Vollautomatische Lötanlage für Heizkörper

Vollautomatische Lötanlage für Heizkörper Hohe Präzision und Qualität mit induktivem Verfahren 19. August 2024

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Das flussmittelfreie Löten bietet für bestimmte Anwendungsbereiche wichtige Vorteile im Vergleich zu anderen Fügeverfahren. So auch bei der Zehnder GmbH in Lahr, wo eine entsprechende MiniTec-Anlage bei der Herstellung von Röhren-Heizkörpern zum Einsatz kommt.

Zehnder ist ein international agierender Komplettanbieter für Raumklimasystemlösungen und gesundes Innenraumklima. Das Produktportfolio gliedert sich in die Bereiche Design-Heizkörper, komfortable Raumlüftung, Heiz- und Kühldecken sowie Luftreinigungssysteme. Am Standort in Lahr in der Nähe des Schwarzwaldes fertigt das innovative Unternehmen unter anderem seine Röhren-Heizkörper vom Typ „Zehnder Charleston“ für Kunden in ganz Europa.

Für das Zusammenfügen der kleineren Heizkörper setzt Zehnder seit vielen Jahren eine vollautomatische Lötanlage ein, die mit einem flussmittelfreien Verfahren arbeitet. Sie wurde ursprünglich bei dem Berliner Spezialisten W&P Wolf & Partner GmbH erworben, welcher vor einigen Jahren von MiniTec übernommen wurde.

Gute Gründe fürs Löten
Warum man sich seinerzeit für diese Löttechnik und eine entsprechende Anlage entschieden hat, erläutert der Leiter Elementfertigung Thierry Krebs: „Früher erfolgte die Fertigung der kleinen Heizkörper in einem speziellen Schweißverfahren. Hier gab es jedoch, auch wegen der engen Platzverhältnisse, immer große Probleme mit Schmutz und notwendigen Nacharbeiten wie Abgraten et cetera.

Die Röhren-Heizkörper vom Typ „Zehnder Charleston“ gibt es passend zu jedem Ambiente.

Deshalb wandten wird uns an die Firma Wolf und Partner, um Versuche mit Löttechnik als alternativem Fügeverfahren zu unternehmen.“ Das Ziel war saubere Heizkörper herzustellen, mit weniger Aufwand, weniger Nacharbeit. Nach über einem Jahr entstand daraus die heutige Anlage.

Große Fertigungstiefe
Die meisten Schritte zur Herstellung der Heizkörper erfolgen am Standort von Zehnder. Hauptsächlich das Rohmaterial, also die Rohre und Coils (aufgewickeltes Metallband) kommen von externen Lieferanten. Die Coils werden bei Zehnder zunächst zu Halbschalen gestanzt und danach je zwei Hälften zu einem Kopfstück zusammengeschweißt.

Gleichzeitig werden die Rohre in verschiedenen Längen aufgearbeitet. Nun erfolgt die Platzierung der Lotringe in die Kopfstücke. Anschließend werden die Kopfstücke mit den Rohren zusammengesteckt und der Lötprozess gestartet. An jede Seite des Rohrverbundes wird ein Kopfstück gelötet, das ergibt dann ein Element. Der Lötvorgang dauert pro Element zwölf Sekunden.

Entsprechend werden 1000 bis 1500 Elemente pro Schicht gelötet – auch abhängig davon, ob es sich um welche mit zwei, drei oder bis zu sechs Rohren handelt.

Hoher Automatisierungsgrad der Lötanlage
Die Lötanlage arbeitet vollautomatisch – es gibt nur noch einen Mitarbeiter, der sie betreut und einen Schleifer, welcher die Qualität überprüft. Die Einzelteile kommen rein, werden in Position gebracht, gelötet und wieder ausgefördert. Die Rohre werden als Bund in der benötigten Stückzahl bereitgestellt. Die Kopfstücke werden automatisch aus den Boxen entnommen und mit den Lotringen bestückt. Nach dem anschließenden Lötvorgang kommen die Teile aus der Lötanlage wieder raus und werden zunächst abgekühlt.

Danach werden sie automatisch geschliffen. Zum Abschluss prüft ein Mitarbeiter die 100-prozentige Dichtigkeit sowie optische Qualität der fertigen Teile. Ist diese bestätigt, kommen die gelöteten Elemente zunächst in ein Lager. Von dort werden sie kundenauftragsbezogen entnommen und die Heizkörper mit einer Steppmaschine gefertigt. Nach Fertigstellung werden die Heizkörper in ein Wasserbad getaucht, um zu prüfen, ob sie zu hundert Prozent dicht sind.

Anschließend werden sie aufgehängt, und es geht über verschiedene weitere Prozessschritte von der Grundierung über die Lackierung bis zur Verpackung schließlich zur Spedition.

