Die Anzahl der Trinkwasserinstallationen, die aus Mehrschichtverbundrohren erstellt werden steigt stetig. Und auch für Heizungsleitungen und Druckluftinstallationen wird in wachsendem Maße auf die Verbundrohre zurückgegriffen. Seit Mai 2009  ist das Mehrschichtverbundrohr auch im Gasbereich einsetzbar. Wie aber, bitte schön, kommt das Aluminium beim Verbundrohr zwischen die Polyethylenschichten?

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Acht Tonnen Aluminium und rund 20 Tonnen Polyethylen verlassen täglich als hochwertiges Mehrschichtverbundrohr die 18 modernen Fertigungsanlagen bei Uponor in Zella-Mehlis in Thüringen. Dabei sind alle Produktionsabläufe auf Qualität ausgerichtet, um später im Einsatz des Rohres eine nachhaltige und langlebige Installation bei Trinkwasser, Heizungsanbindung, aber auch als Installationslösung für Gas und Druckluft zu gewährleisten. Ein Blick hinter die Kulissen der modernen Uponor Produktionsstätten für Mehrschichtverbundrohre zeigt, welche Schritte in der Herstellung notwendig sind, um die dreizehn verschiedenen Nennweiten von Mehrschichtverbundrohr herzustellen.

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Man dreht sich ein Alu-Rohr
Hier, in Thüringen, legt man Wert auf Qualität von Anfang an. Bereits bei der Anlieferung des Granulats für die Herstellung der inneren und äußeren Schicht des Polyethylenrohres wird die Rohstoffqualität auf Schmelzindex, Dichte, Schüttdichte und Restfeuchte geprüft. Die Zuführung der Grundstoffe erfolgt schließlich über Kanäle im Fußboden direkt an die Extruder im Werk (Bild 2). Eine Musterentnahme bei dem zu verarbeitenden Aluminium dient zur Überprüfung der mechanischen Eigenschaften sowie der Oberflächeneigenschaften des Materials. Dazu gehören: Zug- und Dehnspannung, Aluminium-Dicke sowie die Oberflächeneigenschaften, z. B. Fettfreiheit. Die Produktion der Mehrschichtverbundrohre startet bei den Alu-Coilern. Auf diesen Wicklern sind bis zu 10000 Meter Aluminiumband in einer Stärke von 0,2 mm aufgerollt. Die Aluminiumcoils werden mit einem Kran auf den angetriebenen Aluminiumcoilständer montiert und für den Umformungsprozess vorbereitet. Die Verarbeitung der 10000 Meter Aluminiumband für die Nennweite von 16 mm benötigt gut sechs Stunden. Danach erfolgen der Wechsel des Coils und die Verbindung der Aluminiumbänder über eine Endlosschweißung (Bild 3). Das Aluminiumband läuft in die Fertigungsstraße ein und wird mit Formrollen geglättet, um anschließend zur gewünschten Rohrform überlappt geschweißt zu werden (Bild 4).

