Echte INTsider - Motorschutzgeräte sind INTsider der Anlage, die sie überwachen

19.06.2019 Erfolgsstory, Unternehmen

Die inneren Werte zählen

Kein Produkt steht so sehr für KRIWAN wie der INT69. Der Standard zum Motorschutz in Kälteanlagen hat KRIWAN groß gemacht. Durch den INT69 hat sich KRIWAN in den letzten fünf Jahrzehnten zum internationalen Experten für Motorschutz entwickelt und bietet Stand heute hunderte verschiedene INT69 – immer für den präzisen Einsatzfall. Um genau diese Präzision in der Entwicklung zu gewährleisten, werden die wichtigsten Komponenten bei KRIWAN direkt vor Ort in Forchtenberg hergestellt.

»Wir setzen auf Qualitätsproduktion made in Forchtenberg. Damit wir den INT69 in unterschiedlichsten Konfigurationen und in den geforderten Mengen zuverlässig liefern können, behalten wir die Produktion in unseren Händen: Wir haben einen perfekt auf die Herstellung der INT69-Komponenten aufgestellten Maschinenpark und die entsprechenden Maschinenführer, die ihre Maschine in- und auswendig kennen. So wie die Motorschutzgeräte echte INTsider der Anlage sind, die sie überwachen, sind die Menschen an den Maschinen bei KRIWAN INTsider ihrer Anlage«, erklärt Michael Neidhöfer.

»Ob die inhouse entwickelte PTC-Anlage für die passgenaue Produktion von PTC-Sensoren, die vollautomatische Trafowickelanlage und Leiterplattenbestückmaschine oder die neue Selektivlackieranlage für die Oberflächenveredelung von Elektronikbaugruppen – unser Maschinenpark ist hocheffizient aufgestellt und steht für: intelligente Automatisierung für zuverlässige Qualitätsproduktion unserer Lösungen in den entsprechenden Versionierungen.«

All for one. All for all!

Der KRIWAN-Maschinenpark ist ausgerichtet auf die Umsetzung KRIWANspezifischer Lösungen, flexibel erweiterbar und in der Weiterentwicklung nicht nur für Komponenten, sondern für Systemlösungen nach Maß konzipiert. Auf dieser Basis kann KRIWAN als Systementwickler Lösungen vom Pflichtenheft bis zur Serienreife erstellen und als Systemlieferant die detailgenaue Umsetzung realisieren – sowie last but not least die Lieferfähigkeit der Produkte sicherstellen.

PTC-Anlage

PTC steht für ›positive temperature coefficient‹ und ist ein temperaturabhängiger Widerstand. Die vollautomatische Anlage in Forchtenberg steht für High Quality und Quantity Produktion von PTC-Sensoren in kundenspezifischer Versionierung.

Guten Morgen, Maschine!

7:00 Uhr, Volker Wassermann betritt zum Schichtwechsel den Raum zur PTC-Anlage. Klick, Klick, Klack, Zisch, Klack. Der Sound der Maschine, die rund um die Uhr im 3-Schicht-Betrieb läuft, könnte perfekt die Grundmelodie für einen Hit der Elektropop-Band KRAFTWERK liefern. Die Maschine ist streng gesichert: Hier darf nicht jeder rein. In der komplexen Fertigung der PTC-Sensoren liegen wertvolle Betriebsgeheimnisse verborgen.

Cool Down: Motorschutz über PTC

»Motorschutz funktioniert nur mit einer zuverlässigen Temperaturüberwachung. Der physikalische Hintergrund ist einfach: Im PTC sitzt eine kleine Pille aus Keramik, die bei Hitze ihren Widerstand erhöht. Dadurch merkt das Motorschutzgerät, dass in der Motorwicklung die Hitze ansteigt – und schaltet beim gewünschten Soll-Wert ab. Damit wird der Motor vor Überhitzung geschützt und kann wieder abkühlen«, so Wassermann zum Grundprinzip. »Was nicht so einfach ist: PTC-Sensoren sitzen direkt in der Motorwicklung und sind sehr klein. Das Herzstück, die keramische Pille, hat nur einen Durchmesser von 1,9 Millimetern bei einer Dicke von 0,5 Millimetern. Wie schafft man es, in diesem Feinbereich eine gleichbleibende, hohe Qualität herzustellen? Und trotzdem hohe Stückzahlen zu produzieren? Das war die große Herausforderung bei der Entwicklung der PTC-Anlage«, erklärt Wassermann.

