VDA Band 19.2 DE 1Auflage2010 Technische Sauberkeit in der...

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Nur zur internen Verwendung für Faurecia Autositze GmbH bestimmt.

Qualitätsmanagementin der Automobilindustrie

Umgebung, Logistik, Personal und Montageeinrichtungen

1. Auflage 2010

19Teil 2

Technische Sauberkeitin der Montage

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Technische Sauberkeitin der Montage

Umgebung, Logistik, Personal und Montageeinrichtungen

1. Auflage 2010

Verband der Automobilindustrie e.V. (VDA)




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Unverbindliche Normenempfehlung des VDA

Der Verband der Automobilindustrie (VDA) empfiehlt seinen Mitgliedern,die nachstehende Normenempfehlung bei der Einführung und Aufrechterhaltung von QM Systemen anzuwenden.

Haftungsausschluss

Dieser VDA Band ist eine Empfehlung, die jedermann frei zurAnwendung steht. Wer sie anwendet, hat für die richtige Anwendung imkonkreten Fall Sorge zu tragen.

Dieser VDA Band berücksichtigt den zum Zeitpunkt der jeweiligenAusgabe herrschenden Stand der Technik. Durch das Anwenden derVDA Empfehlungen entzieht sich niemand der Verantwortung für seineigenes Handeln. Jeder handelt insoweit auf eigene Gefahr. EineHaftung des VDA und derjenigen, die an VDA Empfehlungen beteiligtsind, ist ausgeschlossen.

Jeder wird gebeten, wenn er bei der Anwendung der VDA Empfehlungauf Unrichtigkeiten oder die Möglichkeit einer unrichtigen Auslegungstößt, dies dem VDA umgehend mitzuteilen, damit etwaige Mängelbeseitigt werden können.

Normenhinweise

Die im Einzelnen mit DIN Nummer und Ausgabedatumgekennzeichneten Normzitate sind wiedergegeben mit Erlaubnis desDIN Deutsches Institut für Normung e.V. Maßgebend für das Anwendender Norm ist deren Fassung mit dem neuesten Ausgabedatum, die beider Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin, erhältlich ist.

Urheberrechtsschutz

Diese Schrift ist urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung außerhalbder engen Grenzen des Urheberrechtsgesetzes ist ohne Zustimmungdes VDA unzulässig und strafbar. Dies gilt insbesondere fürVervielfältigungen, Übersetzungen, Mikroverfilmungen und dieEinspeicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen.

Übersetzungen

Diese Schrift wird auch in anderen Sprachen erscheinen. Der jeweilsaktuelle Stand ist bei VDA QMC zu erfragen.




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Vorwort Nutzung des Leitfadens

Die Inhalte dieses Bandes wurden im Rahmen eines zweijährigenIndustrieverbunds mit dem Titel „Montagesauberkeit – MontSa“(Arbeitskreis 19.2) erarbeitet. Bei der Erstellung wurden sowohl dielangjährigen Erfahrungen der beteiligten Firmen einbezogen als auch dieErgebnisse umfangreicher Untersuchungen, die im Rahmen desIndustrieverbundes durchgeführt wurden. Die fachlichen Inhalte wurdenvom Fraunhofer IPA, das die organisatorische Leitung des Projektesübernommen hatte, zu einem konsolidierten Abschlussberichtgebündelt.

Dieser Abschlussbericht bildet die inhaltliche Basis eines Leitfadens,welcher durch das Qualitäts Management Center im VDA (VDA QMC)mit dem Titel „Technische Sauberkeit in der Montage – Umgebung,Logistik, Personal und Montageeinrichtungen“ als VDA Band 19.2publiziert wird.

Das Recht zur Veröffentlichung der Richtlinie wurde in gegenseitigemEinvernehmen der Kooperationspartner an das Qualitäts ManagementCenter im VDA (VDA QMC) zu Normungszwecken übertragen. EinAnspruch auf Vergütung aus den Einnahmen des VDA QMC zurVerbreitung der Richtlinie besteht nicht.

Wir danken den beteiligten Unternehmen und ihren Mitarbeitern für denEinsatz bei der Ausarbeitung dieses Bandes. An der Erstellung habenfolgende Firmen mitgewirkt:

Arnold Umformtechnik Forchtenberg

BMW Group München

Continental Chassis & Safety Frankfurt

Continental automotive Regensburg

Contitech Karben

Daimler AG (PKW) Stuttgart

Daimler AG (NKW) Wörth

Eaton Fluid Power Baden Baden

ETO MAGNETIC GmbH Stockach




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A: ANWENDUNGS UND GÜLTIGKEITSBEREICH

A.1 Hintergrund

Dieser Leitfaden versteht sich als Hilfestellung für Planer und Qualitätsverantwortliche bei der Neuplanung oder Optimierung von Prozessen undAbläufen in sauberkeitssensiblen Montagebereichen und deren Umfeld.

In vielen Fluid führenden Systemen im Automobil (bspw. Kraftstoffsystem,Bremskreisläufe, Schmier und Hydrauliksystem, Kühl und Klimasystem,Ansaugtrakt oder Abgasführung und Weiterbehandlung) aber auch inmechanischen und elektronischen Baugruppen kann Partikelverunreinigungzu Funktionsbeeinträchtigungen führen. In diesem Fall werden die Einzelbauteile der betroffenen Systeme meist nach der Fertigung gereinigt und diefür die Funktion notwendige Sauberkeit spezifiziert und gemessen (VDA 19Prüfung der Technischen Sauberkeit – Partikelverunreinigung funktionsrelevanter Automobilteile). Im weiteren Produktionsverlauf besteht dieGefahr, dass die zunächst hinreichend sauberen Bauteile, beim Transport,der Lagerung, der Bereitstellung und insbesondere während der Montagedurch Partikeleintrag oder Erzeugung wieder verunreinigt werden. Bestehtdie Möglichkeit einer Reinigung der sauberkeitskritischen Systembereichenach der Montage nicht, besteht die Gefahr, dass Partikelverunreinigung imEnderzeugnis verbleibt, der potentiell funktionskritisch sein kann und dieSauberkeitsspezifikation trotz ursprünglich sauberer Einzelteile nichteingehalten werden kann.

Abb. A.1: Verunreinigung von Bauteilen und Baugruppen imFertigungsverlauf. Fokus des Leitfadens im Bereich der Montage

Verschmutzung

Fertigungsverlauf

Einzelteilfertigung Montage Baugruppe

Urformen, Umformen, Bearbeiten

Logistik: Verpackung, Transport, Lagerung

Umgebung, Personal

Anlagen, Prozesse

Zwischenreinigung

Endreinigung

Endreinigung

Verschmutzung

Fertigungsverlauf

Einzelteilfertigung Montage Baugruppe

Urformen, Umformen, Bearbeiten

Logistik: Verpackung, Transport, Lagerung

Umgebung, Personal

Anlagen, Prozesse

Zwischenreinigung

Endreinigung

Endreinigung




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Das Ziel dieses Leitfadens ist es, die Entstehung von kritischen Partikelverunreinigungen an sensiblen Stellen zu vermeiden, unvermeidbare Partikelzu entfernen und die Bauteile und Zusammenbauten vor Partikeleintrag ausdem Umfeld zu schützen. Da nicht jede Partikelquelle im betrachtetenUmfeld automatisch kritisch für die Funktion der gefertigten Erzeugnissesein muss, ist ein weiteres Ziel, die relevanten Quellen zu benennen. Diesist die Voraussetzung dafür, dass unter technischen und wirtschaftlichenGesichtspunkten die richtigen Maßnahmen ergriffen werden können unterVermeidung von erhöhtem Aufwand ohne merklichen Nutzen für dasEndprodukt.Neben den eigentlichen technischen Zielsetzungen soll dieser Leitfaden zurVereinheitlichung der Vorgehensweise bei der Planung und Optimierungvon sauberkeitskritischen Montagebereichen dienen.

Die Voraussetzungen für den Erfolg der Maßnahmen und damit derAusgangspunkt für diesen Leitfaden sind:

Eine Sauberkeitsspezifikation für Bauteile und Baugruppen, d. h. dieKenntnis, welche Partikel funktionskritisch sein können.

Einzelteile oder Baugruppen, die diese Sauberkeitsspezifikationerfüllen (bspw. nach der Endreinigung in der mechanischenFertigung).

Abb. A.2: Voraussetzungen und Ziele des Leitfadens zur Montagesauberkeit

Stand der Technik und des WissensIn zahlreichen Branchen, in denen Sauberkeit für die Produktqualitätentscheidend sein kann, haben sich Standards, Richtlinien oder Normen fürdie reinheitsgerechte Produktion etabliert, bspw. in der Halbleiter undPharmaindustrie oder der Medizintechnik. Im Bereich der technischenSauberkeit, d. h. der Vermeidung funktionskritischer Partikel in derAutomobil und Zulieferindustrie, liegen Stand 2010 lediglich Regelwerkezur Prüfung der Bauteilsauberkeit vor, nicht aber zu deren Fertigung oderWeiterverarbeitung.

Die Maßnahmen und Hilfestellungen für eine sauberkeitsgerechte Montageund deren Umfeld sind stark von den als kritisch eingestuften Partikeln, diees zu vermeiden gilt, abhängig. Aus diesem Grund können Maßnahmen,

Voraussetzung

• Sauberkeitsspezifikation

• technisch saubereEinzelteile

MontSa Leitfaden Zielsetzung

technisch saubereEnderzeugnisseSaubermontage

Voraussetzung

• Sauberkeitsspezifikation

• technisch saubereEinzelteile

MontSa Leitfaden Zielsetzung

technisch saubereEnderzeugnisseSaubermontage




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wie sie in anderen Branchen zielführend sind, nicht oder nur nach sehrgenauer Prüfung für die Automobil und Zulieferindustrie angewendetwerden. Weiterhin kann die Übernahme von branchen undproblemfremden Lösungen mit großen Kosten verbunden sein, die teilweisekeinen Nutzen für die technische Sauberkeit bringen. So zielen vieleMaßnahme aus dem Bereich der Medizintechnik und Pharmaindustrie aufdie Reduktion lebender Keime ab oder der Einsatz von Reinräumen nachISO 14644 in der Mikroelektronik auf die Kontrolle von Luft getragenenPartikeln < 5 m; beides Fragestellungen, die bei der Produktion technischsauberer Systeme der Automobil und Zulieferindustrie wenig Relevanzbesitzen.Um den Prozess zur Umsetzung von sauberkeitsrelevanten Maßnahmengezielt für die Automobil und Zulieferindustrie zu unterstützen, dierelevanten Partikelquellen zu identifizieren und abzustellen undFehlinvestitionen in wirkungsarme Sauberkeitslösungen zu vermeiden,wurde dieser Leitfaden erarbeitet.

Fehler durch PartikelverunreinigungenVerunreinigungen können sich je nach Größe und Anzahl der Partikel undabhängig von den konstruktiven Gegebenheiten des gefertigten Systems inverschiedener Art und Weise störend auf den Betrieb oder bereits auf dieProduktion auswirken:

1. Im Betrieb: Einzelne Partikel einer kritischen Größe können z. B. aufdem Dichtsitz eines Ventils in Lagerspalten oder in Engstellen (Düsen,Kanäle) dazu führen, dass es in einem technischen System zuFunktionsbeeinträchtigungen kommen kann. Die Auswirkungen könnenvon Undichtigkeiten bis hin zum sofortigen Systemausfall durchVerklemmen oder einen elektrischen Kurzschluss reichen.Insbesondere in fluidführenden Systemen (Kraftstoff, Schmier undHydrauliksystem, Kühlkreisläufen sowie Luft und Gas führendeBereiche) ist nicht nur die Sauberkeit der ausfallempfindlichenKomponenten sicher zu stellen, sondern, aufgrund der potentiellenMobilität der Partikel, das ganze System zu betrachten.

Weiterhin können partikelverunreinigte Komponenten und Systemehöherem Verschleiß unterliegen.

2. Während der Produktion: Bereits vor der Inbetriebnahme einerKomponente oder eines Systems können durch Partikelverunreinigungen Fehler auftreten:

Durch Verunreinigung der Kontaktflächen von Fügepartnern könnensich z. B. Zustellkräfte, Anzugsmomente oder die exakte Positionverändern, mit Folge einer fehlerhaften Verbindung




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(z. B. falsche Vorspannung einer Schraubverbindung mitanschließendem „Setzen“ während des Betriebs oder das schrägeEinpressen einer Buchse).

Durch die Verunreinigung der Kontaktflächen von Messfühler undWerkstück kann es zu Messfehlern kommen, die Pseudoausschussverursachen. Die gilt sinngemäß auch bei der optischenVermessung.

Die Sauberkeit von Arbeitsplatz und Einrichtungen generell kanneinen wichtigen Schritt hin zu steigender Qualität und wenigerProzessfehlern darstellen. Dies ist ein Punkt der im Rahmen von5S Maßnahmen oft betrachtet wird. Im Sinne der technischenSauberkeit, bei der das direkte Risiko für den Eintrag kritischerPartikel in Baugruppen betrachtet wird, stehen diese Aspekte nichtim Vordergrund. Trotz sichtbaren Verunreinigungen imMontageumfeld kann durch geeignete Überlegungen undVorkehrungen eine sauberkeitsgerechte Produktion möglich sein.Allerdings unterstützt die generelle Sauberkeit der Produktion auchden technischen Aspekt der Sauberkeit, insbesondere durch dieDenkweise und Haltung der an diesem Prozess beteiligtenPersonen.

A.2 Anwendungsbereich

A.2.1 Partikel

Die Maßnahmen, die im Rahmen dieses Leitfadens erörtert werden,beziehen sich auf den Partikelgrößenbereich größer 5 m in Anlehnung anVDA 19 bzw. ISO 16232 Teil 10.

Hinweis: Es müssen nicht alle Partikelgrößen in die Gestaltung und Optimierung einersauberkeitsgerechten Montage einbezogen werden, die nach VDA 19 bzw.ISO 16232 Teil 10 spezifiziert werden können. Der betrachtetePartikelgrößenbereich richtet sich nach der Sauberkeitsspezifikation derBauteile bzw. Baugruppe oder Systems. Für die überwiegende Mehrzahl derSysteme im Automobil ist eine Betrachtung ab 25 oder 50 m ausreichend.




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A.2.2 Anwendung und Umsetzung

Die behandelten Aspekte des Leitfadens können nach Prüfung undAbgleich mit den Erfordernissen der montierten Baugruppe bzw. desErzeugnisses zur Erstellung von:

Vorgehensweisen

Checklisten

Arbeitsanweisungen

Schulungen

Lastenheften

herangezogen werden. Sie finden Anwendung bei der Neuplanung oderOptimierung einer sauberkeitskritischen Montage aber auch im KVPProzess oder für begleitende Sauberkeitskontrollen.

Die Inhalte und Maßnahmen dieses Leitfadens beziehen sich auf Partikelquellen in der Montage und deren Umfeld (siehe Abbildung A.1). DieKapitel E: Personal und C: Umgebung und Teile der Inhalte von KapitelD: Logistik können aber auf weitere sauberkeitskritische Bereiche derProduktion (bspw. Einzelteilfertigung oder Handhabung von Enderzeugnissen) übertragen werden. Dann ist die Sinnhaftigkeit der Maßnahmen imEinzelnen zu prüfen, insbesondere wenn eine abschließende Reinigung derEinzelteile durchgeführt wird oder das Endprodukt allseitig geschlossen ist.Dieser Leitfaden leitet sich aus den Sauberkeitsfragestellungen derAutomobil und Zulieferindustrie ab. Bestehen ähnliche Problemstellungenin einem vergleichbaren, kritischen Partikelgrößenspektrum in anderenBranchen, so lassen sich die Inhalte sinngemäß übertragen.

A.3 Ausschlüsse

Die erforderliche Sauberkeit von Kauf und Eigenfertigungsteilen bei Bereitstellung für die Montage muss sichergestellt werden und wird z. B. durchgezielte Sauberkeitsprüfungen überwacht (VDA 19). Wie die notwendigeSauberkeit der Anlieferungsteile erzielt wird, ist nicht Gegenstand diesesLeitfadens. Folgende Themenpunkte werden demnach nicht behandelt:

Teilereinigungstechnik (ausgenommen die in die Montageintegrierbare Reinigung)

Reinigungsgerechtes Bauteildesign




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Reinigungsgerechte Bearbeitung (bspw. Erzeugung kurzbrechender Späne oder Gratminimierung)

Ob eine Montage sauberkeitsgerecht gestaltet oder optimiertwerden muss, richtet sich nach den technischen Notwendigkeitendes zu montierenden Systems. Die Existenz dieses Leitfadensallein kann nicht zur Begründung für

• die Aufstellung von Sauberkeitsgrenzwerten für Teile,Baugruppen und Systeme

• die generelle sauberkeitsgerechte Gestaltung jederMontage einschließlich Umfeld

• die Durchführung von Sauberkeitsaudits

verwendet werden. Dieser Leitfaden gibt Hilfestellungen beim Auffinden undAbstellen von Partikelquellen, wenn die notwendige Sauberkeit im montierten System trotz hinreichend sauberer Einzelteile nicht erreicht werdenkann.




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B: KONZEPTION EINER SAUBERFERTIGUNG

B.1 Einführung

Die Sauberkeitsqualität, die sich in einem fertig montierten Erzeugniserreichen lässt, wird von dem Zusammenspiel zahlreicher Faktoren in derProzesskette bestimmt.

Der Anspruch dieses Leitfadens ist es, diese vielfältigen Einflussgrößen unddie dazugehörigen Ursachen zu strukturieren und Lösungsansätze für dieArbeit eines Planers oder Qualitätsbeauftragten in kompakter Form zurVerfügung zu stellen. Weiterhin wurden bei der Ableitung derEmpfehlungen, Vorgehensweisen und Messverfahren die branchenspezifischen Besonderheiten der Automobil und Zulieferindustrie in Bezugauf Verunreinigungsmechanismen und kritische Partikelgrößenberücksichtigt, um eine sauberkeitsgerechte Planung und Optimierunggezielt und effizient durchführen zu können. Um diesen Ansatz konsequentumzusetzen und sich sowohl technisch als auch sprachlich von anderenkontaminations sensiblen Branchen zu trennen, wird bspw. dieFertigungsumgebung eines Sauberraums oder einer Sauberzonegeschaffen und definiert. Damit ist es möglich einen reglementiertenBereich für sauberes Arbeiten zu schaffen, der sich nicht primär über dieLuftqualität definiert und damit ganz bewusst von Definitionen ausklassischen Reinraumbranchen abhebt. Dieser Sauberraum und dieseSauberzone haben neben technischen Aspekten auch die Aufgabe, dieMitarbeiter hinsichtlich sauberkeitsgerechtem Handeln zu sensibilisieren –technische Sauberkeit durch Sorgfalt.

Inhalt dieses Kapitels sind die Gruppierung der einzelnen Einflussgrößenauf die Sauberkeit zu Themenkomplexen und damit zu den einzelnenKapiteln des Leitfadens, die grundlegenden Aufgaben bei dersauberkeitsgerechten Gestaltung, das Konzept und die Anwendung diesesLeitfadens sowie Anmerkungen zur Umsetzung in der betrieblichen Praxis.

B.2 Grundlagen

B.2.1 Partikelentstehung und Transportmechanismen

In vielen sauberkeitskritischen Branchen müssen die Bauteile während derProduktion vor dem Eintrag von kritischen Verunreinigungen aus derUmgebung geschützt werden. In hygienesensiblen Branchen ist dies bspw.die Kontamination mit Keimen über die Umgebungsluft, das Personal oderden Kontakt mit Oberflächen. In der Mikroelektronik gilt es, Submikrometerpartikel aus der Umgebungsluft oder aus Prozessmedien (Flüssigkeiten und




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Gasen) zu filtrieren, damit sie bei Produktkontakt zu keiner Kontaminationführen. Im Bereich der Montage und deren Umfeld in der Automobil undZulieferindustrie zeigt sich ein Aspekt als besonders kritisch: Die Erzeugungvon Partikeln direkt an den Bauteilen oder Baugruppen durch Spann , Fügeund andere Montageprozesse. Auch im Bereich der Logistik z. B. könnendurch Abrieb zwischen Verpackungsmaterial und Bauteilen kritischeVerunreinigungen entstehen. Diese Arten der Partikelverunreinigung sindaus zwei Gründen besonders kritisch.

Durch Montage und Fügeprozesse können Partikel entstehen, diedurch Ihre Größe, Form und ihr Material wesentlichfunktionskritischer sein können, als sedimentierende Partikel ausder Umgebung.

Die durch Montage und Fügeprozesse erzeugten Partikelentstehen direkt am Bauteil und bergen so ein hohes Risiko fürsauberkeitskritische Funktionsflächen der zu montierendenBaugruppen oder Erzeugnisse.

Hinweis: Das Fügen von metallischen Bauteilen kann beispielsweise wesentlichkritischer hinsichtlich funktionsschädigender Partikel sein, als dieSedimentation von Fasern aus der Umgebungsluft. Dies haben zahlreichebegleitende Untersuchungen bei der Erstellung dieses Leitfadens gezeigt.

Welche Partikelquellen aber im Einzelfall als kritisch zu bewerten sind,hängt von den jeweiligen Gegebenheiten der Produktion und der Sensibilitätder Baugruppen auf bestimmte Partikelverunreinigungen ab, was imjeweiligen Fall zu prüfen ist. Für die Neuplanung und Optimierung einersauberkeitsgerechten Montage sind alle potentiell kritischen Partikelquellenmit in die Betrachtung aufzunehmen.

Eine Besonderheit, die die Automobil und Zulieferindustrie in SachenSauberkeit von klassischen Reinraumbranchen unterscheidet, ist derPartikelgrößenbereich in dem die gefertigten Baugruppen funktionssensibelreagieren. Für die überwiegende Mehrzahl der gefertigten Systeme werdennach aktuellem Stand (2010) einzelne, kompakte Partikel in einem Bereichzwischen 200 und 1000 m (oder größer) für Ausfälle verantwortlichgemacht und die Sauberkeitsspezifikationen dementsprechend ausgeführt.

Partikel dieser Größe folgen nach ihrer Entstehung bzw. Freisetzung in derRegel ihrem Impuls und der Schwerkraft (ballistische Partikel), d. h. dieReichweite der Partikel in der Umgebungsluft ist sehr begrenzt. Erst wenndie Partikel sehr klein oder das Partikelmaterial sehr leicht wird, werden diePartikel luftgetragen und können sich durch z. B. die Brownsche Molekularbewegung über längere Zeit in der Luft halten und mobil bleiben. Erst imFall der „flugfähigen“ Partikel greifen Maßnahmen der Reinraumtechnik, wieeine Filtration der umgewälzten Luft (siehe Kapitel C: UmgebungPartikelflugfähigkeitsdiagramm).




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Partikeltransportmechanismus Relevanz für die Rückverschmutzungvon Bauteilen

Transport über die Umgebungsluft gering

ballistische Ausbreitung hoch aber lokal begrenzt

Schwerkraft sehr hoch aber lokal begrenzt

Verschleppung über Oberflächenoder Personal

hoch

Tabelle B.1: Partikeltransportmechanismen und ihre Relevanz für dieBauteilverunreinigung

B.2.2 Gruppierung von Partikelquellen

Das in diesem Leitfaden betrachtete System, beginnt nach derEndreinigung der Einzelteile auf das in der Sauberkeitsspezifikationgeforderte Niveau (siehe Abbildung A.1 Kapitel A: Anwendungs undGültigkeitsbereich). Ab hier beginnt das Risiko einer erneutenRückverschmutzung durch zahlreiche Prozesse und Einflussgrößen, wie siein Abbildung B.1 aufgeführt sind. Erst nach der Endmontage zu einemgeschlossen System endet der Einfluss äußerer Partikelquellen ausMontage und Umfeld.

Abb. B.1: Exemplarische, sauberkeitsrelevante Einflussgrößen zwischenEinzelteilfertigung und endmontiertem System

technisch saubereEinzelteile

möglicher Partikeleintrag über

Fertig montierteBaugruppen mitMontageverschmutzung

Abrieb von Montageeinrichtungen

Verschleppung durch Personal

Laufgitter über den Anlagen

Staub in der Umgebungsluft

unsaubere Verpackung

Verpackungsabrieb

offene Fenster

Staplerverkehr

Vereinzelung

Fügepartikel

Nacharbeit

usw.

technisch saubereEinzelteile

möglicher Partikeleintrag über

Fertig montierteBaugruppen mitMontageverschmutzung

Abrieb von Montageeinrichtungen

Verschleppung durch Personal

Laufgitter über den Anlagen

Staub in der Umgebungsluft

unsaubere Verpackung

Verpackungsabrieb

offene Fenster

Staplerverkehr

Vereinzelung

Fügepartikel

Nacharbeit

usw.




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Zahlreiche Untersuchungen und Unternehmensbefragungen haben gezeigt,dass diese verschiedenen Einflussgrößen in der Vergangenheit nichteinheitlich bewertet wurden und sehr unterschiedliche Ansätze zurReduzierung der Rückverschmutzung in den unterschiedlichenUnternehmen oder auch Unternehmensstandorten getroffen wurden, mitunterschiedlichem Erfolg und stark schwankenden Kosten.

Zur Strukturierung und Vereinheitlichung der Vorgehensweise erfolgt imRahmen dieses Leitfadens eine Gruppierung der unterschiedlichenEinflussfaktoren in die Bereiche:

Umgebung

Logistik

Personal

Montageeinrichtungen

die auch den Kapiteln dieses Leitfadens entsprechen.

Abb. B.2: Gruppierung der Einflussfaktoren auf die Sauberkeit inThemenblöcke, die den Kapiteln dieses Leitfadens entsprechen

Hinweis: Die Darstellung des Anwendungsbereichs dieses Leitfadens in Abbildung B.2als „Fabrikhalle“ verdeutlicht die Systemgrenze „Montage und Umfeld“. Diesbedeutet aber nicht eine strenge Reglementierung für eine Halle oder eineFirma, sondern kann, dadurch dass auch Logistikprozesse mit enthaltensind, über Grenzen von Firmen oder Standorten hinweg Anwendung finden.




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In den einzelnen Kapiteln werden dann die jeweiligen Einflussgrößen ineinem Detaillierungsgrad betrachtet, der eine wirkungsvolle Bewertung undOptimierung/Reduzierung der Partikelquellen erlaubt. Manche Einflussgrößen bzw. Partikelquellen haben auch mehrere Aspekte, die es zuberücksichtigen gilt. Die Verpackung z. B. kann durch Abrieb am Bauteil zueiner direkten Verunreinigung der Bauteile beitragen, hat aber über ihreAußensauberkeit einen indirekten Einfluss über den Raum. Ebenso kanndas Personal als indirekte Partikelquelle über seine Kleidung wirken(Abgabe von Flusen), andererseits bestimmt der Werker über seinVerhalten und die Ausführung der (Montage ) Tätigkeiten sehr direkt diePartikelerzeugung.

B.2.3 Grundsätze der Beherrschung und Minimierung von störendenPartikeln

Generell gilt eine Partikelquelle als umso kritischer:

Je näher Sie sich am Bauteil befindet

Je länger das Bauteil ihr ausgesetzt ist

Je mehr funktionskritische Partikel von ihr erzeugt werden

Aufgrund der Art und Größe der als funktionskritisch eingestuften Partikelund den vorherrschenden Transportmechanismen ergeben sich folgendeGrundsätze für deren Beherrschung!

Die Erzeugung von funktionskritischen Partikeln direkt am Bauteiloder an der montierten Baugruppe ist zu vermeiden.

Alle Oberflächen und Medien wie z. B. Werkzeuge oderFertigungshilfsstoffe aber auch Verpackungsmaterialien oder derHandschuh des Werkers, die in direkten Bauteilkontakt kommen,sollten keine funktionskritischen Partikel enthalten.

Quellen von funktionskritischen Partikeln oberhalb der Bauteile oderBaugruppen sind zu vermeiden oder abzuschotten.

Das Aufwirbeln oder Freisetzen funktionskritischer Partikel in dernäheren Umgebung der ungeschützten Bauteile oder Baugruppenist zu vermeiden oder eine Abschottung vorzusehen. Dies kannbspw. durch Staplerverkehr, den unkontrollierten Einsatz vonDruckluftpistolen oder einen starken Windstoß erfolgen.

Ist es nicht möglich den Eintrag von Partikel auf ein unkritischesNiveau zu minimieren, ist zu prüfen, ob eine gezielte Abfuhr derPartikel oder eine Endreinigung der montierten Baugruppen möglichist und Abhilfe schafft.




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Diese Überlegungen gelten, wenn die Partikel auf die sauberkeitssensiblenFunktionsflächen der Bauteile oder Baugruppen gelangen können, was z. B.nur eingeschränkt möglich ist, wenn das Bauteil verkapselt ist und dieFunktionsflächen innen liegen.

Maßnahmen zur Verbesserung der Sauberkeit sind in vielen Fällen mitKosten für Investitionen oder den Betrieb verbunden. Um diese Kosten sogering wie möglich zu halten, erfolgt die Gestaltung und Optimierung vonSauberkeitsbereichen einer Montage in diesem Leitfaden nach folgendenbeiden Grundsätzen:

1. so sauber wie nötig, nicht wie möglich: Es sind nur diejenigenPartikel von den Bauteilen und Baugruppen fern zu halten, die derenFunktion beeinträchtigen können. Deshalb bildet die Sauberkeitsspezifikation den Ausgangspunkt für Planung und Optimierung.

2. von innen nach außen: Partikelquellen sind umso kritischer je nähersie sich an den Bauteilen bzw. Baugruppen befinden. In diesemLeitfaden wird deshalb in direkte und indirekte Einflussgrößenunterschieden und die abgeleiteten Maßnahmen priorisiert. So solltenimmer zuerst die direkten Partikelquellen mit unmittelbaremBauteilkontakt eliminiert werden, bevor Maßnahmen im Umfeld zumTragen kommen.

Es ist unter technischen und wirtschaftlichen Gesichtspunkten seltenmöglich in einer kompletten Montage, deren Umfeld und bei allenLogistikprozessen sämtliche als funktionskritisch eingestufte Partikelvollständig zu vermeiden. Es muss aber sichergestellt werden, dass diesenicht auf sauberkeitskritische Funktionsflächen der Bauteile oderBaugruppen gelangen können. Dies kann zum einen durch eine räumlicheTrennung von Partikelquelle und Bauteil erfolgen, zum anderen durchAbläufe, die gewährleisten, dass ungeschützte, sauberkeitskritischeBauteilbereiche nur so kurz wie möglich einer unvermeidbarenPartikelquelle ausgesetzt werden.

Hinweis: Durch die Wahrung von Abstandsflächen zwischen Partikelquellen undsauberkeitskritischen Bereichen kann es erforderlich werden, dass einesauberkeitsoptimierte Produktion mehr Platz in Anspruch nimmt als einekonventionelle. Durch zügige Abläufe, wie das direkte Verbauen eines Teilsunmittelbar nach der Entnahme aus der Verpackung, sinkt das Risiko einerRückverschmutzung und kann weitere Schutzmaßnahmen wieEinhausungen o. ä. überflüssig machen.




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B.3 AUSLEGUNG

B.3.1 Konzept

Ausgangspunkt

Den Ausgangspunkt für alle weiteren Überlegungen bildet die Sauberkeitsspezifikation der Bauteile, der Baugruppe bzw. des montierten Systems. Zielist es, während der Montage und der angrenzenden Prozesse den Eintragvon Partikel, die laut Sauberkeitsspezifikation nicht im Bauteil vorkommendürfen, nachhaltig zu vermeiden. Je mehr Informationen über die funktionskritischen Partikel bekannt sind, umso gezielter kann die Ableitung vonsauberkeitsrelevanten Maßnahmen erfolgen.

Als Minimalinformation sollte dabei bekannt sein, welche Partikelgröße nichtmehr vorkommen sollte. Dies kann einer Sauberkeitsspezifikation nachVDA 19 entnommen werden:

Bei einer Spezifikation mit Partikelzahlen pro Größenklasseentspricht dies der ersten Größenklasse in dem Null Partikelvorgegeben sind

Bei einer Spezifikation des maximal zulässigen größten Partikelssind ab dieser Größe keine Partikel mehr zulässig

Hinweis: Ist die Sauberkeitsspezifikation als rein gravimetrischer Wert spezifiziert, isteine Ableitung dieser nicht zulässigen Partikelgröße nicht möglich, d. h.diese Sauberkeitsspezifikation ohne Zusatzinformationen ist nicht zurAbleitung weiterer Maßnahmen für die Fertigung geeignet.

Anmerkung: In fluidführenden Systemen können nicht nur einzelne, größere, funktionskritische Partikel relevant sein, sondern auch die Vielzahl der kleinerenPartikel, die z. B. für den Verschleiß eines Systems maßgeblich seinkönnen. Meist treten erhöhte und verschleißrelevante Partikelzahlen erstim Betrieb durch den Abrieb in den Systemen auf und bestimmen denZeitpunkt für den Wechsel des Betriebsfluids. Ist dieser Aspekt bereits beider Produktion zu beachten, müssen die Partikelquellen in Montage undUmfeld hinsichtlich Menge der abgegebenen Feinstpartikel bewertetwerden und nicht nur nach großen, charakteristischen Partikeln, die gar nichtzulässig sind.

Weitere Merkmale, wie das Partikelmaterial der funktionskritischen Partikeloder die Form aber auch ganz besonders die Information, welche Partikelnicht als schädigend gelten, auch wenn sie eine zulässige Größe überschreiten, sind sehr hilfreich und können den Aufwand und die Kosten einersauberkeitsgerechten Montagegestaltung stark beeinflussen.




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Hinweis 1: Beispiele zur Erläuterung:Sind beispielsweise nur metallisch leitfähige Partikel ab einer bestimmtenGröße kritisch, weil das montierte System eine Elektronik beinhaltet, derenLeiterbahnen durch Partikel kurzgeschlossen werden können, müssen nurdie Prozesse optimiert werden, bei denen solche Partikel auftreten.

Gelten textile Fasern, die bei Anwesenheit von Personal allgegenwärtig sind,als unkritisch für ein Produkt, kann auf aufwändige Maßnahmen zur Filterungder Luft oder Regelungen zur Personalkleidung verzichtet werden.

Hinweis 2: Neben der Einhaltung der Sauberkeitsspezifikation der Einzelteile sollte beider Montage von sauberkeitssensiblen Baugruppen besonderes Augenmerkauf die maßlichen Toleranzen der Fügepartner gerichtet werden. Diesemüssen so gewählt sein, dass beim Fügeprozess kein Partikelabriebentstehen kann, der die Sauberkeitsspezifikation verletzt und sich nicht mehraus der Baugruppe entfernen lässt. Dies gilt ebenso für die Auslegung vonAufnahmen und Spannvorrichtungen, wenn dadurch das Risiko vonfunktionskritischem Partikelabrieb besteht.

Indirekte Einflüsse

Bei diesen Einflussgrößen handelt es sich um Partikelquellen, die nicht indirektem Bauteilkontakt stehen. Daher ist die negative Wirkung auf dieBauteil und Baugruppensauberkeit in aller Regel deutlich geringer als beiden direkten Einflussgrößen. Dies ist durch den schmalen Pfeil in AbbildungB.3 rechts verdeutlicht. Die Aufgabe, die in diesem Bereich aus Sauberkeitssicht besteht, ist der Schutz der Bauteile vor diesem Partikeleintrag. Dadie Partikeltransportmechanismen bekannt und allgemeingültig sind (sieheTab. B.1), ist es hier möglich, Festlegungen bezüglich Gestaltung undMaßnahmen zu treffen.

Wie diese Gestaltung und die dazugehörigen Maßnahmen im Einzelnenaussehen, wird über die Sauberkeitsstufe SaS festgelegt. Die Auswahl derentsprechenden Sauberkeitsstufe wird im Kapitel C: Umgebungbeschrieben und erfolgt anhand der Sauberkeitsspezifikation und somit derals funktionskritisch eingestuften Partikel. Anhand eines Diagramms zurFlugfähigkeit der Partikel kann eine erste Abschätzung getroffen werden, obdie Produktion in einem reglementierten Bereich (Sauberzone oderSauberraum) oder in einem Reinraum erfolgen sollte.

Die ausgewählte Sauberkeitsstufe hat dann weitere Festlegungen zurFolge, die:

Das Raumkonzept betreffen (siehe Kapitel C: Umgebung)

Einen Aspekt der Logistik betreffen, der mit „Logistik außen“bezeichnet wird und den Einfluss der Verpackung und derEntpackprozeduren auf die Produktionsumgebung beschreiben. Die




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entsprechenden Maßnahmen und Regelungen, wieSchleusenkonzepte, werden in Kapitel D: Logistik behandelt.

Die Kleidung des Personals betreffen und im Kapitel E: Personalbeschrieben werden.

Hinweis: Die Festlegung einer Sauberkeitsstufe muss nicht zwingend eine ganzenRaum oder eine ganze Halle betreffen. Sie kann auch lokal sehr begrenztsein, wenn nur in einem bestimmten Bereich die Gefahr einer Verunreinigungbesteht, da nur dort z. B. sauberkeitskritische Funktionsflächen offen liegen.Ebenso ist es möglich eine Sauberkeitsstufe nur temporär einzurichten, ebendann in den Zeiträumen, wenn Bauteile mit Sauberkeitsforderungenproduziert werden.

Direkte Einflüsse

Hierunter werden Partikelquellen zusammengefasst, die in direktemZusammenspiel mit den Bauteilen, deren Handhabung oder Montageentstehen. Das Risiko, dass durch diese Einflussgrößen, Partikel in dieBauteile und Baugruppen eingetragen werden, ist verglichen mit denindirekten Einflussgrößen sehr hoch. Dies kennzeichnet der breite Pfeil inAbbildung B.3 links. Die Aufgaben, die es zu lösen gilt, um die zulässigenSauberkeitswerte der Bauteile nicht zu überschreiten, bestehen in derVermeidung von funktionskritischen Partikeln, d. h. in einer !"#$%&'()!*dieser Partikelquellen. Da diese Quellen je nach Bauteil bzw. Baugruppe,Montageprozess, Fügeparameter, Verpackung usw. sehr unterschiedlichsein können, ist eine Festlegung von allgemeingültigen Maßnahmen oderLösungen nicht möglich. Es können aber Hilfestellungen gegeben werden,um diese Partikelquellen abzustellen, bzw. einzudämmen. Eine ergänzendeoder alternative Aufgabe, wenn eine Vermeidung von kritischen Partikelnnicht möglich ist, ist die Entfernung über eine in die Montage integrierteoder abschließende Reinigung.

Der Planer, der in den Lösungsprozess für diese anwendungsspezifischenFragestellungen eingebunden ist, findet Hilfestellungen im:

Kapitel F: Montageeinrichtungen, zur Auslegung von Prozessenund Anlagen sowie zu deren Betrieb und Pflege.

Kapitel D: Logistik, zur Gestaltung der +,*-#"-. -!!0! d. h. zurdirekten Umverpackung der Bauteile.

Kapitel E: Personal, betreffend das Verhalten des Personals indirektem Bauteilkontakt.




26

Überprüfung

Die Voraussetzung für sauberkeitsgerechte Gestaltung und Betrieb einerProduktion ist eine geeignete Messtechnik, die zum einen zum Auffindenund Bewerten von Partikelquellen tauglich ist, zum anderen zurQualifizierung von sauberkeitsrelevanten Maßnahmen. Messverfahren,die dafür eingesetzt werden können und deren Anwendung sind im KapitelG: Messen von Sauberkeitseinflüssen beschrieben.

Sobald der Einfluss von Verunreinigungen durch umgebende Prozesse aufeinem Bauteil aber vor allem die Analyse von Fügepartikeln direkt am oderim Bauteil untersucht werden, können bewährte Techniken der Extraktion,wie in VDA 19 beschrieben, eingesetzt werden.

Eine in dieser Form erstmals beschriebene Messtechnik ist die Anwendungsog. Partikelfallen für die Erfassung von sedimentierenden Partikeln aus derUmgebung. Sie basiert auf dem Auslegen selbstklebender Probeflächeneiner definierten Größe für einen festgelegten Zeitraum. Je nach Aufgabenstellung ist es damit möglich, gezielt die Partikelabgabe einzelnerProzessschritte zu ermitteln oder die allgemeine Umgebungssauberkeit, diedann über einen Summenwert dargestellt werden kann, zu bestimmen. ZurAuswertung dieser Partikelfallen können automatisierte Mikroskopeeingesetzt werden, wie sie für die Auszählung von Analysefiltern nach VDA19 eingesetzt werden.

Die Ergebnisse und Daten, die mit den in Kapitel G: Messen von Sauberkeitseinflüssen beschriebenen Messtechniken ermittelt werden, könnenverwendet werden, um:

Kritische Partikelquellen aufzufinden

Gezielte sauberkeitsrelevante Optimierungen, z. B. an Fügeprozessen, zu überprüfen.

Eine Fertigungsumgebung zu bewerten, ob sie für eineSaubermontage geeignet ist.

Zu ermitteln, ob sich bestimmte Einflüsse auf die Sauberkeit derBauteile oder Baugruppen auswirken.

Erfahrungen aus laufenden Prozessen zu sammeln und für eineNeuplanung zu nutzen.

Partikelquellen zu Visualisieren und Dokumentieren.




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Abb. B.3: Schematische Darstellung zur Konzeption dieses Leitfadens.Abgebildet sind die Sauberkeitsspezifikation als Startpunkt, diedirekten und indirekten Einflüsse auf die Sauberkeit, die Kapiteldes Leitfadens, welche Festlegungen und Hilfestellungen zu denSauberkeitsaufgaben geben sowie als Basis Messtechniken zurÜberprüfung der Sauberkeit.