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Schwingend verschweißen ist high-tech
Vorher nimmt das Aluminium eine exakte Positionierung für den Schweißvorgang ein (Bild 5). Dieser wird bei Uponor im Ultraschallschweißverfahren vollzogen. Dabei wird eine hochfrequente Schwingung auf die Aluminium-Oberflächen übertragen. Durch diese und eine definierte Anpresskraft werden die Oberflächen im festen Zustand verschweißt. Da dies in einem Temperaturbereich von etwa 200 °C stattfindet, wird das Verfahren auch Niedertemperaturschweißen genannt. Der Vorteil dieses Verfahrens ist, dass die unter dem Aluminium liegenden Kunststoffschichten thermisch nicht geschädigt werden. Im Anschluss erfolgt direkt eine Qualitätskontrolle. Unmittelbar dar¬auf wird die Innen- und Außenbeschichtung des Aluminiums mit einer Schicht Haftvermittler und Polyethylen versehen. Beide Materialien werden mit einer Extrudereinheit auf vier Extrudern produziert. Die Innenrohr- und Mantelrohrextrusion wird mittels Coextrusion des Haftvermittlers und des verwendeten Hauptmaterials, des Polyethylens, vorgenommen. Das vorab geformte Aluminiumrohr wird mit einem 3-Achs-Lasermessgerät vermessen. Der Materialtransport ist über eine Förderschnecke und einen stufenförmig beheizten Zylinder gesichert. Der Extrusionsvorgang selbst erreicht ein Temperaturniveau von 190 bis 240 °C. Anschließend durchfährt das neu produzierte Mehrschichtverbundrohr mehrere Kühltauchbecken mit Wassertemperaturen von 10 bis 14 °C (Bild 6). Gleich im Anschluss des Produktionsprozesses schließt sich eine Oberflächenkontrolle der Rohroberfläche auf Farb- oder Strukturfehler mit einem Drei-Kamera-System an (Bild 7).
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Rohr ganz nach Kundenwunsch
Im Anschluss an die erste Oberflächenkontrolle werden die Mehrschichtverbundrohre in Zella-Mehlis weiteren Kontrollen unterzogen. Die Prüfungen in der Mehrschichtverbundrohr-Produktion beschränken sich jedoch nicht nur auf das Labor: Jeder hier produzierte Rohrring wird auf seine Dichtigkeit geprüft. Dazu wird Druckluft mit rund 6 bar in den zu prüfenden Ring gedrückt. Somit kann insbesondere die Dichtigkeit der produzierten Mehrschichtverbundrohre gewährleistet werden. Auf einer Druckstation erhalten alle Mehrschichtverbundrohr-Erzeugnisse einen produktspezifischen Drucktext mit wichtigen produktspezifischen Daten und Symbolen (Bild 8). Bevor das Rohr am Ende jeder Anlage konfektioniert wird, ist als vorletzte Station ein Bandabzug in den Anlagen integriert. Dieser ist der eigentliche Antrieb der Anlage. Ein festes und erkaltetes Rohr wird durch elastische Bänder im Formschluss durch die Anlage gezogen. Alle bewegten Komponenten der Anlage müssen mit dem Bandabzug synchronisiert sein. Unterschiedliche Geschwindigkeiten einzelner Komponenten führten zu Inhomogenitäten im Schichtaufbau des Rohres. Bei Ringbunden geschieht dies mit einer Geschwindigkeit von bis zu 30 Metern pro Minute und bei Stangenware von bis zu 20 Metern pro Minute. Anschließend werden die Rohre nach Kundenwunsch konfektioniert, in dem sie auf die entsprechende Ringbundlänge gewickelt bzw. als Stangenware zugeschnitten werden (Bild 9). Als Endprodukt produziert Uponor in Zella-Mehlis ein vielfältiges Sortiment von Mehrschichtverbundrohren in den Dimensionen von 14 bis 110 mm als Ringbund sowie Rohr-Stangen in einer Länge von 5 Metern in den Dimensionen 16 bis 110 mm (Bild 10).

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Genau unter die Lupe genommen
Neben den gründlichen Testreihen, die Mehrschichtverbundrohre bereits in der Produktionshalle durchlaufen, unterliegen die Rohre aus der Produktion in Zella-Mehlis zusätzlichen Qualitätskontrollen im hauseigenen Labor. Diese Maßnahmen sind mit ein Grund, warum das Mehrschichtverbundrohr aus Türingen Zulassungen in 23 Ländern und von insgesamt 41 internationalen Prüfinstituten besitzt. Nach den automatischen Produktionskontrollen während der Herstellung erfolgen parallel Qualitätsprüfungen direkt an der Produktionsstraße. Dazu gehören z. B. der Kugeltest zur Sicherstellung der Durchgängigkeit der produzierten Rohre sowie der Spiraltest zur Überprüfung der mechanischen Belastbarkeit der überlappten Schweißnaht (Bild 11). Um den Haftverbund und die Schweißnaht zu prüfen, werden Abschäl- und Zugtests ausgeführt. Der Zugtest gibt zuverlässige Auskunft über die Festigkeit der Schweißnaht. Dabei wird ein 25 mm breites Prüfstück zwischen zwei Stifte gespannt. Die Schweißnaht zeigt dabei nach vorne. Anschließend werden die Stifte auseinander gezogen. Oberhalb einer festgelegten Mindestkraft darf der Prüfling an den Auflageflächen nicht reißen, die Schweißnaht muss ebenso unversehrt bleiben (Bild 12).

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Weitere Labortests sind Zeitstandsprüfungen wie der „Ein-Stunden-Test“, der einmal pro Schicht und Maschine sowie nach Alu-Chargenwechseln das Material und Produkt auf Temperaturresistenz bei 20, 82 und 95 °C überprüft. Dazu kommen weitere Prüfreihen, z. B. im 20 °C-Prüfbecken. Hier werden spezielle Tests mit Berstdruckversuchen bei einer Temperatur von 23 °C mit stetig ansteigendem Druck geprüft. Bei dem Mehrschichtverbundrohr mit einer Nennweite von 16 mm wird ein Druck von bis zu 60 bar aufgebaut (Bild 13). Zusätzliche Überwachungsprüfungen in Kombination mit einem effizienten Qualitätsmanagement unterstützen die hohen Qualitätsansprüche der Mehrschichtverbundrohr-Produktion (Bild 14).