Bei KRIWAN ist die Produktion von den kleinen, feinen PTC-Sensoren mit der Anlage, die diese Sensoren produziert, wie ein Organismus gewachsen. Hier wird Maschinenbau zur Kreativleistung: Wie übersetzt man mehr als 20 Handgriffe an kleinsten Bauteilen in eine Maschine? Ende der 70er, Anfang der 80er Jahre trieb Herrn Kriwan die Vision um, seine damals rund 10 Jahre junge Firma mit der automatisierten Produktion von PTCSensoren nach vorne zu bringen. Durch die Fertigung von PTCs in Handarbeit schwankte die Qualität. Denn nicht jeder besitzt die Fingerfertigkeit, um die kleinen PTC-Bauteile fehlerfrei zu verarbeiten – und schon gar nicht 8 Stunden am Tag. Die Qualität sollte durch automatisierte Produktionsschritte verbessert werden, auch um die Nachfrage im Markt durch höhere Stückzahlen bedienen zu können.

Das war leichter gesagt, als getan: Kein Maschinenbauer in Deutschland konnte eine solche Maschine bauen, die es schafft, eine winzige Pille von 1,9 Millimeter Durchmesser so lange zwischen zwei Drähten zu fixieren, dass sie sauber verlötet werden können.

Die KRIWAN-Familie nimmt alle Mitarbeiter herzlichst auf

PS auf die PTC-Produktionsstraße bringen!

Frau Kübler und Herr Kober erinnern sich noch ganz genau, wie die PTC-Produktion damals vonstatten ging: »Ich durfte Kabel einziehen in die Werkstückträger. Man hat abisoliert, man hat verzinkt, man hat mit der Hand eingesetzt«, erinnert sich Frau Kübler.

»Wir hatten zunächst die Vorlage von der Firma Siemens. Hier haben wir aber festgestellt, dass es nicht so richtig läuft. Wir wussten nicht, woran es liegt, deshalb haben wir begonnen, jeden einzelnen Sensor nochmals zu prüfen«, so Hans Kober, Elektronik-Ingenieur und seit 1976 bei KRIWAN. »Es war ein aufwändiges Prozedere. Wir haben Messmaschinen gebaut, in die man die PTCs eingelegt, getestet und entschieden hat: ›gut oder schlecht‹. Der Bedarf unserer Kunden ist immer weiter gestiegen. Und irgendwann hat Herr Kriwan gesagt: ›Jetzt machen wir sie selber!‹ Zu diesem Zeitpunkt gab es von dem Hersteller Siemens einzelne Pillen. Also nicht konfektioniert, sondern einzelne Scheiben«, erinnert sich Kober. »Das war auch ein ziemlicher Prozess bis die dann einverstanden waren, dass wir die kriegen. Schließlich war es deren Know-how, das sie behalten wollten, um auch am Umsatz beteiligt zu sein. Die ersten Versuche hat Herr Kriwan dann wie immer selbst gemacht: mit Gummi und zwei Drähten und Zwischenklemmen – bis er dann beschlossen hat ›jetzt nehmen wir eine Wäscheklammer, die funktioniert dann wie ein Werkstückträger, die Drähte kann man dazwischen klemmen‹ «, so Kober. Nach und nach wurden alle Probleme aus dem Weg geräumt – und schließlich auch die Konkurrenz abgehängt.

Und heute?