Anmerkung: Von den Mindest Maßnahmen und anforderungen einer Sauberkeitsstufe, wie sie in diesem Leitfaden empfohlen sind, sollte nurabgewichen werden, wenn eine Beeinträchtigung des Qualitätszielsnachweislich ausgeschlossen werden kann. Die Anwendung vonMaßnahmen höherer Sauberkeitsstufen ist in der Regel mit einem Mehran Aufwand und Kosten verbunden, und muss nicht unbedingt einerelevante Verbesserung der Sauberkeitsqualität zur Folge haben,insbesondere wenn es sich um indirekte Einflussgrößen handelt.

B.3.2 Anwendung

Die Inhalte dieses Leitfadens können sowohl für die Neuplanung einerMontage und ihres Umfelds als auch bei Änderungen an einer bestehenden Linie herangezogen werden:

Direkter Einfluss Indirekter Einfluss

AusgangspunktSauberkeitsspezifikation

Verschmutzung durchPartikelerzeugung am Bauteil

Verschmutzung durchPartikelverschleppung auf das Bauteil

Sauberkeitsspezifikation +weitere Merkmale (KritischePartikelarten, materialien)

• Raum (C Umgebung)

• D Logistik (Verpackung außen)

• Bekleidung (E Personal)

• Auslegung von Prozessen undAnlagen durch den Planer(F Montageeinrichtungen)

• D Logistik (Verpackung innen)

Überprüfung von sauberkeitsrelevanten Maßnahmen:

G Messen von Sauberkeitseinflüssen

Auswahl der Sauberkeitsstufe(SaS) und Festlegung derAnforderungen fürH

ilfes

tellu

ng

Aufgabe:

• Erzeugung von Partikeln, dienach Sauberkeitsspezifikationnicht zulässig sind, vermeiden

• Partikel, die nachSauberkeitsspezifikation nichtzulässig sind, entfernen

Festlegung

Aufgabe:

• Bauteil vor Partikeleintragschützen

Direkter Einfluss Indirekter Einfluss

AusgangspunktSauberkeitsspezifikation

Verschmutzung durchPartikelerzeugung am Bauteil

Verschmutzung durchPartikelverschleppung auf das Bauteil

Sauberkeitsspezifikation +weitere Merkmale (KritischePartikelarten, materialien)

• Raum (C Umgebung)

• D Logistik (Verpackung außen)

• Bekleidung (E Personal)

• Auslegung von Prozessen undAnlagen durch den Planer(F Montageeinrichtungen)

• D Logistik (Verpackung innen)

Überprüfung von sauberkeitsrelevanten Maßnahmen:

G Messen von Sauberkeitseinflüssen

Auswahl der Sauberkeitsstufe(SaS) und Festlegung derAnforderungen fürH

ilfes

tellu

ng

Aufgabe:

• Erzeugung von Partikeln, dienach Sauberkeitsspezifikationnicht zulässig sind, vermeiden

• Partikel, die nachSauberkeitsspezifikation nichtzulässig sind, entfernen

Festlegung

Aufgabe:

• Bauteil vor Partikeleintragschützen




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Neuplanung: bei einer Neuplanung sind sämtliche Inhalte diesesLeitfadens zu berücksichtigen.

Hinweis: Werden ähnliche Produkte oder ähnliche Prozessschritte wie bei derNeuplanung schon in bestehenden Montagen gefertigt bzw. eingesetzt, sokann die bestehende Montagelinie mit Methoden aus Kapitel G: Messenvon Sauberkeitseinflüssen hinsichtlich Partikelquellen analysiert werdenund die Ergebnisse für die Neuplanung genutzt werden.

Änderungen: Bei Änderungen an einer bestehenden Montagelinie sind nurdie von Änderungen betroffenen Teile und entsprechenden Inhalte diesesLeitfadens heranzuziehen. Es ist aber zu prüfen, ob sich dadurch auchEinflüsse auf Bereiche ergeben, die nicht unmittelbar von der Änderungbetroffen sind. Änderungen können sein:

Umzug / Verlagerung: Nur die beim Umzug verändertenRandbedingungen sind zu betrachten, z. B. geänderte Umgebungsbedingungen oder Teileanlieferung.

Produktänderung: Das Produkt verändert sich hinsichtlich seinertechnischen Charakteristika: Die davon betroffenen Prozessemüssen betrachtet werden, z. B. zusätzliche oder geänderteFügeprozesse, veränderte Aufnahmen, Änderungen derVerpackung und Zuführung etc.

Änderung der Sauberkeitsspezifikation (Neueinführung oder Verschärfung):Erfüllt die montierte Baugruppe oder das Erzeugnis trotz hinreichendsauberer Einzelteile die neue Sauberkeitsspezifikation nicht, ist derMontageprozess und das Umfeld hinsichtlich Partikelquellen zu analysieren(siehe Kapitel G: Messen von Sauberkeitseinflüssen, Methoden).Können die kritischen Partikelquellen, die zur Überschreitung derSauberkeitsspezifikation führen, erkannt werden, können zur Optimierungdie Festlegungen oder Hilfestellungen der entsprechenden Kapitelherangezogen werden (z. B. Verpackungsabrieb) (siehe Kapitel D:Logistik).

Personalwechsel: Durchführung von Schulungs und Sensibilisierungsmaßnahmen hinsichtlich technischer Sauberkeit.

Prozessänderungen: Bei Änderung von Prozessparametern, oderEinführung von Alternativprozessen, ist zu prüfen, ob dadurch derPartikeleintrag in die zu montierende Baugruppe oder dasErzeugnis verändert wird. Es gelten die entsprechenden Kapitel desLeitfadens, die den geänderten Prozess betreffen.




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B.3.3 Umsetzung

Da von sauberkeitsrelevanten Maßnahmen zahlreiche Stellen undInstanzen, einer Firma oder entlang der Zulieferkette betroffen sein können,sollte zu Beginn eines Projektes eine hauptverantwortliche Personbenannt werden, die alle anderen Disziplinen mit einbezieht und koordiniert.

Dazu ist die Systemgrenze des Projektes festzulegen. Wo beginnen dieBetrachtungen, z. B. nach Reinigung der Einzelteile beim Lieferanten bzw.firmenintern, im Wareneingangslager oder bei Anlieferung an die Montage.Zu Beginn eines Sauberkeitsprojektes ist zu klären, ob alle notwendigenInformationen vorhanden sind, alle betroffenen Stellen mit eingebundensind, und die notwendigen Voraussetzungen gegeben sind. Dabei sindfolgende Fragen zu klären:

Gibt es eine Sauberkeitsspezifikation für die Einzelbauteile und diezu montierenden Baugruppen bzw. Systeme? Wer legt dieSauberkeitsspezifikationen fest? Ist diese Stelle in das Projekt miteingebunden?

Wird die Sauberkeitsspezifikation von allen Anlieferungsteileneingehalten und überwacht (wer reinigt, wer führt die Sauberkeitsanalysen wann und wo durch)? Dies ist die Voraussetzung fürdie Anwendung dieses Leitfadens.

Gibt es Ansprechpartner zum Thema Sauberkeit in allenbetroffenen Disziplinen?

Hinweis: Weitergehende Fragen, um Potenziale zur Verbesserung der Sauberkeitsqualität aufzudecken, finden sich im Kapitel K: Potenzialanalyse.

Bei der Auslegung einer Montage einschließlich des Umfeldes kann in dreiaufeinander folgenden Schritten vorgegangen werden (sieheAblaufdiagramm im Anhang):

1. Es ist zu prüfen, ob die montierte Baugruppe bzw. das montierteSystem bereits die Sauberkeitsspezifikation erfüllt. Dazu muss dieMontagelinie bereits vorhanden sein (etwa bei nachträglich festgelegtenSauberkeitsspezifikationen). Wird die Sauberkeitsspezifikation erfüllt,sind keine weiteren Maßnahmen erforderlich und die Produktion kannweiter in einer konventionellen Montage erfolgen.

2. Kann die Sauberkeitsspezifikation nach der Montage nicht eingehaltenwerden, ist zu prüfen, ob eine abschließende Reinigung der montiertenBaugruppe bzw. des montierten Systems unter Beibehaltung allerweiteren Qualitätsmerkmale und Eigenschaften möglich ist. Weiterhinist nachzuweisen, dass damit die Sauberkeitsspezifikation eingehalten




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werden kann. Die Produktion kann dann ebenfalls, wie unter Punkt 1, ineiner konventionellen Montage durchgeführt werden mit einerabschließenden Reinigung.

3. Kann die Sauberkeitsspezifikation trotz Endreinigung nicht eingehaltenwerden oder ist keine Endreinigung möglich, können mit einerProzesskettenanalyse die kritischen Partikelquellen bestimmt undabgestellt werden. Dazu sind im Rahmen der betrachtetenSystemgrenze alle Prozessschritte aufzulisten und durch Messungen(siehe Kapitel G: Messen von Sauberkeitseinflüssen) und/oderExpertenwissen, der Partikeleintrag in das zu montierende System zubestimmen. Weiterhin ist die Quelle, die für diesen Partikeleintragverantwortlich ist, zu benennen und zu gewichten. Dies kann in Formeiner Matrix aus Prozessschritten und Einflussmöglichkeiten(Montageeinrichtungen, Montageumgebung, Logistik und Personal)erfolgen, wie in Anhang 2 Prozesskettenanalyse skizziert.

Das Ergebnis ist eine Übersicht, über die kritischsten Partikelquellen, die imRahmen einer Prozessoptimierung abzustellen sind. Die Hilfestellungendafür finden sich in den einzelnen Kapiteln dieses Leitfadens wieder. DerGrad der Detaillierung von Prozessschritten und Einflussgrößen muss sogewählt werden, dass die kritischen Schritte und die Ursachen fürPartikelentstehung klar benannt werden können.

Hinweis 1: Bei der Bewertung des Partikeleintrages ist neben der entstehenden Mengean Partikelverunreinigungen stets zu bewerten, wie hoch die Gefahr ist, dassdieser auf funktionskritische Stellen der Bauteile gelangen kann (direkt oderdurch Verschleppung). Dazu ist zu bestimmen, wo die funktionskritischenBereiche liegen (außen liegend oder im Bauteilinneren) und ob Sie fürPartikeleintrag zugänglich sind (Bauteile oder Baugruppen geschlossen,offen oder verkapselt).

Hinweis 2: Aus den Überlegungen in Hinweis 1 können sich unterschiedlicheSauberkeitsstufen für verschiedene Bereiche der Montage und Umgebungergeben, insbesondere dann, wenn die funktionskritischen Bereiche nur lokaloder temporär offen liegen. Weiterhin kann es in bestimmten Fällenausreichend sein, sauberkeitsrelevante Maßnahmen oder Sauberkeitsstufennur in bestimmten Zeitintervallen umzusetzen, etwa dann, wenn auchBaugruppen oder Systeme ohne Sauberkeitsspezifikationen am selbenMontageort aber zeitlich getrennt produziert werden.




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Anhang A.B

Anhang A.B.1: Sauberkeitsgerechte Montageplanung

Abb. B.4: Ablaufdiagramm: Sauberkeitsgerechte Montageplanung

Anforderung:Sauberkeitsspezifikation

Prozesskettenanalyse

ja

nein

Sauberkeitsspezifikation

erfüllt

Prozessoptimierungmit Hilfe desLeitfadens


erfüllt


erfüllt

Endreinigungdes Systemsmöglich?

ja

neinnein

ja

nein

Montage inkonventionellerProduktion


mit Endreinigung

Umsetzung derMaßnahmen inMontage und

Umfeld

ja

Anforderung:Sauberkeitsspezifikation


ja

nein


erfüllt

Prozessoptimierungmit Hilfe desLeitfadens


erfüllt


erfüllt

Endreinigungdes Systemsmöglich?

ja

neinnein

ja

nein



mit Endreinigung

Umsetzung derMaßnahmen inMontage und

Umfeld

ja




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Anhang A.B.2: Prozesskettenanalyse

Abb. B.5: Diagramm: Prozesskettenanalyse

Detailierungsgradmuss festgelegtwerden

Prozessschritt1.1

Prozessschritt1.2

… Prozessschritt1.n

Prozessschritt2.1

Prozessschritt2.2

… Prozessschritt2.m

… Prozessschrittx.1

… Prozessschrittx.y

Anlagentechnik 2 1 1 4 6 1 1 1Fügeprozess 5 1 1 1 1 3 10 1Prozesshilfsstoff 1 1 1 1 1 8 3 1Vereinzelung 1 1 1 1 1 7 1 1Zuführung 1 1 1 1 1 1 1 1Aufnahme 6 2 1 1 1 1 5 1…Luftqualität 1 1 1 1 4 1 1 1Pflegezustand 8 2 2 2 1 2 3 1Verschleppung 8 1 7 1 1 5 1 4etc.Kleidung 1 1 1 1 4 1 1 5Tätigkeit 1 1 2 5 7 1 1 10…Lagerung 1 1 1 1 5 1 1 6Verpackung außen 1 1 5 2 1 1 1 5Verpackungsabrieb 1 1 1 8 1 1 1 1Transport 1 1 2 1 1 1 1 1…

1 kein Einfluss auf die Teilesauberkeit alternativ: hoch, mittel, gering10 gravierender Einfluss auf die Teilesauberkeit alternativ: rot, gelb, grün


Montageumgebung

Personal

Logistig


Darstellung der vorhandenenoder geplanten Prozesse

Bestimmung von kritischemPartikeleintrag durch Messungoder Expertenwissen bezogenauf Aspekte von• Montageeinrichtungen• Montageumgebung• Personal• LogistikBewertung der Einflüsse

Detailierungsgradmuss festgelegtwerden

Prozessschritt1.1

Prozessschritt1.2

… Prozessschritt1.n

Prozessschritt2.1

Prozessschritt2.2

… Prozessschritt2.m

… Prozessschrittx.1

… Prozessschrittx.y

Anlagentechnik 2 1 1 4 6 1 1 1Fügeprozess 5 1 1 1 1 3 10 1Prozesshilfsstoff 1 1 1 1 1 8 3 1Vereinzelung 1 1 1 1 1 7 1 1Zuführung 1 1 1 1 1 1 1 1Aufnahme 6 2 1 1 1 1 5 1…Luftqualität 1 1 1 1 4 1 1 1Pflegezustand 8 2 2 2 1 2 3 1Verschleppung 8 1 7 1 1 5 1 4etc.Kleidung 1 1 1 1 4 1 1 5Tätigkeit 1 1 2 5 7 1 1 10…Lagerung 1 1 1 1 5 1 1 6Verpackung außen 1 1 5 2 1 1 1 5Verpackungsabrieb 1 1 1 8 1 1 1 1Transport 1 1 2 1 1 1 1 1…

1 kein Einfluss auf die Teilesauberkeit alternativ: hoch, mittel, gering10 gravierender Einfluss auf die Teilesauberkeit alternativ: rot, gelb, grün


Montageumgebung

Personal

Logistig


Darstellung der vorhandenenoder geplanten Prozesse

Bestimmung von kritischemPartikeleintrag durch Messungoder Expertenwissen bezogenauf Aspekte von• Montageeinrichtungen• Montageumgebung• Personal• LogistikBewertung der Einflüsse




33

C: UMGEBUNG

C.1 Einführung

Der Begriff Umgebung bezeichnet den Raum, der die Erzeugnisse undderen Verarbeitung umschließt.

Es ist eine in durchweg allen reinheitssensiblen Branchen bewährte Praxis,Maßnahmen zur Förderung und Sicherstellung der Erzeugnissauberkeit aufdefinierte räumliche Bereiche zu konzentrieren, um Verunreinigungsrisikengezielt auszugrenzen. Speziell bei empfindlichsten Produkten wie Halbleiterchips oder medizinischen Injektionslösungen, muss die Produktion inReinräumen erfolgen. Dies ist notwendig, um den Eintrag und die Ausbreitung von kleinsten Partikeln oder auch Mikroorganismen über die Raumluftauszuschließen. Die Klassifizierung von Reinräumen und Reinluftbereichenendet bei einer maximalen Partikelgröße von 5 m /IS0 14644, VDI 2083/.

Für viele in der Automobilindustrie verarbeitete Komponenten stellen die mitReinlufttechnik beherrschbaren Kleinstpartikel derzeit kein Funktionsrisikodar. Der Mehr Nutzen einer (teuren) Reinrauminstallation ist in solchenFällen zweifelhaft. Auch in der hochwertigsten Reinraumumgebung kann dieReinlufttechnik kompakte Partikel, die z. B. beim Betrieb einer Montageanlage entstehen oder über eine Verpackung eingetragen werden und dabeideutlich oberhalb 5 m liegen, nicht beherrschen [Ausnahme: An dieUmgebung abgegebene flugfähige Flusen.

Die Vorzüge einer definierten räumlichen Umgebung beschränken sichnicht allein auf die Beherrschung der Luftatmosphäre. Die qualitätsfördernde und stabilisierende Wirkung beruht ganz wesentlich auf der Abgrenzunggegenüber weniger sauberen Bereichen und Abläufen sowie derkonsequenten Organisation von Materialfluss und Nutzungsweise desbetrachteten Raumes.

Um dem großen Spektrum von Sauberkeitsanforderungen von Automobilkomponenten zu entsprechen, werden in diesem Hauptkapitel angepassteräumliche Umgebungen in Form von sogenannten Sauberkeitsbereichenmit unterschiedlichen Sauberkeitsstufen zur Gestaltung und Organisationder Montageumgebung angeboten.

Die Sauberkeitsstufe (SaS) bezeichnet dabei die jeweilige räumliche Gestaltungsweise sowie zugehörige Maßnahmen und Regeln eines Sauberkeitsbereichs. Mit den Sauberkeitsstufen sind angepasste, weitere Empfehlungen in den Bereichen Personal (z. B. Bekleidung) sowie Logistik undVerpackung verbunden (s. Kapitel D: Logistik und E: Personal).




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Ein Sauberkeitsbereich stellt stets auch eine gezielt eingerichtete Installation zur Wertschöpfung dar, die eine gesonderte Sensibilisierung undWahrnehmung der betreffenden Belegschaft, einschließlich Führungsebene, erfordert.

Methoden zur Charakterisierung des Partikelaufkommens in Sauberkeitsbereichen sind in Kapitel G: Messen von Sauberkeitseinflüssenbeschrieben.

Die Gültigkeit der Reinraumstandards IS0 14644 und VDI 2083 bleibt vonden hier vorgeschlagenen Regulierungen unberührt.

C.2 Grundlagen

Die grundlegende Funktion eines Sauberkeitsbereichs ist die Abschottunggegenüber Verunreinigungs Einflüssen aus nicht regulierten Bereichen wiez. B. mechanischer Bearbeitung oder Wareneingang sowie natürlichenUmwelteinflüssen. Zum Einen betrifft dies die Beherrschung und Verminderung von in der Raumluft vagabundierenden Partikeln (luftgetragenePartikel). Zum anderen wird durch geeignete Vorgaben/ Maßnahmenbezüglich Personen und Materialtransfer der Einbringung und internenVerschleppung von Verunreinigungen vorgebeugt.

Nicht zuletzt wird durch Festlegung der im Sauberkeitsbereich verwendetenMaterialien und geltenden Verhaltensregeln die interne Verschleppung aufsensible Komponenten sowie Freisetzung von Partikeln in dieRaumatmosphäre eingedämmt; unterstützt durch Maßnahmen für diePflege des Sauberkeitsbereichs.

Nach Bedarf müssen im Sauberkeitsbereich auch weitere Parameter wieTemperatur, Luftfeuchtigkeit oder Frischluftanteil an die Notwendigkeitenangepasst werden.

C.3 Auslegung

In den folgenden Abschnitten werden Maßnahmen und Anforderungen fürdie verschiedenen Untergruppen eines Sauberkeitsbereichs beschriebenund, soweit zweckmäßig und möglich, klassifiziert.




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C.3.1 Maßnahmen und Empfehlungen – konstruktiv

C.3.1.1 Klassifizierung von Sauberkeitsbereichen

Sauberkeitsbereiche werden zum Schutz sensibler Oberflächen und Gütereingerichtet. Ein Sauberkeitsbereich dient dazu, die festgelegte Sauberkeitsqualität von Komponenten, Hilfsstoffen und Zusammenbauten währendder Verarbeitung möglichst weitgehend aufrecht zu erhalten. Das Sauberkeitsniveau soll nicht aufgrund von Umgebungseinflüssen herabgesetztwerden.

In einem Sauberkeitsbereich wird Schmutzeinbringung vermieden. Die dortanfallenden Verunreinigungen werden gezielt eingedämmt und beseitigt.Ausführung, Maßnahmen und Nutzungsweise von Sauberkeitsbereichenrichten sich nach erzeugnisbezogenen Sauberkeitsanforderungen. Je nachSauberkeitsanspruch und Erfordernis orientiert sich deren Gestaltung undNutzungsweise an den nachfolgend beschriebenen Sauberkeitsstufen.

Sauberkeitsbereich

(Reihenfolge mit zunehmendemSauberkeitsanspruch)

Symbol / Kennzeichnung

Sauberkeitsstufe 0 (SaS0): Nicht regulierterBereich

Montage und potenziell kritische Prozess(z. B. spanende Fertigung) sind unmittelbar imselben Bereich arrangiert

keine sauberkeitsorientierte Regulierung (dieüber 5S Welt hinausgeht)

(keine Kennzeichnung)

Sauberkeitsstufe 1 (SaS1): Sauberzone

Abgrenzung gegenüber potenziell kritischenBereichen1) z. B. durch

- Bodenmarkierung

- Stellwände

- Decken Schürzen

sauberkeitsorientierte Regulierung innerhalbdes Bereichs

sauberkeitsorientierte Regulierung bezüglichMaterial und Personentransfer zuangrenzenden bzw. anderen Bereichen

keine über die Raumklimatisierung hinausgehende Reinlufttechnik

Sauberzone




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Sauberkeitsstufe 2 (SaS2): Sauberraum

fest installierte bauliche Abgrenzung vonanderen Bereichen1)



keine über die Raumklimatisierung hinausgehende Reinlufttechnik

Sauberraum

Sauberkeitsstufe 3 (SaS3): Reinraum

fest installierte bauliche Abgrenzung vonanderen Bereichen



ausgestattet mit Reinlufttechnik

ausgeprägtes „Raum im Raum System“ mitSchleusen

Reinraum

1) Sauberzone und Sauberraum sind nicht zwangsläufig als Bereich innerhalb eines auchanderweitig genutzten Raums ausgeführt. Sie können sich auch auf einen eigenständigenRaum oder ein eigenständiges Gebäude beziehen.

Tabelle C.1: Am Raumkonzept orientierte Sauberkeitsstufen

Hinweis 1: Die Sauberkeit anbelangende Fehler, die bereits im Vorfeld erfolgten, könnenauch durch Weiterverarbeitung unter aufwendigsten Reinraumbedingungennicht kompensiert werden (z. B. Anlieferung gereinigter Teile in unsaubererVerpackung oder nicht prozesssichere Teilereinigung). Durch dieHandhabung in einem Sauberkeitsbereich, und sei dieser noch sohochwertig, wird ein Bauteil oder Hilfsstoff (Dicht oder Schmiermittel etc.)nicht sauberer als vor oder bei dessen Einbringung.

Hinweis 2: Mit Hilfe raumlufttechnischer Anlagen kann ein aktiver Abtransport flugfähigerKleinstpartikel aus der Raumatmosphäre bewirkt werden; abhängig vonFilterklassen, Luftwechselzahl und resultierender Strömungsgeschwindigkeit.Aufwand und Ausmaß entsprechender Maßnahmen richten sich nach derEmpfindlichkeit der Erzeugnisse und Prozesse gegenüber Kleinstpartikeln.Makroskopische Partikel, die während der Produktion entstehen, könnendadurch nicht verhindert und vermindert werden.




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C.3.1.2 Auswahl der Sauberkeitsstufe (SaS)

Wie in Kapitel B: Konzeption einer Sauberfertigung beschrieben, bildetdie Sauberkeitsspezifikation der Bauteile und Baugruppen die Basis für dieAuswahl der Sauberkeitsstufe, die die räumlichen Gegebenheiten undweitere Aspekte im Bereich Personal und Logistik festlegt. Um diesenZusammenhang zwischen einer kritischen Partikelgröße und einemRaumkonzept herzustellen, kann das in Abb. C.1 dargestellte sogenannteFlugfähigkeitsdiagramm als Hilfestellung verwendet werden. Es skizziertdas Ausbreitungsvermögen von Partikeln über bzw. durch dieLuftatmosphäre.

Abb. C.1: Luftgetragene Partikel vs. Raumkonzept (Flugfähigkeitsdiagramm)

Materialbeispiele:

ρ(Aluminium) = 2,7 g/cm³

ρ(Stahl) = 7,8 g/cm³

ρ(Polystyrol) = 0,02 0,09 g/cm³

1000100

Partikelgröße [ m]

Dich

te[g/cm³]

0,1102 50 200 500 2000

10

1

2

5

0,5

0,2

1 5 20

SaS3: ReinraumSaS0:konventionelleFertigung

SaS1 + 2:Sauberzone +Sauberraum

Partikelkompakt

Partikelfaserförmig




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In diesem Diagramm, mit den Achsen Partikelgröße und Dichte der Partikel,sind drei Bereiche abgegrenzt:

Das schraffierte Gebiet größer 1000 m: Dies ist der Bereichaußerhalb von Sauberkeitsspezifikationen nach VDA 19, d. h. dieProduktion kann in einer konventionellen Umgebung ohnesauberkeitsregulierende Maßnahmen erfolgen – in derSauberkeitsstufe 0 (SaS0).

Das graue Gebiet oberhalb der diagonalen Trennlinie: Partikel indiesem Bereich folgen nach ihrer Entstehung bzw. Freisetzungprimär der Schwerkraft, d. h. sie fallen innerhalb einer kurzenDistanz zu Boden und sind nicht in der Umgebungsluft mobil.Reagieren die Bauteile bzw. Baugruppen funktionssensibel aufsolche Partikel, ist der Einsatz von Reinlufttechnik nicht zielführend,da die kritischen Partikel nicht aus der Umgebungsluft filtriertwerden können, wenn Sie dort nicht mobil sind. Die entsprechendeFertigungsumgebung mit reinluftunabhängigen Sauberkeitsmaßnahmen entspricht der Sauberkeitsstufe 1 und 2, der Sauberzoneoder dem Sauberraum.

Das weiße Gebiet unterhalb der diagonalen Trennlinie: In diesemBereich können Partikel schon bei leichten Luftströmungen in derRaumluft mobil bleiben und sich so von ihrem Entstehungs bzw.Freisetzungsort willkürlich ausbreiten. Reagiert ein Bauteil bzw. eineBaugruppe auf Partikel in diesem Bereich funktionssensibel, kannals zusätzliche sauberkeitsrelevante Maßnahme der Einsatz vonReinlufttechnik hilfreich sein, diese Partikel aus der Umgebungsluftzu filtern. Die entsprechende Fertigungsumgebung entspricht derSauberkeitsstufe 3 (SaS3) dem Reinraum.

Die Trennlinie zwischen dem grauen und dem weißen Bereich die „Flugfähigkeitslinie“ – ist keine exakte Grenze und von zahlreichen Parameternder Partikel und der Luftströmung abhängig. Generell gilt: je geringer dieDichte und je kleiner ein Partikel wird, desto höher ist die Gefahr, dass ersich in der Umgebungsluft ausbreiten kann. Aber auch die Form vonPartikeln hat einen großen Einfluss. Ändert sich bspw. die Gestalt derPartikel von rund bzw. kompakt hin zu faserförmig, verschiebt sich die Linienach oben (gestrichelte Linie in Abbildung C.1). Damit dehnt sich auch derBereich der Sauberkeitsstufe 3 aus, in dem Reinraumtechnik zum Einsatzkommt.

Hinweis: Die Position der Flugfähigkeitslinie als Grenze zwischen luftgetragenen undschnell sedimentierenden Partikel wird durch folgende Überlegungen zu dreiStützstellen der Kurve plausibel:




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Eine Polystyrol Kugel mit einem Durchmesser von 1 mm (1000 m) kannbereits über einen leichten Lufthauch über große Strecken bewegt werden.

Ein 50 m Rußpartikel der Dichte 1g/cm³ sinkt in Luft mit einerGeschwindigkeit von 10 cm/s und bewegt sich lateral mit etwa dem gleichenWert.

Partikel mit einer Größe von 1 m sind auch bei hoher Dichte überwiegendluftgetragen und sedimentieren kaum.

Beispiele:

Gelten für ein Bauteil oder eine Baugruppe kompakte Partikel ab500 m als funktionskritisch, so ist im Flugfähigkeitsdiagrammersichtlich, dass als Fertigungsumgebung eine Sauberzone oder einSauberraum (Sauberkeitsstufen 1 + 2) ausreichend ist.

Dürfen laut Sauberkeitsspezifikation keine metallischen Partikelgrößer 200 m auf den Bauteilen oder in den Baugruppen auftretenund ist in der Produktion bspw. mit Stahl (7,8 g/cm³) Aluminium (2,7g/cm³) und Magnesium (1,7 g/cm³) zu rechnen, so ergibt sich ausdem Flugfähigkeitsdiagramm eindeutig die Sauberkeitsstufe 1+2(SaS1 + 2).

Müssen, um die Sauberkeitsspezifikation zu erfüllen, auch textileFasern ausgeschlossen werden, so verschiebt sich dieFlugfähigkeitslinie nach oben und selbst bei Partikellängen von1000 m, kann der Einsatz von Reinlufttechnik und damit dieSauberkeitsstufe 3 (SaS3) sinnvoll sein.

Dürfen laut Sauberkeitsspezifikation keine Partikel größer 10 m inder Umgebungsluft vorhanden sein, ist die Unterstützung durchReinlufttechnik in Sauberkeitsstufe 3 (SaS3) notwendig.

Vergleich von Umgebungskonzepten:

Die Gegenüberstellung in Tabelle C.2 beschreibt Unterschiede derUmgebungskonzepte mit Blick auf die Beherrschung bzw. Eindämmung desPartikelaufkommens. Die Klassifizierung gilt nur unter der Voraussetzung,dass die für die jeweilige Sauberkeitsstufe empfohlenen Maßnahmenentsprechend umgesetzt sind.Der Grenzwert von 5 m wird hier explizit angeführt, um einen Bezug zurObergrenze der gängigen Reinraumklassifizierung herzustellen. Es solldadurch keineswegs die Schlussfolgerung nahe gelegt werden, dass imThemenfeld der technischen Sauberkeit funktionsrelevanterAutomobilkomponenten solche Kleinstpartikel grundsätzlich betrachtetwerden bzw. beherrscht sein müssten, um das Qualitätsziel sicherzustellen.




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Raumkonzept

Verunreinigungsrisiken

KonventionelleUmgebung

SaS0

Sauberzone

SaS1

Sauberraum

SaS2

Reinraum

SaS3

O + ++A) Schmutzeintrag durchVerschleppung überVerpackung

Unterstützt durch definierte Maßnahmenbezüglich Material und Personentransfer

O + ++B) Schmutzeintrag durchVerschleppung überPersonal Unterstützt durch definierte Maßnahmen

bezüglich Material und Personentransfer

/O + ++ 1)C) Schmutzeintrag überdie Luft vonaußerhalb desBereichs Unterstützt durch die räumliche Abgrenzung

von nicht regulierten Bereichen

/O O + 2)D) Flusen / Staub bzw.luftgetragene Partikel> 5 m innerhalb desBereichs Unterstützt durch definierte Maßnahmen

bezüglich Bekleidung sowie eingesetzterMaterialien

E) Raumluftpartikel < 5m innerhalb desBereichs

++ 2)

F) Im Prozessentstehende trägePartikel

1) Unterstützt durch Überdruck im Raum

2) Unterstützt durch Luft Filtration und strömungsbasierte Wegführung entstehenderPartikel

Legende: ++ beherrscht mit sehr hoher Zuverlässigkeit + beherrscht, οeingeschränkt beherrscht, nicht beherrscht

Tabelle C.2: Raumkonzept und Beherrschung von Partikeln

Die positive Wirkung von Sauberkeitsbereichen zur Eindämmung vonkritischen Partikeln liegt besonders in den Faktoren A), B) und C)begründet.

Die Punkte 4) und 6) der Klassifizierung in Tabelle C.3 beziehen sich aufdas Aufkommen luftgetragener Partikel in der Raumatmosphäre. Dereventuell starke Einfluss prozessbedingter Partikelquellen kann hier nichtallgemein zutreffend berücksichtigt werden.




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Relativer Aufwand für Einrichtung und Nutzung von SauberkeitsbereichenRaumkonzept

Aufwand / Kosten

KonventionelleUmgebung

SaS0

Sauberzone

SaS1

Sauberraum

SaS2

Reinraum

SaS3

1. Platzbedarf gering gering / mittel mittel hoch

2. Invest (bauseitig) gering gering / mittel mittel hoch

3. Betriebskosten(Lufttechnik)

Gering gering / mittel gering / mittel hoch

4. Häufigkeit der Reinigungvon erzeugnisnahen, offenliegenden Oberflächen

gemäßFirmenstandard

Hoch mittel mittel / gering

5. Häufigkeit der Reinigungdes Bodenbereichs

gemäßFirmenstandard

gering mittel hoch (vorallem beiturbulentenReinräumen)

6. Aufwand für SchutzoffenliegenderFunktionsflächen

nichtzutreffend

hoch mittel gering

7. Transferzeiten Material(speziell Einschleusen)

gering gering / mittel mittel hoch

8. Transferzeiten Personen(Ein und Ausschleusen)

gering gering gering / mittel hoch

Tabelle C.3: Sauberkeitsbereiche mit Blick auf relativen Aufwand und Kosten

Erläuterung zu den einzelnen Positionen:

1. Aufgrund der reinlufttechnischen Anlagen und Schleusen benötigt SaS3mehr Platz. Turbulenzarme Reinraumbereiche können die Installation einesDoppelbodens erfordern (zusätzlicher Bedarf an Raumhöhe). SaS1 undSaS2 benötigt zusätzliche Grundfläche; vor allem bedingt durchBarrierebereiche.

2. Erhöhte Kosten für SaS3, vor allem durch reinlufttechnische Anlagenbedingt.




42

3. Erhöhte Kosten für SaS3, vor allem durch reinlufttechnische Anlagenbedingt. Bereits ab SaS1 kann aufwändigere Technik zur Raumklimatisierung erforderlich werden, um Wärme sowie Feuchtigkeitslastenaus den mehr oder weniger geschlossenen Räumlichkeiten abzuführen undden Sauerstoffbedarf des Personals zu bedienen.

4. SaS3: Die in den Raum eingeleitete Reinluft bringt keine nennenswertePartikelbelastung des Raums und der dortigen Oberflächen mit sich.Bedingt durch den erhöhten Luftwechsel, werden freigesetzte Kleinstpartikelaus dem Raum transportiert. SaS2 profitiert gegenüber SaS1 durch einebessere Barrierefunktion gegenüber luftgetragenen Partikeln ausangrenzenden Bereichen sowie geringeren Einschleppung von Partikelndurch Material und Personal.

5. Bei SaS3 (speziell in Bereichen mit turbulenter Mischströmung) kanndie Strömung im Bodenbereich aufgewirbelte Kleinstpartikel in RichtungProdukt / Prozess (zurück ) transportieren. Daher ist in Konsequenz einevermehrte Bodenreinigung angezeigt.

6. Der Anteil potenziell kritischer Partikel in der Raumatmosphäre nimmtvon SaS0 nach SaS3 ab. Vorausgesetzt: Es findet keine unangemessenePartikelerzeugung im jeweiligen Raum statt.

7. In Richtung SaS3 zunehmend, aufgrund des 12-0304#$%540!6'-!7-6#von Verpackungen sowie z. B. der Notwendigkeit des Umladens von Güternoder der expliziten Reinigung vor dem Einbringen.

8. Im Wesentlichen durch Wechsel / Änderung der Bekleidung bedingt.

Beispiele für Sauberkeitsbereiche werden in Kapitel D: Logistik skizziertund erörtert.

3.1.3 Lokale Sauberkeitsbereiche

Partikelerzeugende Prozesse innerhalb des Sauberkeitsbereichs sindmöglichst abzuschotten (z. B. durch Einhausung; eventuell in Kombinationmit gezielter Absaugung).

Bedarfsweise werden lokal begrenzte Installationen zur Eindämmung vonPartikeln ausschließlich oder zusätzlich innerhalb eines Sauberkeitsbereichs vorgesehen




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Maßnahme(Reihenfolge mit zunehmendem Sauberkeitsanspruch)

A) Kapselung von Anlagen, Fördereinrichtungen, Warenpuffern und / oderArbeitsplätzen 1) zur Abschirmung:

seitlich oder nach oben

seitlich und nach oben

B) Wie A) mit Einsatz lokaler Reinlufttechnik 2) (z. B. reine Werkbank alsArbeitsplatz oder FFU [Filter Fan Unit] an einer Montagestation)

1)Durch Kapselung (z. B. Einhausung mit Plexiglas) können von der Raumluftgetragene Partikel abgeschottet werden. Im Gegeneffekt können sichinnerhalb der Kapselung entstehende Partikel mangelsAusbreitungsmöglichkeit anreichern. Der Effekt dieser Maßnahme muss imEinzelfall geprüft werden.

2)Durch die aufgezwungene Strömung erfolgt potenziell eine Wegführungflugfähiger Partikel, die innerhalb der Kapselung (z. B. durch mechanischenAbrieb) entstehen. Bei ungünstiger Strömungsführung kann sich eingegenteiliger Effekt einstellen; dahingehend, dass erzeugte Partikel auch odervermehrt in Richtung Funktionsfläche transportiert werden.

In beiden Fällen ist zu berücksichtigen, dass die sensiblen Oberflächen außerhalb derlokalen Sauberkeitsbereiche konsequent geschützt werden müssen, sofern dieUmgebungsluft störende Partikel enthalten kann.

Tabelle C.4: Möglichkeiten der lokalen Eindämmung von Partikeln

Wenn Personal in die gekapselten Einrichtungen eingreift (z. B. Öffneneiner Anlage bei Störung oder Umrüstung), können sich Verschleppungenaus der/in die ungeschützte Umgebung einstellen.

Eine weitere lokale Maßnahme besteht in der Anbringung von Absaugeinrichtungen, die Partikel vom bzw. am Ort ihrer Entstehung wegführensollen. Bei der Ausgestaltung ist zu berücksichtigen, dass die zuströmendeLuft ihrerseits kritische Partikel mit sich führen könnte.

Weiteres hierzu siehe Kapitel F: Montageeinrichtungen




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C.3.1.4 Aufstellungsplan (Layout)

Bei der Gestaltung eines Sauberkeitsbereichs sind u. a. folgende Aspektemit Blick auf die Beherrschung kritischer Verunreinigungen zu berücksichtigen:

1. Das Arbeitsumfeld muss leicht zu reinigen sein

2. Positionierung von z. B. Wareneingang / ausgang, Lagern,Materialpuffern, Vormontageplätzen, Nacharbeitsplätzen

3. Position und Abstand zu Türen, Toren, Fenstern sowie Personenund Fahrwegen?

4. Positionierung partikelerzeugender Prozesse innerhalb desSauberkeitsbereichs, z. B. Schweißen, Löten, Zerspanen?

5. Positionierung besonders sensibler Prozesse bezüglich Partikeln;z. B. Kleben, Beölen von Dichtungen oder Auftrag von Dichtmitteln?

6. Festlegung bereichsübergreifender Transferstellen / Barrieren fürMaterial sowie Personen; z. B. separate Schleuse für Güter undPersonen im Falle eines Reinraumes?

7. Trennung von Materialströmen; z. B. Einzelteile / Baugruppen sowiesaubere / unsaubere Teile inkl. der zugehörigen Bewegung vonWarenträgern

8. Eventuell Nutzung von Reinigungseinrichtungen als Schleuse in denSauberkeitsbereich

9. Fallweise: Positionierung von montageintegrierten Reinigungsstationen im Prozessablauf (z. B. Absaugung Pleuel oder Werkstückträger)

C.3.1.5 Materialien und Oberflächen

Zur Minimierung der Ansammlung und Abgabe von Partikeln sollten bei derMaterialauswahl folgende Eigenschaften berücksichtigt werden:

Abriebfestigkeit

Oberflächenrauhigkeit / Porosität

Chemische Beständigkeit gegenüber Prozessfluiden sowieReinigungsmitteln

Leitfähigkeit / Elektrostatik 1)

Magnetismus1)

1) Kann stärkere Bindung an die Oberfläche zur Folge haben.




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Kriterien und Maßnahmen:

Auf lackierte Oberflächen ist weitgehend zu verzichten (Abnutzungmit Folge der Abgabe von Lackpartikeln).

Elektrostatische Aufladung kann zu verstärkter Ansammlung vonPartikeln an Oberflächen führen. ! Abhilfe z. B. durch Einsatzleitfähiger Materialien oder Ausrüstung mit Ionisationseinheiten zurKompensation von Aufladungen.

Bei bodenseitigen Wandelementen sollten besonders stoß undabriebfeste Materialien verwendet werden, vor allem in Bereichen,in denen häufig Material an und abgeliefert wird.! Durch lokale Anbringung von Blenden können Einhausungen vonMontageeinrichtungen gezielt vor mechanischer Beschädigung undVerschleiß geschützt werden.

Hinweis: In der Reinheitstechnik gilt Edelstahl als bevorzugter Werkstoff.

Magnetische Komponenten und Einrichtungen können das Risiko einerVerunreinigung mit ferromagnetischen Partikeln aus dem Umfeld erhöhen.Auch können Verarbeitungs Prozesse wie z. B. Elektronenstrahlschweißendirekt beeinträchtigt werden. Siehe hierzu weitere Betrachtungen in KapitelF: Montageeinrichtungen.