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Es gehört also schon einiges an Know-how dazu, das Aluminium zwischen die Polyethylenschichten zu bekommen. Die durchdachte Produktion und die umfangreichen Qualitätskontrollen haben dafür aber ein Rohr zum Ergebnis, das quasi in allen Bereichen der Haustechnik eingesetzt werden kann.

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Extrusion
Bei der Extrusion (lat.: extrudere = hinausstoßen) werden Kunststoffe in einem kontinuierlichen Verfahren durch eine Düse gepresst. Dazu wird der Kunststoff zunächst durch einen Extruder mittels Heizung und innerer Reibung aufgeschmolzen und homogenisiert. Weiterhin wird im Extruder der für das Durchfließen der Düse notwendige Druck aufgebaut. Nach dem Austreten aus der Düse erstarrt der Kunststoff meist in einer wassergekühlten Kalibrierung.

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Inhomogenität
Beispiel zur Begriffserklärung: Eine Menge von schwarzen Kugeln ist homogen. Wenn man schwarze und weiße Kugeln in einer Anzahl von Kugeln unterscheiden kann, ist die gesamte Kugelmenge inhomogen.

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Pressfittings hat ein Monteur heute fast täglich in der Hand. Und damit sind sie so selbstverständlich wie das Wasser aus der Wand. Aber wie werden die Dinger hergestellt? Geberit zeigte es der SBZ Monteur-Redaktion und lud ins Werk nach Langenfeld ein.

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Beim Betreten der Produktionshalle in Langenfeld sind die Eindrücke ungewohnt. Metallische Geräusche füllen den Raum, in dem es nach Öl riecht. Lange Stahlrohre werden mit einem massiven Kran transportiert. Angestellte mit Gehörschutz arbeiten an denn unterschiedlichsten Produktionsanlagen. In einer Ecke steht eine Kiste mit glänzenden Kupfer Fittingen – so schön anzusehen, dass man am liebsten seine Taschen mit ihnen füllen möchte. Und auch die Schüttung von Edelstahlfittingen ist eher ungewohnt anzuschauen; wann sieht man schließlich schon mal so viele Verbinder auf einem Haufen (Bild 1)? An einer Infowand ist der Produktionsablauf dargestellt. Der erste Eindruck: Das ist eine komplizierte Geschichte (Bild 2). Doch schön der Reihe nach: Alles beginnt mit dem Rohr (Bild 3). Die Verarbeitung der Rohre zu Fittings ist die Kunst, die man hier beherrscht. Die dazu notwendigen Arbeitsschritte werden im Folgenden am Beispiel Edelstahl dargestellt.

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Auch kalt nicht zu brechen
Zuerst werden die Rohre in kurze Stücke geschnitten (Bild 4). Zur präzisen Einstellung der Rohrabschnittslängen ist eine mechanische Bearbeitung der Enden erforderlich. Dann wird das Herstellerkennzeichen eingeprägt. Nicht ohne Stolz zeigt Dieter Blöhs, Betriebsleiter Produktion, auf das kleine „M“ auf der Rohrwand: „Das ist unser Signet und Qualitätslabel.“ Da die Rohrstücke nun ölbehaftet sind, werden sie anschließend gereinigt (Bild 5). Dann geht’s in die Biegeanlage, wo sie in den richtigen Winkel gebogen werden: Stahl kann, für den Laien erstaunlich, in kaltem Zustand umgeformt werden ohne zu brechen. Dafür ist außer gewaltiger Presskraft viel Schmiermittel erforderlich. „Das Faszinierende an Stahl ist, dass man ihn beinahe beliebig umformen kann“, erklärt Thomas Brocker, der Technische Leiter des Werks. Und das, was sich nicht durch biegen herstellen lässt, wird geschweißt; die T-Stücke nämlich. Wie bei der Herstellung der Bogen, kommt auch hier eine Maschine zum Einsatz, die präzise die Schweißverbindung ausführt (Bild 6).