Weiter gefeilt wird an kleinen Prozessschritten, Teile werden ausgetauscht »Erst 2005 wurden alle Kabel neu verlegt, was ohne die Videos, wie die Kabel laufen, vermutlich in einem großen Kabelsalat geendet hätte«, meint Herr Wassermann. Mittlerweile liegt die Produktionsgeschwindigkeit von Einzelsensoren bei 5 – 6 Sekunden pro Sensor und bei Drillingen bei 10 – 12 Sekunden pro Sensor.

Zuverlässiger Schutz gegen thermische Überlastung und Überhitzung

Leiterplattenbestückmaschine (SMD-Maschine)

In der SMD-Bestückung werden Bauteile auf die Oberflächen von Leiterplatten, auch Platinen genannt,
bestückt. SMD bedeutet ›Surface Mounted Device‹, zu deutsch: oberflächen-montierbares Bauteil.
Die Bestückung der Leiterplatte umfasst dabei nicht nur das Platzieren der Bauteile auf der Leiter-
platte, sondern folgende Arbeitsschritte:
1) Aufbringen der Lötpaste, die aus Zinnpartikeln und Flussmittel besteht, mittels Schablonendruck.
2) Bestücken der Bauteile auf der Leiterplatte in die Lötpaste.
3) Lötprozess der Leiterplatte.

Herr Bauer, was genau passiert in der SMD-Anlage?

Wir bekommen vom Hersteller die Leiterplatten, die geprüft werden müssen. Unsere Aufgabe ist es, diese Leiterplatten nach Kundenwunsch zu bestücken. Der Datamatrix-Code, der eingebrannt wird, ist mit den Auftragsdaten hinterlegt, die für uns wichtig sind. Die Leiterplatten werden im Verbund als Nutzen hergestellt. Das heißt, mehrere Einzelleiterplatten werden nebeneinander zu einer großen Gesamtleiterplatte angeordnet. In die SMDMaschine kommt zunächst die nackte Leiterplatte. Die Flächen sind noch unbedruckt. Vor dem Bestücken werden die Anschlussflächen der SMD-Bauteile auf den Platinen mittels Schablonendruck mit Lötpaste bedruckt.

Wofür braucht man die Lötpaste?

Wir stellen die Dicke ein, wählen die passenden Programme aus und die Anlage sorgt dafür, dass die Lötpaste aufgebracht wird. Lötpaste ist wie Brei. Im Prinzip sind es kleine Kügelchen aus Zinn und Flussmittel, die zu einer Masse vermischt werden. Die Schablone wird in den Rahmen gespannt. Die Leiterplatte wird an die Schablone hochgedrückt, wie im Siebdruck. Wenn die Anlage das Ganze für gut befunden hat, lässt sie die Leiterplatte herausfahren. Die Stärke ist so dick, wie es die Schablone vorgibt. Nachdem die Lötpaste aufgebracht ist, geht die Leiterplatte weiter zur SMD-Bestückung in den Bestückungsautomaten.

Wie kommen die SMD-Bauteile auf die Platine?

Auf den Rollen oder in Stangen befinden sich die Bauteile. Bestückt wird mit einem linken und rechten Kopf. Der schnelle Kopf kann bis zu 8 Bauteile aufnehmen und platzieren. Intelligente Softwaresysteme stellen sicher, dass es nicht zu einer Bauteilverwechslung kommen kann.

Und wie werden die Bauteile befestigt?

Die fertig bestückten Leiterplatten kommen nach einer Qualitätskontrolle in den Ofen. Im Prinzip ist das ein großer Umluftbackofen mit verschiedenen Temperaturzonen. Erst kommt die Aufwärmphase: die Leiterplatte und die Lötmasse müssen ähnliche Temperaturen haben, damit eine richtige Verbindung zustande kommt. Dann kommt der Bereich der Maximaltemperatur: Der Schmelzpunkt der Lötmasse. Hier verdunstet das Flussmittel.

