießvorgangs verbrennen Harz und Härter im Sandkern, sodass sich dieser im Gusskörper (Rohling) in gekörnten Sand zurück verwandelt. Ein Vibrationsverfahren entfernt ihn schließlich aus dem Werkstück. Schließlich wird der Rohling noch von den beim Gießen entstandenen Metallüberhängen befreit.

  5. Mechanische Bearbeitung
    Weiter geht’s in die Dreherei. Hier bekommt der Rohling alle Bohrungen und Gewinde, z. B. für die Anschlüsse. Anschließend reinigt eine ultraschallunterstützte Waschanlage die Teile. Durch die Ultraschallwellen entstehen kleinste Bläschen, die beispielsweise Sandreste, beim Drehen entstandene Späne und sonstigen Schmutz einfach „wegsprengen“. Nach dem Waschen unterziehen sich die bearbeiteten Rohlinge der ersten Prüfung auf Dichtheit und Durchfluss. Alle Öffnungen werden abgedichtet und mit 16 bar Wasserdruck getestet. Sollte z. B. ein Sandkern beim Gießen gebrochen sein, entsteht dort eine Gusswand, wo in der fertigen Armatur Wasser fließen soll. Das offenbart sich in der Durchflussprüfung. Eventuell auftretender Ausschuss lässt sich problemlos wieder einschmelzen.

  6. Oberflächenbearbeitung
    Als nächstes wandert der Wannenthermostat in die Schleiferei, da die ca. 0,4 mm dicke Gussoberfläche noch rau ist und kleinste Poren mit graphithaltigen Resten vom Gießen enthält. Ein Grobschmirgelband beseitigt diese, hinterlässt aber Riefen, die wiederum das Feinschmirgelband beim Nachschliff ausmerzt. Das kann von Hand, per Maschine oder in Kombination (Hand/Roboter) geschehen. Roboter sind in der Lage, auch Radien zu schleifen. Nur Restflächen, an die der Apparat nicht gelangt, werden von Hand geschliffen. Doch auch bei schweren und komplexen Gussteilen ist Roboter-Schleifen der heutige Stand der Technik. Nach dem Schleifen wird das Gussgehäuse auf „Hochglanz poliert“. Die Polierscheibe selbst besteht aus Textilien, auf die mittels Hochdrucksprühanlage eine Polierpaste aufgetragen wird, die wie ein sehr feiner Schliff wirkt und so für den eigentlichen Poliereffekt sorgt. Beim Polieren führt die Maschine das Teil in verschiedenen Tiefen auf unterschiedliche Polierscheiben, um alle Flächen „zu treffen“. Mitarbeiter prüfen danach die Werkstücke auf fehlerfreie Oberflächen und stecken die einwandfreien auf Galvanikgestelle. Sollte jedoch noch eine Pore zu sehen sein, geht das Teil zurück in die Schleiferei oder wird von Hand nachgearbeitet.

  7. Galvanik
    Die bestückten Gestelle fahren per Transportwagen automatisch zur Galvanik. Dort bekommen die zukünftigen Armaturen in einem aufwändigen Verfahren ihre endgültige Oberfläche. Beim Galvanisieren wird das zu beschichtende Teil in eine wässrige Metallsalzlösung getaucht und an den negativen Pol einer Gleichstromquelle angeschlossen. Die Metallsalzlösung selbst wird mit dem positiven Pol der Gleichstromquelle verbunden. Wird nun der Strom angeschaltet, zieht das negativ geladene Werkstück die positiv geladenen Metallteilchen an, die sich als dünne Schicht ablagern. Ein Werkstück durchläuft auf dem Weg zur Armatur verschiedene Tauchbäder. Das Vorreinigungsbad beseitigt Schmutzpartikel, die vom Schleifen und Polieren herrühren. Im folgenden Tauchgang verweilen die sauberen Werkstücke mehrere Minuten. Heraus kommen sie mit einer hauchdünnen Nickelschicht versehen, die nur ein Fünftel so dick ist wie ein Haar. Die darauffolgende Chromschicht verhindert, dass die Nickelschicht matt und „blind“ wird. Beide zusammen, Nickel und Chrom, schützen das Messing vor Korrosion. Nach ca. einer Stunde haben die Gestelle alle nötigen Bäder durchlaufen und werden im „six pack“ (sechs Gestelle nebeneinander) auf Gestellwagen an den zuständigen Montageplatz befördert.

  8. Montage
    Mitarbeiter bereiten verschiedene Einzelteile oder vorgefertigte Baugruppen für die weitere Montage vor. Kleine Teams (ca. drei bis vier Personen) montieren diese an die verchromten Armaturenkörper. „Auf Dichtheit prüfen“ heißt es ein zweites Mal für den Wannenthermostaten. Die Regelfunktionen lassen sich durch den Wechsel von Kalt- und Warmwasserdruck kontrollieren. Gleichzeitig erhält der Thermostat seine Werks-Voreinstellung auf 38°C. Frisch herausgeputzt unterziehen sich die Teile ein letztes Mal einer Oberflächenprüfung, bevor sie zusammen mit allen nötigen Utensilien, wie beispielsweise der TPI (Technische Produktinformation), verpackt werden. Fertig verpackt und mit Barcode versehen, erfolgt die Weitergabe an das Logistikzentrum gleich nebenan. Palettenweise wird das Gewicht geprüft, der Barcode gescannt und die fertigen Thermostaten automatisch ins Hochregallager oder direkt in die Kommissionierung gebracht.

Mit freundlicher Genehmigung von http://www.dasumwelthaus.de


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