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Finger weg – sonst Finger ab
Sind die Fittings gebogen, geht’s ans Pressen. In den Pressen, die in der Pressenhalle (Bild 7) stehen, werden die Enden der Fittings zunächst aufgeweitet und anschliessend in die richtige Grösse bzw. Form gebracht. Dafür wird eine Kraft von bis zu 500 Tonnen aufgewendet (Bild 8). Nun scheint das Formstück eigentlich fertig zu sein – beendet ist der Produktionsablauf aber noch lange nicht. Durch die vorangegangenen Verarbeitungsschritte haben sich edelstahlfremde Metallablagerungen auf der Oberfläche der Fittings gebildet. Sie werden in einer vollautomatischen Beizanlage entfernt. Zusätzlich erhöht das Beizen die Korrosionsbeständigkeit des nicht rostenden Stahls. „In diese Flüssigkeit sollte man keinesfalls den Finger halten“, mahnt Dieter Blöhs. Hautkontakt mit der ätzenden Säure wäre fatal. Sollte es trotz allerhöchster Sicherheitsvorkehrungen dazu kommen, stehen spezielle Duschen zur Verfügung, mit denen man die Säure neutralisieren kann.

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Über 1000 Grad Celsius machen ganz schön weich
Der nächste Bearbeitungsschritt ist spektakulär anzusehen: Fittings in Flammen. Durch die Bearbeitung verfestigt der Edelstahl so, dass er sich vom Anlagenmechaniker nicht mehr verpressen liesse. Deshalb wird er durch eine Glühbehandlung bei Temperaturen von über 1000 Grad Celsius wieder in einen verformungsfähigen weichen Zustand gebracht. In der Produktion hat Qualität höchste Priorität. Umgesetzt wird dieser Anspruch schon vor dem Verarbeitungsprozess, in der Wareneingangskontrolle nämlich: “Wir prüfen genau, ob das eingehende Material in Ordnung ist“, erklärt Reinhard Weiss, Leiter der Qualitätssicherung. Alles andere als Werkstoff von höchster Qualität fällt durch. Auch am Ende des Produktionsprozesses wird nichts dem Zufall überlassen. Alle geschweissten Formstücke, zum Beispiel T-Stücke, werden auf ihre Dichtheit kontrolliert. Das geschieht entweder in einer voll automatischen Differenzdruck-Prüfanlage (Bild 9) oder mit einem Luft-unter-Wasser-Test (Bild 10). Was danach noch fehlt, ist nur der Dichtring. Er wird an der Einringanlage in Einzelarbeit eingefügt (Bild 11).

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Nachdem die Fittings ihren langen Weg durch die Produktionsanlagen beendet haben, werden sie in Kartonkisten verpackt und eingelagert (Bild 12). Aber höchstwahrscheinlich werden sie nicht lange auf ihren Einsatz warten müssen. Wie schon gesagt: Pressfittings hat der Anlagenmechaniker ja fast täglich in der Hand.

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Vieles wird heute maschinell hergestellt. Kein Wunder, dass man so etwas auch bei der Produktion von Sanitärobjekten vermutet. Doch da irrt der Fachmann. Der SBZ-Monteur-Redaktion gewährte Villeroy & Boch ein Blick hinter die Kulissen.

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Was an Sanitärobjekten in den Badausstellungen im Licht der Scheinwerfer glänzt, war zu Anfang nichts weiter als ein Häufchen Ton? Irgendwie fehlt einem hier der Schritt dazwischen. In Fachbüchern wird meistens auch nur aufgezählt, aus was das edle WC oder der schicke Waschtisch bestehen. Das liest sich fast wie ein Kochrezept, aber so eine richtige Vorstellung, welche Schritte nun nötig sind, um ein Sanitärobjekt herzustellen, entwickelt sich da nicht. Deshalb hat die SBZ Monteur-Redaktion das Angebot von Keramikprofi Villeroy & Boch gerne angenommen, die Produktion mal live zu erleben.