C.3.1.6 Boden, Decke, Wand

Böden, Decken und Wände in Sauberkeitsbereichen sollten so geplant undausgeführt sein, dass die Oberflächen einer Reinigung leicht zugänglichsind.

Abstufungen, Vorsprünge und Löcher sind zu vermeiden. Ecken undVerbindungen können bei Boden/Wand und Wand/Wand Verbindungenabgerundet werden, sodass eine wirksame Reinigung erleichtert wird.

Bei Wandelementen sollten besonders Stoß und abriebfeste Materialienverwendet werden, vor allem an den Stellen, an denen häufig Stapler,Transportwägen, Ladungsträger vorbeikommen. Durch lokale Anbringungvon Edelstahlblenden können Wandbereiche gezielt vor mechanischerBeschädigung bzw. Verschleiß geschützt werden. Böden sollen rutschfestsein.

Hinweis: In Bereichen mit Niederschlag von Ölen, Fetten oder sonstigen Flüssigkeitenist eventueller Rutschgefahr vorzubeugen; z. B. durch zusätzlicheBodenmatte.




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BodenbereicheMaßnahme(Reihenfolge mitzunehmendemSauberkeitsanspruch)

Stufe 0 Stufe 1

Sauberzone

Stufe 2

Sauberraum

Stufe 3

Reinraum

1. Holzboden +

2. Rauer, beschädigterIndustrie Estrich

+

3. Wie 2) ohneBeschädigungen

+ +

4. Kunststoff Versiegelung o + + +

5. Reinraum tauglicherBodenbelag

o o o/+ +

6. Schmutzfangmatte anZugängen

o/+ +

Legende: + = geeignet = ungeeignet o = nicht erforderlich

Tabelle C.5: Gestaltungsvarianten für Bodenbereiche

Bei der Festlegung der Bodenbeschaffenheit sind chemische Beständigkeit(z. B. gegenüber Ölen), mechanische Beständigkeit und eventueller ESDSchutz zu berücksichtigen. Ungeeignete Boden Pflegemittel können dieLeitfähigkeitseigenschaften nachhaltig beeinträchtigen.

Die mechanische Beanspruchung durch Materialbewegung kann reduziertwerden, indem die Güter z. B. auf Rollenwägen / gestellen untergebrachtwerden; kein direktes Abstellen von Behältern auf dem Boden.

DeckenbereicheMaßnahme(Reihenfolge mit zunehmendemSauberkeitsanspruch)

Stufe 0 Stufe 1

Sauberzone

Stufe 2

Sauberraum

Stufe 3

Reinraum

1. Offene Decke, z. B. mitGitterlaufstegen, Versorgungstechnikund Dachluken

+

2. Decke / Zwischendecke (abgehängtoder aufgeständert), nichtabriebfestes Material 1)

o +

3. Decke / Zwischendecke (abgehängtoder aufgeständert), abriebfestesMaterial 2)

o o + +




47

DeckenbereicheMaßnahme(Reihenfolge mit zunehmendemSauberkeitsanspruch)

Stufe 0 Stufe 1

Sauberzone

Stufe 2

Sauberraum

Stufe 3

Reinraum

4. Reinraumtaugliche Deckenelemente o o o +

Legende: + = geeignet = ungeeignet o = nicht erforderlich1) z. B.: Kalk, Putz, Beton, Holz (unlackiert), Gipsplatten2) z. B.: Holz (lackiert / beschichtet), Edelstahl, beschichtete Metalle, Kunststoffe(alterungsbeständig), Glas

Tabelle C.6: Gestaltungsvarianten für Deckenbereiche

Hinweis 1: Eventuelle Begehbarkeit von Deckenkonstruktionen ist zu berücksichtigen

Hinweis 2: Deckenseitige Beleuchtungselemente sollten so ausgeführt werden, dasskeine Staubablagerung erfolgen kann (z. B. hinter Glas in die Decke eingelassen oder als aufgesetztes Element in geschlossener Ausführung).

WandbereicheMaßnahme(Reihenfolge mitzunehmendemSauberkeitsanspruch)

Stufe 0 Stufe 1

Sauberzone

Stufe 2

Sauberraum

Stufe 3

Reinraum

1. Poröse Wände/ Wandelemente; nichtabriebfest 1)

+

2. Wände/Wandelemente;abriebfest 2)

o + + +

3. Reinraumtaugliche Wandelemente

o o o +

Legende: + = geeignet = ungeeignet o = nicht erforderlich1) z. B.: Kalk, Putz, Beton, Holz (unlackiert), Gipsplatten2) z. B.: Holz (lackiert / beschichtet), Edelstahl, beschichtete Metalle, Kunststoffe(alterungsbeständig), Glas

Tabelle C.7: Gestaltungsvarianten für Wandbereiche

Hinweis: Durch lokale Anbringung von Edelstahlblenden können Wandbereiche gezieltvor mechanischer Beschädigung bzw. Verschleiß (z. B. durch Transportwägen) geschützt werden.




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C.3.1.7 Türen, Tore, Schleusen, Zugänge, Fenster

Zur Verminderung störender Einflüsse (z. B. Zugluft oder Eindringen vonAußenluft) bestehen unter anderem folgende Möglichkeiten, die nachBedarf umzusetzen sind.

1. Dachluken, Fenster zwingend geschlossen halten (Fenster evtl. mitSchloss versehen)

2. Türen nur bei Verwendung öffnen und schließen (nicht zum Lüften)

3. Türen / Tore mit automatischen Türschließern versehen

4. Anwendung von Luftvorhängen an Türen und / oder Toren

5. Türen / Tore gegen gleichzeitiges Öffnen verriegeln

6. Ausführung z. B. von Toren als Doppeltor (Schleusenfunktion); ebensoTüren

C.3.1.8 Wege und Stellplätze

Folgende Empfehlungen werden gegeben:

1. Auf hinreichenden Abstand offener Montage Prozesse und offenerLadungsträger von kritischen bzw. nicht regulierten Bereichen (z. B.spanende Bearbeitung) sowie Fenstern, Türen, Toren und Wegen istzu achten.

2. Bei Gefahr der Verunreinigung durch das Umfeld sind empfindlicheGüter z. B. durch Einpacken, Abdecken oder Verschließen zu schützen;insbesondere bei Unterbrechungen der routinemäßigen Verarbeitung.

3. Transportwege und Stationen mit erhöhtem Partikelaufkommen sind inkurzen Intervallen zu reinigen

4. Transportaktivitäten – insbesondere Staplerverkehr – sind auf einMinimum zu reduzieren.

C.3.1.9 Versorgungstechnik / Installationen

Versorgungstechnik sollte möglichst in Zwischendecken und wändenverlaufen (abgehängte oder aufgeständerte Decke).

Versorgungstechnik, welche im Raum verläuft, sollte so wenig horizontaleOberflächen wie möglich bieten. Versorgungstechnik besser vertikal anordnen.




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Hinweis 3: Durch Einsatz von Ionisationseinrichtungen, die über das Medium Luftwirken, kann elektrostatische Aufladung von Oberflächen eingedämmtwerden. Fallweise ist eine Erdung in Frage kommender Oberflächenzweckmäßig.

Belüftung durch geöffnete Fenster, Türen und Tore (Zugluft), die mit störenden Partikeln auf den Sauberkeitsbereich einwirken kann, ist auszuschliessen.

Es wird empfohlen, in Sauberkeitsbereichen eine Klimatisierung(mindestens) zur Begrenzung der maximalen Raumtemperatur sowie zurVersorgung des Personals mit Frischluft zu installieren.

C.3.2 Maßnahmen und Empfehlungen – operativ

C.3.2.1 Begleitende / ergänzende Maßnahmen

Wo immer möglich bzw. erforderlich, ist der Aspekt der Sauberkeitsqualitätin die Gestaltung und Organisation des Montagebetriebs einzubeziehen.

Für die Gestaltung und Nutzung von Sauberkeitsbereichen sind eine Reihevon Maßnahmen und Regulierungen vorzusehen, beispielsweise:

1. Eindeutige Kennzeichnung von Sauberkeitsbereichen sowie von Zuund Abgängen

2. Aufzeigen der vorgeschriebenen Verpackungsweise und definitiv nichtzulässiger Verpackungsmittel bei Anlieferung, Bereitstellung undAblieferung

3. Zuständigkeiten für Reinigung, Pflege und Instandhaltung (Räumlichkeiten, Arbeitsplätze sowie Betriebsmittel)

4. Reinigungs und Wartungspläne (Raum / Arbeitsplätze / Maschinen undAnlagen)

5. Bereitstellung:

der erforderlichen Mittel und Einrichtungen zur Reinhaltung

Fallweise: separater Werkzeuge und Hilfsmittel (inkl. Wartung undInstandhaltung), ausschließlich für den betreffenden Sauberkeitsbereich

Fallweise: spezielle Bekleidung (auch für Besucher), Schließfächer,Garderoben, Schränke etc.




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6. Koordination, Dokumentation und Kontrolle von Umbaumaßnahmen,Rüstvorgängen, Reparaturen und sonstigen Eingriffen in Sauberkeitsbereiche

7. Art und Umfang sowie Zeitpunkt und Zuständigkeit für die Kontrolleder Sauberkeitsbereiche, Einrichtungen und Abläufe (z. B.Monitoring mittels Partikelfallen)

8. Es ist darauf zu achten, dass die sauberkeitsorientiertenFestlegungen nicht mit anderen Vorschriften und Auflagen (z. B. fürUnfallverhütung, Brand und Objektschutz) im Widerspruch stehen.

Die nachfolgende Auflistung beschreibt eine gewisse Rangfolge mit Blickauf die Beherrschung indirekter Verunreinigungen durch Sauberkeitsbereiche; ohne Anspruch auf Allgemeingültigkeit.

1. Allein sich so zu verhalten als wäre man in einem hochwertigenReinraum, bringt schon sehr viel; z. B. Entstehung und Ausbreitungvon Partikeln vermeiden (möglichst behutsamer Umgang mit Güternund Materialien).

2. Entsprechend zählt die praxisnahe Schulung und Sensibilisierungdes Personals bezüglich Verschleppungsrisiken

3. Starker Einfluss der Sauberkeit der Güter, mit denen der Werker inKontakt ist (Verschleppungsrisiko)

4. Aktive Reinhaltung: Je näher am Produkt, desto wichtiger(Arbeitsfläche ist wichtiger als Bodenbereich)

5. Einfluss der Bekleidung

6. Beschaffenheit der Bausubstanz (verwendete Materialien undZustand der Oberflächen)

7. Filtration der Raumluft / Erhöhung der Luftwechselrate

C.3.2.2 Reinhaltung

Aufgrund von Größe und Materialbeschaffenheit haben die für die hierbetrachteten Anwendungen potenziell störenden Partikel eine hoheSedimentationsneigung und lagern sich deshalb in unmittelbarer Nähe ihresEntstehungs bzw. Freisetzungsortes ab. Insbesondere zur Vermeidung vonVerschleppungen durch direkte Berührung ist regelmäßige Reinigung(feuchtes Wischen oder Absaugen) von Arbeitsplätzen, Betriebsmitteln undBodenbereichen) unabdingbar. Fegen ist in Sauberkeitsbereichengrundsätzlich nicht zulässig.Umfang und Zeitpunkt für Reinigungsmaßnahen ist individuell festzulegen.




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C.3.2.3 Personal

Das Personalverhalten beeinflusst maßgeblich die Sauberkeit und Qualitätder Produkte. Eine Sensibilisierung des Personals bezüglich Sauberkeitsbereichen und zugehörigen Spielregeln ist unabdingbar (Personalschulung).

Der Aufenthalt in Sauberkeitsbereichen ist auf entsprechend geschultesPersonal beschränkt. In diesem Zuge sind auch Regulierungen fürBesucher vorzusehen (Kurzeinweisung und / oder betreuter Aufenthalt).

Siehe hierzu auch Kapitel E: Personal.

C.4 Messtechnische Erfassung des Umgebungseinflusses

Das Partikelaufkommen in der Raumatmosphäre resultiert insbesondere beilaufender Produktion vor allem aus den erzeugnisspezifischen Prozessensowie weiteren Faktoren wie Nutzungsgrad oder Personaldichte einesindividuellen Montagebereichs. Das Aufkommen von Makropartikeln in derRaumatmosphäre unterliegt standortspezifischen Gegebenheiten undlokalen Schwankungen. Die Sauberkeitsstufen können nicht mit allgemeingültigen Grenzwerten für messbare Größen, wie mittlere Sedimentationsrate oder Konzentration luftgetragener Partikel, belegt werden. Einebedarfsweise Festlegung von Grenzwerten ist nach individuellenErkenntnissen und Erfordernissen zu treffen. Siehe hierzu Kapitel G:Messen von Sauberkeitseinflüssen.




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ANHANG A.C

A.C.1 Erläuterungen zu luftgetragenen Partikeln

A. Ubiquitäre Partikel

Als solche werden unter dieser Überschrift diejenigen Partikel zusammengefasst, die mehr oder weniger zwangsläufig im Umfeld des Menschenanzutreffen sind.

Zu den faserförmigen Partikeln zählen vor allem Flusen, die häufig vonBekleidung, Verpackungsmaterialien, Papier sowie Wischtüchernherrühren. Deren Vorkommen ist in der natürlichen Atmosphäre relativgering und von daher in der Regel hausgemacht. Saisonabhängig trägt dienatürliche Atmosphäre eine hohe Fracht an pflanzlichen Pollen und Samen.Ebenso treten in der Nähe von bewirtschafteten Land Flächen saisonabhängig auch kleinste Pflanzenbestandteile und Bodenpartikel (Mineralien/ Sand) vermehrt in Erscheinung. Gerade was die natürlichen Schwebeteilchen anbelangt, spielt der disziplinierte Umgang mit Türen, Toren undFenstern eine große Rolle.

Häufige typische und sozusagen hausgemachte Schwebeteilchen sind auchHautschuppen (mit Mikroorganismen) sowie feine Körperhaare desPersonals. Ebenso: kompaktere Pigmentpartikel [auch Feinstaub], alsAbrieb von leichten Materialien wie Kunststoffen, Holz, Gummi, Lacken etc.sowie aller Arten von Bodenbelägen; nicht zuletzt auch Ruß sowie Aschevon Verbrennungsprozessen (auch Schweißprozesse, Zigarettenrauch).

Insekten, besonders die aktiv flugfähigen, mit deren Stoffwechselprodukten,haben eine eigene Fortbewegungs und Ausbreitungsstrategie und seien alsAusnahmefall in Sachen Partikeln zur Vollständigkeit erwähnt.

B. Prozessspezifische / technische Partikel

Bestimmte Erzeugnisse [speziell Filtermedien zur Fluidfiltration oderVerbundwerkstoffe und Isoliermaterialien] können bei deren Verarbeitungper se faserförmige Partikel mit erhöhter Flug und Ausbreitungsfähigkeitabgeben. Durch eine Erhöhung der Luftwechselzahl, die über die üblichenotwendige Rate zur Raumklimatisierung hinausgeht, ist es möglich, denbetreffenden Faseranteil in der Atmosphäre zu reduzieren bzw. diefreigesetzten Fasern weg zu transportieren. Einzelheiten wie betreffenderRaumbereich, Luftwechselzahl und Feinheit der erforderlichenSchwebstofffilter [Filterklasse] sind individuell festzulegen. Eventuell ist aucheine gezielte lokale Absaugung angezeigt bzw. ausreichend.




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Je näher man sich an die technischen Prozesse begibt, desto wahrscheinlicher ist das Entstehen und Auftreten von Partikeln, die aufgrund derVerhältnisse von Größe, spezifischem Gewicht und Formfaktor (Länge,Breite, Höhe) nicht in der Luft schweben und auch durch übliche Raumluftströmungen nicht über nennenswerte Distanzen oder entgegen der Schwerkraft transportiert werden können. Hier können nur extreme Zugluft oderDruckluftstöße zu einer lokal begrenzten Ausbreitung führen. In der übergeordneten Atmosphäre einer regulierten Fertigungsumgebung könnensolche potenziell kritischen Partikel nicht als luftgetragene Partikel vagabundieren. Wiederum kann bspw. die Luftströmung in Reinräumen, mittypischen Strömungsgeschwindigkeiten von ca. 0,5 m/s, dieangesprochenen Partikel nicht (weg)transportieren. Im Gegenteil: Werdendurch falsches Arrangement von Betriebsmitteln bzw. sonstigerVersperrungen lokale Geschwindigkeitsspitzen sowie eine ungerichteteStrömung hervorgerufen, kann es erst zu einer Ausbreitung von solchenPartikel kommen, die ansonsten mehr oder weniger ungehindert nach untenfallen würden"

Ballistische Partikel: Die Ausbreitungsmöglichkeiten kritischer Makropartikelsind schwerkraftbedingtes Herabfallen am Entstehungsort sowie Verschleppung. Durch bewegte Betriebsmittelkomponenten oder auch rotierendeWerkzeuge können dort vorhandene / entstehende Partikel beschleunigtund in das Umfeld geschleudert werden.




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D: LOGISTIK

D.1 Einführung

Dieses Kapitel beschreibt die Maßnahmen zur Konzeption und Umsetzungeines, an das Produkt angepassten Logistiksystems für sauberkeitskritischeBauteile in der Montage. Die Logistik kennzeichnet hier die Planung,Durchführung und Kontrolle des Materialflusses unter sauberkeitstechnischen Gesichtspunkten. Die Bereiche und Prozesse, die hiervonbetroffen sind, werden folgendermaßen abgegrenzt:

Verpackung

Transport (inner und außerbetrieblich)

Lagerung

Kommissionierung und Vereinzelung.

Kernpunkte eines sauberkeitsgerechten Logistikkonzeptes:

Ziel einer sauberkeitsgerechten Logistik ist, Bauteile, Komponenten undAggregate in der vorgesehenen Sauberkeitsqualität an den Ort der Bestimmung zu bringen. Im Speziellen wird hier die Anlieferung von Komponentenzu Montagestationen sowie die Auslieferung von Zusammenbauten zumKunden betrachtet"

Um die vorliegende Sauberkeit der Komponenten bzw. des Zusammenbausdurch die Logistik nicht negativ zu beeinflussen, dürfen diese durch dielogistischen Prozesse nicht mit kritischen Partikeln verunreinigt werden.Welche Partikelverunreinigungen als kritisch zu betrachten sind, istabhängig von der Sauberkeitsspezifikation der jeweiligen Einzelbauteileoder des Zusammenbaus. Dies beeinflusst den Aufwand zur Erhaltung derSauberkeitsqualität (siehe Kapitel A: Anwendungs und Gültigkeitsbereich).

Die nachfolgende Abbildung veranschaulicht die Gliederung des Kapitelsund der behandelten Inhalte.




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Abb. D.1: Inhalte des Dokuments #5)30'.0-"#*0'0$%"0 +,*-#"-.

D.2 GRUNDLAGEN

D.2.1 Verpackung

Wichtigster Einflussfaktor zur Aufrechterhaltung der Sauberkeit ist dieVerpackung. Diese hat die Aufgabe das Packgut (Bauteile oderBaugruppen) bei Transport, Lagerung und weiterer Handhabung, bspw.Kommissionierung, vor Verunreinigung zu schützen. Durch unsachgemäßeVerpackung, etwa durch Einsatz verunreinigter Packstoffe oder beiungeeigneter Packweise, kann eine direkte Kontamination durch dieVerpackung selbst erfolgen. Der Einfluss auf die Sauberkeit des Systems istwesentlich, wenn die Komponenten vor und während der Montage nichtmehr gereinigt werden.

Die nachfolgende Abbildung zeigt die Verunreinigungsmechanismen inZusammengang mit Verpackungen.

Verpackung – Kapitel D 2.1

Lagerung

Kommissionierung

Auslegung

Reinigung

intern

extern

Transport

• Planung

• Durchführung

• Kontrolledes

Materialflusses

Aufgaben der Logist ik Zuständigkeiten

Logist ische Prozesse –Kapitel D 2.2




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Partikelverunreinigung

Kontaminationausder

Umgebung1

PartikelVerschleppungan:

angrenzendeVerpackung / Bauteile

Produktionsumgebung

Werker Betriebsmittel

6

Korrosion derBauteile

5

Kontaminationdurch verunreinigtes

Packmittel2

PartikelabriebamPackmittel

3PartikelabriebamBauteil

4

Abb. D.2: Mechanismen, welche zur Verunreinigung des Packguts führenkönnen und durch die Verpackung beeinflusst werden

Aus diesem Grund liegt der erste Schwerpunkt dieses Kapitels auf derFestlegung der sauberkeitsgerechten Verpackung. Wichtig ist in diesemZusammenhang die Unterscheidung zwischen innerer und äußererVerpackung, da für diese unterschiedliche Anforderungen zu beachten sind"

Das Packmittel, dessen innere Oberfläche in direktem Kontakt mit demBauteil steht, wird als innere Verpackung bezeichnet. Die Auslegung derinneren Verpackung richtet sich deshalb nach den Merkmalen der Bauteile(insbesondere Sauberkeitsanforderungen, Geometrie und Gewicht). Durcheine produktangepasste innere Verpackung kann die Verunreinigungentsprechend der Mechanismen #1 bis #5 (siehe Abb. D.2) reduziertwerden.

Mit äußerer Verpackung wird der Bestandteil der Verpackung bezeichnet,dessen Oberfläche aktuell in Wechselwirkung mit der Umgebung steht.Etwa die Außenfläche eines Beutels, eines KLTs. Um Abgabe von Partikelnvon der äußeren Verpackung an die Montageumgebung und somitpotenzielle Partikelverschleppung zu verhindern, muss auch das äußereVerpackungskonzept angepasst werden. Dieses richtet sich nach derSauberkeitsstufe (SaS) des Montagebereichs in den das Packguteingeschleust werden soll. Dadurch wird das Risiko der PartikelVerschleppung (siehe Abb. D.2) minimiert.




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Evtl. vorhandene zusätzliche Verpackungen um die direkte BauteilVerpackung werden als Umverpackungen bezeichnet. Ein Beispiel hierfürist eine Stretchfolie um einen KLT.

D.2.2 Logistische Prozesse

Eine effektive und wirtschaftliche Auswahl des geeigneten Packmittels setztweiterhin voraus, dass das gesamte Materialflusskonzept, von derAnlieferung der Bauteile bis zur Auslieferung der Baugruppen, durchgehendsauberkeitsgerecht festgelegt wird.

Der zweite Schwerpunkt des Kapitels beschreibt hierzu das sauberkeitsgerechte Einschleusen von Komponenten in Sauberkeitsbereiche, derenKommissionierung und Lagerung sowie das Verpacken und Ausschleusender Baugruppen aus den Sauberkeitsbereichen. Wichtig ist, dass bei diesenlogistischen Prozessen kein Schmutz in den Sauberkeitsbereich verschlepptwird. Die Organisation und Ausführung dieser Vorgänge richten sichdeshalb nach der Sauberkeitsstufe des Montagebereichs.

Die nachfolgende Abbildung beschreibt die Kriterien und Vorgehensweisezur Entwicklung des Verpackungskonzeptes und der logistischen Prozesse.

Abb. D.3: Kriterien und Vorgehensweise zur Gestaltung einessauberkeitsgerechten Logistikkonzepts

Teilsysteme dessauberkeitsgerechten Logistikkonzepts

Verpackungaußen

logistischeProzesse

Verpackunginnen

Bauteil spezifischeMerkmale

Verpackungskonzept InnerbetrieblichesSchleusenund Transportkonzept

1 2

SaS SauberkeitsstufeMontagebereich




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D.3 AUSLEGUNG

D.3.1 Konstruktive Maßnahmen

D.3.1.1 Verpackung

Aufgabe der Verpackung ist der Schutz des Packgutes vor Verunreinigungbei Transport, Lagerung und Handhabung. Die Festlegung des Verpackungskonzeptes unterteilt sich in die Unterpunkte -!!0'0 und &)80'0Verpackung.

Innere Verpackung:

Die Auslegung der inneren Verpackung richtet sich nach den Merkmalender Bauteile oder Baugruppen. Diese Merkmale sind:


Lage der sauberkeitskritischen Oberflächen am Bauteil (Innen /Außen)

Größe und Gewicht der Einzelteile, bzw. des gesamten Packgutes

Material und Oberflächenbeschaffenheit

Geometrie

Diese Merkmale bilden die Kriterien zur letztendlichen Auswahl vonPackweise, Packmittel und Packstoff.

• Packweise

Die Packweise beschreibt die grundsätzliche Art der Platzierung desPackguts in der Verpackung und hat einen hohen Einfluss auf dieEntstehung von Abriebpartikeln am Bauteil und am Packmittel (siehe Abb.D.2 Verunreinigungsmechanismus #3 und #4). Liegen sämtliche Bauteilezusammen ohne Orientierung im Behältnis, so wird die Packweise alsSchüttgut bezeichnet. Werden die Einzelbauteile zusammen im Behältnisorientiert platziert und in Schichten gestapelt, spricht man von Schichtgut.Im Gegensatz dazu werden beim Setzgut die Bauteile einzeln mitentsprechender Orientierung in Fächer oder Halterungen platziert. Beigroßen Komponenten oder Aggregaten, welche einzeln in speziellangepassten Ladungsträgern verpackt werden, spricht man vonEinzelstückgut.




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Schüttgut Packweise Schichtgut Packweise Setzgut Packweise

Abb. D.4: Packweisen zur Positionierung des Packgutes im Packmittel

Die Packweise richtet sich nach Größe, Gewicht, Geometrie und Oberflächenbeschaffenheit des Packgutes. In Abhängigkeit dieser Bauteilmerkmale besteht beim Schüttgut ein hohes Risiko der Erzeugung von Abriebpartikeln, bis hin zur Beschädigung des Packguts. Beim Schichtgut ist dieseGefahr geringer, da die Beweglichkeit der Bauteile eingeschränkt ist undeinzelne Bauteilschichten mit Zwischenlagen voneinander getrenntvorliegen. Werden die Bauteile als Setzgut verpackt und entsprechendzusätzlich fixiert (beispielweise durch formschlüssige Vertiefung oderHalterung), so kann die Entstehung von Abriebpartikeln und Beschädigungder Bauteile in der Verpackung weitgehend ausgeschlossen werden.

Packweise Beschreibung Packmittel typische Einsatzgebiete Beispiele

Schüttgut

Bauteile sind innerhalbder Verpackung in alleRichtungen frei beweglich

Bauteile berühren sichgegenseitig und könnenaneinander schlagen

Standardladungsträger und Beutel

Teile, die Aufgrund vonMasse, Geometrie undOberfläche geringemechanische Schädigungswirkung haben

Bauteile mit geringerOberflächenempfindlichkeitoder ausschließlich mitinnen liegendenFunktionsflächen

Schrauben,Federn,Dichtringe,Lagerkugeln

Schichtgut

Bauteile sind inLadungsträger gestapelt

einzelne Schichten sindmit Zwischenlagengetrennt

Bauteile der einzelnenSchichten berühren sich

Standardladungsträger, Sonderladungsträger evtl. mitZwischenlagen

Bauteile, die aufgrund ihrerMasse, Größe undOberfläche nicht geschüttetwerden dürfen

Bauteile mit geringererOberflächenempfindlichkeitoder mit innen liegendenFunktionsflächen

Gehäuse vonTurboladern,Steuergeräte,Leitungen




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Packweise Beschreibung Packmittel typische Einsatzgebiete Beispiele

Setzgut

Bauteile sind in einemangepassten Träger(Vertiefung, Fach,Formschluss) eingesetzt

Bauteile sind im Trägerfixiert oder mit geringerrel. Bewegung

Bauteile sind vereinzeltund können sich nichtberühren

Standardladungsträger / Sonderladungsträger,entweder mit Einsatz(z. B. Formträger,Fächerrahmen,Gefache) oder derLadungsträger selbstweist Vertiefungenoder Halterungen zurBauteilaufnahme auf

Bauteile mit empfindlichen,außen liegendenOberflächen

Bauteile die automatisiert(z. B. mit Greifer)entnommen werden

Kurbelwelle,Nockenwelle,Injektor,Steckerleisten

EinzelStückgut

Bauteile werden einzeln(pro Ladungsträger nurein Bauteil) verpackt undtransportiert

an das EinzelstückgutangepassterSonderladungsträger,evtl. mit Formträger,Vertiefungen

sperrige Bauteile

schwere Bauteile

mit geringenAbnahmemengen

Aggregateund Großkomponenten

Tabelle D.1: Packweisen, zugehörige Packmittel und typische Einsatzgebiete

Grundsätzlich gilt: Je höher die Oberflächenempfindlichkeit der zu verpackenden Bauteile, desto wichtiger ist eine Fixierung der Bauteile undsomit das Vermeiden von Abriebpartikeln.

Hinweis 1: Weisen die Bauteile lediglich inliegende sauberkeitskritische Oberflächenauf, beispielsweise Leitungen mit Verschlussklappen, so sind dieseKontaminationsmechanismen von untergeordneter Bedeutung.

Hinweis 2: Lagerkugeln haben zwar sehr hohe Sauberkeitsanforderungen, da diese imGegenzug sehr geringe Oberflächenempfindlichkeiten aufweisen und somitkeine Abriebpartikel erzeugen können, ist die Packweise nebensächlich.

Die Tabelle D.1 fasst die Grundzüge der einzelnen Packweisen, sowietypischerweise eingesetzte Packmittel und Einsatzzwecke zusammen.

• Packmittel

Die direkte Verunreinigung des Packgutes (siehe Abb. D.2 Verunreinigungsmechanismus #2) durch die Verpackung, wird durch denSauberkeitszustand des Packmittels bestimmt. Dieser ist abhängig von derArt, Nutzungsweise, Lebensdauer und Reinhaltung der Packmittel.

Die in der Automobilindustrie vorherrschende Verwendung von Behältern(bspw. Gitterboxen und KLT) aus Benutzerpoolsystemen bedingt, dassdiese nicht nur für sauberkeitskritische Erzeugnisse genutzt werden,sondern auch für die Aufnahme und den Transport stark verunreinigterGüter. Auch wenn die Behältnisse anschließend bei einem Dienstleistergereinigt werden, hat sich in der Praxis gezeigt, dass in diesen PoolBehältern kritische Verunreinigungen nicht ausgeschlossen werden können.Dies trifft vor allem bei undefinierter Reinigung, z. B. Dampfstrahlen oder




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Auskehren der Behälter zu. Die Eignung eines Packmittels (insbesonderevon Pool Behältern) zur direkten Aufnahme sauberkeitskritischerKomponenten und Baugruppen ist daher von dem Verpackungsplaner imVorfeld zu überprüfen. Gegebenenfalls ist die Installation einer definiertenBehälterreinigungsanlage notwendig.

Im Folgenden wird die Eignung der gängigsten Packmittel in Abhängigkeitder Sauberkeitsanforderung an das Packgut betrachtet und bewertet. Diesesind als Orientierungshilfe zu verstehen und können fundierte Untersuchungen seitens des Planers nicht ersetzen.

Hinweis 1: Die Beurteilung, ob die Sauberkeitsanforderungen an ein Bauteil oder eineBaugruppe tendenziell eher hoch oder gering sind, kann nicht an einerbestimmten Partikelgröße festgemacht werden. Eine Einteilung kann jedochanalog zur Auswahl der Montageumgebung (z. B. Sauberraum oderSauberzone) erfolgen. Bauteile, welche in einem Reinraum derSauberkeitsstufe #3 montiert werden, haben somit tendenziell hoheSauberkeitsanforderungen.

Hinweis 2: Befinden sich die sauberkeitskritischen Oberflächen im Inneren des Bauteilsbspw. bei Leitungen oder Gehäusen von Turboladern, so ist dieVerschleppungsgefahr von kritischen Partikeln des Packmittels sehr gering.In diesem Fall können auch bei hohen Sauberkeitsanforderungen wenigeraufwändige Verpackungskonzepte herangezogen werden.

Beutel: Beutel als Einwegverpackung eignen sich als Packmittel fürBauteile sämtlicher Sauberkeitsanforderungen. Da die Grundsauberkeit vonBeuteln herstellungsbedingt deutlich variieren kann, sollte die Eignung einerbestimmten Beutelvariante (vor allem für Bauteile mit hohenSauberkeitsanforderungen) überprüft werden. Zur Verdeutlichung derunterschiedlichen Grundsauberkeit von Beuteln, befinden sich im Anhangdieses Kapitels Sauberkeitswerte von diversen Beutelvarianten bspw.Klippverschlussbeutel und Folienbeutel in verschiedenen Qualitäten.Um den Eintrag von Partikeln in den Beutel ausschließen zu können, mussdieser sicher verschlossen werden. Idealerweise verfügen Beutel bereitsüber entsprechende Verschlussmöglichkeiten (z. B. Klipp) oder werdenverschweißt. Des Weiteren sind Beutel grundsätzlich Einwegverpackungen.

KLT: Die Sauberkeit eines KLT ist stark von dessen Einsatz und Reinigungabhängig. Undefiniert gereinigte KLT aus dem Pool können Späne bismehrere Millimeter aufweisen und sind deshalb als direkteBauteilverpackung für sauberkeitskritische Bauteile grundsätzlich nichtgeeignet. Die Bauteile sollten deshalb stets zusätzlich in einem Beutel oderTiefziehfolie / Blistertray verpackt werden.




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Bei Bauteilen mit geringer Sauberkeitsanforderung kann auf eine zusätzliche Innenverpackung verzichtet werden, wenn die Sauberkeit des KLTdurch definierte Reinigung (z. B. in einer wässrigen Behälterreinigungsanlage) gewährleistet werden kann. Insbesondere bei Verwendungvon KLT aus einem geschlossenen internen Kreislaufsystem ist dieszulässig.

Hinweis 1: Auch das Verschließen der kritischen Öffnungen der Bauteile mit sauberenSchutzkappen kann die Verwendung von zusätzlichen Beuteln im KLTersetzen.

Hinweis 2: KLT sind stets mit Deckel zu stapeln. Stellt der Boden des oberen KLT denDeckel des unteren KLT dar, besteht die Gefahr der Partikelverschleppung indas KLT Innere. Des Weiteren sollte der Deckel den KLT Rand umschließen.Inliegende Deckel, z. B. Standard Deckel von C KLT, sind zu vermeiden.

Gitterbox: Standard Gitterboxen nach DIN 15155 bergen, aufgrund ihrerAusführung und Nutzung, ein hohes Verunreinigungspotenzial. Diese dürfendeshalb nur mit zusätzlicher Innenverpackung eingesetzt werden. NebenBeuteln eignen sich hierzu saubere Hohlkammerplatten (Kunststoffplatte mitHohlprofil) oder in Abhängigkeit der Sauberkeitsspezifikation beschichteteHartkartonagen (siehe Abschnitt Packstoff).

Holzkisten und paletten: Holzkisten und Holzpaletten sind analog zuStandard Gitterboxen grundsätzlich als direkte Verpackung sauberkeitskritischer Bauteile nicht zulässig.

Tiefziehfolie / Blistertray: Blister und Tiefziehfolien dienen der losen oderfesten Vereinzelung von Bauteilen als Setzgutverpackung. Diese werdenhäufig in Behältnisse eingesetzt und dienen der Lagefixierung der Bauteile.Werden mehrere Blister gestapelt ergibt sich eine geschlosseneInnenverpackung, weshalb auch auf die Sauberkeitsqualität der Unterseitegeachtet werden muss.Da Tiefziehfolien und Blister produktbezogen ausgeführt sind und nicht imPoolsystem verwendet werden, ist das Risiko einer Verschleppung vonPartikeln anderer Bauteile deutlich geringer als beim KLT. Diese sind somitzur direkten Aufnahme von Bauteilen sämtlicher Sauberkeitsanforderungengeeignet. Auf eine regelmäßige Reinigung zur Sicherstellung derSauberkeitsqualität kann trotzdem nicht verzichtet werden. Bei hohenSauberkeitsanforderungen wird eine definierte Reinigung in einer wässrigenDurchlauf Reinigungsanlage empfohlen.

• Packstoff

Der Packstoff (Material des Packmittels) hat einen hohen Einfluss auf dieEntstehung von Abriebpartikeln am Packmittel selbst (siehe Abb. D.2




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Verunreinigungsmechanismus #3). Die Auswahl des Packmittels bestimmtin der Regel den Packstoff, da bestimmte Packmittel nur aus bestimmtenMaterialien (bspw. KLT nur aus thermoplastischen Kunststoffen) erhältlichsind.

Kartonage: Aufgrund der geringen Abriebfestigkeit sind Kartonagen in dersauberkeitskritischen Produktion nicht als direkte Bauteilumverpackungzulässig. Ausnahmen bilden abriebfeste Kartonagen, beispielsweisebeschichtete Hartkartonagen. Diese sind zur direkten Verpackung vonBauteilen und Baugruppen geeignet, wenn organische Fasern und Partikelderen Funktion nicht beeinträchtigen können. Kartonagen sind analog zuBeuteln nur als Einwegverpackungen zu verwenden.

Papier: Standardpapier sollte grundsätzlich nicht zur Auslage von Behälterneingesetzt werden. VCI Papier darf verwendet werden, wenn das Bauteilnicht kritisch auf organische Fasern / Partikel (Zellulosepartikel) reagiert. ImZweifelsfall sind diese durch VCI Folie zu ersetzen.

Metall: Aufgrund der hohen Entstehungsgefahr von kritischen Abriebpartikeln (insb. bei beschichteten Metallbehältern) dürfen Bauteile nichtdirekt in Metallbehälter verpackt werden.

Kunststoff: Thermoplastische Kunststoffe, wie bspw. bei Standard KLTeingesetzt, sind als Packstoff grundsätzlich geeignet. Bauteile die aufgrundihrer Bauform und Oberfläche Abriebpartikel am Packstoff erzeugenkönnen, sollten entsprechend fixiert werden (siehe Abschnitt Packweise).

Füllmittel: Wenn möglich auf Füllmittel verzichten. Geeignet sind etwaLuftpolsterkissen, Luftpolsterfolie und PE Schaumfolie. Nicht zu verwendensind Holzwolle, Pappe, Papier und Kartonschnipsel, Chips, Popcorn,Textilien, etc"

Trennlagen / Gefache: Trennmittel dienen der Vereinzelung der Bauteileim Behältnis, mit dem Ziel, dass diese sich gegenseitig nicht berührenkönnen (z. B. Gefache oder Zwischenlage). Grundsätzlich dürfen lediglichTrennmittel aus abriebarmen Materialien eingesetzt werden. Geeignet sindbeschichtete Hartkartonagen (nur als Einwegpackmittel zu verwenden)sowie abriebfeste Holkammer und Leichtbauplatten z. B. aus PP, PE.




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Zusammenfassung direkter Verunreinigungsmechanismen durchPackmittel

Nachfolgende Tabelle fasst die Möglichkeiten zur Minimierung des Risikoseiner Verunreinigung des Packgutes durch Optimierung von Packweise,Packmittel und Materialien zusammen.

Verunreinigungsmechanismus

Beschreibung Beispiel Gegen Maßnahmen

#1 Partikeleintragaus der Umgebung

Bauteil wird durchPartikel, welche vonaußen in die Verpackung gelangen, verunreinigt

natürlicher Staub

Partikel aus der Produktion

Haare, Fasern vom Werker

verschließen desLadungsträgers

verwenden von Beutel imBehälter

#2 Verschleppung vomPackmittel aufdas Packgut

Packmittel sind durchLagerung odervorherigen Transportverunreinigt undverschleppen diesePartikel auf die Bauteile

Packmittel, die verschmutztangeliefert und direkt weiterverwendet werden

falsch gelagerte Packmittel

elektrostatisch aufgeladenePackmittel fungieren alsSchmutzfänger

regelmäßiges Reinigen undKontrolle der Ladungsträger

sauberen Beuteleinsatzverwenden (Einmalverpackung)

leitfähige Materialienverwenden

gut reinigbare Materialien undGeometrien verwenden

#3 Partikelabriebam Packmittel

Das Packmaterial gibtPartikel an das Bauteilab oder die zu transportierenden Bauteilebeschädigen dieOberfläche desPackmittels durchAbrieb und werdendabei verunreinigt

Schüttgüter, leicht bewegliche Schichtgüter und loseSetzgüter mit scharfenKanten in zu weichen oderspröden Packmitteln, z. B.Holz, Kartonagen oderporöse Kunststoffe

Bauteile fixieren

möglichst hohe Packungsdichtebei Schichtgütern im LT

bei Schüttgütern in Beutelvakuumieren, wenn Stabilitätgewährleistet werden kann

Verwendung abriebarmerMaterialien

keine beschädigten Packmittelverwenden

#4 Partikelabriebam Bauteil

Die Bauteilebeschädigen sichgegenseitig undverunreinigen dabei

Schüttgüter und leichtbewegliche Schichtgüter mitscharfen Kanten

Bauteile als Setzgut (z. B. mitGefache) oder Einzelstückgutverpacken

bei Schüttgütern in Beutelvakuumieren

#5 BauteilKorrosion

Bauteile korrodierenwährend desPackvorgangs,Transports, Lagerung

Bauteile aus unlegiertemoder niedrig legiertem Stahl

Verwendung von VCIMaterialien als Packmittel oderKorrosionsschutzmittel

Bauteile nur mit Handschuhenhandhaben

Tabelle D.2: Verunreinigungsmechanismen des Packguts durch Verpackungund Transport sowie Möglichkeiten diese zu vermeiden bzw. zuverhindern




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Äußere Verpackung:

Bei den Anforderungen an die Verpackung in Abhängigkeit derSauberkeitsstufe steht nicht der Schutz des zu verpackenden Bauteils imVordergrund, sondern die Wirkung des Packmittels nach außen in denRaum. Hauptaugenmerk ist die Abgabe von Partikeln und Verunreinigungenan die Produktionsumgebung, was wiederum zu einer Verschleppung vonPartikeln auf die dort gelagerten, zu montierenden oder zu verpackendenBauteile führen kann.