Viele unterschiedliche Heizkörper im Programm
Dass die gelöteten Elemente zunächst zwischengelagert werden und die eigentlichen Heizkörper erst nach Kundenauftrag daraus entstehen, hat einen einfachen Grund, so Krebs: „Wir bieten unseren Kunden eine große Flexibilität bei der Konfiguration ihrer Heizkörper. Dabei sind neben den verschiedenen Standardtypen auch besondere Formenund Größen möglich. Ein gebogener Heizkörper um eine Säule, ein Heizkörper mit fünf Winkeln, ein geschwungener oder s-förmiger Heizkörper, ein Heizkörper von vier oder fünf Meter Höhe – egal was der Kunde wünscht, wir können es umsetzen! Zudem stehen über 700 verschiedene Farben zur Wahl.“

Lötanlage mit klaren Vorteilen
Die Lötanlage kommt speziell für kleinere Heizkörper mit einer Bauhöhe von 260 bis 400 mm zum Einsatz. Sie sorgt dort für weniger Prozessfehler und eine höhere Bearbeitungsgenauigkeit. Ihre Vorteile liegen für Thierry Krebs auf der Hand: „Mit der Anlage können wir wesentlich genauere Elemente als früher herstellen. Alle Teile sehen immer gleich aus. Es gibt nicht mehr das Problem, dass Schlacke oder Schweißspritzer in den Prozess gelangen, wo die Rohremit dem Kopfstück zusammengesetzt werden. Ich habe immer das gleiche Ergebnis und auch die beste Qualität.“

Alles vollautomatisch: Die Lötanlage im Einsatz.

Keine Nachbearbeitung nötig: Das flussmittelfreie Löten liefert ein sauberes Resultat.

Induktives Verfahren
Bei der Lötanlage von MiniTec kommt ein flussmittelfreies Verfahren zum Einsatz. Flussmittel dient bei herkömmlichen Anlagen dazu, dass sich das Lötmetall gleichmäßig verteilt. Es ist aber sehr schädlich für die Umwelt wie auch für die Gesundheit.

Zudem stellt es eine gewisse „Zeitbombe“ dar, denn nach einer gewissen Zeit erscheint an der Lötstelle Rost. Aus diesen Gründen möchten immer mehr Anwender auf Flussmittel verzichten, und aus den gleichen Gründen setzt auch MiniTec seit Jahren ausschließlich auf flussmittelfreie Verfahren.

Krebs ergänzt noch einen weiteren Vorteil: „Mit Flussmittel wäre der Prozess viel komplizierter. Es wäre gar nicht möglich, in der gewünschten Menge und mit der geforderten Taktzeit zu produzieren.“Im Falle von Zehnder erfolgt die Erwärmung des Werkstücks mit Hilfe eines Induktors – und zwar nur an der Stelle, wo die Wärme nötig ist.

Das Lot erwärmt sich, und da sich in der Lötkammer immer Schutzgas befindet, verteilt es sich gleichmäßig über die Lötfläche. Durch die kapillare Wirkung gelangt es dabei auch in Spalten und Fugen.

Hohe Zuverlässigkeit auch nach vielen Jahren
Seit der Inbetriebnahme vor rund 20 Jahren ist die Lötanlage kontinuierlich in Nutzung. Thierry Krebs lobt die Zuverlässigkeit der Maschine, aber auch den Service von MiniTec: „Die Zusammenarbeit mit MiniTec gestaltet sich überaus positiv. Wir optimieren immer noch an der Anlage, obwohl sie schon ein bestimmtes Alter hat. Der zuständige Mitarbeiter von MiniTec, Sergej Hofmann, ist äußerst kompetent und kundenorientiert. Er ist immer wieder bei uns, überarbeitet Zeichnungen und diskutiert mit uns die Sinnhaftigkeit bestimmter Änderungen. Die Qualität, die wir verlangen, ist da, und die Optimierungen haben stets zum gewünschten Ergebnis geführt. Auch das letzte Teil, was wir jetzt reingebaut haben, funktioniert richtig gut und auch störungsfrei. Es ging dabei um einen kompletten Induktorsatz, den MiniTec für uns baute. Das war ein anspruchsvolles Projekt, weil es dazu ja keine Zeichnungen gibt. Und dann hat Minitec die tolle Idee gehabt, den Induktor mit 3D zu drucken.“

Auch nach dem langjährigen Betrieb der Lötanlage ist Krebs von deren Vorteilen immer noch überzeugt: „Die MiniTec- Lötanlage mit dem flussmittelfreien Verfahren liefert auch heute noch optimale Ergebnisse, die mit anderen Fügetechniken nicht möglich wären. Für unsere kleinen Heizkörper ist das immer noch das Beste, was es gibt.“

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