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Vom Modell bis zum Erlkönig
Im ersten Schritt auf dem Weg zu einem neuen Sanitärobjekt erstellen Designer Entwürfe im Maßstab 1:1. Ausgangspunkt sind dabei Vorgaben, wie zum Beispiel Marktrecherche. Zusätzlich spielt die Funktionalität eine Rolle bei der Gestaltung. Ist das Design O.K., kommen die Techniker zu Wort. Sie prüfen zunächst mal, ob sich die Idee des Formgestalters überhaupt technisch umsetzen lässt. Ferner muss gecheckt werden, ob das Modell die Produktnorm erfüllt, also ob z. B. die Anschlussmaße stimmen (Bild 2). Bei WCs ist darüber hinaus sicherzustellen, dass eine ausreichende Spülwirkung erzeugt wird. Erfüllt der Entwurf alle Erwartungen, wird ein Arbeitsmodell hergestellt. Bei den meisten Entwicklungen kommt hier Kollege Computer zum Zuge. Mit Hilfe eines CAD-Programms schneiden NC-gesteuerte Fräsen das Modell aus einem Gipsblock heraus (Bild 3). Schon hier muss eine Hürde für die spätere Produktion genommen werden. Denn wird der echte Objektkörper geformt, enthält er einen Wasseranteil, der sich während der weiteren Fertigungsschritte und beim Brennen verflüchtigt. Das führt dazu, dass das Objekt schrumpft. Der Fachmann spricht von einer Schwindung. Sie beträgt etwa 10 bis 13 %. Deshalb muss das Gipsmodell (Bild 4) um diesen Anteil größer sein. Schließlich dient es der Konstruktion der Mutterform.

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Auch hier gilt: Die Mutter macht’s
Um die Mutterform herzustellen, wird vom Gipsmodell ein Gipsabguss gemacht. Mit diesem als Form werden die ersten, echten Sanitärobjekte hergestellt. Die sind aber noch lange nicht für den Verkauf bestimmt. Man bezeichnet sie als Null-Serie. Das heißt, was hier herauskommt, wird erst mal ausgiebig getestet. Ferner versucht man herauszufinden, wie die spätere Fertigung noch verbessert werden kann. Von der Mutterform wird ein Kunststoffabguss gemacht. Diesen Abguss nennt der Porzellanprofi die „Einrichtung“. Sie dient dazu, bei der laufenden Produktion beliebig viele Gipsarbeitsformen anzufertigen. Für die Herstellung von Objekten aus Sanitärporzellan werden die Rohstoffe Ton, Kaolin, Feldspat und Quarz zu gleichen Teilen eingesetzt. Ton und Kaolin machen dabei die bildsamen Bestandteile der Masse aus, aus der das Objekt geformt wird. Feldspat, Quarz und Pegmatit sollen als unplastische Rohstoffe unter anderem dafür sorgen, dass die Bestandteile beim Brennen besser zusammenbacken und verdichten.

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Wie nach Omas Rezept: Man nehme…
Während die plastischen Rohstoffe Ton und Kaolin mit Wasser versetzt in Rührbottichen zu einem dünnflüssigen Brei aufgelöst werden, geht es in großen Mahltrommeln Feldspat, Pegmatit und Quarz an den Kragen. Fein zermalen, werden sie den aufgelösten Tonrohstoffen beigesetzt und unter Zusatz von Wasser zum so genannten Gießschlicker zusammengemischt. Dieser wird noch einmal abgesiebt und anschließend in Vorratsbehälter abgelassen. Rührwerke sorgen dafür, dass sich die gleichmäßige Mischung nicht entmischen kann. Von hier wird der Gießschlicker dann nach Bedarf in die Gießhalle gepumpt und in die vorbereitete Gießform eingefüllt. Und dabei zeigt sich, dass man Gips als Material für die Form aus gutem Grund gewählt hat: Der Gips entzieht dem Gießschlicker – wie ein ausgetrockneter Schwamm – bis zu 40 % des Wasseranteils. Die Folge ist, dass sich sofort eine Verfestigung des Gießschlickers einstellt und sich Bestandteile an der Gipswand der Arbeitsform festsetzen. So entsteht eine gleichmäßige Schicht, die nach etwa 90 Minuten 12 bis 13 mm dick ist (Bild 5). Dann wird der restliche Schlicker aus der Form abgelassen. Was jetzt noch in der Form ist, nennt der Fachmann einen Formling. Er bleibt noch etwa zwei Stunden in seiner Form. Dann ist er so fest, dass man es riskieren kann, ihn herauszunehmen. Bei dem in den letzten Jahren entwickelten Druckgussverfahren arbeitet man mit Kunststoffformen, die unter hohem Druck befüllt werden. Vorteil dieses Verfahrens ist, dass sich schon nach wenigen Minuten der Scherben bildet und der Formling sofort aus der Form entnommen werden kann. Mit dem Wasserentzug und Verfestigung des Formlings wird er um rund vier Prozent kleiner. Man spricht von einer Trockenschwindung.