Je höher die Sauberkeitsstufe des Bereiches ist (siehe Kapitel C:Umgebung), in welche die Bauteile eingeschleust werden sollen, destohöher sind die Sauberkeitsanforderungen an die Verpackungs undHilfsmittel. Ein Ladungsträger bzw. Behälter gilt dann als sauber, wenndieser die firmenspezifischen Sauberkeitsanforderungen erfüllt.

Verpackungen sollten folgende Eigenschaften aufweisen:

Oberflächen sollten so wenig Kontamination wie möglich verbreitenoder erzeugen.

Sie sollten rissfreie und undurchlässige Oberflächen aufweisen.

Sie sollten Eigenschaften aufweisen, die die Entstehung vonKontamination durch Abrieb und Spanbildung auf ein Mindestmaßbeschränken.

leicht zu reinigende Geometrien aufweisen

Die Auswahl der äußeren Verpackung erfolgt in Abhängigkeit derSauberkeitsstufe des Montagebereichs.

KLT: Unverpackte KLT dürfen in die Sauberzone (SaS1) eingeschleustwerden, wenn keine signifikante Verschleppungsgefahr auf kritischeBereiche besteht.

KLT Behältnisse, welche in einen Sauberraum (SaS2) eingeschleustwerden sollen, müssen während des Transports außerhalb diesesSauberkeitsbereichs zusätzlich verpackt werden, etwa mittels Einschlagenin Stretchfolie und Abdecken mit Haube. Mit Zwischenlagen (z.B.Hohlkammerplatten, beschichtete abriebfeste Kartonage) kann zusätzlichverhindert werden, dass die Transportpalette die erste bzw. unterste Lageder KLTs verunreinigt.




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In einen Reinraum (SaS3) dürfen ausschließlich saubere KLT aus demdefinierten Firmenkreislauf eingeschleust werden, welche regelmäßigeReinigungszyklen und Kontrollen durchlaufen (keine undefiniertenLadungsträger aus dem Benutzerpool System). Bei Transport außerhalbdieses Sauberkeitsbereichs müssen KLT zusätzlich umverpackt werden,z. B. mittels Einschlagen oder Einschweißen in Folie und Abdecken mitHaube.

Gitterboxen, Beschichtete Stahl Behälter, Metallpalette und Gestelle:Beschichtete Stahl Behälter dürfen in die saubere Montagezone (SaS1)eingeschleust werden, wenn keine Verschleppungsgefahr von kritischenPartikeln in den Sauberkeitsbereich besteht. Hierzu sind Maßnahmeneinzuführen, die verhindern, dass die Sauberzone verunreinigt werdenkann. Diese Maßnahmen sind:

Keine offensichtlich beschädigten oder verschmutzten Gitterboxeneinschleusen

Abstellen der Gitterboxen in Schalungen (sog. Untertassen), umPartikel von der Unterseite der Gitterboxen einzufangen. Diese sindregelmäßig zu reinigen.

Behälter nicht direkt bis zur Montagelinie fahren, sondern lediglichbis hinter die entsprechende Zonengrenze, wo ein Umladen derBauteile auf Rollwägen stattfindet.

Das Entpacken der Gitterboxen, Entnehmen der Bauteile undDurchführung der Montagetätigkeit sollte nicht von derselbenPerson durchgeführt werden.

In Bereichen mit SaS2 und SaS3 sind beschichtete Stahlbehälter/Gitterboxen nicht zulässig.

Unbeschichtete Metallgestelle (z. B. Rungen zur Bauteilaufnahme inReinigungsanlagen) dürfen in sämtliche Bereiche eingeschleust werden,wenn diese die entsprechende Sauberkeit aufweisen, z. B. aus Edelstahl,ohne Roststellen und Beschädigungen.

Holz GLT (z. B. Übersee Transportkiste) und Holzpalette: Sobald einMontagebereich mit Sauberkeitsanforderungen belegt ist, dürfen Transportkisten aus Holz nicht verwendet werden. Holzpaletten sind analog zuGitterboxen zu behandeln.




68

Kunststoff GLT (z. B. faltbarer GLT mit integrierter Palette) undKunststoffpalette: GLT Behältnisse aus Kunststoff dürfen in dieSauberzone (SaS1) eingeschleust werden, wenn keine Verschleppungsgefahr kritischer Partikel in den Sauberkeitsbereich besteht. Gegebenenfallssind Maßnahmen wie beim Einschleusen einer Gitterbox durchzuführen.

In einen Sauberraum (SaS2) dürfen Kunststoff GLT nur aus dem internenKreislaufsystem eingeschleust werden. Zusätzlich müssen diese beimTransport außerhalb dieses Sauberkeitsbereichs umverpackt werden (z. B.Stretchfolie). Im Reinraum (SaS3) sind Kunststoff GLT nicht zulässig.

Kunststoffpaletten dürfen nur in sauberem Zustand in Montagezonen mitSaS1 eingeschleust werden. In Sauber und Reinräumen (SaS2 und SaS3)gilt zusätzlich, dass nur saubere Kunststoffpaletten aus dem internenKreislaufsystem eingesetzt werden dürfen.

Tiefziehfolie / Blistertray und Beutel: Blister und Beutel dürfen in dieSauberzone SaS1 eingeschleust werden, wenn keine Verschleppungsgefahr kritischer Partikel in den Sauberkeitsbereich besteht.

Sollen Blister und Beutel in einen Sauber oder Reinraum (SaS2 bzw.SaS3) eingebracht werden, müssen diese während des Transportszusätzlich verpackt sein. Beispielsweise in verschlossenem KLT oder inzusätzlichem Beutel eingeschweißt.

Sonderladungsträger: Sonderladungsträger sind hinsichtlich Material undAusführung an die Sauberkeitsstufe anzupassen, um die Eigenpartikelabgabe und Verschleppung von Partikel in den sauberenMontagebereich zu minimieren.

Folie (als Umverpackung z. B. für KLT): Folie als Umverpackung ist vordem Einschleusen der direkten Bauteilverpackung in den Sauberkeitsbereich zu entfernen und darf nicht mit eingebracht werden. DasÖffnen der Folie, Entnehmen der Bauteile und Durchführung derMontagetätigkeit sollte zur Vermeidung von Verschleppung nicht vonderselben Person durchgeführt werden.

Kartonage: Schachteln sowie Trennmittel oder Auslagen aus beschichteter(Hart )Kartonage dürfen in die Sauberzone eingebracht werden. InBereichen mit höherer Sauberkeitsstufe sollten grundsätzlich keineKartonagen eingebracht werden.




69

Nachfolgende Tabelle listet die gängigen Packmittel auf und bewertet derenEignung zur Anwendung als äußere Verpackung in Abhängigkeit derSauberkeitsstufe der Montage.

Packmittel #1 Sauberzone #2 Sauberraum #3 Reinraum

Gitterbox /Universal GLT

sauberer (entsprechendFirmendefinition) und evtl.mit Sondermaßnahmenzulässig

nicht zulässig

Universal GLTaus Kunststoff

sauberer (entsprechendFirmendefinition) und evtl.mit Sondermaßnahmenzulässig

zulässig nur aus internemKreislauf nicht zulässig

Packmittel #1 Sauberzone #2 Sauberraum #3 Reinraum

GLT aus Holz nicht zulässig

KLTaus Kunststoff

sauberer (entsprechendFirmendefinition) KLT auchaus Pool zulässig

sauberer (entsprechendFirmendefinition) KLT mitzusätzlichen Maßnahmen,z. B. Umverpackung

zulässig nur aus internemKreislauf

KLT aus Stahl(beschichtet) nicht zulässig

Palette

Holzpaletten sind nichtzulässig

Edelstahl / Kunststoffzulässig

Holzpaletten sind nicht zulässig

saubere Edelstahl / Kunststoffpaletten aus internemKreislauf zulässig

Beutelzulässig im entsprechen denZustand (nicht verdrecktoder beschädigt)

zulässig mitUmverpackung beiTransport

zulässig mit Umverpackungbei Transport

Folie Eine evtl. vorhandene äußere Transportfolie ist vor dem Einschleusen der Bauteile inden Sauberkeitsbereich zu entfernen, egal welcher Stufe

Kartonagen beschichtete (Hart )Kartonage zulässig

nur bis in denSchleusenbereich zulässig nicht zulässig

SonderLadungsträger

Ausführung und verwendete Materialien sind an die Sauberkeitsstufe anzupassen, umdie Eigenpartikelabgabe und Verschleppung zu minimieren. Ggfls. Sondermaßnahmennotwendig

Blistertray /Tiefziehfolie

zulässig im entsprechen denZustand (nicht verdrecktoder beschädigt)

zulässig mit Umverpackung bei Transport

Trennmittelnur aus abriebarmenMaterialien, auchbeschichtete Kartonagenerlaubt

keine Partikel abgebende Materialien (Pappe, Kartonage,Papier) verwenden. Z. B. Holkammer undLeichtbauplatten z. B. aus PP, PE zulässig

Tabelle D.3: Übersicht über die Packmittel und deren Eignung als äußereVerpackung in Abhängigkeit der Sauberkeitsstufe des Montagebereichs




70

D.3.2 Operative Maßnahmen

D.3.2.1 Reinigung von Verpackungen

Um die geforderte bzw. notwendige Sauberkeitsqualität der eingesetztenMehrweg Verpackungen gewährsleiten zu können, müssen diese infestgelegten Intervallen gereinigt werden. Die Art des anzuwendendenReinigungsverfahrens sowie die Häufigkeit richten sich nach denSauberkeitsanforderungen der zu verpackenden Bauteile bzw.Zusammenbauten und der verwendeten Packmittel bzw. Packmaterialien.

Reinigungsverfahren und Eignung in Abhängigkeit der BauteilSauberkeitsanforderung:

Nachfolgende Tabelle beschreibt die gängigen Verfahren zur Reinigung vonPackmitteln in Abhängigkeit des Packmittels und Materials und bewertet dieAnwendbarkeit der Verfahren in Abhängigkeit der Sauberkeitsanforderungder zu verpackenden Bauteile.

Hinweis: Werden Mehrwegbehältnisse als direkte Verpackung für Sauberkeitskritische Bauteile verwendet, z. B. KLT oder Tiefziehfolientray, so solltendiese in festgelegten Intervallen wässrig gereinigt werden. Durch einfaches Ausblasen oder kehren des Behältnisses kann kein definierterSauberkeitszustand hergestellt werden.

Packmittel wässrigeReinigungDurchlaufanlage mitTrocknung*)

ManuellerHochdruckreiniger(Dampfstrahler)

Trockenreinigung(ausklopfen,abblasen, absaugen,abbürsten)

nassWischen

KLT + nur bei geringenSauberkeitsanforderungen

Gitterboxen **) + +

Tiefziehbehälter + nur bei geringen

Sauberkeitsanforderungen

Blistertray + nur bei geringenSauberkeitsanforderungen

Sonderladungsträger + + nur bei geringen


Beutel(StandardFolienbeutel)

keine Reinigung, da nur als Einwegverpackung zu verwenden

Hohlkammerplatten +

nur bei geringenSauberkeitsanforderungen

+




71

GLT aus Holz **) +

Hauben **) + + +

Universal GLTaus Kunststoff + + nur bei geringen


Verfahren ist nicht geeignet / kann nicht eingesetzt werden + Verfahren ist prinzipiellgeeignet

*) Trocknungsvarianten / einrichtungen sind beispielsweise Zentrifugieren, Abdampfen oderTrockengebläse

**) Die Reinigung dieser Packmittel dient der Reduzierung der Partikelverschleppung in denSauberkeitsbereich und weniger dem direkten Produktschutz, da diese Packmittel nicht alsdirekte innere Verpackung eingesetzt werden dürfen

Tab D.4: Bewertung von Verfahren zur Reinigung von Packmitteln

Reinigungsintervalle in Abhängigkeit der Sauberkeitsanforderungen:

• Hohe Sauberkeitsanforderungen

Mehrweg Behältnisse müssen nach jedem Gebrauch vor erneuterVerwendung gereinigt werden. Die Reinigung sollte zeitlich und örtlichmöglichst nah an der Verwendung durchgeführt werden. Falls dies nichtumgesetzt werden kann, müssen Transport und Lagerung der gereinigtenBehältnisse so stattfinden, dass keine Sauberkeitsbeeinträchtigung erfolgt.Falls eine Reinigung wirtschaftlich nicht durchführbar ist, muss mittelszusätzlicher Einweg Innenverpackung (z. B. Beutel) gewährleistet werden,dass die sauberkeitskritischen Packgüter nicht verunreinigt werden.

• Mittlere und niedrige Sauberkeitsanforderungen:

Feste Reinigungsintervalle müssen festgelegt und deren Einhaltung kontrolliert werden.

D.3.2.2 Inspektion von Packmitteln

Zur Sicherstellung der notwendigen Sauberkeit des Packmittels, muss dieseüberprüft werden. Die Art (visuelle Betrachtung oder Prüfverfahren nachVDA 19) und Häufigkeit der Kontrolle richtet sich nach dessen Sauberkeitsspezifikation.

• Inspektionsverfahren

Innere (direkte) Verpackung (Blister, Beutel, Folie und KLT):

Für Produktzugewandter Fläche, spritzende Prüfung nach VDA 19(wenn möglich)




72

Wenn nicht möglich dann alternativ: Tapelift, Wischtest mitGrenzmuster (siehe Kapitel F: Montageeinrichtungen)

Äußere Verpackung (z. B. Gitterbox): visuelle Begutachtung der Oberflächenbeschaffenheit anhand

Grenzmuster (Bildmuster)

Im Anhang finden sich Beispiel Prüfspezifikationen zur Prüfung derPackmittelsauberkeit entsprechend Verfahren nach VDA 19 mit entsprechenden Prüfparametern.

D.3.2.3 Zuständigkeiten – Verpackung

Die Zuständigkeiten für das sauberkeitsgerechte Bereitstellen derBehältnisse muss zwischen Kunde, Lieferant und Logistikdienstleisterfestgelegt werden. Bei jedem dieser drei Parteien muss eine zuständige /verantwortliche Person für die Kontrolle benannt werden.Bestandteile dieser Vereinbarung können sein:

Sauberkeitsanforderung (relevante Bereiche der Packmittel)

Wie und wann wird gereinigt

Wer reinigt die Packmittel und kontrolliert, dokumentiert dieReinigungsqualität

Wie wird kontrolliert, wann und wie häufig

Anlieferung und Lagerung des gereinigten Leergutes

Weiteres Handling der Packmittel

Kennzeichnung der gereinigten Packmittel

Maßnahmen bei nicht Einhaltung der Sauberkeitsanforderungen

Festlegung des Transports und dessen Bedingungen von und zurReinigung

D.3.2.4 Transport und Schleusenkonzept

Innerbetrieblicher Transport Grundsätze

Packmittel die in einen Sauberkeitsbereich eingebracht werden, könnenPartikel verschleppen. Aus diesem Grund dürfen diese nur in denSauberkeitsbereich eingebracht werden, wenn sie keine relevantenVerunreinigungen aufweisen. Da die Verpackungen je nach Transportwegund Dauer des Transports erheblich verunreinigt sind, dürfen die äußersten




73

Verpackungen nicht mit in den sauberen Bereich eingebracht werden,sondern müssen zuvor in einer ausgewiesenen Entpackzone entferntwerden. Um zu verhindern, dass verunreinigte Packmittel direkt in denSauberkeitsbereich gelangen, muss der Materialfluss über eine operativeoder physikalische Barriere reglementiert werden. Diese Barriere wird alsSchleuse bezeichnet.

Einschleusen in Sauberkeitsbereiche:

• Sauberzone SaS1

Zur Einschleusung von Komponenten in Ladungseinheiten, welche beimTransport nicht zusätzlich umverpackt waren, sind organisatorischeMaßnahmen notwendig, um das Risiko einer Verschleppung zu verhindern.Hierzu gehört, dass Entpacken und Entnahme der Bauteile aus demBehältnis getrennt vom Ort der Montage stattfinden. Gegebenenfallswerden die Ladungseinheiten lediglich bis hinter die entsprechendeZonengrenze gebracht, wo ein Umladen der Bauteile stattfindet. BeiAnlieferung mit zusätzlicher Umverpackung (z. B. Komponenten in Beutel inKLT) wird diese vor der Trennlinie entfernt und die Komponenten mit derinneren Verpackung eingebracht.

Abb. D.5: Beispiel eines Logistik Konzeptes für die Montage in einerSauberzone

Einschleusen

und

Entpackender

Gitterbox

mitden

saub

eren

Bauteilen

Sauberzone

Umladen derBauteile aufRollwagen

Umladestation

Beladestation

Ausschleusender

Baug

rupp

enin

einerG

itterbox

Lagerplatz für sauberePackmit tel

Mon

tagestation

Umladen derBaugruppen inGit terboxen

Einbringen derBauteile in

Montagestat ion

Beladen derRollwägen mitBaugruppen




74

• Sauberraum SaS2

Nur Packmittel, welche beim Transport zusätzlich umverpackt sind, dürfennach Entpacken direkt in einen Sauberraum eingebracht werden. DieUmverpackung (z. B. Haube und Stretchfolie) wird hierzu zeitlich unmittelbarvor Einbringen in den Sauberraum in einem ausgewiesenen Entpack /Umladebereich entfernt"

Abb. D.6: Beispiel eines Logistik Konzeptes für die Montage in einemSauberraum

Werden die Behältnisse ausschließlich im Sauberraum und Entpackbereichverwendet (d.h. Behältnis pendelt ausschließlich zwischen Umladebereichund Sauberraum hin und her) oder erfolgt eine entsprechende Reinigungder Ladungsträger, muss das Behältnis zuvor nicht extra eingepacktgewesen sein und vor Einbringung entpackt werden. Die Reinigungsanlagestellt eine Schleuse dar.

• Reinraum SaS3

Die äußere Umverpackung, z. B. Transportfolie, wird unmittelbar vor demEinbringen in die Materialschleuse entfernt. Dadurch wird erreicht, dass derTransportschmutz oder eine nicht sauberkeitsgerechte Verpackung nicht indie Schleuse gelangt.

Die Innen Verpackung (z. B. KLT, Beutel) wird in der Materialschleuseeingebracht und mit angefeuchteten Wischtüchern abgereinigt, um grobe,

Umladender KLT aufRollwagen

Entpack /Umladebereich

Beladen derKLTmit denBaugruppen

Mon

tagestation

Lagerplatz für sauberePackmit telSauberraum

Einschleusensauberer Bauteile

Einschleusensauberer KLT

Ausschleusender KLT mitBaugruppen

Lagern der KLTund

Transportpalet ten

Ausschleusender

Baug

rupp

enin

KLTaufPaletten

saubere Bauteilein KLT auf Palet ten

Schleuseder BauteilReinigungsanlage




75

von der Außenverpackung herrührende Verunreinigungen zu beseitigen,bevor sie in den Reinraumbereich gebracht wird. Dieser Reinigungsschrittentfällt, wenn die Komponenten in der Materialschleuse aus derInnenverpackung entnommen werden (z. B. auf Blistertray oder in Beutelaus dem KLT) und dann in den eigentlichen Reinraum Montagebereicheingebracht werden. Dies beinhaltet einen doppelten Entpackvorgang.

Die Reinigungsanlage stellt eine Schleuse dar, weshalb zu reinigendeBauteile direkt von der Reinigungsanlage in den Reinraum eingebrachtwerden.

Abb. D.7: Beispiel eines Logistik Konzeptes für die Montage in einemReinraum

Ausschleusen aus Sauberkeitsbereichen:

Die Verpackung der Baugruppen nach der Montage dient dem Erhalt derenSauberkeit. Die Auswahl der Verpackung richtet sich somit nach derenSauberkeitsanforderungen.

• Sauberkeitskritische Baugruppen:

Das Einpacken (direkte Bauteilverpackung) erfolgt in der Sauberkeitsstufein der die Baugruppen montiert wurden. Die Verpackungen / Behältnissemüssen den Packmittelanforderungen des jeweiligen Bereichs (nachaußen) und des Produkts entsprechen (nach Innen). Muss die Komponente/ Baugruppe zusätzlich mit einer Umverpackung versehen werden, welchenicht der Sauberkeitsstufe des Bereichs entspricht, so erfolgt dasUmverpacken außerhalb dieser.

Einschleusensauberer Bauteilein KLT auf Palet ten

Umladender Bauteile

Einschleusensauberer Bauteile

Schleuseder BauteilReinigungsanlage



Beladen derKLTmit denBaugruppen

AusschleusenKLTmit denBaugruppen

Ausschleusender

Baug

rupp

enin

KLTaufPaletten

Mon

tagestation

Lagern der KLTund

Transportpalet ten

Lagerplatz für sauberePackmit telPersonen

schleuseMaterialSchleuse

Reinraum




76

Sonderfall: Findet der nachfolgende Prozessschritt in einem Bereich mithöherer SaS statt, richtet sich die Verpackung nach dem nachfolgendenBereich.

• Nicht Sauberkeitskritische Baugruppen:

Die Verpackungen zum Ausschleusen nicht sauberkeitskritischerBaugruppen nach der Montage müssen den Packmittelanforderungen desjeweiligen Bereichs entsprechen. Gegebenenfalls sind Maßnahmenentsprechend des Einschleusens zu beachten (z. B. Einpackbereich).Beispiele, für nach der Montage nicht mehr sauberkeitskritischeEnderzeugnisse, sind Lenkgetriebe oder Getriebe.

Zusammenfassung / Übersicht:

Vorgang #1 Sauberzone #2 Sauberraum #3 Reinraum

Einschleusen Entpack Vorschriftenbei nicht umverpacktenLadungseinheiten sindaufzustellen undeinzuhalten

äußersteUmverpackung, sofernvorhanden (z. B.Haube, Stretchfolie) vorder Trennlinie entfernenund dann Einschleusen

nur bei vorherigemTransport umverpacktePackmittel dürfen ineinen Sauberraumeingebracht werden

Umverpackung wirddabei im Entpackbereichunmittelbar vor demEinschleusen entfernt

bei internen Ladungsträgern oder beiReinigung derVerpackung vorEinbringen, entfällt dies

Umverpackung (z. B.Haube und Stretchfolie)wird unmittelbar vorEinbringen in dieMaterialschleuse entfernt

nächste Verpackungwird in der Materialschleuse entfernt

Falls keine zusätzlicheinnere Verpackungvorhanden, ist eineReinigung derVerpackung vor derenEinbringung notwendig

Ausschleusen

nicht sauberkeitskritischerBaugruppen

Leergüter zum Ausschleusen und Weitertransport müssen den jeweiligenSauberkeits Anforderungen des nachfolgenden Bereichs entsprechen

Ausschleusen

sauberkeitskritischerBaugruppen

Das Einpacken (direkte Bauteilverpackung) erfolgt in dem Bereich in dieBaugruppen montiert wurden

Die Verpackung / Behältnisse müssen den Packmittelanforderungen desjeweiligen Bereichs (Wirkung nach außen in die Umgebung) und desProdukts entsprechen (Wirkung nach innen auf das Produkt)

Sonderfall: Findet der nachfolgende Prozessschritt in einem Bereich mithöherer SaS statt, richtet sich die Verpackung nach diesem

Tabelle D.5: Grundzüge zum Ein und Ausschleusen sauberkeitskritischerKomponenten und Zusammenbauten in den Montagebereich undaus diesem heraus, in Abhängigkeit der Sauberkeitsstufe




77

Externer Transport – Grundsätze

Zu beachtende Grundsätze beim externen Transport:

möglichst kurze Wege und geringe Zeiträume

vibrationsarm

geschützt vor Beschädigungen innerhalb der Verpackung

sicher vor Beschädigungen der Verpackung

zusätzlich Schutz vor Nässe, Feuchtigkeit und Temperaturschwankungen (z. B. offene Gestelle beim Transport außerhalb derFertigungshallen sind auf Flurförder Fahrzeugen zusätzlich abzudecken)

D.3.2.5 Lagerung

Allgemeines:

Komponenten sind so zu lagern, dass die Erhaltung der gefordertenSauberkeit für die Dauer der Lagerung sichergestellt ist. Die Lagerbereichesind abzugrenzen und entsprechend ihrer Sauberkeitsstufe zu kennzeichnen.

Bei Außenlagerung müssen die Verpackungen witterungsbeständig sein.Oberflächenschutzschichten, Schutzanstriche und Barrieren müssenwasserdampfundurchlässig sein. Auch die Außenlagerung hat in abgegrenzten und gekennzeichneten Bereichen auf geeigneten Unterlagen (z. B.Bohlen, Paletten) zu erfolgen.

Lagerung von Komponenten:

Unverpackte Komponenten sind entsprechend den Anforderungen an dieOberflächensauberkeit in Sauberkeitsbereichen für Lagerung, mit derentsprechenden Sauberkeitsstufe zu lagern. Sind die Anforderungen an dieinneren Oberflächen von Komponenten höher als an die äußeren, so dürfendiese Komponenten auch in Bereichen mit niedrigerer Sauberkeitsstufegelagert werden, wenn sichergestellt ist, dass alle Öffnungen für die Dauerder Lagerung dicht verschlossen bleiben. Bauteile aus korrosionsempfindlichen Materialien sollten durch entsprechende Maßnahmen, etwadurch Verpacken in VCI Schutzfolie, geschützt werden.

Verpackte Komponenten müssen nicht in einem Sauberkeitsbereichgelagert werden, wenn durch die Verpackung das Schutzziel sichergestelltwird. Verpackte Komponenten dürfen nur dann in einem Sauberkeitsbereich




78

gelagert werden, wenn die Verpackung oder das Auspacken die Sauberkeitdes Lagerbereiches nicht beeinträchtigt. Für die Auspackarbeiten dürfenTeilbereiche mit abweichenden Anforderungen an den Sauberkeitsbereichabgegrenzt werden.

Für Komponenten, die wegen Beschädigung oder Verunreinigung derOberfläche ausgesondert wurden, sind besondere Lagerbereiche einzurichten und zu kennzeichnen.

Lagerung von Packmittel:

Gereinigte / saubere Packmittel müssen entsprechend der darin zuverpackenden Bauteile gelagert werden. Die Behältnisse sollten durchKennzeichnung als gereinigt deklariert werden.

D.3.2.6 Entpacken und Kommissionierung

Allgemein gilt, dass bei der Auswahl und Entwicklung der Verpackungsauberkeitsgerechtes Öffnen und Entnahme zu berücksichtigen sind.Unabhängig von den Sauberkeitsanforderungen sollten folgendeGrundzüge beachtet werden:

Jeder Benutzer ist für eine sachgerechte Behandlung derVerpackung verantwortlich.

Komponenten und Baugruppen dürfen nur in den dafürvorgesehenen Packmitteln verpackt werden.

Deckel und Abdeckungen von Behältnissen sind so zu entwerfenund zu benutzen, dass beim Öffnen evtl. vorhandener (Transport )Schmutz nicht in das Behältnis gelangen kann.

Kartonagen dürfen nicht aufgerissen, sondern nur an den dafürvorgesehenen Sollstellen und mit dafür vorgesehenen Werkzeugengeöffnet werden. Bei der Entwicklung der Kartonage Verpackung istdies zu berücksichtigen. Bei der Verwendung vonSchneidwerkzeugen muss gewährleistet sein, dass das Packgutnicht beschädigt werden kann.

Personal, welches sauberkeitskritische Montagetätigkeiten ausführt,sollte grundsätzlich keine Verpackungen entfernen. Ebenso solltedas Entpacken und Kommissionieren getrennt durchgeführtwerden. Ist dies nicht möglich müssen zwischenzeitlich Händegereinigt (z. B. Feuchtwischtuch) oder Einmalhandschuhe getragenbzw. gewechselt werden. Strikte Trennung von partikelerzeugenden




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80

A.D.1 Kleinladungsträger KLT

Abb. D.8: Sauberkeitswerte eines Pool KLT

Abb. D.9: Sauberkeitswert eines definiert gereinigten KLT

0

50

100

150

200

250

100 150 m 150 200 m 200 400 m 400 600 m 600 1000 m > 1000 m

Part

ikel

anza

hlpr

o10

00cm

²

Partikelgröße

KLTausPool

0

50

100

150

200

250

100 150 m 150 200 m 200 400 m 400 600 m 600 1000 m > 1000 m

Part

ikel

anza

hlpr

o10

00cm

²

Partikelgröße

KLTdefiniert gereinigt




81

A.D.2 Kunststoff Beutel

Abb. D.10: Sauberkeitswert eines Klippverschlussbeutels

Abb. D.11: Sauberkeitswert eines Folienschlauchs

0

2

4

6

8

10

12

14

50 100 m 100 150 m 150 200 m 200 400 m 400 600 m 600 1000 m > 1000 m

Part

ikel

anza

hlpr

o10

00cm

²

Partiklegröße

Klippverschlussbeutel neu

0

1

2

3

4

5

50 100 m 100 150 m 150 200 m 200 400 m 400 600 m 600 1000 m > 1000 m

Part

ikel

anza

hlpr

o10

00cm

²

Partikelgröße

Folienschlauch neu




82

E: PERSONAL

E.1 Einführung

Dieses Kapitel behandelt Möglichkeiten zur Eindämmung und Beherrschungvon kritischen Partikelverunreinigungen mit Blick auf das Personal. ImVordergrund steht Personal, das direkt mit Herstellungs Prozessen undProdukten umgeht.

An erster Stelle benötigt der erfolgreiche und effiziente Betrieb einerSaubermontage das Engagement und die tragende Unterstützung desManagements bis in die obersten Hierarchien der Unternehmensleitung/VDI 2083 / 11 – QS im Reinraum/.

Die Zugehörigkeit des Personals in der betrieblichen Struktur sowie dessenTätigkeiten reichen beispielsweise von Anlagenbediener über Monteur bisZusteller. Diese Vielfalt von Zugriffs und Einflussmöglichkeiten ist durchden Planer und Betreiber besonders zu berücksichtigen. Sei es z. B. inForm der Schulung des neuen Mitarbeiters der Fremdfirma, die mit derregelmäßigen Reinigung des Montagebereichs beauftragt ist. Oder sei eseine Anweisung, speziell für das Verhalten bei Umbaumaßnahmen, zurEinrichtung einer neuen Montagelinie.

Aus Sicht der Beherrschung von störenden Verunreinigungen stellt dasPersonal, bei allen in diesem Leitfaden behandelten Einflussgrößen, einemit hohem Risiko behaftete Größe dar.

Zufälliges oder gar willkürliches Fehlverhalten kann zu Schäden führen,deren Ursache systematisch schwerlich zu ergründen bzw. nachzuvollziehen ist. Dies kann u. a. zu hohen, aber vermeidbaren, Aufwendungenfür die Ursachenklärung und zu unnötigen oder gar fälschlichen weiterenFehlerverhütungsmaßnahmen führen.

Beispiel: Bei aufwendigen Schadensanalysen mehrerer Nullkilometer Ausfälle wurdenMetallpartikel und Schleifkörper als Verursacher identifiziert. Tatsächlichstammen sie vom Abtrennen einer nicht mehr benötigten Rahmenkonstruktion im Montagebereich. Aus Bequemlichkeit wurden in der Nähe befindlicheKLT beim Flexen nicht zusätzlich abgedeckt, da die enthaltenen Teile vorschriftsmäßig in Folienbeutel eingeschlagen waren. Bei der Entnahme derTeile erfolgte die Verschleppung der unter normalen Bedingungen nichtvorhandenen Metallteilchen auf einige der Bauteile. Inzwischen recherchiertdie Qualitätssicherung bereits beim Lieferanten der Kaufteile nach dereventuellen Herkunft der Verunreinigungen.




83

Die Stelle, an der die Beeinträchtigung erfolgte, konnte / kann allerdingsnicht ermittelt werden, da keine systematische Ausfallursache vorliegt,sondern ein einmaliger chaotischer Ausreißer, verursacht durch personellesFehlverhalten.

Die Stelle, an der die Beeinträchtigung erfolgte, konnte / kann allerdingsnicht ermittelt werden, da keine systematische Ausfallursache vorliegt,sondern ein einmaliger chaotischer Ausreißer, verursacht durch personellesFehlverhalten.

Die Mitarbeiter sind so weitreichend einzuweisen, dass diese auch beiaußerplanmäßigen Aktivitäten die eventuellen Auswirkungen auf dieSauberkeit von Produkt und Umgebung in Betracht ziehen und imZweifelsfall weitere Instruktionen einholen oder geeignete Maßnahmenveranlassen.

Für das Personal sind Durchgängigkeit, konsequente Regelkreise undKontinuität die Basis einer funktionierenden Saubermontage. Jedesunvermittelte Nachlassen in Sachen Sauberkeitsmaßnahmen (z. B. ausKosten oder Zeitgründen) kann eine nachhaltige Entkräftung deretablierten Spielregeln und Glaubwürdigkeit von Führungskräften undMitarbeitern, die eine Vorbildfunktion einnehmen, zur Folge haben.

Die in den nachfolgenden Abschnitten angeführten Empfehlungen fürBekleidung sowie das Verhalten im Rahmen der logistischenAbwicklung sind mit der Sauberkeitsstufe des Montagebereichs, die überdie Bauteil Sauberkeitsanforderungen festgelegt wird, verknüpft (sieheKapitel C: Umgebung).

Die in den nachfolgenden Abschnitten angeführten Empfehlungen fürBekleidung sowie das Verhalten im Rahmen der logistischenAbwicklung sind mit der Sauberkeitsstufe des Montagebereichs, die überdie Bauteil Sauberkeitsanforderungen festgelegt wird, verknüpft (sieheKapitel C: Umgebung).

Die Mitarbeiter sind aktiv und verantwortlich in den Sauberkeitsprozesseinzubeziehen. Die Maßnahmen und Regeln sind durchgängig undeindeutig zu gestalten, um deren Notwendigkeit und Nutzen klar zuuntermauern. Als Grundlage müssen die hierzu erforderlichen Mittel undMaterialien zur Verfügung gestellt werden. SauberkeitsbezogeneTätigkeiten des Personals sind im Arbeitsplan vorzusehen und bezüglichdes Zeitaufwands einzukalkulieren.




84

E.2 GRUNDLAGEN

Der Mitarbeiter spielt im Gefüge der Montagesauberkeit eine umfassendeRolle (siehe Abbildung E.1 und Tabelle E.1).

Abb. E.1: Mitarbeiter aus Sichtweise der Montagesauberkeit




85

Mensch als: Vorgang: Beispiel: Beispiel für Maßnahme:

Auslöser Ausübung vonTätigkeiten, beidenen kritischePartikel entstehen(können)

Fügen von Bauteilen oderAnsetzen und Betätigeneiner Lasthebeeinrichtung.

Arbeitsanweisung zurVermeidung derPartikelentstehung bzw.Beschreibung dersauberkeitsgerechtenAusübung

Überträger Verschleppung durchTätigkeiten mitsowohl verunreinigtenals auch sauberenGegenständen

Berühren einer unsauberenAußenverpackung oderAufenthalt in einem Bereichmit geringererSauberkeitsstufe.

Vermeidung vonMischtätigkeiten

Quelle Aufenthalt / Tätigkeitim Montagebereichgenerell

9'-:&';Haare, Hautschuppen,Hautfett, Schweiß,Mikroorganismen sowiez. B. Speicheltröpfchen,Kosmetika (Hautcreme,Nagellack, Gesichtspuder…).

<0.)!=&';Abnutzung der Bekleidung(z. B. Flusen)

SpezielleBekleidungsvorschrift.Personalpräsenz auf einMinimum reduzieren.

Beseitiger GezielterSauberkeitseingriff

Entfernen von Partikeln voneiner Funktionsfläche.

Reinhaltung vonArbeitsplatz oderBetriebsmitteln

Arbeitsanweisung

Tabelle E.1: Bedeutung des Personals aus Sicht der Montagesauberkeit

Für einen vorgesehenen Sauberkeitsbereich müssen Anweisungen ausgearbeitet, eingesetzt und deren Einhaltung überprüft werden.

Wenn Verunreinigungen, die direkt vom Menschen ausgehen, (vgl.Tabelle, Position 3.) das Produkt sowie dessen Verarbeitung stören, sindhöchste Sauberkeitsmaßnahmen erforderlich.

Durch Eindämmung der Verschleppung von Verunreinigungen durchPersonal kann erheblich zur Stabilisierung der Sauberkeitsqualität undMinimierung von Ausfällen beigetragen werden.




86

E.3 QUALIFIZIERUNG UND BEKLEIDUNG

E.3.1 Maßnahmen und Empfehlungen – konzeptionell

In den folgenden Abschnitten werden Anforderungen und Maßnahmenbeschrieben und, soweit es zweckmäßig ist, klassifiziert.

E.3.1.1 Schulung mit Schwerpunkt Montagesauberkeit

Welche Personengruppen sind zu schulen?

Management, betriebliche Führungskräfte

Einkäufer / Beschaffer von Betriebsmitteln

Planer (Prozesse und Einsatz der Betriebsmittel)

Konstrukteure, Qualitätsplanung und sicherung

Personal für Montage und Nacharbeit

Personal für Teilebereitstellung und Abholung

Maschineneinrichter und Wartungspersonal, Instandhaltung …

Raumpflegepersonal

Fremdfirmen: z. B. Bauarbeiter, Servicetechniker, Reinigungsfirmen

Mögliche Schulungsabschnitte:

1. Grundlegende Sensibilisierung: Dieser Schulungs Abschnitt ist inhaltlichfür alle Personengruppen identisch [vgl. Abschnitt B unten] und für allePersonengruppen vorzusehen; eventuell mit Ausnahme vonFremdfirmen. Er kann bezüglich Umfang und Dauer an die jeweiligeZielgruppe angepasst werden.

2. Regeln zum Betreten und Aufenthalt in Sauberkeitsbereichen: DieserSchulungs Abschnitt ist inhaltlich für alle Personengruppen identischund für alle Zielgruppen vorzusehen. Kurzschulung speziell fürFremdfirmenmitarbeiter, die nur einmalig / sporadisch in Erscheinungtreten, ist probat.

3. Montagenahe Logistik und Reinhaltung: Dieser Schulungsabschnitt istfür alle regelmäßig in der Saubermontage tätigen Mitarbeiter sowie fürPlaner vorzusehen.

4. Sauberkeitsgerechte Montage: Dieser Schulungsabschnitt vermitteltDetails zur Minimierung und Vermeidung von Verunreinigungen bei




87

Montage und Nacharbeit. Dieser Schulungsabschnitt ist für alleregelmäßig in der Saubermontage tätigen Mitarbeiter sowie für Planervorzusehen.

5. Themenschwerpunkte aus Sauberkeitssicht: DieseSchulungsabschnitte richten sich an ausgewählte Personengruppenund vermitteln spezifische Inhalte, wie z. B. Wartung undInstandsetzung oder auch sauberkeitsgerechte Gestaltung vonMontageeinrichtungen, sauberkeitsgerechte Konstruktion

Über die Häufigkeit von Schulungsmaßnahmen im Sinne einerAktualisierung (Weiterentwicklung) oder Auffrischung (Wiederholung)können hier keine Empfehlungen ausgesprochen werden

Schulungskonzept zur grundlegenden Sensibilisierung (inhaltlicher Aufbau):

Historie; Entwicklung der Notwendigkeit von Sauberkeitsqualitätsaspekten

Um welche Störgröße geht es (Partikel; nicht Chemie). Verunreinigungen (aus Prozessen und Umgebung). Darstellung, dassauch bei Montage (trotz aller Vorbestrebungen) ein Beitrag geleistetwerden muss

Aufzeigen der gesamten Prozesskette (Konstruktion, Gießen,mechanische Bearbeitung, Reinigung, Transport und Lagerung …),auch bezüglich Zulieferer und Abnehmer

Größenvergleiche / Visualisierung von Partikeln

Nennung / Visualisierung von Defekten, Folgeschäden, Kosten.Beispiele (Bilder) von n. i. O. Teilen

Konkrete Bildbeispiele: Falsch / Richtig für Maßnahmen

Persönliche Ansprache: Einzelbeitrag des Einzelnen hervorhebenund betonen

Konkrete Hinweise / Maßnahmen bezüglich Montagetätigkeit:Eigentlicher Fügeprozess bis Verpackung und Logistik

Teilnahmezertifikat




88

E.3.1.2 Bekleidung

Aus Sauberkeitssicht hat die Bekleidung unterschiedliche Funktionen:

Durch Verwendung geeigneter Textilien kann die Abgabe vonFlusen erheblich eingedämmt werden.

Durch Kleidung, die ausschließlich im SauberkeitsbereichVerwendung findet, werden Verschleppungen aus unsaubererenBereichen verringert.

Durch Abdecken von Haut und Haarpartien wird deren (Eigen )Partikelabgabe an die Umgebung verringert.

Die von nicht regulierten Bereichen abweichende Bekleidungsformhat auch eine pädagogische Bedeutung und signalisiert diespeziellen Anforderungen und Spielregeln sowie Verantwortlichkeitin Sachen Sauberkeitsqualität.

In Montagen mit hohem Personalanteil kann flusenarme Bekleidungerheblich zur Eindämmung von Staub und Flusen beitragen.

Abhängig von der Sauberkeitsstufe haben sich die nachstehenden Bekleidungskonzepte bewährt.

