Kamera für den KTL-Ofen: Durchblick bei 180 Grad

Science Fiction in Realität verwandeln – das ist uns jüngst im Mercedes-Benz Werk Bremen geglückt. Konkret mit unserer neuen Kamera für den KTL-Ofen. Daher möchte ich angelehnt an die Serie „Raumschiff Enterprise“ diesen Blog so anfangen:

Der KTL-Ofen. Unendliche Weiten – wenn man eine Karosse ist. Wir schreiben das Jahr 2017. Sternzeit: 20042017. Dies sind die Abenteuer der Karosse eines E-Klasse Coupés (C 238), die ohne Besatzung, aber mit Kamera ungefähr 45 Minuten im Ofen unterwegs ist, um ihre Klebstoffe auszuhärten, kathodischen Tauchlack (KTL) auf ihrer Oberfläche zu vernetzen und sogenannte Schäumlinge aufgehen zu lassen. Viele Meter vom Ofeneingang entfernt dringt die Karosse in heiße Bereiche vor, die nie ein Mensch zuvor während des Betriebs von innen gesehen hat.

(Jetzt müsste die Titelmusik anfangen, aber leider haben wir bei unserer Arbeit keine sphärischen Klänge :-( …)

Die Anordnung der Messfühler

Hitzige Diskussionen

Das Thema Ofentemperaturen ist ein Quell‘ vieler hitziger Diskussionen im wahrsten Sinne des Wortes. Der Rohbau gibt gute Karossen an die Lackierung ab, diese beschichtet brav die Karossen und brennt die Funktionsschichten gemäß den Vorgaben ein und in der Montage werden dann ab und an trotzdem korrigierende Maßnahmen durchgeführt, um Teile wieder anzukleben oder abzudichten. Und wie beim Fußball, hat jeder eine Meinung, kennt die Ursachen und hätte es schon längst besser gemacht, wenn man ihn nur gelassen hätte. Aber das ist auch in Ordnung so, denn alle wollen nur das beste Auto bauen.

Öfen – komplexer als man denkt

Die Fügeprozesse im Rohbau sind komplex und haben viele Einflussgrößen. Gleiches gilt aber eben auch für die Ofenprozesse in der Lackierung. Wer es nicht glaubt, kann ja mal im heimischen Ofen mit Umluft, Ober- und Unterhitze spielen. Die Ergebnisse können dann sehr verblüffend sein. Und wenn Sie sich jetzt noch vorstellen, dass Ihr Ofen über 300 Meter lang ist, macht das die Situation nicht gerade einfacher.

Kein Shuttle der Enterprise, sondern die Karosse eines E-Klasse Cabriolets (A 238) im KTL-Ofen.

Kamera für den Ofen

Doch anstatt nur die Probleme zu bewundern, wollen wir wissen, was genau zu welchem Zeitpunkt im Ofen an den Bauteilen passiert. Also müssen wir mit durch den Prozess fahren und beobachten. Doch genau da liegt die Schwierigkeit. Weder meine Kollegen noch ich sind ausgesprochen hitzebeständig. Ein temperaturbeständiges, mobiles Kamerasystem, welches unabhängig von Strom und Kühlung mit ausreichend Beleuchtung an einer Karosse im Ofen mitfährt, gab es noch nicht.

Natürlich werden Sie sagen, man schaut heute mit Optiken in noch viel heißere Prozesse, als in unsere Öfen hinein. Aber dort ist es vielmehr so, dass die Kamerasysteme durch Sichtfenster in Prozesskammern hineinschauen und sich selbst dabei außerhalb bei moderaten Temperaturen befinden.

Spezialanfertigung statt Stangenware

Da es also nichts von der Stange gibt, haben wir uns mit dem Fraunhofer Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung  in Bremen zusammengesetzt und in mehrjähriger Arbeit eine Kamera entwickelt, die genau das kann. Wie so oft steckte der Teufel im Detail. Die Kamera muss gekühlt werden, aber die Optik darf nicht beschlagen, alle Elemente müssen lackverträglich sein, die Akkus für Beleuchtung und Aufnahme müssen über ausreichend Kapazitäten verfügen, die Kamera darf nicht wackeln oder gar herunterfallen usw.

Während die erste Version vom Aussehen noch stark an einen Industriestaubsauger erinnerte und auch so viel Platz einnahm, kommt nun die aktuelle Generation deutlich schlanker und kleiner daher.

Erster Einsatz bei den Schäumlingen

Ihre Leistung musste sie zum ersten Mal bei den Schäumlingen unter Beweis stellen. Dabei handelt es sich um Rohbau-Teile, die mit einem Schaummaterial versehen sind, dass unter Temperatur im KTL-Ofen aufgeht und dann die Karosserie gegen eindringendes Wasser abdichtet.

Neue Perspektiven und Erkenntnisse

Mit Hilfe der Kamera konnten wir nun sehen, dass diese Schäumlinge beim „aufbacken“ die Trägerplatten, auf denen sie sich befinden wegschieben. Das hatte zur Folge, dass der Schaum nicht unbedingt an der richtigen Stelle aufblähte. Das Material fehlte dann im folgenden PVC-Ofen, wenn die Karosse sich erneut erwärmt und der Schaum reißt. Dass aber sowohl Aufheizen als auch Abkühlen im Ofen eine deutliche mechanische Belastung des Schaumes und seiner Trägerplatte verursachen, hatte so manch einen verblüfft.

Besonders zu beachten: Der Blick auf einen eingebauten Schäumling, der gleich aufblähen wird und dann gegen die Seitenwand außen auf der linken Seite und zum Fahrzeuginneren abdichten wird. Schön zu erkennen ist, dass die Wassertropfen auf den schwarzen Trägerplatten verdampfen. Und wer ganz genau hinschaut, kann nach ungefähr einer Minute erkennen, dass sich die Platten selbst auch bewegen. Temperaturmessungen außen und innen begleiten die Aufnahmen.

Die Kamera im Detail

Noch viel zu entdecken

Mit diesen neuen Erkenntnissen durch die Kameraaufnahmen kann man neue Halte- und Materialkonzepte entwickeln, die besser abdichten. Gleichzeitig arbeiten wir durch die freundliche Unterstützung der Werkleitung bereits an einer Weiterentwicklung der Kamera, um mit einem zusätzlichen Endoskop noch tiefere Einblicke in die Karosse während des Ofendurchlaufs erhalten zu können. Es gibt noch viel zu entdecken …

Was würde wohl Mr. Spock abschließend sagen? „Faszinierend.“


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Dieser Artikel wurde von geschrieben. Er arbeitet in der Lackierung im Mercedes-Benz Werk Bremen und betreut dort Klebe-Themen aller Art. Vom Know-how des Klebe-Experten profitieren unter anderem auch die für Werke in Tuscaloosa/USA Peking/China und East London/Südafrika.

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