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Trocknen – aber gaaanz langsaaam
Nun müssen die Montage-, Überlauf- oder Spüllöcher gestochen oder geschnitten werden. Hat das Material eine etwa lederharte Festigkeit erreicht, werden angetrocknete Formteile auf der Oberfläche verputzt. Dabei verschwinden auch die ungewünschten Gießnähte (Bild 6). Unebene, raue Flächen werden sorgfältig per Hand mit Wasser und Schwämmen geglättet (Bild 7). Man nennt das Grünputz, da das Material zu diesem Zeitpunkt eine leichte grau-grüne Färbung hat. Nach dem Grünputz muss der Rohling getrocknet werden. Das geschieht über Nacht am Bearbeitungsplatz oder in speziellen Trockenkammern bei Temperaturen zwischen 59 °C und 90 °C. Aufpassen muss man bei empfindlichen Teilen. Eine solche Schnelltrocknung könnte bei ihnen leicht zu Rissbildungen führen. Grazile Rohlinge dürfen daher nur langsam, über mehrere Tage hinweg, unter Luftströmung ihre Feuchte verlieren. Nach der Trocknung ist das Objekt weiß. Deshalb spricht man vom Weißputz, wenn die Rohlinge manuell ihren letzten Schliff verpasst bekommen. Es werden Löcher nachgefräst, Kanten gebrochen oder Oberflächen nachgeglättet. Zu diesem Zeitpunkt ist auch eine Qualitätskontrolle fällig. Sollte ein fehlerhafter Rohling dabei sein, wird er einfach in Wasser aufgelöst und dem Gießschlicker in der Masseaufbereitung wieder beigemischt.

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So kommt der Glanz auf die Keramik
Nun folgt ein weiterer, wichtiger Schritt: das Aufbringen der Glasur. Die Glasur ist ein dünner, eingefärbter, glasartiger Überzug, der auf den getrockneten Scherben aufgetragen wird und Glanz und Farbe auf die Keramik bringt. Er besteht im Wesentlichen aus Feldspat, Quarz, Kreide, Kaolin und farbgebenden Zusätzen. Obwohl der Versatz genau eingewogen wird, muss jede Glasurcharge vor der Freigabe auf den Sollfarbton angepasst werden. Erst wenn der Farbton richtig und die ersten gespritzten Probestücke die Qualitätsprüfungen bestanden haben, wird die Glasur für den Betrieb freigegeben. Nur so kann sichergestellt werden, dass es zwischen den verschiedenen Produkten eines Herstellers keine Farbnuancen gibt. Das Auftragen der Glasur erfolgt durch eine, mit Druckluft betriebene Spritzpistole von Hand (Bild 8), aber auch durch automatische Spritzanlagen (Bild 9). Flächen, die mit der Pistole nicht erreichbar sind (z. B. die Spülränder eines Klosetts), werden mit Glasur ausgegossen (Bild 10). Aus der Glasurschicht zieht der Scherben Wasser heraus. So kommt es, dass sich eine 0,7 bis 1,0 mm dicke Glasurpulverschicht auf der Oberfläche des Rohlings ausbildet.

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Und ab in den 120 Meter langer Ofen
Das Brennen ist der entscheidendste Produktionsabschnitt bei der Fertigung sanitärkeramischer Erzeugnisse. Denn nur durch den Brennvorgang und den dabei ablaufenden chemischen und physikalischen Vorgängen erhält das Produkt seine Gebrauchseigenschaften. Gebrannt wird in einem gasbefeuerten Tunnelofen. Der ist etwa 120 m lang und rund um die Uhr in Betrieb. Die Rohlinge werden dabei auf Brennwagen aufgesetzt und mit genau festgesetzter Geschwindigkeit als langer Wagenzug auf Gleisen durch den Ofen geschoben (Bild 11). In der Vorwärmzone (bis ca. 600 °C) werden die Scherben langsam aufgeheizt und dabei das mechanisch und chemisch gebundene Wasser ausgetrieben. Dann geht es in die Brennzone bis ca. 1200 °C. Die Hitze bewirkt, dass die Flussmittel (Feldspat / Flußspat) erweichen und zwischen den Ton- und Schamottenteilchen glasige Verbindungen entstehen lassen. Jetzt schmilzt auch die Glasur vollständig auf den Scherben auf. Und noch etwas passiert: Das Objekt schrumpft abermals um fünf bis sechs Prozent (Brennschwindung). In der Kühlzone wir dem Sanitärobjekt dann durch eine Luftströmung so viel Wärme entzogen, das seine Temperatur bei Verlassen des Ofens unter 100 °C liegt. Nach dem Brand werden alle Sanitärteile optisch auf Fehler untersucht. Fehlerhafte Produkte werden – wenn möglich – nachbearbeitet oder als Bruch eingestuft, zermalen und dem Gießschlicker wieder zugeführt. Einige Artikelgruppen gehen noch zu den Schleifstationen. Wichtig ist dies z. B. bei Einbauwaschtischen, bei denen die Montageflächen der Objekte mit wassergekühlten Schleifscheiben nachbearbeitet werden, damit sie perfekt in Bademöbel eingepasst werden können (Bild 12).