Sauberkeitsstufen und Bekleidung

Anforderung(Reihenfolge mitzunehmendemSauberkeitsanspruch)

SaS0 SaS1

Sauberzone

SaS2

Sauberraum

SaS3

Reinraum

Bemerkung

Oberbekleidung

1. Nur private Alltagskleidung # $ $ $2. Nur Konventionelle

Arbeitskleidung % # $ $

3. Übermantel / Overall,ausschließlich für denSauberkeitsbereich(Einweg / Mehrweg),flusenarm

% % +1) +1)1) Abhängig vonder Anwendungzu entscheiden

4. Für die entsprechendeReinraumklasseempfohlene Bekleidung(Einweg / Mehrweg)

% % % #




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Anforderung(Reihenfolge mitzunehmendemSauberkeitsanspruch)

SaS0 SaS1

Sauberzone

SaS2

Sauberraum

SaS3

Reinraum

Bemerkung

Schuhwerk

1. Nur Private Alltagsschuhe /Sicherheitsschuhe # # $ $

2. Private Alltagsschuhe /Sicherheitsschuhe, inKombination mit z. B.Schuhputzmaschine oderKlebematte

% % # $

3. >30'#$%)%0, Einweg /Mehrweg ausschließlich fürden Sauberkeitsbereich

<065'5"0 <$%)%0,Mehrweg; ausschließlichfür den Sauberkeitsbereich

% % % #

Kopfbedeckung

1. Keine # # # $2. Haarnetz / Mütze % % %&# #3. Kopfhaube % % % %&# Erzeugnisab

hängig

4. Mundschutz% % % %&#

Erzeugnisabhängig / fürBartträger

Wenn die unmittelbar vom Menschen ausgehenden Verunreinigungen stören:

Kopfbedeckungen und Mundschutz sollen z. B. sich lösende Haare und Hautschuppenzurückhalten.Falls das Personal -! ?30'*030)*"0' 9,#-"-,! am offenen Produkt bzw. an Funktionsflächenarbeitet,ist eine Bedeckung des Haupthaars auch in SaS1 und SaS2 erforderlich.

Legende: + = geeignet / ja = ungeeignet / nein o = nicht erforderlich

Tabelle E.2: Sauberkeitsstufen und Bekleidung

Arbeitssicherheit (z. B. Sicherheitsschuhe, Schutzhandschuhe oder Schutzhelme, Hautschutzmittel) sowie ESD und Korrosionsschutz sind individuellmit Sauberkeitsgesichtspunkten abzustimmen und zu regulieren.




90

Handschuhe:

Es ist festzulegen, ob das Tragen von Handschuhen erforderlich ist,um dadurch Güter speziell vor Partikelverunreinigung (nicht vorKorrosion) zu schützen.

Wenn aus arbeitssicherheitstechnischen Gründen Handschuhevorgeschrieben sind, ist deren Eignung aus sauberkeitstechnischerSicht zu prüfen.

Hinweis: In der Oberfläche von Handschuhen können sich Partikel ansammeln; mitRisiko der Verschleppung.

Die Bedingungen für die Benutzung von Handschuhen sind inArbeitsanweisungen festzulegen; z. B. Wechselintervalle.

Auch beim Tragen von Handschuhen gilt: Unnötiger Kontakt mitanderweitigen Gegenständen und Oberflächen ist zu vermeiden.

Nach Bedarf sind weitere Regeln anzuwenden:

Es dürfen keine verunreinigten bzw. öligen Handschuhe verwendetwerden

Handschuhe nicht als Wischmittel zur Entfernung vonVerunreinigungen verwenden

Auf den Boden gefallene Handschuhe nicht weiter verwenden

Nach Reinigungstätigkeiten an Maschinen, Werkzeugen undArbeitsplätzen müssen die benutzten Handschuhe abgelegt bzw.frische Handschuhe angezogen werden. Dies gilt ebenso fürReparatur und Wartungsarbeiten.

E.3.1.3 Grundregeln

Bei den nachfolgenden Empfehlungen handelt es sich vorwiegend ummögliche Inhalte von Arbeitsanweisungen, ohne Anspruch auf Vollständigkeit.

Die untenstehende Klassifizierung von Verhaltensregeln lässt erkennen,dass einzelne Maßnahmen gleichermaßen auf die unterschiedlichenSauberkeitsstufen zutreffen. Dies untermauert die Erfahrung, dass dieQualitätsverbesserung nicht ausschließlich auf der Gestaltung des Raumssondern gerade auch auf den dort herrschenden Spielregeln beruht.




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Eine Auswahl allgemeiner Verhaltensregeln für Sauberkeitsbereiche

Maßnahme / Anforderung SaS0 SaS1

Sauberzone

SaS2

Sauberraum

SaS3

Reinraum

Bemerkung

1. Unnötiges Berührenmöglicherweiseverunreinigter Oberflächenund Gegenstände ist zuunterlassen

o + + +

2. Personal dasMontagetätigkeiten ausführt,darf nicht mitUmverpackungen inBerührung kommen

o + + +

3. Die vorgeschriebeneBekleidungdarf nicht außerhalb desBereichs getragen werden

o o + +

4. Kontakt von Funktionsflächenmit der Bekleidung ist zuvermeiden

o + + +

5. Das vorgeschriebeneSchuhwerk darf nichtaußerhalb des Bereichsgetragen werden

1) +

1)Reinigungbei Betretendes Sauberkeitsbereichserforderlich

6. Der Aufenthalt ist nur mit dervorgeschriebenenArbeitskleidung zulässig.

o + + +

7. Die Einnahme von Speisenist nicht gestattet

o + + +

Lediglich inden speziellausgewiesenen Bereichenzulässig

Alternative:

Als Ausnahmenur währendder festgesetzten Zeitenzulässig




92



Sauberzone

SaS2

Sauberraum

SaS3

Reinraum

Bemerkung

8. Türen und Fenster sindgeschlossen zu halten

o + 2) + 2) +

2)Ausnahmemöglich, wennVerunreinigungausgeschlossen

9. Alle verunreinigtenGegenstände, die in einehöhere Sauberkeitsstufeeingebracht werden, müssengereinigt werden

o + + +

10. Es dürfen keine Arbeiten, dieumherfliegende Partikelverursachen, durchgeführtwerden (Flexen, Ausblasen,…)

o + + +

Gilt fürMontage,Wartung,Reparatur,Umbau etc.Erforderlichenfalls geeigneteVorsorgetreffen (z. B.Absaugung,Abdeckung)

11. Es ist auf das Risiko desAblösens von Partikeln anbeweglichen und / oderlackierten Teilen zu achten

o + + +

12. Das Personal ist inVerantwortung, aufSauberkeit zu achten, beiVerwendung vonWerkzeugen, Behältern undBauteilen.

o + + +

BeifestgestelltenMängeln istnach Vorschriftzu handeln

13. Es ist stets darauf zu achten,dass keine Verunreinigungenauf oder in die Teile fallenkönnen

o + + +

z. B. beimAus undEinpacken,beimEntnehmenaus Regalen,beim Öffnenvon Anlagenund Maschinen




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Sauberzone

SaS2

Sauberraum

SaS3

Reinraum

Bemerkung

14. Heruntergefallene Teilegelten ohne Ausnahme alsverunreinigt und müssennach Vorschrift gesondertbehandelt werden o + + +

Die weitereVorgehensweise bzw.Verwendung(z. B.Verschrotten,Reinigen) istfestzulegen

15. Es dürfen nur dieerforderlichen Werkzeugebereitgestellt und verwendetwerden. o + + +

ZurBereitstellungund Ablage istder dafürfestgelegtePlatz zuverwenden

16. Auf den Boden gefalleneWerkzeuge nicht ohnevorherige Reinigung weiterverwenden

o + + +

z. B.Abwischen mitsauberemTuch

17. Während Stillstand müssengeölte oder gefettete Teilevor Verunreinigung geschütztwerden (z. B. durchAbdecken).Dies Gilt sinngemäß fürSchraubensicherungslack,Kleber, Flüssigdichtmasseusw.

o + o3) o3)

18. Die auf / anFördereinrichtungenbefindlichen, noch nicht fertiggestellten Produkte müssenbei Stillstand derMontagelinie mit einerAbdeckung versehen werden

o + o3) o3)

3) Es sei denn,die umgebende Luft bewirkteine Beeinträchtigung

19. Wurden mit den in einer„Reinen Werkbank“verwendeten HandschuhenGegenstände außerhalbberührt (z. B. Heranziehendes Stuhls), müssen dieseunverzüglich gewechseltwerden

+ + + +




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Sauberzone

SaS2

Sauberraum

SaS3

Reinraum

Bemerkung

20. Verunreinigungen aufAbdeckungen oderEinhausungen sind vor demÖffnen bzw. Abnehmen zuentfernen

o + + +

21. Bei Maschinen Störungen,Rüst und Wartungsarbeitensowie Baumaßnahmen sindLadungsträger mit dervorgesehenen Abdeckung zuversehen; Folienbeutel bzw.eingelegte Folien sind zuschließen

o + + +

22. Keine sauberkeitskritischenKomponenten ungeschütztim Packbereich lagern

o + + +

Legende: + = geeignet / ja, = ungeeignet / nein, o = nicht erforderlich

Tabelle E.3: Auswahl von allgemeinen Regeln und Maßnahmen

E.3.1.4 Logistik

Bei den nachfolgenden Empfehlungen handelt es sich vorwiegend ummögliche Inhalte von Arbeitsanweisungen, ohne Anspruch auf Vollständigkeit.

Auswahl von Maßnahmen: Montagenahe Logistik


Sauberzone

SaS2

Sauberraum

SaS3

Reinraum

Bemerkung

1. Jeder Benutzer ist füreine pflegliche,sachgerechteBehandlung derVerpackungverantwortlich

+ + + +




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Sauberzone

SaS2

Sauberraum

SaS3

Reinraum

Bemerkung

2. Komponenten undZusammenbauten dürfennur in den dafürvorgesehenenPackmitteln verpacktwerden

+ + + +

3. BeschädigteLadungsträger undPackmittel sindauszusortieren

+ + + +

Beurteilung anhandvon Vergleichsmuster

4. Umverpackungen dürfennicht im Montagebereichentfernt werden

o + + +

Dabei könnenVerunreinigungenz. B. auf den Bodengelangen und von dortaufgewirbelt undverschleppt werden.Ausnahme: Nur mitSondermaßnahmen

5. Auspacken / Verpackenvon Teilen nicht in derNähe der Montage

o + + +Ausschließlich diedafür vorgesehenenBereiche verwenden

6. Das direkte Abstellenvon KLT bzw.Stapelbehältern mitEinzelteilen, Baugruppenoder Fertigerzeugnissenauf dem Fußboden istnicht zulässig

+ + + +

Besser: Verwendungvon KunststoffPaletten,Transportwagen,Deckel usw.

7. GebrauchteVerpackungen undAbdeckungen sind andefinierten Plätzenabzulegen

o + + +

8. Entpackte Bauteile sindsofort in denvorgesehenen Montageoder Lagerbereicheinzuschleusen

o + + +

Dadurch soll eineQuerverunreinigungdurch verunreinigtesPackmittel vermiedenwerden

9. Ungeschützte Teile nichtdirekt an Fahrwegen,Türen, Rolltoren oderFenstern undOberlichtern lagern

o + + o




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Sauberzone

SaS2

Sauberraum

SaS3

Reinraum

Bemerkung

10. Ladungsträger sind beiUnterbrechungen desProzesses mit dervorgesehenenAbdeckung zu versehen;Folienbeutel bzw.eingelegte Folien sind zuschließen

+ o1) o1)

11. Ladungsträger dürfennicht vorzeitig geöffnetwerden, sondern erst zurEntnahme von Teilen

+ o1) o1)

1)Es sei denn dieumgebende Luftbewirkt eineBeeinträchtigung

12. Es ist darauf zu achten,das beim Entnehmenkeine Verunreinigung derWare durch verunreinigteVerpackung erfolgt

o + + +

13. Kartonagen dürfen nichtaufgerissen, sondern nuran entsprechendenSollbruchstellen oder mitdafür vorgesehenenWerkzeugen geöffnetwerden

o + 2) 2)

2)UnversiegelteKartonagematerialiensind nicht zulässig

14. Umgeschlagene Folien,die außen verunreinigtsind, nicht wieder nachinnen einschlagen + + +

Ladungsträger besseroffen stehen lassenoder neue, saubereFolie bzw. festeAbdeckhaubedarüber legen


Tabelle E.4: Einige Regeln in Verbindung mit der montagenahen Logistik




97

E.3.1.5 Reinhaltung des Arbeitsbereichs

Auswahl von Maßnahmen: Reinhaltung

Maßnahme /Anforderung

SaS0 SaS1

Sauberzone

SaS2

Sauberraum

SaS3

Reinraum

Bemerkung

1. Kein Einsatz vonDruckluft zurmanuellen Reinigung o + + +

Besser: z. B. Nutzungvon Absauganlagen oderEinsatz vonStaubsaugern

2. Der Einsatz vonWischtüchern undanderen Reinigungshilfsmitteln, die Fasernund Flusen abgebenkönnen, ist nichtgestattet

o + + +

3. Gebrauchte Wischtücher und Reinigungshilfsmittel nichtam Arbeitsplatzherumliegen lassen,sondern sofort zurEntsorgung in dendafür vorgesehenenAbfallbehälter

o + + +

Mehrfache Verwendungzulässig; nach Vorschrift.

4. Nach Arbeitsanweisung und bei Bedarfsind zu reinigen:

Ablagen, Arbeitsplatz,Greifbehälter, Transportbehälter, Ladungsträger, Werkstückträger, Maschinen,Vorrichtungen …

+ + + +

Arbeitsanweisung mussbeschreiben, wann undwie zu reinigen und wasbei Bedarf / nacheigenem Ermessenbedeutet

5. Der Boden im Bereichdes Arbeitsplatzes istsauber zu halten + + + +

Maßnahme hat mehrästhetische /psychologische alsfunktionale Bedeutung.

6. Packbereiche sindwegen vermehrtenSchmutzaufkommensregelmäßig undhäufiger feucht zureinigen

o + + +


Tabelle E.5: Regeln in Verbindung mit der Reinhaltung des Arbeitsbereichs




98

E.3.2 Flankierende Maßnahmen und Betrachtungen

Die Mitarbeiter sollten bereits in der Planungs und Gestaltungsphase vonSauberkeitsbereichen einbezogen werden. Zur Optimierung der Saubermontage haben, mit Blick auf das Thema Personal, folgende Punkte hohePriorität:

1. Durchführung besonders sauberkeitskritischer Montageschritte (auch inFrage kommende Nacharbeitsschritte); als systematische Fehlerquelle/ direkter Einflussfaktor

2. Kontrolle sensibler Bauteiloberflächen und aktives Entfernen eventuellvorhandener Verunreinigungen; als direkter Einflussfaktor

3. Risiko der Verschleppung von Verunreinigungen durch Werker, die mitsauberen Funktionsflächen des Produktes umgehen; als zufälligeFehlerquelle / indirekter Einflussfaktor. Diesbezüglich kann eine strikteTrennung von Montagetätigkeit und Nebentätigkeiten angezeigt sein(Mischtätigkeit).

Wo immer möglich bzw. erforderlich, ist der Aspekt der Sauberkeitsqualitätin die Gestaltung und Organisation des Montagebetriebs einzubeziehen. Fürdas Zusammenspiel von Sauberkeitsaspekten und Personal sind eineReihe von Maßnahmen und Regulierungen vorzusehen, beispielsweise:

1. Verantwortliche Personen für Sauberkeitsbereiche

2. Zugangsberechtigungen für Sauberkeitsbereiche; Zutrittsberechtigungnur für eingeschränkten Personenkreis

3. Unterrichtung und Schulung des Personals über die Sauberkeitsanforderungen. Festlegung von Zielgruppe (z. B. Management,Werker, Reinigungspersonal, Instandhaltung …) sowie Inhalt, Zeitpunktund Häufigkeit für Schulungsmaßnahmen.

4. Einweisung am Arbeitsplatz und dessen Umfeld

5. Abläufe, wenn Teile unsachgemäß verpackt bzw. in verunreinigtemLadungsträger zur Verfügung gestellt wurden; ebenso Abläufe, wennTeile verunreinigt sind.

6. Erstellung von Anweisungen; bspw. betreffend:

Betreten und Verlassen von Sauberkeitsbereichen sowie Ein undAusschleusen von Gütern

Benutzung spezieller Bekleidung (falls erforderlich) und derenWechselintervalle




99

Verhaltensregeln im Sauberkeitsbereich

Umgang mit sauberkeitsempfindlichen Gütern inklusive Hilfsstoffen(Öle, Kleber, Dichtmasse, Fette, Schraubensicherungslack …)

Durchführung besonders verunreinigungskritischer Montageschritte(auch in Frage kommende Nacharbeitsschritte)

Prüfung / Kontrolle der Sauberkeit von Verpackungen, Ladungsträgern sowie Bauteilen und Zusammenbauten

Öffnen und Schließen von Verpackungen

Benutzung von Fenstern, Türen, Toren und / oder Schleusen

Einnahme und Aufbewahrung von Speisen und Getränken

Entsorgung von Abfällen

Verhalten bei Wartung, Instandhaltung / Umbaumaßnahmen, insbesondere bei laufender Produktion

E.3.2.1 Mischtätigkeiten

In der Reihe der indirekten Verunreinigungseinflüsse und mechanismenbedeutet die Verschleppung eines der größten Risiken. Mischtätigkeiten derWerker stellen deshalb einen zentralen Punkt der Risikoanalyse undVermeidungsstrategie dar. In wie weit Mischtätigkeiten ein Verunreinigungsrisiko für empfindliche Güter darstellen, ist im Einzelfall zubetrachten und zu bewerten.

Bei abwechselnden Tätigkeiten des Montagepersonals können Verunreinigungen durch Hände oder Handschuhe sowie über Kleidung und Schuhwerk verschleppt und auf Funktionsflächen sowie deren direkte Umgebungübertragen werden; z. B.

1. Handhabung unsauberer Verpackungen und Ladungsträger (z. B.Entfernen von Außenverpackungen)

2. Umgang mit ungereinigten bzw. unsauberen Bauteilen und Werkzeugen

3. Mechanische Bearbeitung (z. B. Schweißstelle verputzen)

4. Manuellen Montagetätigkeiten in Verbindung mit beölten Teilen oderUmgang mit Montagehilfsflüssigkeiten

5. Reinigung (z. B. Ladungsträger, Arbeitsplatz)

6. Wartungs und Instandsetzungsarbeiten




100

Abhilfe (z. B.):

Mischtätigkeiten mit Verschleppungsrisiko planerisch vermeiden

Reinigen der Hände nach Durchführung unsauberer Tätigkeiten

Tragen von Handschuhen während unsauberer Tätigkeiten; mitanschließendem Ablegen der benutzen Handschuhe

Tragen von Einweghandschuhen während unsauberer Tätigkeiten;mit anschließendem Verwerfen der benutzen Handschuhe

E.3.2.2 Verschleppung durch Berühren

Die hier angestellte Betrachtung gilt generell für den Werker, der mitsensiblen Funktionsoberflächen des Produktes umgeht. Die Kernaussagelautet: Berührung von potenziell verunreinigten Oberflächen, die nichts mitdem unmittelbaren/ planmäßigen Arbeitsablauf zu tun haben, ist zuunterlassen.

Abb. E.2: Verschleppung aufgrund des Berührens zu meidender Oberflächendurch den Werker

Potenziell verunreinigte Oberflächen:

• GebrauchteWischtücher

• Fußboden /Schuhwerk

• Außenverpackungen(z. B. Strechfolie / Gitterbox)

• Behälterböden (z.B. Ladungsträger,Rütteltöpfe)

• Werkzeuge / Werkstückaufnahmen

• Betriebsmittel (innen)

• Arbeitsflächen

• Bauteile geringer Sauberkeitsklasse

• Oberseiten von Abdeckungen /Gehäusen/ Lagerregalen

Werker:

• Hände

• Handschuhe

• Kleidung

Produktbereich:

• Bauteile

• Werkzeuge

• Hilfsmittel undHilfsstoffe

• Arbeitsfläche

Verschleppungvon VerunreinigungendurchBerührung




101

Beispiel: Bedingt durch die Gestalt des Produktes und die Montageabfolge kann eserforderlich sein, dass der Werker zwangsläufig auch mit Bauteilen umgehenmuss, die aus Sicht der Funktion des Zusammenbaus keinenSauberkeitsanforderungen unterliegen. Dies könnte z. B. die nicht entgrateteOberfläche eines unscheinbaren Graugussanbauteils sein. Hier könntebeispielsweise vorgegeben werden, an welchen Stellen das manuelle Greifenund Halten zur erfolgen hat, um möglichst keine Grate abzulösen. Eventuellbietet sich auch das Anbieten von Einwegtüchern in Spendern an, um dieHände vor dem anschließenden direkten Berühren einer sensiblenBauteiloberfläche (z. B. Dichtung) zu reinigen.

Fälle, die dem Prinzip des angeführten Beispiels entsprechen, finden sichhäufiger in realen Montageszenarien als planerisch vorweg genommenwerden kann. Hier bewährt sich das Mitdenken des ausgebildeten undmotivierten Mitarbeiters am Ort des Geschehens als Potenzial für einenkontinuierlichen Verbesserungsprozess (mit durchaus relativ einfachenMitteln oder Maßnahmen).

E.3.2.3 Der Werker als Partikelauslöser und beseitiger

Hier sind Möglichkeiten der aktiven montagebegleitenden Maßnahmen desMontagepersonals angesprochen.

Dabei liegt es z. B. in der Zuständigkeit des Werkers, jeweils einen ganzbestimmten Bereich der Komponenten bzw. des Zusammenbaus aufmögliche Verunreinigungen zu prüfen (visuelle 100 % Kontrolle).

Die Abläufe müssen vorsehen, dass es n. i. O. Befunde gibt und dadurcheine Nacharbeit erforderlich wird (Ausschleusen der Teile / desZusammenbaus oder manuelles Entfernen der Partikel durch den Werker).

Möglichkeiten der in den Montageablauf integrierten manuellen, Partikelentfernung:

Magnetangel, Absaugen, Wischen etc.

Beispiele für Inhalte von Anweisungen:

Benutzte Schrauben verwerfen und durch neue ersetzen.

Die Stelle x des Aggregats ist nach dem Einpressen der Buchse mitdem Handsauger zu reinigen.

Das Schrauberbit ist zum Anziehen oder Lösen der Schraubepassgenau anzusetzen.




102

E.3.2.4 Beispiele für typische Verunreinigungsrisiken

Bei einer Reihe von Vorgängen können Partikel freigesetzt bzw.aufgewirbelt und auf ungeschützte Oberflächen übertragen werden. DieseVorgänge sind in Sauberkeitsbereichen während der Produktion nichtzulässig.

Beispiele für typische Verunreinigungsrisiken

Vorgang Mögliche Abhilfe Bemerkung

Fegen Feuchtes Wischen oderSaugen

Ausblasen / Abblasen,Trocknen mit Druckluftoder Druckgas

Saugblasen oder Einhausungmit gezielter Absaugung

Zugluft durch Öffnen vonTüren, Fenstern,Dachluken oder Toren

Befahrbare Tore (Rolltore /Schwingtore) als Schleuseausführen. Installation vonKlimatechnik. AbschließbareFenster.

Aufwirbeln vonVerunreinigungen undAblagerung auf Umgebungund Kleidung

(Um )Baumaßnahmen Montagebereichebeispielsweise durchAbhängungen schützen odererforderlichenfalls stilllegen.Vor Baubeginn sind diebetreffenden Bereiche gezieltentsprechend zuorganisieren. VermehrteReinigung, Grundreinigungnach Baumaßnahme.

Häufig werden dabei dieregulären Materialflüsse undAbläufe gestört.Vermischung von Baustelleund Stellflächen fürLadungsträger und Güterstellt sich ein.Verschleppung durchBewegung von Personal undMaterial.

Tabelle E.6: Beispiele für typische Verunreinigungsrisiken (siehe Tabelle E.1Bedeutung des Personals aus Sicht der Montagesauberkeit;Mensch als Auslöser)




103

F: MONTAGEEINRICHTUNGEN

F.1 Einführung

Bis zur eigentlichen (Weiter )Verarbeitung sind die montagesauberenKomponenten in der Regel vor Verunreinigung geschützt. Während derMontage sind Komponenten sowie Produkt am unmittelbarsten denpotenziell schädlichen Einflüssen der Verarbeitungsprozesse, derMontageeinrichtungen, des Personals sowie der Umgebung ausgesetzt.

Im vorliegenden Leitfaden werden Betriebsmittel wie Automaten, Anlagen,manuelle Arbeitsplätze und Montagestationen zur Vereinfachung unter demBegriff Montageeinrichtungen zusammengefasst. Zur Berücksichtigungder vielfältigen Bestandteile und Funktionen von Montageeinrichtungenwerden diese als Gruppen in Unterkapiteln wie Werkzeuge, Hilfsstoffe etc.behandelt.

Aufbau und Umfang von Montageeinrichtungen sind ausgesprochenProzess und Erzeugnis spezifisch. Im Gegensatz zur räumlichenMontageumgebung beispielsweise, können Stand Dez. 2009 die hiervorgestellten Kriterien und Maßnahmen für Montageeinrichtungen bezüglichderen Aufwand und Nutzen nicht strikt voneinander abgegrenzt oderklassifiziert werden.

Die angebotenen Möglichkeiten zur sauberkeitsgerechten Gestaltung undAnwendung von Montageeinrichtungen müssen somit individuell erwogenund nach bestem Wissen umgesetzt werden.

Beispiel: Im einen Fall kann z. B. die Einhausung einer Anlage aus der Umgebungstammende, störende Partikel effizient abhalten und zu einer Verbesserungdes Ergebnisses führen. Im anderen Fall werden in der Anlage selbstentstehende, weitaus kritischere Partikel durch die Kapselung sozusageneingeschlossen und aufkonzentriert, mit Folge einer Verschlechterung desErgebnisses.

Speziell in den eigentlichen Fügeprozessen kann ein hohes Potenzial inBezug auf die produktnahe Entstehung und Freisetzung störender Partikelvorliegen. Umgekehrt kann ein an geeigneter Stelle installierter Zwischen@oder Endreinigungsschritt bisher eingetragene bzw. unvermeidbareStörpartikel weitgehend beseitigen; (siehe hierzu auch gleichnamigeUnterkapitel).

Methoden zur Charakterisierung des Partikelaufkommens an und inMontageeinrichtungen sind in Kapitel G: Messung von Sauberkeitseinflüssen beschrieben.




104

F.2 Grundlagen

Bezogen auf Montageeinrichtungen greifen vielfältige Verunreinigungsrisiken ineinander:

1. Partikelentstehung durch den Fügevorgang selbst, mit möglicher Folgeder:

a) Partikelabgabe an Funktionsflächen des Erzeugnisses (Beispiel:Beim Schrauben entstehen Partikel in Gewinden, die in denFunktionsraum fallen)

b) Partikelabgabe an die Prozessumgebung sowie eventuell direkt anFunktionsflächen: z. B. Abrieb beim Einfädeln eines SchrauberBits oder Splitter eines Schlagwerkzeugs (z. B. Kunststoffhammer)

c) Entsprechende Risiken können auch beim Trennen vonVerbindungen im Rahmen des Arbeits bzw. Prozessablaufsgegeben sein; z. B. Herausdrehen von Schrauben an Lagerschalen.

2. Partikelfreisetzung im Prozessbereich

a) durch Funktionselemente der Einrichtung (Betriebsmitteltechnik). Häufig: mechanischer Abrieb; z. B. Linearantrieb,Elektromotor, Zustell und Handhabungsmechanik.

b) durch Alterung und zunehmenden Verschleiß von Materialien

Aspekte:

• Materialien

• Design

• Wartung

• Durchsatz

• Verschleiß

• Alterung

• Reinhaltung

• IntegrierteReinigung

• …

Abb. F.1: Montageeinrichtung Zusammentreffen vielfältiger Einflussgrößen

UmgebungBetriebsmittelkomponenten

undWerkzeuge

Montagestation

ErzeugnisBauteile

Zuführtechnik

Medien / Hilfsstoffe Ladungsträger / Verpackung

Fügeprozesse

Handhabung

Personal




105

3. Partikeleinbringung in den Prozessbereich, durch

a) Materialzuführtechnik (z. B. verunreinigtes Förderband oderverunreinigter Werkstückträger),

b) verunreinigte Außenflächen von Bauteilen, Werkzeugen undLadungsträgern,

c) eingreifendes Personal (z. B. Verschleppung über Hände, Ärmel…),

d) luftgetragene / herabfallende Partikel aus der Umgebung (z. B.mangels Kapselung oder bei Öffnen einer Anlage bei einerFunktionsstörung).

Die Zielsetzung und Strategie bei der sauberkeitsorientierten Gestaltungvon Montageeinrichtungen dient der Sauberhaltung der

• zu verarbeitenden und bereitstehenden Funktionsflächen derBauteile,

• zu verarbeitenden und bereitstehenden Hilfsstoffe; z. B.Dichtmasse,

• verwendeten Werkzeuge und Montagehilfsmittel / Montagehilfen;z. B. Hülse für Montage von Wellen Dichtringen,

• Gegenstände (generell), die in unmittelbarem Kontakt mitFunktionsflächen sind; z. B. auch Messfühler

• Gegenstände und Oberflächen (generell), die vom Werker berührtwerden müssen, um u. a. auch sauberkeitskritische Bauteile zuverarbeiten.

Besondere Aufmerksamkeit ist denjenigen Verarbeitungsprozessen undAnlagenbestandteilen zu widmen, die per se aktive Verunreinigungsquellenim direkten Umfeld empfindlicher Güter darstellen.

Hinweis: Dies betrifft vor allem das Risiko durch direktes Herabfallen der Verunreinigungen auf die zu schützenden Gegenstände.

Bei manuellen Arbeitsplätzen hat zudem die Betrachtung derVerschleppungsrisiken durch den Werker eine hohe Priorität sowiedessen Einfluss auf die Partikelentstehung in der Art und Weise seinerindividuellen Verwendung der Werkzeuge bzw. Durchführung derMontageschritte.




106

F.3 Auslegung

F.3.1 Maßnahmen und Empfehlungen konstruktiv

F.3.1.1 Gestaltungsgrundsätze

Die Gestaltungsgrundsätze beschreiben Verbesserungsmöglichkeiten, diesinngemäß an manuellen Arbeitsplätzen sowie an Montageautomatenangewendet werden können.

Minimale Verwendung von horizontalen Oberflächen

Durch geneigte Flächen (z.B. Abdeckflächen) kann vermiedenwerden, dass sich dort Verunreinigungen vermehrt anhäufen oderGegenstände darauf abgelegt werden

Glatte Oberflächen ohne Vertiefungen, Spalte etc.

Ecken und Kanten möglichst abrunden

Leichte Zugänglichkeit zur Reinigung

Für den Umgang mit Partikelquellen (z. B. bewegte, reibende Mechanik)bestehen folgende Ansatzpunkte:

Nicht oberhalb empfindlicher Oberflächen anbringen. ! Die für denKernprozess erforderlichen mechanischen Elemente (d. h.Partikelquellen) werden bevorzugt unterhalb der Werkstückeangebracht. Bildlich gesprochen entspricht dies sozusagen einer?30' A,6( B,!"5*0 bei der entstehende Partikel vomFunktionsbereich weg, nach unten fallen können.

Durch abriebarme Komponenten / Materialien ersetzen

Kapseln und / oder absaugen

Aus unmittelbarem Prozessbereich eliminieren; z. B. mit Hilfe vonVerlängerungen

Einsatz von lokaler Reinlufttechnik zur Wegführung flugfähigerKleinpartikel

Hinweis: Bei Absaugungen sowie der eventuellen Durchströmung mit Reinluft ist eineeventuelle Beeinträchtigung der Temperaturkonstanz zu berücksichtigen(z. B. Aushärten von Kleber).




107

Abb. F.2: Varianten der Anbringung von Partikel abgebender Anlagentechnik

F.3.1.2 Materialien und Oberflächen

Siehe hierzu gleichlautenden Abschnitt im Kapitel C: Umgebung.

F.3.1.3 Grundaufbau

Der Grundaufbau bildet die Basiskonstruktion zur Integration dertechnischen Ausrüstung. Er besteht üblicherweise aus einer Rahmen bzw.Trägerkonstruktion, horizontalen Flächen wie Ablage oder Installationsflächen, einer Einhausung, Zwischenwänden, eventuellen Schleusen,Beschlägen, wie z. B. Griffe oder Scharniere, Beleuchtungselementen etc.


Offene, lichte Konstruktion von horizontalen Oberflächen; speziellauf Arbeits bzw. Prozessebene ! z. B. gratfreie Lochbleche.Partikel fallen dann nach unten in eine C5440 (z. B. Schublade), wosie nicht stören oder auf den Boden, wo sie regelmäßig entferntwerden. Großflächige Rundtakttische werden z. B. als <60-$%0!'5=gestaltet.

Vermeidung hervorstehender Schraubenenden und köpfe zurErleichterung der Reinigung

Vermeidung von Durchgangsverschraubungen. ! z. B.Verschraubungen einer Arbeitsfläche von unten mittelsSacklöchern.

Energieversorgung

Montageplatz

Werkstück

Partikel /Kondensation




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Anbringung von Beschlägen und Scharnieren an der Außenseiteder Anlage bzw. unterhalb kritischer Bereiche (Schmutzfänger undPartikelquelle)

Vermeidung / Entfernung von nicht (mehr) unbedingt für denProzess erforderlichen Einbauten. Generell sollten sich nur dieGegenstände in der Montageeinrichtung befinden, die für denjeweiligen Prozess benötigt werden.

Zugänglichkeit der vorgesehenen Einbauten zum Zweck derReinigung

<"5!=5'=-#-0'"0 Schnittstellen zum flexiblen Anschluss vonHandsaugern vorsehen; z. B. für Venturisauger

Bodenseitige Einhausung bündig im Fußbodenbereich anschlagenoder so anbringen, dass guter Zugang zur Reinigung unter derMontageeinrichtung besteht.

Abluft von z. B. Ventilatoren, Elektromotoren oderPneumatikzylindern und ventilen sollte nicht in das Innere derEinrichtung oder zumindest nicht direkt auf sensible Oberflächengerichtet sein.

Versorgungsleitungen (Kabel, Rohre usw.) weitgehend außerhalbdes unmittelbaren Prozessbereichs führen.

Rohrleitungen und Anlagenteile, an denen es zu Kondensationkommen kann, mit Isolierung versehen"

Abb. F.3: Beispiel eines Transportsystems mit durchlässiger Oberfläche




109

F.3.1.3.1 Einhausung

In der Regel können Einhausungen allein aus Sicherheitsgründenerforderlich werden. Die Einhausung kann fallweise aus Plexiglas oderGitterelementen sowie Schürzen gebildet werden.

Sie schützt Anlagenbereiche einerseits vor Partikeln aus derUmgebungsluft, verhindert andererseits aber auch, dass beimVerarbeitungsprozess entstehende Partikel in die Umgebung gelangen.Wenn sich viele Quellen für flugfähige Partikel in der Umgebung befinden(z. B. Bekleidung des Personals), bewirkt eine Einhausung bzw. Kapselungeine merkliche Abschottung der betreffenden Umgebungspartikel.Reinlufttechnik ist zu diesem Zweck nicht immer zwingend erforderlich.

Die Einhausung ist so auszuführen, dass sich Verunreinigungen nicht anStellen ansammeln können, bei denen die Gefahr besteht, dass er in dieAnlage hineinfällt. Bei Gitterelementen ist zu bedenken, dass diese sowohlals Staubfänger fungieren als auch unkomfortabel zu reinigen sind.


Klappen, Deckel und Türen so anbringen, dass Verunreinigungenbeim Öffnen / Entfernen nicht in die Anlage fallen

Öffnungen zur Wärmeabfuhr nicht im Deckel sondern z .B. an denSeitenwänden im Oberteil der Anlage vorsehen. Alternativ:Öffnungen durch Blenden vor hineinfallenden Partikeln schützen.

siehe sinngemäß auch vorherige und nachfolgende UnterkapitelHinweis: Verunreinigungen auf Abdeckungen / Einhausungen sind vor dem Öffnen

/ Abnehmen zu entfernen.

Abb. F.4: Beispiel für Einhausung




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Durch Einhausung kann ein lokaler Bereich geschaffen werden, dessenSauberkeitsstufe gezielt von derjenigen der Umgebung abweicht. Beispiele:Gekapselte Abblasstation in einem Montageraum höherer Sauberkeitsstufe.Als Minienvironment (mit oder ohne Reinlufttechnik) gestalteteNacharbeitsstation in einer nicht reglementierten Werkstatt.

Montageeinrichtungen und Reinlufttechnik:

Bedarfsweise können Montagestationen als eigenständige Minienvironments eingesetzt werden. Die Grundidee dahinter ist, nicht dengesamten umgebenden Montagebereich aufwendig, z. B. als Reinraumoder Sauberraum, gestalten zu müssen.

Ein wichtiges Element beim lokalen Einsatz von Reinlufttechnik beiMontageeinrichtungen stellt die Strömungsführung zum gezielten Abtransport luftgetragener Partikel dar.

Möglichkeiten der lokalen Eindämmung luftgetragener Partikel:

A. Gezielte Kapselung von Anlagen, Fördereinrichtungen, Warenpufferund / oder Arbeitsplätzen1)

B. Wie A. mit Einsatz lokaler Reinlufttechnik2)

1) Durch Kapselung (z. B. durch Einhausung mit Plexiglas) können in derumgebenden Raumluft enthaltene Partikel abgeschottet werden. Im Gegeneffektkönnen sich innerhalb der Kapselung entstehende, flugfähige Partikel durch dieeingeschränkte Ausbreitungsmöglichkeit anhäufen.

2) Durch die aufgezwungene Strömung erfolgt potenziell eine Wegführungluftgetragener Partikel, die innerhalb der Kapselung (z. B. durch mechanischenAbrieb) entstehen. Bei ungünstiger Strömungsführung kann sich ein gegenteiligerEffekt einstellen und generierte Partikel werden auch oder u. U. vermehrt inRichtung Funktionsfläche transportiert. Bewegungselemente in Toträumen sind zuvermeiden, da dort Partikel angehäuft werden.

In beiden Fällen ist zu berücksichtigen, dass die Bauteile / Erzeugnisseaußerhalb der Minienvironments konsequent geschützt werden müssen,wenn die Umgebungsluft störende Partikel enthalten kann.

Wenn Personal in gekapselte Einrichtungen eingreift (z. B. Öffnen einerAnlage bei Störung oder Umrüstung), können sich Verschleppungen ausder ungeschützten Umgebung einstellen.

Bei der Anbringung lokaler Absaugeinrichtungen, die Partikel vom bzw. amOrt ihrer Entstehung wegführen sollen, ist zu berücksichtigen, dass diezuströmende Luft ihrerseits kritische Partikel mit sich führen könnte.




111

F.3.1.3.2 Manuelle Arbeitsplätze

Manuelle Arbeitsplätze sind dadurch gekennzeichnet, dass dort Tätigkeitenzur Erstellung des Zusammenbaus durch einen Werker erfolgen (betrifftauch Nachbearbeitung). Neben Schritten wie z. B. Einlegen von Teilen oderAuftragen von Hilfsstoffen, kann dies auch die Anwendung von Werkzeugenbis hin zur manuellen oder maschinengestützten Durchführung vonFügeprozessen beinhalten.

Durch ein gezieltes Design des Arbeitsplatzes und der Abläufe sollsauberkeitsbezogenen Fehlermöglichkeiten des Werkers vorgebeugtwerden. Ein beträchtliches Fehlerpotenzial liegt im Freiheitsgrad desWerkers als Individuum (im Gegensatz zu einem Automaten) sowie dessengrundsätzlicher Motivation und aktuellen Verfassung. AllgemeineVerhaltensregeln werden im Kapitel E: Personal behandelt.


Materialtransfer und Personenverkehr auf der dem Produkt /Prozess zugewandten Seite vermeiden ! Materialversorgung z. B.von der Rückseite / Seite des Arbeitsplatzes

Mischtätigkeiten der Werker, die eine kritische Verschleppungsgefahr beinhalten, sollten planerisch vom Arbeitsplan ausgeschlossen werden.

Klare Trennung zwischen Arbeitsplatz und Umgebung

Klare Trennung von Reinhaltung des Arbeitsplatzes und Montagetätigkeit (Verschleppungsgefahr)

Großzügige Beleuchtung; möglichst diffuses Licht ohneBlendwirkung und Schattenwurf. ! Unterstützt auch die Auffindungund Erkennung von Partikeln.

Darauf achten, dass der Werker beim Zugriff auf Bauteile undWerkzeuge nicht über dem Erzeugnis hantieren muss. ! Hierzuauch definierte Greiffolgen (ohne Variationsmöglichkeiten durchden Werker) festlegen.

Werkzeuge gegebenenfalls redundant bereitstellen, so dass keinÜbergreifen über sensible Bauteilbereiche erforderlich ist.

Definierte Ablagen für Werkzeuge und Hilfsmittel vorsehen. ! Bishin zum Getränkehalter (falls zulässig)

Werkzeuge und Montagehilfsmittel sind bevorzugt hängendanzubringen




112

Ablagen sowie Aufnahmen für Werkzeuge und Bauteile sogestalten, dass sie eine minimale Auflagefläche haben. Durch einenach unten offene Gestaltung können Partikelansammlungenminimiert werden.

PartikelWerkstück

Montageplatz

Partikel

Werkstück

Montageplatz

Abb. F.5: Beispiel einer Bauteilaufnahme / Arbeitsfläche

Ablageflächen, Ladungsträger oder Greifschalen nicht direktoberhalb der Arbeitsfläche anbringen. ! Dadurch wird vermieden,dass der Bediener regelmäßig über dem Produkt zugreifen muss.

Halterungen sowie Aufnahmen für Werkzeuge nicht direkt überdem Produkt oder offenen Ladungsträgern und Greifschalenanbringen

Greifschalen und Ladungsträger mit empfindlichen Güternmöglichst oberhalb von Bereichen anbringen, auf die der Werker oftzugreifen muss….(s. oben)

Anbieten von Kleinteilen in einem weitgehend geschlossenenSpender (nicht als offenes Schüttgut) ! Dichtringe z. B. gestapelt ineinem Köcher unterbringen.