Das fertige Produkt wird zum Schluss mit einer Kamera optisch geprüft. Diese sogenannte AOI-Kontrolle (Automatisch Optische Inspektion) macht einen optischen Abgleich der Bereiche in denen sich die Bauteile befinden sollen. Wenn es zu Abweichungen kommt, werde ich über das genaue Fehlerbild informiert, und kann dann den Fehler korrigieren oder die Leiterplatte aussortieren.

Selektivlackieranlage

Vollautomatische Lackier- und Trockenstraße für die Oberflächenveredelung von Elektronikbaugruppen mit einer Kapazität von 5.500 Stück pro Tag.

Wo soll er lackieren, wo darf er lackieren, wo darf er nicht lackieren? Michael Miron, Teilbereichsleiter Serienproduktion  Bestückung, weiß Bescheid, wenn es um die Beschichtungssysteme im Hause KRIWAN geht. Er ist auch Experte in Sachen Selektivlackieranlage: der Anlage, die vollautomatisch und ganz gezielt Bereiche selektieren und lackieren kann.

Herr Miron: Welche Art von Lackiermöglichkeiten gibt es bei KRIWAN?
Bei KRIWAN haben wir 3 Arten von Beschichtungssystemen: Erstens die Tauchlackieranlage, in die die Leiterplatte voll eingetaucht werden muss. Bei diesem Verfahren wird alles komplett lackiert. Zweitens gibt es die Handlackierung: Hier wird der Lack mit einem Pinsel aufgetragen – auch das ist selektiv – aber es dauert sehr lange und jede Platine sieht anders aus. Hier hängt sehr viel von der Einarbeitung und Übung der Mitarbeiter ab. Last but not least gibt es die selektive Lackieranlage, die nach dem Industrie 4.0 Standard arbeitet. Jede Leiterplatte soll gleich aussehen und für jede Leiterplatte sollen die Daten gespeichert werden, die für die Qualität der Leiterplatte relevant sind. Wie wichtig das selektive Lackieren ist, zeigt sich zum Beispiel beim Relais. Ein Relais ist so aufgebaut, dass innen eine Kammer ist, wo ein Schalter hin- und herwechselt. Hier entsteht Wärme. Wenn das Ganze dann abkühlt, entsteht kältere Luft, es zieht den Lack hinein, bedeckt die Schaltfläche und macht sie funktionsunfähig. Durch das Aussparen von Lackierungsbereichen wird das vermieden.

Warum lackiert man überhaupt und mit welchen Lacken?
Eine Lackschicht ist wie eine zweite Haut. Durch den Lack werden die Bauteile noch einmal zusätzlich an der Leiterplatte fixiert und selbst wenn die Geräte geschüttelt werden oder Vibrationen ausgesetzt sind, lösen sich diese nicht. Außerdem
bietet der Lack einen Schutz vor Staub und Feuchtigkeit und verbessert die Leitfähigkeit der Leiterplatte. Es gibt eine riesige Anzahl verschiedener Lacke, aus denen man den richtigen Lack für seine Anwendung heraussuchen muss.

Wie ist die Anlage aufgebaut?
Die Anlage besteht aus verschiedenen einzelnen Maschinen, die zu einer Lackierstraße zusammengesetzt sind. Das Kernstück der Anlage ist die Lackierkabine, welche für das Beschichten zuständig ist. Die größte Einzelmaschine ist der Trocknungsofen, welcher die Lacke zum einen über Wärme – nach dem Konvektionsverfahren – und zum anderen über Infrarot trocknen kann. Beim Trocknen nur über Wärme besteht die Gefahr, dass der Lack nur außen trocknet und innen noch flüssig ist. Wie beim Pudding. Durch die Kombination aus direkter Wärme und Infrarot wird von innen und außen getrocknet, wodurch sichergestellt ist, dass der Lack komplett aushärtet.

Unterschiedliche Berufsbilder bei KRIWAN in Forchtenberg

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