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Eine Menge Handarbeit und vor allem Sorgfalt stecken in den Sanitärobjekten, wenn sie auf der Baustelle angeliefert werden. Deshalb sollte es für einen Anlagenmechaniker auch Ehrensache sein Waschbecken, WC, Bidet und Urinal ohne Macken und die gerade an die Wand zu bringen. Schließlich soll sich der Kunde ja auch über sein neues Badezimmer richtig freuen können.

Das Thema Schwerkraftheizung ist schon lange vom Tisch. Was heute eine Heizung so richtig umtriebig macht, ist längst nicht mehr ein Dichteunterschied, sondern die Heizungsumwälzpumpe – ein Bauteil, das heute in keiner Heizungsanlage fehlt. Bevor man diesen Dauermalocher aber auf der Baustelle aus dem Karton holen kann, war schon einiges an Hirnschmalz und Sorgfalt in der Herstellung nötig. Die SBZ-Monteur-Redaktion hat Wilo in Dortmund besucht und sich mal angesehen, welche Arbeit in so einer Heizungspumpe steckt.
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Den Rohling klarmachen
Am Anfang einer neuen Pumpenbaureihe steht die Idee. Diese wird dann von den Konstrukteuren bis ins kleinste Detail umgesetzt und zur Serienreife gebracht (Bild 2). Aber auch während der Serienproduktion werden durch den bei Wilo praktizierten kontinuierlichen Verbesserungsprozess ständig Optimierungen vorgenommen, um die Qualität und die Zuverlässigkeit der Produkte weiter zu steigern. Das Pumpenleben beginnt mit der Bearbeitung des Pumpengehäuses. Es besteht aus Guss und wird unbearbeitet von einer Gießerei angeliefert. In einer speziellen Maschine werden alle Anschlussmaße des Pumpengehäuses bearbeitet. Hierzu durchläuft es innerhalb der Maschine mehrere Stationen. Dabei werden von verschiedenen Werkzeugen unter anderem Bohrungen vorgenommen, Gewinde geschnitten und die Motoranschlüsse ausgedreht (Bild 3). Bei vielen der von Wilo gefertigten Pumpenserien sind die Pumpengehäuse serienmäßig mit einer Kataphoresebeschichtung versehen. Sie schützt das Pumpengehäuse dauerhaft vor Korrosion und macht es resistent gegen jede Art von Kälte- und Wärmeträgermedien. Dazu durchlaufen die Werkstücke auf Paletten eine vollautomatische Anlage, in der die Beschichtung durch elektrische Tauchlackierung aufgetragen wird. Am Ende werden die Teile entnommen und dem weiteren Arbeitsprozess zugeführt (Bild 4).
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Der Stator entsteht
Da jede Umwälzpumpe von einem Elektromotor angetrieben wird, befindet sich im Wilo-Hauptsitz in Dortmund auch eine eigene Motorenfertigung. Dort werden zuerst die Statoren, so bezeichnet man den feststehenden Teil eines Elektromotors, hergestellt. Dazu werden die zuvor gefertigten und mit Isolierstreifen versehenen Blechpakete nach einer kurzen Sichtkontrolle in eine Maschine eingelegt (Bild 5). Die Wicklungspakete werden vollautomatisch aus Kupferdraht hergestellt und anschließend in die dafür vorgesehenen Nuten im Blechpaket eingezogen (Bild 6). Bei den nächsten Arbeitsschritten ist Handarbeit gefordert: Zuerst wird der außerhalb des Blechpakets liegende Teil der Wicklungspakete in Form gebracht und die so genannte Wickelkopfkappe montiert. Zum Schluss dieses Arbeitsvorgangs werden die einzelnen Kupferlitzen in der Steckerleiste kontaktiert. Später wird von dort die Verbindung zur Regelungselektronik hergestellt (Bild 7).
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Ab ins Gehäuse
Zuvor muss aber noch der bewegliche Teil des Motors, der Rotor hergestellt werden. Den größten Teil dieser Aufgabe erledigt eine Maschine. Sie presst das Blechpaket auf eine Welle aus Edelstahl und überdreht den Außendurchmesser des Rotors (Bild 8). Auf jeder Welle wird per Hand ein Sprengring aufgebracht, der das Axialspiel des Rotors begrenzt. Auf einer weiteren Station folgt schließlich das Wuchten des Rotors, das wiederum der Laufruhe der Pumpe dient und sie vor vorzeitigem Verschleiß schützt (Bild 9). Zu jedem Elektromotor gehört auch ein Motorgehäuse, das die einzelnen Bauteile des Motors aufnimmt. Vor der Montage erhält es in der automatischen Lackierstraße die Wilo-typische grüne Farbe. Dazu werden die Gehäuse auf drehbaren Tellern platziert und an einer Lackiervorrichtung vorbeigeführt (Bild 10).