Geschlossene Regalböden verwenden, damit Verunreinigungennicht auf die untere Lage gelangen können

Greifschalen, Ladungsträger und Spender nicht direkt unterhalbdes Arbeitsbereichs anbringen; besser seitlich versetzt.

Siebboden in Greifbehälter einbauen. ! Partikel können sich nichtam Boden ansammeln, sondern fallen durch.




113

Geschlossenen Flüssigkeitsspender verwenden. !z. B. Prinzipeiner Vogeltränke: Es wird immer nur die Menge an Flüssigkeitfreigegeben, die gerade gebraucht wird.

Harte Auflageflächen dämpfen, um Werkstücke und Oberflächen zuschonen.! z. B. Gummimatte unter Edelstahlplatte

Verzicht auf weiche Arbeitsauflagen. ! z. B. Holz oder Kunststoff,da sich Partikel darin einlagern und sich das Material leicht abnutzt.

Stoffbezüge auf Stühlen meiden; ebenso Holzstühle. ! Besser:Kunststoff und Metall.

Geriffelte Anti Rutschmatten oder Dämm Matten wirken alsSchmutznester. ! Alternative: Gelgedämpftes, rutschfestes Schuhwerk.

Bei Einsatz von Reinlufttechnik ist der Einfluss des Werkers auf dieLuftführung sowie als Partikelquelle zu berücksichtigen

F.3.1.4 Betriebsmitteltechnik

Zur Betriebsmitteltechnik zählen alle zur Bewerkstelligung des Prozessablaufes erforderlichen, mehr oder weniger dauerhaft installierten,Komponenten. Sie können aktiv oder passiv am Prozessablauf beteiligtsein.Beispiele: Antriebe, Mechaniken wie Transportsysteme und Handhabungstechnik,

Fördertechnik, Zylinder, Roboter, Bänder, Greifer (Vakuumheber),Werkstückaufnahme, Hebezeuge, Doppelgurtbänder, Ventilinsel. AuchEnergieführungsketten, Linearachsen, Elektromotoren etc.

Ausrüstungen und Einrichtungen, die eine mechanische Funktion habenund zudem dauerhaft in Betrieb sind, stellen aktive Partikelquellen dar. DieKomponenten befinden sich häufig in unmittelbarer Nähe des Produktes,was die Möglichkeit einer Verunreinigung erhöht.

Ein weiterer kritischer Punkt liegt in der Verwendung von Schmierstoffen.Partikel können zunächst im Schmierstoff angereichert und dannunkontrolliert abgegeben werden (z. B. Fett an der Führungsbuchse einesStößels); offene Linearachsen, Antriebe, Lager, Riemengetriebe, Kugellageretc. möglichst vermeiden.

F.3.1.4.1 Betriebsmedien und MedienversorgungstechnikHierbei handelt es sich um Medien und zugehörige Versorgungskomponenten zum Betätigen der Montageeinrichtung wie: Strom, Druckluft /Vakuum, Hydraulik Flüssigkeiten, Wasser bzw. Fluide für Heizung und




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Kühlung, Öle, Fette für Komponenten der Montageeinrichtung, Gase (z. B.für Schweißen), Löschmittel (Brandschutz) etc.

Zur Versorgungstechnik zählen auch Einrichtungen zur Anwendung vonHilfsstoffen, Funktionsflüssigkeiten und Prüffluiden.


Versorgungstechnik sollte möglichst in Zwischendecken undwänden verlaufen. ! z. B. auch Einfassung in Kabelkanälen oderWellrohr.

Versorgungstechnik, die im Prozessbereich verläuft, sollte so wenighorizontale Oberflächen wie möglich bieten und möglichst vertikalarrangiert werden

Auf Aufbereitung von Medien achten (Gehalt störender Substanzenwie Partikel, Öl, Wasser). ! z. B. Verwendung ölfreier, trocknerund gefilterter Druckluft.

Abluft von z. B. Pneumatikeinheiten mittels Schlauch fassen undaus Prozessbereich führen oder Anbringung von Filtern.

Schläuche und Kabel (Druckluftleitungen etc.) von bewegtenElementen fixieren, um Scheuern zu vermeiden. Anwendung vonEnergieführungsketten.

F.3.1.4.2 Hilfsstoffe

Hilfsstoffe sind Materialien, die zur Durchführung des Fügeprozesseserforderlich sind, Bestandteil der Fügeverbindung sind oder einenotwendige, lokale Grundversorgung einer Funktionsgruppe darstellen.Beispiele:

Öle, Fette, Seifenwasser und sonstige Gleitmittel (als Fügehilfe)

Öle, Fette und sonstige Gleitmittel (als Grundversorgung für dasErzeugnis)

Klebstoffe, Dichtungsmittel; sowie Schraubensicherungsfluide;flüssig / pastös (als Verbindungskomponente)

Lot und Schweißdraht

Die Hilfsstoffe sind häufig in direktem Kontakt mit Funktionsflächen. Es gilt,diese Fluide und zugehörige Auftragshilfen (z. B. Pinsel) sauber zu halten.Es ist zu berücksichtigen, dass sich Partikel bevorzugt an den benetztenStellen ansammeln.




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Bei manuellem Auftrag besteht die Möglichkeit, dass der Werker Partikelüber Hände oder Handschuhe verschleppt. Beispiele wären hier dieDosierung mittels Ölkanne oder das Auftragen von Gleitmittel mit einemPinsel.

Vernebelung und Verschleppung der Fluide auf die umgebendenOberflächen führt zur Anhäufung von Verunreinigungen und lässt dieseungepflegt erscheinen. Zudem besteht bei Kontakt mit den verunreinigtenOberflächen Verschleppungsgefahr. Dies erfordert ein häufigeres Reinigendes betreffenden Bereichs.

Beispiel: Pinsel, Schwämmchen, Tampons, Sprühen, (Finger ! schlechte Lösung),Dispenser, (Walken im eingefetteten Beutel (z. B. für Summe von O Ringen /Chargenweise Befettung), Befettungsstation (Bauteilangepasst; z. B.Ringöffnung in die Bauteil eingeführt und über Dosierventil befettet wird),Ölkanne, Behälter für Eintauchen (z. B. Einseifen von Tüllen.) Behälter fürFluide.


Verwendung definierter Sauberkeitsqualitäten der Fluide

Prozessintegrierte Filtration des betreffenden Fluides

Sauberhalten des offen liegenden Fluides

Sauberhalten der Hilfsmittel und Werkzeuge zur Aufbringung desFluides

Vermeidung der Verunreinigung der Prozessumgebung durch dasFluid

Beölungsprozesse mit Einhausung und / oder Absaugung versehen

Silikonpinsel oder Dispenser zur Befettung verwenden, stattHaarpinsel (Haare lösen sich und bleiben am Produkt haften)

Verzicht auf Benetzung durch Einsatz anderer Materialien. ! z. B.trockene Funktionsbeschichtung der Oberfläche; Nano Compositesbenutzen, anstelle von Öl, da leicht flüchtig, extrem dünn, fasttrocken und nicht schmutzbindend

Eventuell leicht flüchtigen Alkohol verwenden, wenn lediglich einkurzzeitiger Gleitfilm erforderlich ist

Hinweis 1: Nicht flüchtiges Spülmittel kann bei Drucktests zu unerwünschtem Wandernder Dichtungen führen.

Hinweis 2: Reinheitsgrade nach ISO 4406 für Fluide lassen größere Partikel unberücksichtigt. ! Bedarfsweise geeignetere Spezifikation anwenden.




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F.3.1.4.3 Prüffluide und Funktionsflüssigkeiten

Prüffluide: Hierunter werden Stoffe zusammengefasst, die fürFunktionsprüfungen eingesetzt werden, zum Beispiel Flüssigkeiten undGase für Druckhalteprüfungen. Fallweise verbleibt ein Prüffluid auch alsFunktionsflüssigkeit in einem Zusammenbau. Dies ist beispielsweise beiHydraulikflüssigkeit für ein Lenkgetriebe der Fall.

Funktionsflüssigkeiten (zur Erstbefüllung): Diese sind für den anschliessenden Betrieb des Zusammenbaus notwendig; z. B. Hydraulikflüssigkeit,Öle, Kühlmittel oder Kraftstoff.

Bei diesen Stoffen (z. B. Flüssigkeiten, Gase) ist die Sauberkeit wichtig. DieSauberkeit dieser Medien sollte definiert sein, da sie direkt mit demFunktionsraum des Zusammenbaus in Kontakt kommen oder eventuelldauerhaft darin verbleiben. Ihre Anwendung erfolgt stets in Verbindung mitFunktionsprüfständen sowie Befüllstationen.


siehe auch vorhergehender Abschnitt

Sauberhalten der Adapter zur Zuführung und Entnahme vonPrüffluiden

Prüf und Funktionsfluide können bei deren Anwendung eventuell auchgezielt zur Innenreinigung des Zusammenbaus genutzt werden (z. B. beiDruckprüfung) (siehe Unterkapitel 3.1.6: Montageintegriertes Reinigen).

Hinweis: In die Flüssigkeitssysteme eingetragene Mikroorganismen können zu einerVeränderung der Eigenschaften von Funktionsflüssigkeiten und somitBeeinträchtigung der Systemfunktion führen (Beispiele: Biodiesel, Zinkfraß)

Funktionsprüfstände bieten auch die Möglichkeit zum prozessintegriertenMonitoring von Innenverunreinigungen der Prüfobjekte:

Sporadische Untersuchung der Partikelrückstände in denAufbereitungsfiltern

Gezieltes Anbringen von Analyse Filtern an der Abströmseite vonFunktionsprüfständen

F.3.1.4.4 Transportsysteme, Handhabungssysteme, Zuführung undVereinzelung

Transportsysteme; Mittels Transportsystem werden die Werkstückeinnerhalb einer Montagelinie zwischen verschiedenen Stationen undLagerorten befördert.




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Systeme zur Vereinzelung und Zuführung von Kleinteilen (z. B.Vibrationswendelförderer): Absaugnest für das vereinzelte Teilvorsehen oder Öffnung in Zuführungsschiene, durch die losePartikel in einen darunterliegenden Auffangbehälter gelangenkönnen.

F.3.1.4.5 Werkstückträger und Werkstückaufnahme

Auf dem Werkstückträger (WT) findet die Montage statt. Fallweise dient erauch als Transportmittel. Für identische Bauteile ist er mehrfach vorhandenund transportiert das Bauteil von einer Fertigungsstation zur nächsten. DerWT kann aber auch nur einmal vorkommen.

In diesem Fall wird das Bauteil zur Montage auf den WT umgesetzt, dortbearbeitet und danach wieder von ihm abgehoben. Auf dem WT befindetsich stets eine bauteilspezifische Werkstückaufnahme: z. B. Spannbacken, Pass Stifte, Negativform / Nest, Schwerkraft, Anschlag,Schwenkmechanik"


Werkstückträger bei Stopp vom Band ausheben oder Bandanhalten; zur Vermeidung von Abrieb zwischen Band undWerkstück / Werkstückträger

Werkstücke an Greif und Auflagekanten entgraten. BevorzugtRadien statt Phasen an Greifern bzw. Werkstückaufnahmen.

So wenig Kontakt wie möglich zwischen WT und Produkt (Vorsicht:hohe Punktlast am Produkt).

F.3.1.4.6 Werkzeuge und Greifer

Werkzeuge sind elementare Bestandteile von Montageeinrichtungen undFügeprozessen. Die Grenze zwischen den Begriffen Werkzeug undMontagehilfe ist fließend. Wesentlich zu unterscheiden sind handgeführteund (teil ) automatisierte Werkzeuge. Zu den typischen handgeführtenWerkzeugen zählen Hammer, Schrauber oder auch Pinsel für dasAuftragen von Fluiden. Greifer übernehmen im Allgemeinen die Funktiondes Haltens von Komponenten.

Beispiel 1: Adapter (z. B. Anschluss in Dicht Prüfeinrichtungen); Anschluss undKontaktwerkzeuge, Taster, Messwerkzeuge, Ausrichte und Zentrierwerkzeuge, Schablonen, Crimpwerkzeuge (z. B. Zange zum Aufstecken vonSchläuchen), Markierungswerkzeug (Drucker, Stempel, ….)




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Beispiel 2: Schrauberbit, Montagehülse (O Ring / Kolben), Schneidezange,Stemmstempel, Pressstempel, Biegestempel, Hammer, Stanzwerkzeug,Nuss, Maulschlüssel, Nietwerkzeug, Taumelwerkzeug, Klebe , Schweiß undLötwerkzeuge, Spindelschrauber

Greifer; Vakuumgreifer, Magnet, Formschluss (Haken), Kraftschluss

Keinesfalls zu vernachlässigen ist die Pflege der Werkzeuge und derrechtzeitige Austausch bei Mängeln.

Besonders bei handgeführten Werkzeugen, besteht ein Risiko darin, dassdie falschen Werkzeuge benutzt oder dass sie falsch angewendet werden.


Integrierte Bohrung im Werkzeug, mit Absaugung (z. B. beiBiegestempel)

Keine Schwämme zur Reinigung von Werkzeugen (Partikelspeicher!)

Vor allem bei manueller Montage: Fügehilfen, Blenden, Schablonenoder Zentrierhilfen vorsehen und verwenden. ! z. B. umBeschädigung an Störkonturen zu vermeiden

Einschlagen von Teilen. ! Besser: Einpressen

Verwenden von Hämmern. ! Besser: Geführtes Schlagwerkzeug

Hammer mit Kunststoffkopf. ! Kunststoff splittert leicht. Evtl.Messing verwenden

Werkzeuge mit Holzgriff ! Ersatz durch Metall oder Kunststoff(Holz splittert leicht)

Automatisierte Schraubenzuführung (Zuschießen). ! Haltemechanik für vereinzelte Schraube erzeugt Abrieb. Alternative: manuellesAnsetzen der Schrauben…




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F.3.1.5 Fügeprozesse

Die Zusammenstellung in Tabelle F.1 stellt eine grobe Sondierung vonFügeverfahren vor.

Fügeverfahren

Partikelentstehung CharakteristischePartikel

Auswirkungen durchPartikel

Schrauben beim Finden desGewindegangs

Abrieb beimEinfädeln desSchraubwerkzeugs

Beschichtungen undGrate platzen beimZuschießen mittelsDruckluft ab

Abrieb/Ablösungvon Graten

Auslaufgrate

Ausbrüche

Beschichtungsflitter

Flitter vonWerkzeugen

Partikel vomSchraubenkopf

Grate ausGewindegängen

Partikel von Mutternund Schrauben

Gewindelehren wirkenwie Schneideisen

Beschädigung vonGewinden

Falsche Vorspannungdurch erhöhte Reibung;Folge ! Verbindungenkönnen sich lockern

Flitter werden evtl.durch Funktionsprüfungin das Bauteil gespült

Schweißen/Löten

Durch unruhigesSchweiß /Lotbadgelangen Spritzerauf Vorrichtungenund Bauteile

Schweiß /Lotspritzer beimAnfang / Ende

Schlacke, Zunder

niedergeschlagenerRauch/Schmauch

Kugelförmige Partikel(Schweiß /Lotperlen)

plättchenförmigePartikel

Beschichtungsabplatzungen

Schmauch undRußpartikel

Kunststoffpartikel

lose Schweiß /Lotspritzer fallen inHohlräume undHinterschneidungen

Schlacke, Zunder fällt inHohlräume

Undichtigkeiten

Pressen/Quetschen/Weiten

Abrieb /Abplatzungen vonBeschichtungen

Abrieb durchRelativbewegungzwischenWerkzeugen undBauteilen


meist plättchenförmig

Bauteilfunktion wirddurch verklemmenbeeinträchtigt

eingedrückte Partikelkönnen sich ablösen




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Fügeverfahren

Partikelentstehung CharakteristischePartikel

Auswirkungen durchPartikel

Aufdornen/Einschlagen

Abrieb beimEinlegen derBauteile inVorrichtungen

Spanabtrag durchnichtzentrierteKomponenten

Abrieb anWerkzeugen, Teilenund Auflagen

Abrieb/Ablösung vonGraten

Sichelspäne

Abplatzungen vonWerkzeugen undBauteilen

Grate können in denFunktionsraumgelangen

Verstemmen Abrieb durchSpannvorrichtungen

Abrieb durchVerformung/Umformung

Ablösung vonGraten,Abplatzungen vonGussoberflächen,minimaleMaterialausbrüche

Flitter

Grate

Späne

Materialausbrüche

Grate, Späne, Flitterkönnen in das Bauteilgelangen

Undichtigkeiten

Beschädigung vonDichtelementen

Ein /AufschiebenEinstecken

Abrieb/Bruchstückevon Bauteilenund/oder Fügeteilen

Abgelöste Partikelauf Arbeitsflächen

Flitter, Grate, Partikel

Späne

Abrieb vonZentrierwerkzeugen

Partikel zwischen Teilenverhindern exakteTeilepositionierung

falsche Passung

Undichtigkeiten

Passungen/Schrumpfen

Abrieb anWerkzeugen undAuflagen

Abrieb, Flitter, Grate

lose Grate

Endposition desBauteils wird nichterreicht

Verklemmen

Tab. F.1: Charakterisierung von Fügeverfahren

Fügeprozesse sowie Rückbauschritte können kritische Partikel in einerGrößenordnung hervorrufen, die bspw. das Verunreinigungsrisiko derUmgebungsatmosphäre bei Weitem übertrifft.

Es wird empfohlen, an erster Stelle der Optimierungsmaßnahmen an einerMontageline besonders die eigentlichen Fügeprozesse bezüglich möglicherVerunreinigungsrisiken zu durchleuchten, um im Bedarfsfall gegen zu




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steuern. Hier sind dann insbesondere sowohl die fachkundigen Entwicklerals auch die erfahrenen Monteure gefragt.

Die in Frage kommenden kritischen Montageschritte werden planerischanhand einer FMEA oder Potenzialanalyse eingegrenzt und sukzessivedetailliert. Hilfreich ist hierbei die Beobachtung bzw. Analyse ähnlicherAnwendungen in bereits bestehenden Linien.

Objektives Hilfsmittel zur Bewertung ist die konventionelleSauberkeitsprüfung sowie die Verwendung von Partikelfallen (siehe KapitelG: Messen von Sauberkeitseinflüssen). Beide Methoden müsseneventuell an praxisnahen Fügemodellen des Erzeugnisses erfolgen, umeinen Zugang zu ermöglichen oder außerordentliche Rückbaueinflüsseauszuschließen. Eventuell kann die Computertomographie zur zerstörungsfreien Inspektion von innenliegenden Funktionsbereichen herangezogen werden.

F.3.1.6 Montageintegriertes Reinigen

Zweck der montageintegrierten Reinigung ist die Entfernung von Partikelndirekt bei oder nach deren Entstehung. Die Partikel können beim Fügenoder Handhaben / Vereinzeln der Bauteile entstehen.

Häufig sind die betreffenden Partikel nur lose an die Bauteile gebunden undkönnen daher mit einfachen Reinigungsverfahren wirksam entfernt werden.Die montageintegrierte Reinigung dient in erster Linie zur direktenReinigung der Bauteile bzw. Baugruppen.

Es können auch Reinigungsschritte in eine Montagelinie integriert werden,die eine stetige Reinhaltung von Anlagenkomponenten zum Ziel haben, wiedie Reinigung von Werkstückträgern, Transportbändern oder Greifern.Hierdurch soll die Verschleppung von Partikeln innerhalb derMontageanlagen reduziert werden. Montageintegrierte Reinigung ist einserieller, meist trockener Prozess im Gegensatz zur konventionellenTeilereinigung, die auch die Entfernung von Fertigungshilfsstoffen wieKühlschmiermittel aus der mechanischen Bearbeitung beinhaltet. Deshalbwerden dort fast ausschließlich flüssigkeitsbasierte Reinigungen eingesetzt.

Anwendungen der montageintegrierten Reinigung:

1. Entfernen von Montagepartikeln vom Erzeugnis direkt nach derenEntstehung

2. Endreinigung von Baugruppe / Funktionssystem bspw. in Funktionsprüfständen




123

3. Reinhaltung von Anlagenkomponenten (z. B. Transportband) zurVermeidung von Verschleppung

4. Entfernung von im Prozess freigesetzten Partikeln zur Vermeidung vonRückverschmutzung

Die hier betrachteten Verfahren beinhalten auch Varianten der manuellenReinigung.

F.3.1.6.1 Anwendungsbereich

Die montageintegrierte Reinigung dient der aktiven prozess undproduktnahen Entfernung von Verunreinigungen; im Sinne diesesLeitfadens vornehmlich kritische Partikel. Der Vorzug liegt auf möglichsteinfachen Lösungen, die wie folgt zu charakterisieren sind:

• Hinreichende Reinigungswirkung / prozesssicher

• Einsatz am Ort des Geschehens, möglichst ohne die Notwendigkeit, den zu reinigenden Gegenstand aus dem gegebenen Flussbzw. Ablauf ausschleusen zu müssen

• Möglichst keine zusätzliche Handhabung wie bspw. Lageänderung,Kommissionierung (Vereinzelung oder Losbildung) oder Pufferung

• Möglichst keine Erhöhung der Taktzeit

• Keine Belastung des Reinigungsguts mit Rückständen vonReinigungsmedien bzw. Fluiden, die die bestimmungsgemäßeEndfunktion beeinträchtigen können. U. a. deshalb werden meisttrocken wirkende Verfahren eingesetzt.

• Möglichst (einfach) automatisierbar (z. B. wegen Reproduzierbarkeit)

Hinweis: Die (meist manuelle) Reinhaltung von Arbeitsplätzen, Maschinen sowieRäumlichkeiten etc. fällt nicht unter den Begriff montageintegriertes Reinigenund wird unter Pflege in entsprechenden Kapiteln behandelt. Ausgegrenztwird auch das Feld der montagenahen konventionellen Teilereinigungstechnik: z. B. Einschleusung von Kaufteilen oder Eigenfertigungsteilen in denMontagebereich über eine Teilereinigungsanlage.

Im Fokus steht die zuverlässige Entfernung kritischer Verunreinigungen. Die Wirksamkeit eines zu installierenden Reinigungsschrittes ist durchpraktische Untersuchungen sicherzustellen. Dies gilt insbesondere dann,wenn dieser zur Beseitigung störender Verunreinigungen, die direkt anfunktionsrelevanten Oberflächen vorliegen, vorgesehen ist.

Ist die hinreichende Entfernung schädlicher Partikel nicht sichergestellt, sindanderweitige Maßnahmen angezeigt. Solches kann z. B. Schritte zur




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Vermeidung der Entstehung von kritischen Fügepartikeln für denbetreffenden Montageprozess anbelangen oder die Notwendigkeitrechtfertigen, wirksamere (eventuell aufwendigere) Reinigungsmaßnahmenvorzusehen.

Einsatzzweck Komponente Prozessschritt Reinigungsschritt

Wärmetauscher Druckprüfung Innenspülen mit Gas

Getriebe Prüfung der Endfunktion Innenspülen mit Hydrauliköl1. Enderzeugnis /Baugruppe

Hydraulikleitung Nach Einschrauben desSensors

Innenspülen mit Gas

Schraube Nach Vereinzelung Absaugnest

ABS Ventil Vor dem Einpressen Absaugnest

Crack Pleuel Nach dem Trennen Trennbereich: Absaugen oderTrockeneisschnee

Gehäuse unterhalb desGewindegangs

Nach Lösen derSchraube

Absaugen / Abklatschen /Magnetsonde

2. Einzelbauteil /Baugruppe

Dichtfläche desGehäuses

Vor Auftrag desDichtungsfluides

a) Bürstenleiste mitAbsaugung oder

b) Trockeneisschnee oder

c) offenes Plasma

Taumelwerkzeug WährendTaumelvorgang

Lokale Absaugung

Beölungsstation Kontinuierlich Prozessabsaugung

Werkstückhalter Nach dem Verstemmen Lokale Absaugung

Filtergewebe WährendKonfektionieren undPlissieren

Prozessabsaugung /eventuell lokaleReinlufttechnik

3. Montageprozess

Gewebeschlauchzur Wärmeisolierung

Beim Aufziehen auf denLeitungsabschnitt

Prozessabsaugung /eventuell lokaleReinlufttechnik

Förderband Kontinuierlich Absaugleiste evtl. kombiniertmit Bürste oder Magnetleiste

Werkstückträger Unmittelbar nachBenutzung / vorBestückung

Absaugen / Nassreinigung /Trockeneisschnee4. Betriebsmittel

technik

Tray oder KLT Unmittelbar nachBenutzung / vorBestückung

Wischen mit feuchtem Tuch /Absaugen / Nassreinigung /Trockeneisschnee

Tab. F2: Beispiele verschiedener Anwendungen der montageintegrierten Reinigung




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Integrierte Reinigungsschritte betreffen nicht ausschließlich Bauteile oderdas Erzeugnis sondern finden auch Anwendung zur erzeugnisnahenVerhinderung direkter und indirekter Rückverschmutzung. Beispiele fürverschiedene Einsatzzwecke der integrierten Reinigung sind in Tabelle F2angeführt.

Die in Frage kommenden Stellen im Prozessablauf und die voraussichtlichgeeigneten Reinigungsvarianten werden planerisch anhand einer FMEAoder Potenzialanalyse eingegrenzt und sukzessive detailliert. Hilfreich isthierbei die Beobachtung bzw. Analyse ähnlicher Anwendungen in bereitsbestehenden Linien.

Fall 1 und 2: !"#$%&"'"( von Rückverschmutzungen:

In diesen Fällen werden Bauteil oder Erzeugnisoberflächen gezieltbehandelt, um z. B. durch Montage und Fügeprozesse erfolgte Rückverschmutzungen wieder zu entfernen (Reinigung unmittelbar !5$% erfolgtemMontageschritt).

Ebenso zählt hierzu die Behandlung von Einzelkomponenten / kleinereBaugruppen, um zum Beispiel Partikel zu entfernen, die durch dieVereinzelung in einem Rütteltopf entstanden sind oder um eventuell aus derUmgebung sedimentierte Partikel oder partikuläre Transportverunreinigungen zu entfernen (Reinigung unmittelbar D,' einem Montageschritt).

Fall 3 und 4: )*&+%'('"( von Rückverschmutzung:

In diesen Fällen wird die Integrierte Reinigung eingesetzt, umVerunreinigungen in Erzeugnisnähe abzugreifen, um dadurch einerAusbreitung vorzubeugen und die Übertragung auf das Erzeugniseinzudämmen. Die Verunreinigung wird dabei möglichst direkt bei derenFreisetzung bzw. am Freisetzungsort weggeführt (meist durch Absaugen).

Weitere Ausführungen über die Reinigung speziell von Behältern (sieheKapitel D: Logistik).Hinweis: Beispiel eines Vergleichs von Varianten zur Reinigung von Pleueln s.Anhang.

F.3.1.6.2 Charakterisierung ausgewählter Reinigungsverfahren

Mit Blick auf die eingangs angesprochenen Anforderungen bzw.Eigenschaften ist das Spektrum in Frage kommender Reinigungsverfahrenendlich (Beispiele siehe Tabelle F3). Der Abreinigungseffekt basiertüberwiegend auf mechanischer Entfernung der Partikel, häufig inKombination mit deren gezielter Wegführung durch ein bzw. dasströmende(s) Fluid.




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Speziell die auf rein mechanischen Kräften beruhende Reinigungswirkungfür Partikel ist wesentlich davon abhängig, wie intensiv die Teilchen an diebetreffende Oberfläche gebunden sind (z. B. lose oder festgetrocknet).

Wann immer möglich, sollte der Reinigungsschritt unmittelbar während odernach der Entstehung kritischer Partikel erfolgen, um weitererVerschleppung vorzubeugen oder eine intensivere Oberflächenbindung zuvermeiden, z. B. durch Kondensation oder Trocknung bei Montagehilfsstoffen (bspw. prozessbedingter Ölfilm auf einem Werkstückträger).

Hinweis: Unter Berücksichtigung des optimalen Zusammenwirkens von Mechanik,Chemie, Temperatur und Zeit [Kreis von Sinner] weisen die meisten derangeführten Reinigungsverfahren eine verminderte Reinigungswirkungbezüglich filmischer Rückstände auf (z. B. Ölnebel). Der Abreinigungseffektbezüglich Partikeln ist gegeben: Aber, verglichen mit einer abgestimmtenkonventionellen Nassreinigung, eingeschränkt. Dies betrifft insbesondere diekleineren Partikel, die zum einen relativ hohe Oberflächenhaftkräfteaufweisen. Zum Anderen erfahren sie in der Oberflächen Grenzschicht einesströmenden Fluids eine relativ geringere Ablösekraft.

Achtung: Die Zusammenstellung in Tabelle F3 ist bezüglich der Einschätzung derAbreinigungswirkung als grobe Richtschnur zu betrachten; insbesonderewas Ölfilme anbelangt (Art der Flüssigkeit / Dampfdruck).

Auswahl von Verfahren zur montageintegrierten Reinigung:(Der Vergleich bezieht sich auf eine leicht zugänglicheOberfläche und Partikel ab 50 m).

Legende: + = hoch;o = mittel ;= gering;

? = nicht bekannt

RelativeAbreinigungswirkung

Verfahren Reinigungsfaktor Partikel,

angetrocknet

Partikel,lose

Ölnebelfilm

Bemerkung

1. (Ab )Saugen1)

Strömungskraft o Elektrostatische Aufladungmöglich

2. (Ab )Blasen1) Strömungskrafto + o

Sichtlinienverfahren,

Elektrostatische Aufladungmöglich

3. E!!0!#6?40!mit

Druckgas1)

Strömungskraft+




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? = nicht bekannt

4. E!!0!#6?40!mittels GasbeiUnterdruck1)

Strömungskraft

o

5. E!!0!#6?40!mit

Flüssigkeit

Strömungskraft /Zeit / Chemie /(Temperatur) + + +

Je nach Spülmedium bzw.Weiterverwendung kannaufwendige Innentrocknungerforderlich werden

6. Bürsten 1) Mechanik+ +

Sichtlinienverfahren

Elektrostatische Aufladungmöglich.

7. Trockeneisschnee

Impuls/Temperatur/Chemie/ Zeit + + +


Elektrostatische Aufladungmöglich,

Auch für „trockene“ Filme.

8. Vibration mit1)

Absaugen

Mechanik /Strömungskraft +/o

Elektrostatische Aufladungmöglich.

9. OffenesPlasma

Chemie / Zeit

o/+

Sichtlinienverfahren(fallweise),

Reinigungswirkung istabhängig von derchemischenZusammensetzung desFilmes

Auch für „trockene“ Filme.

10. FeuchtesWischen1)

Mechanik/(Chemie) + + + flusenarmes Tuch

11. Tapelift 1) Adhäsion+ +


Eventueller Rückstand desadhäsiven Materials.




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? = nicht bekannt

12. Magnet 1) Feldkraft? ?


Wirkt nur aufferromagnetische Partikel,

13. Entmagnetisieren1)

Feldkraft? ?

Wirkt nur aufferromagnetischeMaterialien

1) Bei den betreffenden Verfahren (ohne chemische Wirkkomponente) liefert eineVerlängerung der Reinigungsdauer im Allgemeinen keinen gesteigerten Reinigungseffekt.Die Partikel werden entweder spontan oder gar nicht abgelöst.

Bei den strömungsbasierten Verfahren kann die Reinigungswirkung für Partikelerfahrungsgemäß durch eine *06)4#"0 <"'F:)!* gesteigert werden (möglichst abrupte, hoheGeschwindigkeitsänderung). Bei Gasen stellt sich gegenüber Flüssigkeit jedoch eineabschwächende Dämpfung ein; aufgrund der Kompressibilität.Sichtlinienverfahren bedeutet, dass das Verfahren einen eingeschränkten Umgriff hat unddie interessierende Oberfläche deshalb direkt *0"',((0! werden muss. Die Reinigungssondeoder der zu reinigende Gegenstand müssen gezielt zueinander bewegt / versetzt werden(G3'5#"0'! der Oberfläche), wenn größere Oberflächenbereiche behandelt werden sollen.

Tab. F3: Zusammenstellung einer Reihe in Frage kommender integrierbarerReinigungsverfahren

Achtung: Bei Auswahl eines Verfahrens muss eventueller Verlust des Korrosionsschutzes berücksichtigt werden. Ebenso die chemische Verträglichkeit desBauteilwerkstoffs mit der betreffenden Reinigungschemie sowie Materialangriff durch mechanische Reinigungskräfte.

Hinweis: Elektrostatischer Aufladung kann durch Anwendung von Ionisationseinrichtungen begegnet werden. Ggfs. (zusätzlich / lediglich) Erdung vorsehen.

Bei der Implementierung eines Verfahrens ist vorzusehen, dass dieabgelösten / freigesetzten Partikel gezielt abtransportiert werden, umauszuschließen, dass gereinigte Oberflächen bzw. deren Umfeld (erneut)verunreinigt werden.

Die jeweiligen Reinigungsmedien müssen eine hinreichendeGrundsauberkeit aufweisen (Blindwert). Bei Gasen und Flüssigkeiten kannsie durch Filtration (bevorzugt unmittelbar am Gebrauchspunkt) dargestelltwerden.

Bei festen Reinigungsmedien wie Bürsten, Pinseln oder Tüchern muss mitEigenpartikelabgabe gerechnet werden; insbesondere bei längerem Einsatz(Verschleiß). Die mehrfache Verwendung von Wischmitteln ist nicht zu




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empfehlen, da sie als bestimmungsgemäße „Partikelspeicher“ früher oderspäter die aufgenommenen Verunreinigungen unkontrolliert abgeben(Verschleppungsrisiko!)

1. (Ab )Saugen:

Das rein mechanisch wirkende Absaugen ist das häufigsten eingesetzteVerfahren. Als Potenzial zur Erzeugung der Strömung steht naturgesetzlich eine maximale Druckdifferenz von 1 bar zur Verfügung,wodurch die am Objekt erzeugbare Strömungsgeschwindigkeit begrenztist.

Die Unterdruckerzeugung erfolgt z. B. über druckluftgetriebene Venturidüsen, zentrale Prozessvakuumschienen mit Windkessel oder einfacheelektrisch betriebene Industriesauger bis hin zum leistungsfähigenSeitenkanalverdichter.

Das Einsatzspektrum reicht von der Prozessabsaugung zur Fassunggrößerer Luftmengen bei relativ niedrigen Strömungsgeschwindigkeitenbis hin zur Absaugung in konturangepassten Bauteilaufnahmen mitrelativ hohen örtlichen Strömungsgeschwindigkeiten.

Je größer die mittlere Strömungsgeschwindigkeit ist, desto besserkönnen auch größere (schwere / kompakte) Partikel getragen und mitdem Luftvolumenstrom wegtransportiert werden. Zur wirksamenErfassung größerer räumlicher Bereiche können Unterdruckquellen mithoher Leistung respektive Kapazität erforderlich werden. Um hoheStrömungsgeschwindigkeiten an der Objektoberfläche zu erzielen,müssen die Bauteilaufnahmen möglichst geschlossen und konturgenaugestaltet werden. Dabei gilt es, das relative Optimum zwischenminimaler Spaltdicke einerseits und steigendem Strömungswiderstandandererseits zu treffen. Durch gezielte Kombination von Spaltdickenund Öffnungen für die nachströmende Luft, können lokale Bereiche miterhöhter Strömungsgeschwindigkeit und somit erhöhter lokalerReinigungswirkung gestaltet werden.

Hinweis: Es ist darauf zu achten, ob die nachströmende Luft ihrerseits eventuellkritische Verunreinigungen enthält.

Im Umgang mit manuell geführten Sonden / Handsaugern ist die Beschädigungsgefahr der Reinigungsoberfläche und die Möglichkeit derEntstehung von Abrieb Partikeln zu berücksichtigen.




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2. (Ab )Blasen:

Beim Abblasen wird ausschließlich der mechanische Reinigungsfaktordes Sinner Kreises genutzt. Im Vergleich zum Absaugen könnenhöhere Drücke genutzt und damit höhere Strömungsgeschwindigkeitenund Reinigungskräfte erreicht werden. Der Impuls der Strömung nimmtaufgrund der Expansion mit wachsendem Abstand von der Düsewesentlich stärker ab, als es bei Flüssigkeiten der Fall ist. VonBedeutung zur Beschreibung der Reinigungsparameter ist nicht derstatische Druck an der Reinigungssonde sondern der resultierendeVolumenstrom bei gegebener Düsengeometrie und größe. Zusammenmit dem Abstand der Sonde zur Reinigungsoberfläche wird dadurch derVolumenstrom pro Bauteilfläche vorgegeben, und somit der auf dieVerunreinigungen wirkende Impuls.

Um eine unkontrollierte Ausbreitung der abgetragenen Verunreinigungen auszuschließen, ist eine gezielte und ausreichende Fassungdes anfallenden Luftvolumens durch Kombination von Einhausung undProzessabsaugung zu installieren.

Reinigung von Bauteilen in Abblas / Absaugvorrichtungen:

In Kombination mit Druckluft sind Volumenstrom und Strömungsgeschwindigkeit und somit die Abreinigungskräfte in bauteilangepasstenAbsaugvorrichtungen erheblich zu steigern. Damit kein Überströmenin die Umgebung erfolgen kann, muss in diesem Falle die Absaugmimiknach außen hermetisch abgeschlossen sein. Bei offenenAbsaugkammern ist zur kontinuierlichen Fassung des anfallendenVolumenstroms eine Unterdruckquelle mit hoher Kapazität vorzusehen.Alternativ wird der Druckluftstrom in wohl abgestimmten Intervallengepulst.

Bei der gewollten Abreinigung von Oberflächenpartikeln zählt in derRegel nicht die Reinigungsdauer sondern wirksamer Impuls respektiveBetrag der Strömungsgeschwindigkeit.

3. Innenspülen mit Druckgas:

Diese Anwendung kann fallweise mit vorhandenen Prüfständen zurDruck / Funktionsprüfung kombiniert werden. Die austretende mitVerunreinigungen beladene Luft kann mit Filtern und Abscheidernversehen werden, so dass ein Wegführen über eine separateProzessabluftschiene nicht unbedingt erforderlich ist.

Das Prozessmedium (Luft / Gas) kann mit Filtern im Zustrom gezieltvon Partikeln befreit werden.




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4. Innenspülen mittels Gas bei Unterdruck:

Diese Anwendung kann fallweise mit vorhandenen Prüfständen zurDichtheits oder Funktionsprüfung kombiniert werden. Das Prozessmedium (Luft / Gas) kann mit Filtern im Zustrom gezielt von Partikelnbefreit werden.

5. Innenspülen mit Flüssigkeit:

Zum Einsatz kommen sowohl Überdruck als auch Unterdruckvarianten.Durch die Benetzung der Innenoberfläche kommen, neben dermechanischen Abreinigungswirkung, auch die Reinigungsfaktoren Zeitund Chemie zum Tragen. Je höher die Strömungsgeschwindigkeitensind, desto besser können Partikel abgetragen und wegtransportiertwerden.

Hinweis: Bei Anwendung zur Zwischenreinigung kann eine Verschleppung derFlüssigkeit erfolgen. Auch ist dann eine anschließende Vakuumbefüllungaufgrund von Ausgasung unter Umständen nicht mehr praktikabel.

Die Reinigungsflüssigkeit kann mit Filtern im Zustrom gezielt vonPartikeln befreit werden.

Die Verwendung zur Reinigung kann fallweise in Kombination mitFunktionsprüfständen sowie Befüllstationen erfolgen.

6. (Ab ) Bürsten:

Das Bürsten ist ein mechanisch wirkendes Verfahren. DieAnwendungsvarianten reichen vom einfachen manuellen Abreinigenmittels Pinsel bis zur automatisierten Bürststation. Auch hier gilt es, diePartikel nicht nur vom Objekt zu lösen sondern auch gezieltwegzuführen. Hierzu werden i. d. R. Prozessbereich und / oder Bürsteabgesaugt. In einigen handelsüblichen Bürststationen wird zusätzlichFlüssigkeit (in geringen Mengen) appliziert um dieReinigungsoberfläche zu schonen, die Partikelablösung zu verbessernund elektrostatischer Aufladung vorzubeugen.

7. Trockeneisschnee:

Diese Reinigungstechnologie basiert auf der Anwendung vonbeschleunigten CO2 Kristallen, die aus flüssigem Kohlendioxid übereine spezielle Düse erzeugt und appliziert werden. Von den hierangeführten integrierbaren Verfahren weist sie die höchsteReinigungswirkung auf (insbesondere mit Blick auf Kleinstpartikel). ImVergleich zu einer Station, die bspw. mit Druckluft arbeitet, ist eineaufwendigere Anlagentechnik erforderlich (u. a. lokale Versorgung über




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Gasflache). Das Reinigungsmedium verflüchtigt sich spontan undrückstandsfrei (Absaugung erforderlich). Bedingt durch die Art derGewinnung / Herstellung des Gases ist die CO2 Bilanz alsumweltneutral zu bezeichnen. Der Prozessbereich ist abzusaugen(zusätzlich zur Abführung des Kohlendioxidgases), um eineunkontrollierte Ausbreitung der abgereinigten Verunreinigungenauszuschließen.

8. Feuchtes Wischen:

Durch Benetzung des (flusenarmen!) Tuchs werden Reinigungswirkungund Aufnahmevermögen für Partikelverunreinigungen verbessert.Ebenso wird die zu behandelnde Oberfläche geschont. Das zugesetzteReinigungsmittel kann bei Bedarf so gewählt werden, dass auch(-4:-#$%0 H0')!'0-!-*)!*0! entfernbar sind (Niederschläge von Ölnebeletc.).