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Elektronik teilweise Handarbeit
In einer klimatisierten Fertigungshalle werden in Dortmund sämtliche Elektronikkomponenten für alle Wilo-Pumpenwerke weltweit hergestellt. Die Kapazitäten der Elektronikfertigung wurden mit einer neuen SMT-Anlage (surface-mounting-technology, zu Deutsch: automatische Bestückung von mikroelektronischen Bauteilen) deutlich ausgeweitet. Damit können bis zu 30000 Elektronikteile pro Stunde bestückt werden, mit denen die Elektronikmodule der elektronisch geregelten Wilo-Pumpen ausgestattet werden (Bild 11). Auf den Platinen, die in die Elektronikmodule der Wilo-TOP-E-Pumpen eingebaut werden, befinden sich auch größere Teile wie zum Beispiel die Anschlussklemme für 230V-Spannung. Das bedeutet, dass nicht alle Bauteile über die neue SMT-Anlage auf die Platine gelangen. Stattdessen wird ein geringer Teil per Hand nachbestückt und separat verlötet. Danach wird die fertige Platine in den Grundkörper des Elektronikgehäuses platziert und verschraubt (Bild 12). Nun folgt im zweiten Gehäuseteil die Montage des Displays und des bei den Wilo-Pumpen charakteristischen roten Knopfs. Mit ihm kann der Installateur die Pumpe später „mit einem Dreh“ anlagenspezifisch einstellen. Damit das auch funktioniert, müssen nun die beiden Gehäuseteile ineinander gesteckt und verrastet werden. Damit ist die Regelungselektronik fertig gestellt und kann einer abschließenden Funktions- und Sicherheitsprüfung unterzogen werden (Bild 13).
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Eine Pumpe heiratet
Nachdem alle Komponenten der Pumpe hergestellt sind, erfolgt die endgültige Montage der Pumpe. Als erstes wird der Rotor in den Spalttopf eingebracht und das Laufrad auf der Rotorwelle montiert. Dann werden der Stator und das komplette Rotorpaket in das Motorgehäuse eingefügt. Es folgt die Montage des Elektronikmoduls. Danach findet die „Hochzeit“ statt, so bezeichnen die Fachleute den Vorgang, bei dem Motor und Pumpengehäuse miteinander verbunden werden (Bild 14). Nach diesem „feierlichen Moment“ wird an jeder Pumpe eine Funktions- und Dichtigkeitsprüfung durchgeführt. Im Anschluss wird der Deckel auf das Elektronikmodul geschraubt und das Pumpengehäuse wird mit Dämmschalen versehen (Bild 15). Schließlich wird die fertige TOP-E-Pumpe verpackt und tritt die Reise in das Lager des Großhandels an, bevor sie von einem Fachhandwerker an ihrem Einsatzort installiert wird. Qualität steht bei Wilo stets an erster Stelle. Deshalb werden während des gesamten Herstellungsprozesses alle Komponenten der Pumpen umfangreichen Prüfungen unterzogen. Zusätzlich wird auf speziellen Prüfständen, die beispielsweise die Ausfallsicherheit von Pumpe und Elektronik testen, die Funktionsfähigkeit kontrolliert. Deshalb kann sich der Installateur sicher sein, dass jede Pumpe auf Herz und Nieren geprüft ist, bevor sie das Werk verlässt.
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Es steckt also schon einiges drin, bevor man sich eine Pumpe greifen und in die Heizungsanlage einbauen kann. Vor allem aber hat der Anlagenmechaniker bei dieser Fertigungssorgfalt die Sicherheit, dass die Pumpe lange und Zuverlässig ihren Dienst versieht, eben als Dauermalocher.
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Weitere Infos zum Thema gibt es bei Wilo in Dortmund unter der Telefonnummer (02 31) 4 10 20 oder im Internet unter www.wilo.de