Beispiel: Isopropanol / Wasser Gemisch (3:2)

Zur Benetzung des Tuchs können einfache Dispenser (9):6#6'5I)oder z. B. eine Laborspritzflasche dienen. Offene Flüssigkeitsbehältersind aus Gründen der Reinhaltung der Flüssigkeit zu vermeiden.

Das Tragen von Handschuhen bei der Wischreinigung kann nicht zuerstaus Sauberkeitsgründen sondern allein wegen des Arbeitsschutzeserforderlich werden (z. B. Austrocknen der Haut / Allergien).Die Reinigungsflüssigkeit sollte zügig verdunsten und keineInhaltsstoffe aufweisen, die als unerwünschte Trocknungsrückständeauf der behandelten Oberfläche verbleiben könnten. Eine schnelleTrocknung vermindert auch das Risiko, dass eventuell erfolgendeRückverschmutzungen intensiv an der Oberfläche festtrocknen.Erforderlichenfalls ist für eine geeignete Belüftung des Arbeitsplatzes zusorgen (Luftfeuchte, Lösemitteldämpfe …).

In der Lackiertechnik bspw. finden sogenannte J,!-*"?$%0'Verwendung; bevorzugt zum Abklatschen von Staub. Alskonfektioniertes Wischmittel braucht es vor Benutzung nicht separatbenetzt zu werden. Generell sind am Markt inzwischen vielfältigeFeuchttücher für den einmaligen Gebrauch verfügbar, deren Eignungim Einzelnen zu prüfen ist. Dies gilt auch für trocken wirkendeStaubbindetücher und Epibriermittel.

Ergänzend seien K5""0#"&3$%0! angesprochen, die in verschiedenstenFormen, Größen und Materialien verfügbar sind und, ebenfalls




133

befeuchtet, für kleinere Öffnungen sowie Ecken und Kantenbereiche inFrage kommen.

Alle Arten von Wischmitteln sind stets nur einmalig zu verwenden. AmVerwendungsort ist eine Entsorgungsmöglichkeit vorzusehen.

9. Offenes Plasma:

Aus eingangs genannten Gründen wird hier ausschließlich die relativeinfache, inline fähige Anwendung ,((0!0' 945#:0!L die inUmgebungsatmosphäre zum Einsatz kommen, in die Betrachtungeinbezogen. Die Plasmatechnologie ist prinzipiell nicht zur Entfernungvon makroskopischen bzw. anorganischen Partikeln vorgesehen undgeeignet. Sie hat ihren Stellenwert vor allem zur Entfernung filmischerorganischer Oberflächensubstanzen sowie zur Aktivierung vonOberflächen zwecks Haftvermittlung. Es existieren auch Varianten, diemit Druckgas kombiniert sind und von daher auch den Abtrag vonPartikeln unterstützen.

10. Vibration (mit Absaugen):

Hier wird der Gegenstand, Bauteil oder einfachere Baugruppe,mechanisch in Schwingung versetzt. Trägheitsbedingt lösen sichPartikel und Flüssigkeiten. Die Reinigungswirkung wird in Kombinationmit Saugen / Blasen gesteigert. Zur optimalen Anwendung ist eineAnpassung der Bauteilaufnahme / Reinigungsvorrichtung an das Objekterforderlich; im Wesentlichen bezüglich dessen Kontur und Masse.

11. Tapelift (Abklatschen):

a) Adhäsive Folien mit Klebe oder Gelschicht werden durchG3.45"#$%0! von Partikeln nicht nur zu analytischen Probenahmensondern auch zur lokalen Reinigung verwendet.

Im Gegensatz zum K-#$%0! wird das Tape statisch aufgesetzt undnicht relativ zur Oberfläche bewegt. Eine Variante besteht in derBenutzung drehbarer Rollen, wie sie sinngemäß im Haushalt alseinfache Reinigungsartikel für Bekleidung zum Einsatz kommen.

Diverse Untersuchungen des Fraunhofer IPA zeigen, dass diejeweiligen Tape Materialien eine gewisse Selektivität gegenüber derentfernbaren Partikelgröße aufweisen. Diese ist u. a. abhängig von Artder adhäsiven Schicht, Flexibilität des Tapes und Rauhigkeit derReinigungsoberfläche. Vorhandene %,%0 Partikel und Oberflächenstrukturen schränken die Extrahierbarkeit kleinerer Partikel mehr oder




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weniger ein. Eventuell können kleinere Partikel durch wiederholteBehandlung mit frischem Tape vermehrt abgegriffen werden.

Für eine reproduzierbare Anwendung ist die Flächenpressung (Kraft proFläche) der wesentliche Parameter. Deshalb sind AbklatschVorrichtungen sinnvoll, deren Bauweise eine Vorgabe und Einstellungdes Anpressdrucks ermöglicht; z. B. in Form eines Federmechanismusmit Anschlag. Die A,!"5."=5)0' mit der Oberfläche ist vonuntergeordneter Bedeutung.

Ein Begleitnutzen des Abklatschens ist, dass die beaufschlagte TapeOberfläche zur Analyse und Bewertung der gesammelten Partikelherangezogen werden kann.

b) Reinigungs Knetmasse:

Diese Art von plastischer Masse zum Abklatschen von Partikeln ist inder Feinmechanik und Elektronikfertigung zu finden. Von Vorteil ist,dass auch dreidimensionale bzw. #$%2-0'-*0 Strukturen (speziell Eckenund Kanten) relativ gut erreicht werden. Die Masse wird auch wirksamzur Entfernung von Partikeln an Händen und Handschuheneingesetzt. Sie kann über längere Zeiträume genutzt werden, da dieaufgenommenen Partikel nachhaltig in der Masse eingelagert undgespeichert werden (Achtung: Dabei aber auch sukzessiveAnreicherung von Fetten und Ölen).

12. Magnet:

Diese Art von M0-!-*)!*##,!=0 vermag naturgemäß lediglich aufferromagnetische Partikel zu wirken und stellt eine selektive Form desAbklatschens dar, bei der zudem keine mechanische Berührung derReinigungsoberfläche erfolgen muss.

Die Entfernung der gesammelten Partikel von Permanentmagnetenerfolgt z. B. durch Abbürsten (aber nicht im Sauberkeitsbereich!) oderfeuchtes Abwischen. Probat ist auch das Anbringen eines Tapes, dasdann lediglich mit den darauf befindlichen Partikeln vom Magnetenabgezogen wird. Bei Elektromagneten erfolgt zusätzlich die Entfernungder aufgenommenen Partikel durch Abschalten der zur Erzeugung dermagnetischen Wirkung benötigten Spannungsversorgung.

Achtung: Mögliche unerwünschte Aufmagnetisierung des Reinigungsobjektsberücksichtigen




135

13. Entmagnetisieren:

Durch Entmagnetisierung kann die betreffende Bindung entsprechenderPartikelarten an das metallische Oberflächenmaterial aufgehobenwerden. Wie bei der Bauteilsauberkeitsprüfung (vgl. VDA 19) kann dieseine notwendige bzw. sinnvolle Maßnahme zur Unterstützung einesdarauf folgenden Reinigungsprozesses sein.

Achtung: Eventuellen Verlust gewünschter magnetischer Eigenschaftenberücksichtigen.

Weitere Betrachtungen zum Thema Magnetismus s. Anhang.

14. Sonstige:

a) Lageänderung / Rütteln:

Simples Rotieren / auf den Kopf drehen der verunreinigten Komponentebewirkt, dass gröbere Partikel aufgrund der Schwerkraft nach untenwegfallen, wo sie z. B. in einer Wanne aufgefangen und sporadischentsorgt werden. Dies ist z. B. als einfache Maßnahme für einenumlaufenden Werkstückträger denkbar. Die Partikelablösung kanndurch Rütteln (bspw. Anregung über einen Vibrationsmechanismus)oder gezielte Schläge an unempfindliche / geeignete Stellen unterstütztwerden. Achtung: Gefahr der Beschädigung und Erzeugungzusätzlicher Partikel berücksichtigen!

b) Ionisation:

Als bewährtes Mittel zum Schutz gegen statische Aufladung kommenverschiedene Varianten von Ionenquellen auch als probates Mittel inBereichen in Frage, in denen die elektrostatische Bindung organischerFasern und Kunststoffpartikel an Produktoberflächen eingedämmtwerden soll.

Die Effizienz in Frage kommender Reinigungsverfahren ist im Einzelfall zuerproben.

Objektives Werkzeug zur Bewertung des Reinigungserfolgs ist einH,'%0' N O5$%%0'@H0'*40-$% an Prüflosen von ungereinigten / gereinigtenObjekten anhand konventioneller Sauberkeitsprüfung (vgl. Beispiel imAnhang sowie Kapitel G: Messen von Sauberkeitseinflüssen)




136

F.3.2 Maßnahmen und Empfehlungen – operativ

F.3.2.1 Begleitende / ergänzende Maßnahmen

Anforderungen und Maßnahmen bezüglich Sauberkeit von Montageeinrichtungen sind bereits bei der Planung zu berücksichtigen und alsBestandteil des Lastenhefts mit dem Betriebsmittelhersteller festzulegen.

Um die Gefahr der Kontamination während des Produzierens undVerpackens zu reduzieren, müssen Planung und Gestaltung vonBetriebsmitteln so erfolgen, dass in der späteren Produktion keineKontaminationsquellen auftreten, die nach Anlageninbetriebnahme schwerzu beheben sind.

Bei der Planung ist sicherzustellen, dass die Maßnahmen nicht mit anderenVorschriften und Auflagen (z. B. für Unfallverhütung, Brand undObjektschutz) im Widerspruch stehen.

Wo immer möglich bzw. erforderlich, ist der Aspekt der Sauberkeitsqualitätin die Gestaltung und Organisation des Montagebetriebs einzubeziehen.

Folgende weitere Punkte sind mit Blick auf die Sauberkeitsqualität zuberücksichtigen:

a) Möglichst frühzeitig im Vorfeld der Realisierung der Montageeinrichtung:

Auswahl der Art der Fügeverbindung und des Fügeverfahrens mit Blick auf Verunreinigungsrisiken

Design der Fügepartner mit Blick auf eine möglicheMinimierung der Partikelentstehung bzw. Beherrschungentstehender Partikel (z. B. Maßhaltigkeit und Toleranzen,Beschichtungssysteme)

Berücksichtigung von Material und Oberflächenbeschaffenheit von Fügepartnern sowie Werkzeugen bezüglichPartikelentstehung

Design der Fügeparameter mit Blick auf eine möglicheMinimierung der Partikelentstehung bzw. Beherrschungentstehender Partikel




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b) Integration der Montageeinrichtung in das Sauberkeitsstufenkonzept. Gestaltung eines Betriebsmittels auch inAbstimmung mit den Anforderungen der Umgebung, in diedieses integriert wird. Das bedeutet z. B. Schutz derUmgebung vor Verunreinigungen des Betriebsmittels und / oderumgekehrt. Eventueller Einsatz von (lokaler) Reinlufttechnik zurMinimierung luftgetragener Partikel aus der Umgebung oderaus dem Prozess; z. B. beim Konfektionieren von Filtermaterialien(Luftfilter, Ölfilter ..), die als solche mehr oder weniger starkPartikel abgeben können.

c) Definierte (und messbare) Sauberkeit von z. B. Prozess und Hilfsmedien; wie z. B. Gleitmittel

F.3.2.2 Inbetriebnahme

Die Vorgaben für die Sauberkeit einer Montageeinrichtung vorInbetriebnahme sind im Lastenheft vermerkt.

Vor Inbetriebnahme ist sicherzustellen, dass die Anlage gereinigt undoptisch sauber ist. Dies schließt Partikel ein, die bei der Produktion derMontageeinrichtung entstanden sind, aber auch Transportverunreinigungenund Partikel, die beim Aufbau oder Einrichten einer Anlage entstanden sind.

Eine gezielte Reinigung und Kontrolle erfolgt in folgenden Bereichen:

Kontaktstellen mit dem Werkstück (Aufnahmen, Werkstückträger, …)

Werkzeuge

Bereiche oberhalb des Werkstücks

Die Festlegung der notwendigen Sauberkeit dieser Bereiche erfolgt inAnlehnung an die Sauberkeitsspezifikation der Werkstücke.

Hinweis: Beim Betrieb von Anlagen bzw. Anlagenkomponenten kann es durch Abriebzu einem stetigen Partikeleintrag in die Anlage oder auf die Werkstückekommen. Insbesondere in der Inbetriebnahmephase kann dieser Partikeleintrag durch das Einlaufverhalten der Anlagenkomponenten erhöht sein, sodass eine Nachreinigung erforderlich wird.




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Abb. F.6: Betrachtung von Partikelentstehung und Nutzungsdauer

Hinweis: Werden Baugruppen in der Montage oder für Tests mit Fluiden befüllt, so istzu gewährleisten, dass die (unbefilterten) Zuleitungen vor Inbetriebnahmegereinigt / gespült werden, wenn das Risiko eines Partikeleintrags besteht.

Produktionsanlaufphase / Abnahmephase / Lernphase

In der Phase nach der Inbetriebnahme ist die Anlage hinsichtlichPartikelerzeugung und eintrag zu charakterisieren und optimieren sowie dieVerantwortlichkeiten festzulegen (Planer / Betreiber):

Analyse: Wo fallen kritische Partikel an?

◦ In Prozessen

◦ Durch die Anlage

◦ Aus der Umgebung

Optimierung / Gegenmaßnahmen:

◦ Nachbesserung durch den Lieferanten

◦ Optimierung von Prozessen, Nachrüstung integrierterReinigungsschritte oder gezielte Abfuhr von Montagepartikeln (z. B. durch Absaugung)

◦ Erstellung von Reinigungsplänen durch z. B. Meister,Werker, Qualitätssicherung, Planer und / oder Instandhaltung. Die Reinigungspläne sollten auch im Wartungsplanhinterlegt werden.




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F.3.2.3 Betrieb

Die Verantwortung für die Sauberkeit der Anlagen im Betrieb liegt beimBetreiber. Die Durchführungsverantwortung kann übertragen werden,beispielsweise an: Instandhaltung, Werker …

Im Betrieb ist sicherzustellen, dass die Reinigungspläne eingehalten werdenund die Durchführung dokumentiert wird. Im Bedarfsfall sind dieReinigungspläne zu optimieren.

Hinweis: Parallel zum Betrieb sollten Sauberkeitsanalysen an den Anlagen, denWerkstücken und / oder Endprodukten (in Abhängigkeit von denAnforderungen) durchgeführt werden (Monitoring).

F.3.2.4 Pflege (Reinhaltung)

Die folgenden Punkte sind bei der Reinigung von Anlagen undMontagearbeitsplätzen zu beachten, unabhängig ob die Reinigung vor derInbetriebnahme, während des Betriebs oder nach der Wartung erfolgt:

Es sollten nur geeignete und freigegebenen Reinigungsmittelverwendet werden (z. B. flusenfreie Tücher und materialkompatibleReiniger)

Die Reinigungs und Wartungspläne können zur Darstellung vonReinigungsstellen und arbeiten durch Sichtkataloge ergänztwerden.

Werden visuelle Verunreinigungen beim Betrieb, bei der Wartungoder bei Rüsten / Einrichten erzeugt, müssen diese durch denverursachenden Werker, Instandhalter oder Einrichter nach derArbeit entfernt werden (Verursacherprinzip). Diese Verantwortlichkeiten können an andere Personengruppen abgegeben werden,wenn dies an entsprechender Stelle festgelegt und dokumentiert ist(Wartungs oder Reinigungsplan). Zur Entstehung nicht visuellerVerunreinigungen, z. B. Mikropartikel, die ein Funktionsrisikodarstellen können, kann eine FMEA durchgeführt werden und evtl.zusätzliche Reinigungsmaßnahmen notwendig werden.

F.3.2.5 Wartung / Reparatur

Das Wartungspersonal (Instandhaltung) ist hinsichtlich technischerSauberkeit zu sensibilisieren und zu schulen. Betriebsfremde sollten eineentsprechende Einweisung erhalten.




140

Der Aspekt der Sauberkeit sollte unter Einbeziehung aller relevantenInstanzen (z. B. Planer) in den Wartungsplan aufgenommen werden. Dieskann folgende Punkte einschließen:

Schmutzstellen, die im normalen Betrieb unzugänglich sind, solltenim Rahmen der Wartung (etwa bei Öffnen von Anlagen oderAbnehmen von Verblendungen) gereinigt werden.

Tauschteile sind vor dem Einbau zu reinigen.

Es ist ausschließlich sauberes Werkzeug bereitzustellen und zuverwenden.

Partikelabrieb ist bei Wartungsarbeiten zu vermeiden. Ist dies nichtmöglich, wie bei trennenden oder bearbeitenden Arbeitsschritten(Flexen, Bohren, …), dann müssen diese Arbeiten genehmigtwerden und entsprechende Schutzmaßnahmen (Abdecken,Absaugen, …) getroffen werden.

Im Wartungsfall ist eine Verunreinigung von Bauteilen /Werkstücken auszuschließen. Dazu sollten die betroffenen Teileaus der Anlage entfernt werden oder falls dies nicht möglich ist(Datenverlust in der Steuerung) sind sie vor Verunreinigung zuschützen. Im Einzelfall kann ein gezieltes Ausschleusen, Reinigenund wieder Einschleusen von Teilen notwendig sein, oder einVerschrotten, wenn ein Schutz oder eine Reinigung nicht möglichsind.

Hinweis: Vorbeugende Wartung: Es kann notwendig sein, Anlagenkomponentenaufgrund erhöhter Abgabe von Verunreinigungen auszutauschen, auch wennsie noch funktionstüchtig sind (bereits vor dem Ausfall einer Komponentekann es zu erhöhtem Partikelabrieb kommen).

F.3.2.6 Einrichten / (Um )Rüsten

Entsprechend den Verhaltensregeln bei der Wartung sind die betroffenenEinrichter oder Werker hinsichtlich technischer Sauberkeit zu sensibilisierenund zu schulen. Die Einrichtanweisung ist zu beachten.

Der Aspekt der Sauberkeit sollte in den Einrichtanweisungen (erstellt durchMaschinenhersteller und / oder Planer) berücksichtigt werden.Insbesondere Werkzeuge, Aufnahmen und deren direktes Umfeld sind nachdem Rüsten zu reinigen.




141

F.3.2.7 Prozessfreigabe / Freigabe für den Betrieb

Eine Freigabe hinsichtlich Sauberkeit erfolgt jeweils nach Inbetriebnahme,Wartung, Reparatur, Rüsten und Einrichten.

Die Freigabe erfolgt durch den Betreiber:

Nach Checkliste

Durch visuelle Kontrolle der Reinigung

Bedarfsweise mittels zusätzlicher Sauberkeitsanalytik(beispielsweise in einer Eskalationsstufe aufgrund einerReklamation oder aufbauend auf einer FMEA)

F.3.2.8 Stillstandszeiten

In Stillstandszeiten wie z. B. über Nacht, am Wochenende oder inBetriebsferien muss eine Verunreinigung von Teilen ausgeschlossenwerden:

Nach Möglichkeit Anlage leerfahren

Der Betreiber / Planer prüft, ob in der Stillstandszeit das Risikoeines Partikeleintrags droht (etwaige Baumaßnahmen,Wartungsarbeiten, Filterwechsel, Bodensanierung, Maschinenaufbau in der Umgebung, … oder normaler Partikeleintrag aus derUmgebung über längere Zeit) und veranlasst gegebenenfallsentsprechende Schutzmaßnahmen (Abdecken, Abschotten,Reinigen).

Bei der Wiederinbetriebnahme gelten die sauberkeitsrelevanten Punkte ausAbschnitt 3.2.7 Prozessfreigabe.

F.3.2.9 Einlagerung

Die Einlagerung zur vorübergehenden Stilllegung einer Maschine oderAnlage sollte so erfolgen, dass der Schutz vor Staub und Korrosionsichergestellt ist.

Bei der Wiederinbetriebnahme gelten die sauberkeitsrelevanten Punkte derAbschnitte 3.2.4 Inbetriebnahme und 3.2.7 Prozessfreigabe.




142

F.3.2.10 Nacharbeit

Werden zur Nacharbeit Teile aus dem Produktionsprozess entnommen undwieder eingeschleust, kann dies zu Verunreinigung und Partikeleintrag inTeile und Anlagen führen, d. h. die technische Sauberkeit ist als Aspekt imNacharbeitskonzept zu integrieren:

Die Nacharbeit sollte an einem separaten Arbeitsplatz durchgeführtwerden. Wenn das Risiko der Partikelerzeugung durch dieNacharbeit besteht, sollte der Nacharbeitsplatz außerhalb desBereichs der Saubermontage liegen.

Achtung! Bei der Demontage (z. B. Entschrauben) können Partikelentstehen

Durch die Nacharbeit selbst können Partikel generiert werden (z. B.Partikel durch Entgraten)

Das Wiedereinschleusen von Teilen aus der Nacharbeit aber auchvon ausgeschleusten Prüfteilen oder Pseudoausschuss, darf nur imzulässigen Sauberkeitszustand der Teile erfolgen (gilt ebenfalls fürKleinteile in der Fördertechnik)




143

!"#!$ &'

&'&( )*+$,*-." /0! )#+-#!1*! 23+ 4*-!-$3!$ /0! 5,*3*,!

66-,73!$ '8 zeigt Ergebnisse der Reinigung der Fügeflächen von CrackPleueln nach dem Trennen unmittelbar vor deren Montage. Der nachAnwendung unterschiedlicher Reinigungsverfahren vorliegende Sauberkeitszustand wurde durch Bauteilsauberkeitsprüfung ermittelt.

Abb. F7: Sauberkeitswert vergleichbarer Prüflose nach Anwendungunterschiedlicher Reinigungsverfahren

Die Prüfreinigung erfolgte mittels Spritzen: Jeweils 3 Prüflose proReinigungsvariante, Prüflosgröße =5 Mal 2 Pleuelhälften.

&'&9 :#$!*1-;<3; #,; =1>+$+>?*

Im Zusammenhang von Verunreinigungsrisiken und Magnetismus sindfolgende Phänomene, die auf dem Vorhandensein von magnetischenKräften beruhen, von Interesse:

a) Das Anhaften und Ansammeln von ferromagnetischen Partikeln ansolchen Oberflächen, die einen gewissen Magnetisierungsgradaufweisen.

50100m

100150m

150200m

200400m

400600m

6001000m

> 1000m

ungereinigt (Referenz) 178,1 97,1 35,1 28,2 2,0 0,9 0,3Absaugen 198,9 89,7 28,5 18,6 1,3 0,1 0,1Absaugen + Abblasen 153,1 72,1 24,9 12,9 0,5 0,1 0,0Absaugen + CO2 82,9 33,9 9,1 5,1 0,1 0,1 0,0

0

50

100

150

200

250

5#+1-@*,#!2#",A+0B#31*-,

)*+$,*-." 3!1*+;."-*7,-."*+ 4*-!-$3!$;/#+-#!1*!C<*1#,,-;." $,D!2*!7* 5#+1-@*,E




144

b) Das Anhaften und Ansammeln von Partikeln, die einen gewissenMagnetisierungsgrad aufweisen an ferromagnetischen Oberflächen

c) a) und b) in Kombination

Häufig kommt es zu einer bevorzugten Ansammlung an Ecken und Kantenvon entsprechenden Objekten, da dort das lokale Streufeld in der Regelrelativ stark ausgeprägt ist.

Durch die magnetische Kraft sind die betreffenden Partikel relativ stärker andie Oberfläche gebunden, was bspw. eine effiziente Abreinigung imVergleich zu rein adhäsiv gebunden Partikeln erschwert.

Als Folge kann die Wahrscheinlichkeit von Verarbeitungsfehlern,Fehlfunktionen oder Pseudofehlern zunehmen.

An dieser Stelle können keine quantitativen Aussagen respektiveGrenzwerte benannt werden. Es wird angeregt, eventuelle Einflüsse vonMagnetismus im Rahmen der Risikoanalyse über die Montagesauberkeitmit in Betracht zu ziehen.

Hinweis: Diese Empfehlung gilt sinngemäß auch für die Betrachtung elektrostatischbedingter Ansammlung von Partikeln als Risikopotenzial.

Mögliche Ursachen für eine Aufmagnetisierung bzw. das Vorhandenseinvon Magnetismus sind unter anderem:

• Lasthebemagnete

• Magnetische Spannvorrichtungen (bei Maschinen)

• Bithalter und z. B. Schraubenzieher; magnetische Werkzeughalter

• Elektromotoren (z. B. Flur Förderzeug)

• Bearbeitung (besonders bei lokaler Umformung bei fehlendemSchmiermittel)

• Schweißprozesse (Einfluss durch den verwendeten Gleich Strom)

• Mess Uhrenständer (mit Permanentmagnet zur flexiblenAnbringung z. B. in Maschinen)

• Kaltumformen (nur bedingt)

Änderungen des Streufeldes können sich z. B. während des Transportsoder durch Lagerung des Bauteils in der Nähe eines Transformatorsergeben.




145

Abhilfemöglichkeiten:

• Wechsel des Grundmaterials / Einsatz nicht magnetisierbarerWerkstoffe

• Konstruktive Vermeidung von scharfen Kanten

• Verzicht auf den Prozess bzw. alternativen Prozess einsetzen

• Gezielte Partikelfangmagnete einsetzen (z. B. magn. Öl Ablassschraube, Magnetfilterkerzen)

• Aktives Entmagnetisieren (Erwärmung über Curie Temperatur, oderWechselfeldentmagnetisierung)

• Gezielte magnetische Funktion / Eigenschaften erst durchAufmagnetisieren am Ende des Prozesses herstellen

G: MESSEN VON SAUBERKEITSEINFLÜSSEN

G.1 Einführung

Wie in Kapitel B: Konzeption einer Sauberfertigung beschrieben,können die im folgenden aufgeführten Messverfahren eingesetzt werden,um kritische Partikelquellen aufzufinden oder gezielte sauberkeitsrelevanteOptimierungen bspw. an Fügeverfahren zu überprüfen. Dies kann imRahmen einer Prozesskettenanalyse (siehe Kapitel B: Konzeption einerSauberfertigung) bzw. Potenzialanalyse (siehe Kapitel K: Potenzialanalyse) erfolgen. Damit lassen sich auch Erfahrungen aus laufendenProzessen sammeln, die dann für eine Neuplanung genutzt werden können.

Weiterhin ist es damit möglich, eine Fertigungsumgebung zu bewerten, obsie für eine Saubermontage geeignet ist. Prozesse oder Einflussgrößen, dieim Verdacht stehen als Partikelquelle aktiv zu sein, lassen sich somitvisualisieren, quantifizieren und dokumentieren.

Durch Untersuchungen mit Methoden nach VDA 19 kann ermittelt werden,wie sich bestimmte Einflüsse direkt auf Bauteile oder Baugruppenauswirken.




146

G.2 Umgebungs und Luftsauberkeit

Die Sauberkeit der Umgebungsluft ist insbesondere dann in Betracht zuziehen, wenn sich kritische Partikelquellen in der Nähe von Bauteilen oderBaugruppen befinden oder deren funktionskritische Bereiche über einenlängeren Zeitraum ungeschützt sind. In nicht reglementierten Bereichenkann die Umgebungs und Luftsauberkeit großen Schwankungenunterliegen, z. B. durch unkontrollierte Prozesse oder Einflussgrößen wieStaplerverkehr aber auch durch jahreszeitliche Einflüsse.

G.2.1 Messtechnik

Luftpartikelzähler

Luftpartikelzähler nach dem Streulicht oder Extinktionsprinzip werden inReinräumen zur Überwachung der Luftqualität und zum Auffinden vonPartikelquellen eingesetzt. Dabei wird ein bestimmter Luftvolumenstrom(meist 1 Kubikfuß / Minute) durch eine optische Messezelle gesaugt und diePartikel gezählt und nach Größe klassifiziert.

Luftpartikelzähler eignen sich nicht für die Charakterisierung derUmgebungsluft hinsichtlich Partikel >25 m in Sauberzonen, Sauberräumenund einer konventionellen Umgebung (SaS0 2) aus folgenden Gründen:

Die meisten marktverfügbaren Geräte sind für den Einsatz imReinraum konzipiert. Der Messbereich beginnt imSubmikrometerbereich und endet bei wenigen Mikrometern. DesWeiteren sind die Messzellen oft so sensitiv, dass eineunkontrollierte Umgebungsluft zur Überlastung und Verunreinigungder Messzelle führt.

Auch Luftpartikelzähler, die prinzipiell in der Lage sind, größerePartikel, wie Sie in der Automobil und Zulieferindustrie alsfunktionskritisch eingestuft werden, zu detektieren, können nurbedingt sinnvoll eingesetzt werden. Die zu messenden großenPartikel finden sich in sehr geringer Zahl in der Umgebungsluft. Umdiese zu erfassen, werden demnach lange Messzeiten benötigt.Das setzt für eine vollflächige Überwachung, z. B. in einerMontagehalle, den Einsatz zahlreicher Partikelzähler voraus, wasaus Kostengründen nicht sinnvoll ist.

Wenn Luftpartikelzähler in SaS3 (Reinraum) eingesetzt werden, dann solltedies konform zu ISO 14644 1 erfolgen.




147

Staubmessgeräte

Bei diesen Messgeräten wird mittels einer Saugpumpe ein definierterLuftvolumenstrom aus der zu bewertenden Umgebung über einenMembranfilter gesaugt und die Partikel aus der Luft dort abgeschieden(bspw. 8 m Cellulosennitrat, Durchmesser 15 mm). Nach einerfestgelegten Messzeit wird der Filter entnommen und kann gravimetrisch,lichtmikroskopisch oder rasterelektronenmikroskopisch ausgewertetwerden. Damit kann die Gesamtstaubmasse pro Luftvolumen, diePartikelgrößenverteilung, bzw. die elementare Zusammensetzung derStaubpartikel ermittelt werden.

Partikelfallen

Eine Möglichkeit zur Überwachung von Luftpartikeln, die eine Korrelationzur tatsächlichen Belastung von Oberflächen (z. B. auch offen gelagertenBauteilen) zulässt, ist die Verwendung von Sedimentationsflächen. Dabeiwerden horizontale Probeflächen einer festgelegten Größe für einendefinierten Zeitraum ausgelegt und anschließend die sedimentierten Partikelmikroskopisch gezählt und vermessen.

Diese Sedimentationsflächen können in einen wiederverschließbarenTräger eingebracht werden, der einen geschützten Transport bis zurmikroskopischen Auswertung oder eine anschließende Archivierung zulässt.Die Kombination aus Sedimentationsfläche und Träger wird als Partikelfallebezeichnet.

Die Partikelfalle besteht vorzugsweise aus einem runden, doppelseitigemKlebepad und einem Kunststoffträgerrahmen, wie er zur Archivierung vonAnalysefiltern aus Bauteilsauberkeitsanalysen verwendet wird. DasKlebepad wird mit der einen Klebeseite in den Kunststoffträger geklebt. Diezweite Klebeseite dient als Sedimentationsfläche für die Partikelmessung(siehe Abbildung). Die Schutzfolie auf dieser zweiten Klebeseite wird erstzur Messung entfernt.




148

Abb. G.1: Schematischer Aufbau einer Partikelfalle

Die Verwendung von Partikelfallen mit diesem Aufbau bietet folgendeVorteile:

Für die Auswertung der Sedimentationsanalyse können Mikroskopeeingesetzt werden, die für die Auszählung von Analysefiltern vonBauteilsauberkeitsanalysen verwendet werden und in vielen Firmenbereits verfügbar sind. Auswertung nach VDA 19 Kapitel F3.

Die sedimentierten Partikel sind durch die Klebeschicht fixiert (dieFalle ist nach der Messung transportabel). Die Partikelfalle wirdnach der Messzeit D0'=0$.04" und ist vor weiterem Partikeleintraggeschützt

Die Messfläche besitzt eine definierte Größe

Die Handhabung ist einfach

Durch die geringen Kosten für die Anfertigung der Partikelfallen unddie Verwendung etablierter Mikroskopsysteme sind die Gesamkosten für diese Analysetechnik sehr gering.

transparenter Schutzfolie

Träger

Sedimentationsfelddoppelseitig klebendØ 47mm

AuswertefeldØ <47mm

Beschriftungsfeld




149

Neben dem Ergebnis der automatisierten mikroskopischen Analyse(Partikelgrößenverteilung) können die sedimentierten Partikel auchvisuell bewertet werden und bei Bedarf weiteren Analysen zugeführtwerden (z. B. REM EDX).

Hinweis 1: Der hier beschriebene Aufbau von Partikelfallen ist für die Analyse vonPartikeln >50 m geeignet. Werden kleinere Partikelgrößen überwachtund / oder höhere Mikroskopvergrößerungen eingesetzt, ist zu prüfen, ob dieEbenheit der Sedimentationsfläche noch im Tiefenschärfenbereich derMikroskopoptik liegt.

Hinweis 2: Bei sehr hohen Umgebungssauberkeiten sollte überprüft werden, ob dieGrundsauberkeit der Klebefläche entsprechend hoch ist, um die geringeAnzahl an sedimentierenden Partikeln noch auflösen zu können(Partikelfallenblindwert).

Alternativ können zu Partikelfallen auch folgenden Sedimentationskollektoren eingesetzt werden:

Mit Öl benetzte Analysefiltermembranen. Dabei übernimmt das Öldie Aufgabe, die Partikel zu binden.

Offene flüssigkeitsgefüllte Petrischalen. Die Flüssigkeit, die diesedimentierten Partikel bindet, wird anschließend über einenAnalysefilter filtriert (VDA 19 F1).

Die Auswertung erfolgt in beiden Fällen ebenfalls mittels automatisierterMikroskopie.

G.2.2 Durchführung

Zur Anwendung und Handhabung von Partikelfallen siehe Anhang A.1

Partikelfallen können für zwei Fragestellungen eingesetzt werden:

Untersuchung von Prozessen und Charakterisierung vonPartikelquellen (siehe Kapitel G: Messen von Sauberkeitseinflüssen).

Großflächige Untersuchung der Umgebungsluft zur Bewertungverschiedener Standorte innerhalb eines Produktionsbereichs(Hallenmonitoring).

Für diesen zweiten Punkt werden verschiedene Messstellen definiert, dieentweder von besonderem Interesse sind (Fahrwege, Lagerplätze,Schleusenbereiche,…) oder die in einem Raster angelegt sein können(siehe Anhang A.2). Die Partikelfallen werden für diese Überwachung zur




150

gleichen Zeit und für den identischen Zeitraum ausgelegt (z. B. eineWoche). Um die Vergleichbarkeit der Messwerte zu erhöhen, sollten allePartikelfallen in derselben Höhe vom Boden positioniert werden(beispielsweise 1,7m).

Hinweis: Die Anzahl der sedimentierenden Partikel ist von der Höhe vom Bodenabhängig. Je näher am Boden die Partikelfalle aufgestellt wird, desto größerist in der Regel der Partikelniederschlag.

G.2.3 Dokumentation

Die mikroskopische Auswertung der Partikelfallen erfolgt nach VDA 19 F3,die Dokumentation entsprechend nach VDA 19 G 3.2. Als Bezugsgrößekann die Angabe pro Partikelfalle oder umgerechnet auf 1000 cm² erfolgen.Die Messzeit, d .h. die Zeit, die die Partikelfalle zur Sedimentation ausgelegtist, sollte dokumentiert werden. Wenn Ergebnisse unterschiedlicherMessorte verglichen werden sollen, ist die Messzeit entsprechend gleichlang zu wählen.

Hinweis: Bedarfsweise und anwendungsspezifisch sind weitere Einflussgrößen wieBetriebszustände zu dokumentieren.

Für eine langfristige, fertigungsbegleitende Überwachung kann folgendeDokumentation verwendet werden. Dabei werden die Analyseergebnisse(Partikelgrößenverteilung) in den einzelnen Partikelgrößenklassen miteinem Gewichtungsfaktor multipliziert und die gewichteten Partikelzahlensummiert. Durch die höhere Gewichtung der größeren Partikel wird demwachsenden Schädigungspotential der Partikel Rechnung getragen.

Hinweis: Abhängig von der Anwendung kann es sinnvoll sein, nur bestimmtePartikelarten in die Betrachtung einzubeziehen oder diese bewusstauszuschließen (z. B. Flusen, metallische Partikel, …).




151

Partikelgröße[ m]

Größenklassenach VDA 19

Gewichtungsfaktorquadratisch

5 ≤ x < 15 B 0

15 ≤ x < 25 C 0

25 ≤ x < 50 D 0

50 ≤ x < 100 E 1

100 ≤ x < 150 F 4

150 ≤ x < 200 G 9

200 ≤ x < 400 H 16

400 ≤ x < 600 I 64

600 ≤ x < 1000 J 144

1000 ≤ x K 400

Tab. G.1: Partikelgrößen abhängige Gewichtungsfaktoren bei derBestimmung der Sedimentationszahl

Der so entstandene Summenwert wird auf eine Fläche von 1000cm²normiert und auf eine Messzeit von einer Stunde bezogen. Das Ergebnis istdie sog. Sedimentationszahl oder der Illigwert.

Die Verwendung von einheitlichen Illigwerten hat folgende Vorteile.

Die Sedimentationsergebnisse sind durch vereinheitlichte Bezugsgrößen vergleichbar

Durch die Komprimierung der Ergebnisse auf eine Zahl proMessstelle lassen sich die Ergebnisse besser dokumentieren undeinfacher vergleichen (allerdings geht dabei Detailinformationverloren).

Mögliche Arten der Darstellung von Illigwerten finden sich in Anhang A.2.

Am folgenden Beispiel wird die Berechnung des Illigwerts demonstriert füreine Partikelfalle mit einer Woche Messzeit, die mit einemAuswertedurchmesser von 44mm lichtmikroskopisch analysiert wurde:




152

Partikelgröße[ m]

Bsp.Ergebnis Gewichtungsfaktor Gewichtete

Partikelzahl

5 ≤ x < 15 0 0

15 ≤ x < 25 0 0

25 ≤ x < 50 1620 0 0

50 ≤ x < 100 374 1 374

100 ≤ x < 150 57 4 228

150 ≤ x < 200 43 9 387

200 ≤ x < 400 15 16 240

400 ≤ x < 600 7 64 448

600 ≤ x < 1000 2 144 288

1000 ≤ x 3 400 1200

Summe: 3165

Normiert auf 1000 cm² und eine Stunde x 0,39 *) 1234

Illigwert [1/1000cm²h] 1234

*) Auswertedurchmesser am Mikroskop 44mm: Messfläche (πr²) 15,2 cm²

Probenahmedauer (Sedimentationszeit) 1 Woche = 168 h

Normierungsfaktor: [ ] [ ] PQR$:B0##(4&$%0

$:SRRR%B0##70-"

%ST

T,=×

Tab. G.2: Bestimmung der Sedimentationszahl (Illigwert)

Hinweis: Die Sedimentationszahl ist nicht zur Angabe und Charakterisierung vonBauteilsauberkeiten (Grenzwertspezifikationen, Prüfung der technischenSauberkeit nach VDA 19) vorgesehen.

G.3 Sauberkeit von Oberflächen

Die in diesem Kapitel vorgestellten Prüfmethoden können Anwendungfinden, wenn sich die zu inspizierenden Oberflächen von ihrer Größe, demMaterial oder aus weiteren Gründen nicht für eine flüssigkeitsbasiertePrüfung nach VDA 19 eignen.




153

G.3.1 Messtechnik

Direkte Messverfahren:

Das einzige direkte Messverfahren zur Erfassung von Partikeln (>50 m)auf technischen Oberflächen in einer konventionellen oder Sauberraumumgebung ist ein Streiflichtpartikelzählersystem. Durch die nahezu paralleleBeleuchtung der Oberfläche werden Oberflächenstrukturen ausgeblendetund die auf der Oberfläche liegenden Partikel erscheinen als helleEreignisse die von einer Kamera aufgenommen werden und hinsichtlichAnzahl und Größe vermessen werden. Die kleine Messfläche macht dieAufnahme vieler Messpunkte notwendig, um eine Gesamtaussage über denSauberkeitszustand einer Oberfläche zu erhalten.

Abb. G.2: Das Streiflichtmessverfahren zur Bestimmung von Oberflächenpartikeln

Indirekte Messverfahren:

Ähnlich wie bei den Bauteilsauberkeitsanalysen werden bei den indirektenVerfahren die Partikel von der Oberfläche abgelöst und einem direktenMessverfahren zugeführt.

Dabei scheidet der in der Bauteilsauberkeitsprüfung etablierte Weg übereine qualifizierbare Flüssigextraktion für die meisten der zu untersuchendenOberflächen aus (Arbeitsplätze, Anlagenteile, …). Auch das Abblasenmittels Luft ergibt keine praktikable Analysemethode.

Eine Möglichkeit zur Extraktion von Oberflächenpartikeln mittels Luft ist dasAbsaugen der relevanten Oberflächenpartikel und das Sammeln derPartikel in einer Filterspannstelle im Absaugstrom. Der Vorteil diesesVerfahrens liegt in der einfachen Anwendung und der Auswertung desAnalysefilters mittels in der Branche etablierter, automatisierter Mikroskopie.




154

Dieses Verfahren kann nur für lose anhaftende Oberflächenpartikeleingesetzt werden.

Abb. G.3: Absaugende Probenahme mit optischer Auswertung desAnalysefilters

Eine weitere Möglichkeit zur Extraktion von Partikeln von Oberflächen istdas Abwischen mit einem hellen Träger (Weißer Handschuh, weißesTuch). Dadurch werden Partikel von der Oberfläche nicht nur abgelöstsondern auch aufkumuliert (auf einer kleinen Fläche zusammengeschoben). Dadurch werden die Partikel vor dem hellen Hintergrund alsmehr oder weniger dunkler Grauwert für das menschliche Auge sichtbarund bewertbar. Da die Extraktionswirkung je nach Durchführung schwankt,die Messfläche nicht definiert ist und die Auswertung (Grauwert) subjektivist, kann dieses Verfahren nur zur qualitativen Bewertung einerOberflächensauberkeit verwendet werden.

Hinweis: Zur genaueren Analyse der abgewischten Partikel können diese z. B. mittelsUltraschallbad von den Wischmedien wieder abgelöst werden und wie beieiner Bauteilsauberkeitsanalyse auf eine Analysefiltermembran übertragenwerden. Diese ist dann mit verschiedenen Verfahren auswertbar.

Partikel können auch auf einen kontrastreichen Träger übertragen werden,ohne ein Aufkumulieren, wie beim Wischtest. Dies kann beispielsweisedurch das Aufdrücken und Wiederablösen eines transparentenKlebstreifens auf die zu bewertende Oberfläche erfolgen. Die Partikelbleiben dabei am Klebestreifen haften und können von der Oberflächeabgenommen werden. Zur besseren Sichtbarkeit und zur Archivierung wirdder Klebestreifen auf eine Unterlage geklebt, die einen guten Kontrast zuden Partikeln bildet. Eine weitere Analyse z. B. mittels REM EDX ist dannallerdings nicht möglich.

Filterspannstellemit Analysefilter

Absaugen vonlosen Partikelnauf Oberflächen

Mikroskopische Auswertungdes Analysefilters




155

Eine Möglichkeit den Klebestreifentest zu vereinheitlichen und dieAnwendung von Standardanalysemikroskopen aus der Bauteilsauberkeitsanalyse zu ermöglichen, ist die Ausführung als Stempeltest. Diefolgenden Abbildungen zeigen zwei Möglichkeiten für den Aufbau einesProbenahmestempels und die prinzipielle Durchführung der Messung. Beider Variante auf der linken Seite ist der Anpressdruck durch einFederelement und einen Anschlag definiert. Die rechte Variante stellt nureinen Stempel dar, bei dem der Anpressdruck durch die durchführendePerson bestimmt ist.

federndesElement

Gehäuse

Deckel

Stempel

Klebepad Ø 47mm

FlexibleUnterlage

Deckel

Klebepad Ø 47mm

flexibleUnterlage

Stempel

Abb. G.4: Probenahme mit Klebestempel und optischer Auswertung

AlternativAuswertungdirekt amStempel

2)

AutomatisiertemikroskopischeAnalyse desKlebepads

2)

1)

Aufsetzen auf OberflächeDefinierter Anpressdruck überFedervorspannung

Aufsetzen auf Oberfläche ohnedefinierten Anpressdruck

1)




156

G.3.2 Durchführung

Die Durchführung erfolgt je nach Verfahren und ist nicht standardisiert. Fürdie Durchführung der Stempeltests wird aktuell ein Vorschlag für einestandardisierte Durchführung erarbeitet.

G.3.3 Dokumentation

Die Dokumentation der Ergebnisse ist vom Prüfverfahren abhängig. DieMessergebnisse von verschiedenen Prüfverfahren können untereinandernicht verglichen werden. Die Ergebnisse verschiedener Messungen mit einund demselben Prüfverfahren können nur verglichen werden, wenn alleergebnisrelevanten Parameter identisch sind.

Für Messverfahren, deren Analyse auf einer automatisierten,mikroskopischen Auswertung beruht, sollte die Auswertung und Dokumentation nach VDA 19 erfolgen.

G.4 Sauberkeit von Flüssigkeiten

G.4.1 Aufbau der Prüfung

Die Prüfung der technischen Sauberkeit von Flüssigkeiten die zur Montage,zum Test oder zur Befüllung von Aggregaten aber auch zum Betrieb vonProduktionsanlagen (Hydraulikflüssigkeiten, Reinigungsmedien) eingesetztwerden, erfolgt hier in Anlehnung an die Prüfung nach VDA 19. Die zuanalysierende Flüssigkeitsprobe einschließlich der Nachspülflüssigkeitentspricht dabei der Analyseflüssigkeit nach VDA 19.Die Menge an Prüfflüssigkeit ist nach Bedarf und Fragestellung festzulegen,sollte aber mindestens 100ml betragen. Die Abtrennung der Partikel aus derFlüssigkeit erfolgt über Vakuum oder Druckfiltration. Die Festlegung derFilterporenweite erfolgt in Abhängigkeit von der Sauberkeitsspezifikation(1/5 – 1/10 der kleinsten zu vermessenden Partikelgröße).

Die Auswertung der Analysemembran erfolgt ebenfalls in Anlehnung anVDA 19 mittels automatisierter Mikroskopie oder Gravimetrie. Bei derAnalyse ist zu beachten, dass Wirkstoffe aus den Prüfflüssigkeitenausfiltriert werden können, die sich im Analyseergebnis zeigen aber keinePartikelverunreinigung darstellen (beispielsweise Additive in Ölen).

Hinweis: Für die Sauberkeitsanalyse von Fetten gibt es derzeit keine geeignetePrüfung.




157

G.4.2 Durchführung

Die Durchführung der Filtration sowie die Behandlung und Konditionierungder Analysefilter erfolgt in Anlehnung an VDA 19. Bedarfsweise kann die zuanalysierende Flüssigkeit mit niederviskoseren, mischbaren Flüssigkeiten(Sauberkeit nach Blindwertkriterium) verdünnt werden, um die Filtration zubeschleunigen. Anschließend sind sämtliche Oberflächen, die mit derPrüfflüssigkeit in Kontakt gekommen sind (Trichter, Probengefäß, …), mitNachspülflüssigkeit (Sauberkeit nach Blindwertkriterium) zu spülen.

Blindwertbestimmung: sämtliche Flüssigkeitsvolumina, die zur Verdünnungder Probe oder zum Nachspülen von Probengefäßen undFiltrationsgerätschaften verwendet werden, werden in dieBlindwertbestimmung einbezogen. Dasselbe gilt für alle Oberflächen, mitdenen die Analyseflüssigkeit in Berührung kommt.

Hinweis: Beim Umgang mit leicht flüchtigen, brennbaren, giftigen oder explosivenFlüssigkeiten sind die entsprechenden Sicherheitsrichtlinien zubeachten.

G.4.3 Dokumentation

Die Ergebnisse der Sauberkeitsanalysen werden pro 100ml Prüfflüssigkeitangegeben. Volumina von Flüssigkeiten, die zur Probenverdünnung oderzum Nachspülen verwendet werden, gehen nicht in die Berechnung desErgebnisses ein. Die Ergebnisausgabe nach mikroskopischer Auszählungerfolgt auf 0,1 Partikel genau.

Bei gravimetrischer Auswertung gelten die Rundungsregeln nach VDA 19für das jeweilige Einzelergebnis. Die Umrechnung auf 100 ml erfolgt erstnach dem Runden.Die Tabelle zeigt die Ergebnisdarstellung folgender beispielhafter Analyse:

Prüfflüssigkeit: 700ml Dieselkraftstoff

Filtration: Vakuumfiltration, Analysefilter 5 m PET Siebgewebe

Nachspülflüssigkeit: 200ml Benzin

Mikroskopische Auswertung nach VDA 19 F3




158

Partikelgröße Beispielhaftes Analyseergebnisaus 700 ml Analyseflüssigkeitund 200 ml Nachspülflüssigkeit

Ergebnisdarstellung[Partikel / 100ml]

5 ≤ x < 15

15 ≤ x < 25

25 ≤ x < 50 984 140,6

50 ≤ x < 100 198 28,3

100 ≤ x < 150 73 10,4

150 ≤ x < 200 29 4,1

200 ≤ x < 400 24 3,4

400 ≤ x < 600 9 1,3

600 ≤ x < 1000 2 0,3

1000 ≤ x 0 0

Tab. G.3: Beispiel für die Bestimmung von Fluidsauberkeiten

Die Festlegung des zulässigen Blindwerts erfolgt in Analogie zu VDA 19.

G.5 Sauberkeit von Montageprozessen

G.5.1 Messtechnik

Ein wichtiger Punkt bei der Bewertung von Sauberkeitseinflüssen in einerMontage und deren Umfeld ist die Charakterisierung von Prozessenhinsichtlich deren Partikelerzeugung. Dies kann auf folgende Art und Weisegeschehen:

Ein Testbauteil in definiertem Sauberkeitszustand wird durch denProzess geschleust und anschließend eine Sauberkeitsanalysenach VDA 19 mittels Flüssigkeitsextraktion durchgeführt"

Die durch einen Prozessschritt generierten Partikel können direktbei der Entstehung durch Absaugen über eine Filterspannstelle aufeine Analysefiltermembran übertragen werden (siehe Kapitel F:Montageeinrichtungen).

Partikelfallen können möglichst nahe an (und unter) die potentiellePartikelquelle (z. B. Fügeprozess) positioniert werden. Die durchden Prozess generierten Partikel sedimentieren in der Falle undkönnen analysiert werden.




159

Abb. G.5: Charakterisierung von Fügeprozessen mittels flüssigkeitsbasierterProbenahme nach VDA 19, Probenahme durch Absaugen sowieErfassung der abgegebenen Partikel mittels Partikelfalle

G.5.2 Durchführung

Die Flüssigextraktion erfolgt nach durchlaufen der relevanten Prozessschritte nach VDA 19. Absaugen und Auffangen mittels Partikelfalle laufenzeitlich parallel zum untersuchten Prozessschritt und erfolgen räumlich sodicht wie möglich.

Flüssigextraktion vonMontage oderProzesspartikelnPrüfung nach VDA 19

Auffangen vonMontage oderProzesspartikeln

mit Partikelfalle

Absaugen vonMontage oderProzesspartikeln

Flüssigextraktion vonMontage oderProzesspartikelnPrüfung nach VDA 19




160

G.5.3 Dokumentation

Auswertung und Dokumentation der automatisierten, mikroskopischenAnalyse erfolgt nach VDA 19. Eine Angabe der Ergebnisse proEinheitsgröße, wie bei der Bauteilprüfung pro 1000 cm² oder bei der Analysevon Flüssigkeiten pro 100 ml, ist nicht sinnvoll, da es um dieCharakterisierung eines Prozesses geht.




161

Anhang A.G

A.G.1 Vorgehensweise bei der Messung mit Partikelfallen

1. Aufstellen der Partikelfalle

a) Die Partikelfalle ist zur Messung sedimentierender Partikel gedachtund bevorzugt waagerecht anzubringen.

b) Besteht die Gefahr, dass die Partikelfalle während der Messzeitverrutschen kann, so ist diese zu fixieren. Bewährt hat sich dazu einStück doppelseitiges Klebeband (1 x 2 cm), das auf der Unterseiteangebracht wird. Achtung, wird die Partikelfalle vollflächig mitdoppelseitigem Klebeband fixiert, ist sie schwierig zu lösen, es kannzum Bruch des Kunststoffträgers führen.

c) Wird die Partikelfalle zur Charakterisierung eines Prozesseseingesetzt (im Gegensatz zur Überwachung der Umgebungssauberkeit), sollte sie stets unterhalb und so nahe wie möglich ander zu untersuchenden Partikelquelle angebracht sein (Partikeltransport durch Schwerkraft).

d) Die Partikelfalle kann ortsfest aber auch beweglich, z. B. auf einemWerkstückträger oder in einer Transportverpackung, angebrachtwerden.

e) Bei Bedarf ist die Partikelfalle zu kennzeichnen (Warnschild o. ä.)um die Entfernung oder Verunreinigung durch nicht informiertesPersonal zu vermeiden

2. Aktivieren der Partikelfalle

a) Die Partikelfalle verfügt über ein Beschriftungsfeld, das zur späterenZuordnung des Messortes bei der Auswertung der Fallen, vor derMessung mit einer eindeutigen Kennzeichnung versehen wird(bevorzugt mit wasserfestem Stift).

b) Abnehmen des transparenten Deckels. Der Deckel muss bis zumEnde der Messung und Wiederverschließen der Falle in einersauberen Umverpackung aufbewahrt werden (z. B. neuer PEBeutel). Wird der Deckel verunreinigt, besteht die Gefahr, dassPartikel beim Verschließen der Falle auf die Messfläche/ Sedimentationsfeld fallen und das Messergebnis verfälscht wird.

c) Abziehen der oberen Schutzfolie. Schutzfolie mit Pinzette am Randder Messfläche / Sedimentationsfeld anheben und abziehen. Daraufachten das die Messfläche (klebrige Schicht) dabei nicht beschädigt




162

oder verunreinigt wird. Danach ist die Falle scharf, sedimentierendePartikel werden gesammelt. Die Schutzfolie muss nicht aufbewahrtwerden.

3. Expositionszeit

a) Je nach zu untersuchender Partikelquelle kann die Messzeitschwanken. Bewährt haben sich im Montagebereich vonAutomobilkomponenten (kein übermäßiges Partikelaufkommendurch spanende, schleifende oder strahlende Prozesse) Messzeitenvon einer Woche. Wird ein spezieller Vorgang untersucht, der aneine bestimmte Zeitspanne gebunden ist, z. B. der Umlauf einesWarenträgers oder der Transport von einem Standort zu einemanderen, dann ist die Messzeit durch die Dauer des Vorgangsbestimmt.

b) Achtung nicht in die Partikelfalle fassen, nicht repräsentativeVorgänge oberhalb der Falle vermeiden.

4. Deaktivieren der Partikelfalle, Transport zur Analyse

a) Schließen der Falle mit dem sauberen, transparentenKunststoffdeckel. Der Deckel ist bis zur Auswertung gegenversehentliches Öffnen zu sichern (z. B. Fixieren mit einemKlebestreifen oder formschlüssige Verpackung in einerSchachtel…)

b) Die Falle ist jetzt entschärft, d. h. es werden keine weiteren Partikelgesammelt.

c) Die Partikelfallen sind für die Auszählung mit automatisiertenMikroskopen gedacht. Der Transport zum Analyseort solltesorgsam erfolgen. Zwar sind die Partikel über eine Klebeschicht andie Messfläche gebunden, es kann aber bei Erschütterungen nichtausgeschlossen werden, dass sich Partikel wieder lösen. Dies vorÖffnen der Falle bei der Analyse überprüfen.

5. Analyse

a) Die Auswertung der Partikelfalle (Bestimmung derPartikelgrößenverteilung) erfolgt mit automatisierten Mikroskopen,wie sie zur Auszählung von Analysefiltern für dieBauteilsauberkeitsanalytik eingesetzt werden (Auflichtbeleuchtungvorausgesetzt). Es können die Auswerteprogramme undEinstellungen verwendet werden.




163

b) Der Mikroskoptisch muss mit einem geeigneten Halter zurAufnahme und Fixierung der Partikelfalle ausgerüstet sein.

c) Wird mit polarisiertem Licht gearbeitet, muss der Deckel derPartikelfalle bei der mikroskopischen Auszählung geöffnet sein.Dabei ist sicherzustellen, dass eine Verunreinigung derKollektorfläche bei der Analyse ausgeschlossen werden kann.

d) An den geöffneten Partikelfallen können auch weitergehendeAnalysen, z. B. REM EDX, durchgeführt werden.

Schutzfolie mitPinzette entfernen

Sedimentierende Partikelsammeln sich auf derklebenden Messfläche

Messzeiten:Eine Woche => 168 hEine Schicht => 8 hFlexibel je nach Fragestellung




164

Abb. G.6: Durchführung einer Messung mit Partikelfalle

PartikelfalleschließenTransport zurAnalyse

AutomatisiertemikroskopischeAnalyse

Analyser einer "Partikelfalle"

0

10

20

30

40

50

60

15 25 m 25 50 m 50 100 m 100150 m

150200 m

200400 m

400600 m

6001000 m

>1000 m

Partikelgrößenkanal

Parti

kelz

ahl




165

A.G.2 Visualisierung von Sedimentationszahlen (Illigwerten)

A B C D E

123456

0

100

200

300

400

500

600

Illigwert

Koordinate 1

Koordinate 2

Beispielhafte Visualisierung von Sedimentationszahlen (Illigwerten) im Rastervon 30 Messstellen

A B C D E1

2

3

4

5

6

Illigwert

Koordinate 1

Koordinate 2

Beispielhafte Visualisierung von Sedimentationszahlen (Illigwerten) im Rastervon 30 Messstellen

400 600200 4000 200




166

H: BEGRIFFE UND ABKÜRZUNGEN

H.1 Begriffe und Definitionen

A

Äußere Verpackung Der Teil der Verpackungen, dessen Oberfläche inWechselwirkung mit der Umgebung, angrenzenden Oberflächen oder demPersonal steht.

B

Ballistische Partikel: Partikel, welche aufgrund ihrer Größe und Dichteeine starke Sedimentationswirkung besitzen, sich jedoch durch einenStoßimpuls von ihrer Quelle ausbreiten.

Barriere: Mittel oder Maßnahme (physikalisch / operativ) zur Abtrennung[ISO 14644 7:2004, 3.4]

Baugruppe: Funktionssystem (bspw. Lenkung oder Getriebe) oder dessenZwischenprodukt, durch Fügen aus Einzelkomponenten hergestellt.

Behälter: Formstabiles Packmittel für ein ganz zu umschließendes Packgut[DIN 55405:2006 11]

Betreiber: Derjenige, der eine Maschine beschafft, benutzt oder für dieBenutzung bereitstellt, z. B. der Unternehmer, der Werks oderBetriebsleiter, der Abteilungsleiter.

Betriebsmitteltechnik: Alle zur Bewerkstelligung des Prozessablaufserforderlichen Komponenten.

D

Definierte Reinigung von Packmitteln: Entfernung von Verunreinigungmit einem Reinigungsverfahren bei genau definierten und gleich bleibendenProzessparametern, z. B. Spritzdruck und Zeit in einer wässrigenReinigungsanlage zur Erreichung einer vorgegebenen Sauberkeitsqualität.

E

Einhausung: Physikalische Abtrennung einer Anlage, zum Zweck desMitarbeiter oder Produktschutzes

Einsatz: Formteile zur Trennung, Fixierung und zum Schutz vonPackgütern innerhalb einer Verpackung oder Ladeeinheit, bspw. Gefache[DIN 55405:2006 11].




167

ESD (Electro Static Discharge): Übergang von Ladungen zwischen Körpernmit verschiedenen elektrostatischen Potentialen, verursacht durch direktenKontakt oder influenziert durch ein elektrostatisches Feld

F

Funktionskritische Partikel: Siehe kritisches Partikel.

Faser: Nichtmetallisch glänzender Partikel dessen Längen/Breitenverhältnis< 10 ist, oder dessen Kompaktheit < 30 % ist.

G

Größenklasse: Partikelgrößenklassen definiert nach ISO 16232 10 undVDA 19 S. 178

Gitterbox: [DIN 15155]

H

Hilfsstoffe: Materialien, die zur Durchführung des Fügeprozesses erforderlich sind, Bestandteil der Fügeverbindung sind oder eine notwendige,lokale Grundversorgung einer Funktionsgruppe darstellen.

I

Innere Verpackung: Der Teil der Verpackung, dessen Oberfläche indirektem Kontakt mit dem Bauteil steht, bspw. Innenseite eines KLT oderBeutels.

K

Konventionelle Fertigung / Montage / Umgebung: Nicht hinsichtlichtechnischer Sauberkeit reglementierte Fertigung / Montage / Umgebung.

Kontamination: Unerwünschter Stoff, welcher potenziell eine negativeAuswirkung auf die Qualität eines Erzeugnisses aufweist.

Kritisches Partikel: Teilchen spezifischer Beschaffenheit, dessenVorhandensein – nach Stand des Wissens – die Qualität des Bauteilsbeeinträchtigt.

Killerpartikel: Einzelnes hoch kritisches Partikel das zum Ausfall einerKomponente, Baugruppe oder des Gesamtsystems führen kann.

L

Ladungsträger: Behälter aller Art, bspw. KLT, Gitterbox, Schraubköcher.




168

Luftgetragene Partikel: Flüssige oder feste Teilchen, die aufgrund vonMolekularbewegung, Strömungsverhältnissen und / oder Bewegungsenergienicht direkt sedimentieren und daher im statistischen Mittel eine erhöhteVerweildauer in der Luftphase haben und über größere Entfernungen vonderen Quelle in Erscheinung treten können. Durch eine gerichtete Strömungund / oder Kapselung können diese fallweise gezielt eingedämmt werden.

Luftqualität: Die Luftqualität (Luftgüte) beschreibt die Beschaffenheit derLuft bezogen auf den Anteil der Luftverunreinigungen.

M

Makropartikel: Partikel mit einem Äquivalentdurchmesser oder einermaximalen Ausdehnung größer als 5 m

Mischtätigkeit: Wechselnde Durchführung von Tätigkeiten. Mischtätigkeitkann Verschleppung zur Folge haben.

Montageverunreinigung: Verunreinigung, welche bei Montagevorgängenoder in deren Umfeld entsteht und die technische Sauberkeit der Baugruppebeeinträchtigt.

P

Packhilfsmittel: Verpackungskomponente, die zusammen mit demPackmittel die Gesamtheit der Funktion einer Verpackung erbringt, bspw.Gefache, Füllstoffe [DIN 55405:2006 11].

Packmittel: Verpackungskomponente, die den Hauptbestandteil derVerpackung bildet und zur Aufnahme von Packgut bestimmt ist. Sie dientdem teilweisen oder vollständigen Umschließen oder Zusammenfassen desPackgutes. Als Hauptbestandteil der Verpackung beeinflusst das Packmittelwesentlich deren Schutzfunktion. Für formstabile Packmittel mit hohemVorfertigungsgrad (z. B. Flasche Dose, Kiste) wird ebenfalls der BegriffBehältnis verwendet [DIN 55405:2006 11].

Packgut: Gut, das zu verpacken oder verpackt ist, etwa Bauteile oderBaugruppen [DIN 55405:2006 11].

Packstoff: Werkstoff, aus denen die Verpackungskomponenten(Packmittel und Packhilfsmittel) hergestellt sind [DIN 55405:2006 11].

Packweise: Die Packweise beschreibt die Art und Weise der Platzierungdes Packguts in der Verpackung, bspw. Schüttgut oder Setzgut.

Poolbehälter: Gemeinsame Verwendung von Behälter (z. B. KLT) durchmehrere Partner in einem Kreislaufsystem.




169

Partikel: Partikel sind feste Körper aus Metall, Kunststoff, Keramik,Mineralien, Gummi oder Salzen. Pastöse Anteile gelten nicht als Partikel.

Partikelfalle: Adhäsive Fläche zur Sammlung und Fixierung in derUmgebungsluft vorhandener, sedimentationsfähiger Partikel.

Partikelquelle: Gegenstand oder Vorgang der Partikel generiert und abgibt.

R

Reine Werkbank: Auch Minienvironment. Lokaler Bereich mit im Vergleichzur Umgebung höherer Sauberkeitsstufe. Üblicherweise handelt es sich umeine manuelle Arbeitsstation mit Einhausung und eigener Reinlufttechnikzur Eindämmung luftgetragener Partikel. Bei automatisierten Stationen hatsich in der Reinraumtechnik der Begriff Minienvironment etabliert.

Reinraum: Raum, in dem die Konzentration luftgetragener Partikel geregeltwird, der so konstruiert und verwendet wird, dass die Anzahl der in denRaum eingeschleppten bzw. im Raum entstehenden und abgelagertenPartikel kleinstmöglich ist, und in dem andere reinheitsrelevante Parameterwie Temperatur, Feuchte und Druck nach Bedarf geregelt werden [ISO14644 1]. Der Reinraum wird in der VDA 19.2 als Sauberkeitsbereich derSauberkeitsstufe (SaS) 3 deklariert

Reinhaltung: Entfernen von Verunreinigungen an dauerhaft installiertenGegenständen bzw. Oberflächen, vornehmlich zur Vermeidung vonVerschleppungen, Übertragung durch Sedimentation und / oder Aufwertungder optischen Anmutung.

Rückverschmutzung: Verminderung der Sauberkeit einer zuvorgereinigten Komponente oder Baugruppe.

S

Sauberkeit: Nichtvorhandensein unerwünschter Verunreinigungen.

Sauberkeitsbereich: Raum oder abgegrenzter Teil eines Raumes, der zumZweck der Fertigung, Montage und Lagerung von Komponenten undSystemen eingerichtet wird und für den entsprechende Maßnahmen zurErreichung und Erhaltung der Oberflächensauberkeit getroffen sind. EinSauberkeitsbereich kann z. B. auch durch Verpackung und Gehäusegebildet werden.

Sauberkeitsgerecht: Den Sauberkeitszustand nicht beeinträchtigend(siehe VDA 19 S. 199)




170

Sauberkeitsspezifikation: Zusammenstellung der Sauberkeitswerte für einObjekt verbunden mit einer geeigneten Prüfspezifikation.

Sauberkeitsstufe: Klassifizierung des Sauberkeitsbereiches.

Saubermontage: Sauberkeitsgerechte Montage.

Sauberraum: Fest installierter Raum, der durch geeignete Gestaltungsowie Regulierungen bezüglich Personal, Logistik, Pflege undHerstellungsprozessen zur Erhaltung der technischen Sauberkeit desErzeugnisses beiträgt.

Der Sauberraum wird in der VDA 19.2 als Sauberkeitsbereich derSauberkeitsstufe (SaS) 2 deklariert

Sauberzone: Abgegrenzter räumlicher Bereich, der durch geeigneteGestaltung sowie Regulierungen bezüglich Personal, Logistik, Pflege undHerstellungsprozessen zur Erhaltung der technischen Sauberkeit desErzeugnisses beiträgt.

Die Sauberzone wird in der VDA 19.2 als Sauberkeitsbereich derSauberkeitsstufe (SaS) 1 deklariert

Schmutzfangmatte (auch Staubbindematte): Bodenelement (Mehrwegoder Einweg) zur Eindämmung von Verschleppungen in Sauberkeitsbereichen.

T

Technische Sauberkeit: Freiheit einer Kontrollfläche / Funktionsfläche vonfunktionskritischen Verunreinigungen aus Herstellung und Umgebung"

U

Umverpackung: Zusätzliche Verpackung, mit dem Ziel die BauteilVerpackung vor Verunreinigung bei Transport zu schützen (zusätzlicheBarriere).

Undefinierte Reinigung von Packmitteln: Entfernung vonVerunreinigungen mit nicht definierten und/ oder schwankendenParametern, z. B. manuelles Abspritzen, Abbürsten oder Auskehren einesBehälters. Die Erreichung der gewünschten Sauberkeitsqualität ist dabeinicht sichergestellt.




171

V

Verpackung: Gesamtheit aller Verpackungsmaterialien zur Erfüllung einervorgegebenen Verpackungsaufgabe. Sie dient dem Schutz des Packgutes,des Menschen und der Umwelt, der Rationalisierung bei der Handhabung inder Produktion [DIN 55405:2006 11].

Verschleppung: Unerwünschte Übertragung von Verunreinigungen aufandere Bereiche und Objekte.

Verunreinigung: Jedwede partikelförmige, molekulare, nichtpartikelförmige oder biologische Einheit, die sich auf das Produkt oder denProzess nachteilig auswirken kann [ISO 14644 4:2001, 3.5]

H.2 Abkürzungen und Formelzeichen

5S:Ist eine systematische Methodik, die in fünf Schritten zu einem sauberenund gut organisierten Arbeitsbereich führt. Sie ist zentraler Bestandteil deskontinuierlichen Verbesserungsprozesses.Die fünf Schritte gliedern sich mit Ihren Grundsätzen wie folgt:

Sortieren: Der Arbeitsplatz ist zum Arbeiten und nicht zumLagern da!

Systematisieren: Für jedes Teil gibt es genau einen Platz und allesbefindet sich an seinem Platz!

Sauberkeit: Reinigen ist Überprüfen!Standardisieren: Es gibt keine Verbesserungen ohne Standards!Selbstdisziplin: Es ist einfacher Ordnung zu halten als Ordnung

zu schaffen!

FFU: Filter Fan Unit

Konfektionierte modulare Einheit zur Reinlufterzeugung

FMEA: Failure Mode and Effects Analysis:

Fehlermöglichkeits und Einflussanalyse

KLT: KleinladungsträgerOben offener, dauerhafter, wieder verwendbarer, starrer, rechteckigerModulkörper, der manuell und/oder mechanisch gehandhabt werden kannund das zentrale Element eines Kleinladungsträgersystems darstellt [DINEN 13199 1:2000].




172

VCI Folie: Volatile Corrosive Inhibitor FolieMit Additiven versetzte Kunststofffolie, die durch Abgabe dieser Additivewährend des Transportes und der Lagerung eine Korrosion vonMetalloberflächen des Packgutes verhindern soll [DIN 55405:2006 11].

SaS: SauberkeitsstufeKlassifizierung des Sauberkeitsbereiches

H.3 Bibliographie

DIN EN 13199: Teil 1 bis 3:2000 10 Kleinladungsträgersysteme

DIN EN ISO 14644 4:2001; Reinräume und zugehörige Reinraumbereiche.Teil 4: Planung, Ausführung und Erstinbetriebnahme (ISO 14644 1 : 2001)

DIN 15155: Gitterbox

DIN ISO 16232: Straßenfahrzeuge Sauberkeit von Komponenten fürFluidsysteme

DIN 25410: Kerntechnische Anlagen Oberflächensauberkeit vonKomponenten; April 2001

DIN 55405:2006 11 Verpackung – Terminologie – Begriffe

ISO 4406: Fluidtechnik Hydraulik Druckflüssigkeiten Zahlenschlüssel fürden Grad der Verschmutzung durch feste Partikel

ISO 8573 1: Norm , 2001 02 Druckluft Teil 1: Verunreinigungen undReinheitsklassen

VDA Band 4: Produkt und Prozess FMEA

VDA Band 19: Prüfung der Technischen Sauberkeit Partikelverunreinigungfunktionsrelevanter Automobilbauteile

VDA 4500:2006 1: Kleinladungsträger (KLT )Systeme

VDI 2083: Reinraumtechnik




173

I: SAUBERKEITS POTENZIALANALYSE

I.1 Inhalt

In diesem Kapitel finden sich Fragelisten, die helfen sollen die Sauberkeitvon Baugruppen aus der Montage zu verbessern bzw.Sauberkeitsanforderungen prozesssicher einzuhalten. Ziel dieser Fragen istes, den Planer oder Mitarbeiter aus Qualitätssicherung systematisch auf dieEinflussgrößen (Schwachstellen bzw. Potenziale) der Bauteilsauberkeithinzuweisen.

Schwerpunkt des Fragenkatalogs liegt auf den in den Hauptkapiteln desMontSa Leitfadens betrachteten und beschriebenen Einflussgrößen auf dieSauberkeit der Enderzeugnisse. Die weiteren mit Hinblick auf dieSauberkeit relevanten Stellen (bspw. Entwicklung) werden hier ausdrücklichnicht betrachtet, da diese nicht Inhalt des Leitfadens sind. Eine Ausnahmehiervon stellt die Teilereinigung dar, da diese eine Schnittstelle zwischenFertigung und Montage bildet oder bisweilen in die Montage integriert ist.

I.2 Zielsetzung

Die Anwendung dieser Fragenlisten soll helfen Schwachstellen in derSauberkeitskette zu erkennen, um so Potenziale zur Verbesserung derSauberkeitsqualität identifizieren zu können. Diese sog. SauberkeitsPotenzialanalyse soll nicht im Rahmen von Prozess Audits wie VDA 6.3oder Arbeitsplatz Audits nach 5S im Kunden /Lieferantenverhältnisdurchgeführt werden oder diese ersetzen. Die Potenzialanalyse dientvielmehr als interne Hilfestellung zur Auffindung von Möglichkeiten zureffizienten Steigerung und Stabilisierung der Sauberkeitsqualität. Ausdiesem Grund sind die Fragen in diesem Kapitel möglichst offen formuliertund sollen nicht mit einem Punktesystem (z. B. mit einer Skala von 1 bis 10)bewertet werden. Des Weiteren findet sich hier kein einheitlichesProtokollschema.

Der Anwender des Fragenkatalogs soll sich anhand der offenen Fragengezielt hinterfragen, ob er sämtliche sauberkeitsrelevante Einflussgrößenbetrachtet hat und eine lückenlose Sauberkeitskette in seinerMontagefertigung besteht. Dieser Fragenkatalog stellt somit eine interneErgänzung von Audits nach VDA 6.3 oder 5S dar.




174

I.3 Durchführung

Die Häufigkeit und das Ausmaß einer Sauberkeits Potenzialanalyse istabhängig von den spezifischen Gegebenheiten der jeweiligensauberkeitskritischen Montagefertigung und kann nicht verbindlichvorgegeben werden. Aus diesem Grund wird hier nicht die Art und Weiseder Durchführung einer Sauberkeits Potenzialanalyse reguliert. Dies obliegtder Eigenverantwortung des Verantwortlichen. Prinzipiell gelten jedochähnliche Grundsätze wie bei der Planung der Montagefertigung (sieheKapitel B: Konzeption einer Sauberfertigung).

Die Durchführung einer Schwachstellenanalyse wird empfohlen bei:

Einführung von Sauberkeitsanforderungen für bestehende Montagefertigungen oder bei einer neuen Produktgeneration

Nichteinhaltung von Sauberkeitsanforderungen an die Erzeugnisse

Änderung von Prozessen und Abläufen in bestehenden Montagefertigungen

Sämtliche von der Sauberkeitsstrategie einer Firma betroffenen Stellen undInstanzen sollten zu Beginn der Potenzialanalyse mit einbezogen werden.Des Weiteren muss eine hauptverantwortliche Person benannt werden, diedie Potenzialanalyse koordiniert, durchführt und auswertet.

I.4 Fragenkatalog

Qualitätssicherung1 Welche Sauberkeitsanforderungen bestehen und welche Arten von

Verunreinigungen müssen beherrscht werden?

2 Worauf gründen sich die Anforderungen und wie wirken sichAbweichungen auf das Enderzeugnis aus?

3 Welches sind die internen Konsequenzen bei Nichteinhaltung derSauberkeitsspezifikation?

4 Wie wird bei verunreinigten Bauteilen und Baugruppen verfahren(Regelkreis Eskalation)?

5 Wie wird die Sauberkeit der eingesetzten Teile überprüft?

6 In welcher Art und Weise existieren Prüfpläne (Umfang, Intervalle)für Sauberkeitsprüfung von Bauteilen und Baugruppen fürSerienstart und prozessbegleitende Prüfung?




175

Qualitätssicherung7 Wie wird die Sauberkeit der eingesetzten Hilfsstoffe überprüft?

8 Welches sind die Sauberkeitsspezifikationen für Verpackungen fürAn und Ablieferung (Bauteile und Produkte)?

9 Wie werden die Montage Prozesse bezüglich Entstehung kritischerPartikel untersucht / betrachtet?

10 Wie wird die Montage Umgebung bezüglich Eintrag kritischerPartikel untersucht / betrachtet?

11 Wie wurden die Tätigkeiten des Personals hinsichtlichMischtätigkeiten / Verschleppungspotenzial bewertet und optimiert?

12 Welches sind die Präventivmaßnahmen um Verunreinigung zuvermeiden und zu reduzieren?

13 Wie wird die Wirksamkeit der Maßnahmen überprüft unddokumentiert?

14 Wie werden regelmäßig Sauberkeitsaudits durchgeführt,dokumentiert und mit einem Zeitplan zur Umsetzung hinterlegt?

Tab. I.1: Fragenkatalog zum Qualitätssicherungssystem

Umgebung1 Welche Einstufung in Sauberkeitsbereiche ist vorgesehen?

2 In welcher Art und Weise sind Sauberkeitsbereiche installiert?

3 Wie sind die Sauberkeitsbereiche ausgewiesen und entsprechendabgetrennt?

4 Welche Sauberkeitsstufe ist den Sauberkeitsbereichenzugewiesen?

5 Entspricht die Ausführung des Sauberkeitsbereichs derausgewiesenen Stufe?

6 Sind die Hilfsmittel für die Sauberkeitsstufe geeignet, derSauberkeitsstufe angemessen?

7 Wie wird der Eintrag kritischer Partikel aus der Umgebungbewertet?

8 Welche Regelungen gibt es zur Handhabung vonGebäudeöffnungen (Türen/Toren/Fenstern/Dachluken)?




176

Umgebung9 Wird Lüftungstechnik eingesetzt und wie wird deren Funktion

sichergestellt?

10 Wie sind Beeinträchtigungen durch mögliche Kondensation(Luftfeuchtigkeit) berücksichtigt; bspw. Korrosion,Haftungsprobleme bei Klebeprozessen?

11 Wie sind Schleusenkonzepte organisiert?

12 Sind ausreichende und geeignete Lagerplätze vorhanden (Bauteile,Hilfsstoffe, ..)?

13 Sind die Produkte in Regalen / an Arbeitsstationen / TeileBereitstellung gegen Eintrag von Partikeln geschützt?

14 Gibt es potenzielle, deckenseitige Partikelquellen (Laufstege,Lüftungsanlagen, Lasthebeeinrichtungen) und wurdenentsprechende Maßnahmen zur Verhinderung einesPartikeleintrages getroffen?

15 Sind die Versorgungs / Hebeeinrichtungen über denMontageplätzen so abgeschirmt, dass kein Schmutz herabfallenkann?

16 Sind die Lichtverhältnisse zur Erkennung von Verunreinigungengeeignet?

17 Ist die Einrichtung so beschaffen, dass der Fußboden problemlosgereinigt werden kann bzw. eine Reinigung möglich ist?

18 Gibt es einen Raumpflegeplan zur regelmäßigen Reinigung derBöden, der Arbeitsplätze und Lagerflächen mit entsprechendenVerantwortlichkeiten?

19 In welcher Art und Weise wurden die Reinigungspläne verifiziert?

20 Sind Sinn und Zweck der Reinigung dem Personal bekannt (MAbefragen)?

21 Wird die vorgesehene Bekleidung vorschriftsmäßig getragen?

22 Werden nur Flusen abgabearme Reinigungstücher verwendet?

23 Welche Regelungen bei Umbaumaßnahmen / Instandhaltung gibtes? Wie sind diese bekannt gemacht?

Tab. I.2: Fragenkatalog zur Einflussgröße »Umgebung«




177

Logistik1 Wie ist die durchgängige Rückverfolgbarkeit im gesamten

Materialfluss geplant und dokumentiert?

2 Wie wird gewährleistet, dass keine kritischen Partikel in denSauberkeitsbereich eingetragen werden? Wie sieht dassauberkeitsgerechte Materialflusskonzept aus?

3 Wie sind die verschiedenen Sauberkeitsbereiche voneinanderabgegrenzt (z.B. durch Schleusen, Abstandsflächen und/oderTrennvorrichtungen)?

4 Wie wird der Materialfluss der sauberen und verunreinigten Teilekonsequent getrennt?

5 Wie wird sichergestellt, dass Bauteile zeitnah weiterverarbeitetwerden?

6 Wie sind die Lagerflächen für verunreinigte und gereinigteBehältnisse getrennt und sind diese eindeutig gekennzeichnet?

7 Gibt es Reinigungsvorschriften für Lager und Stellplätze?

8 Welche Entpack und Entnahmevorschriften gibt es, dieberücksichtigen, dass keine Partikel auf die Produkte gelangen?

9 Wird das Entfernen schmutziger (Um )Verpackung und Entnehmensauberkeitskritischer Bauteile getrennt durchgeführt (nicht direkt vonderselben Person) und sind die Zuständigkeiten klar definiert?

10 Welche Vorschriften zum Bestücken / Beladen (Einpacken) gibt es?

11 Ist das Verpackungskonzept für die zu verarbeitenden Bauteile,Komponenten und Baugruppen sauberkeitsgerecht (Schutz gegenVerunreinigung, Korrosion und Beschädigung)?

12 Entsprechen die Packmittel der Sauberkeitsstufe (z. B. keineKartonagen …)?

13 Welche Sauberkeitsvorschriften für Packmittel gibt es(Sauberkeitsanforderungen / Grenzmuster …)?

14 Wie wird die Packmittelsauberkeit überprüft?

15 Wie wird das Packmittel und Behältermanagement (inkl.Reinhaltung, Kontrolle) umgesetzt?

16 Welche Reinigungspläne für Ladungsträger und Einsätze existieren?Wie sind diese festgelegt und kommuniziert?




178

Logistik17 Wie werden die gereinigten / sauberen Behältnisse gegen

Verunreinigung geschützt?

18 Wie werden Rückverschmutzungen vermieden?

19 Werden Packmittel und Verpackungen unzulässig auf dem Bodenabgestellt?

20 Werden Ladungsträger und Hebezeuge verwendet, welche selbsteine Partikelquelle darstellen. Wie ist das Transporthandling geplant,dass Beschädigung und Verunreinigung vermieden wird?

21 Wie wird sichergestellt, dass Einwegverpackungen nicht mehrfachverwendet werden?

Tab. I.3: Fragenkatalog zur Einflussgröße »Logistik«

Personal1 Wer ist der übergeordnete Verantwortliche für den

Sauberkeitsbereich?

2 Wie wird die Reinhaltung und Reinigung der Arbeitsplätzegewährleistet (Anweisungen)?

3 Wie sind die Verantwortlichkeiten zur Reinhaltung der Arbeitsplätzefestgelegt?

4 Wie wird das Personal auf den Umgang mit sauberkeitskritischenErzeugnissen geschult? Wie sind die Schulungsinhalte undteilnahme dokumentiert?

5 Wie erfolgt die Einweisung am Arbeitsplatz?

6 Wie ist in den Arbeitsanweisungen das Thema Verunreinigungenverankert?

7 Sind die Arbeitsanweisungen allen betroffenen Mitarbeiternbekannt und werden diese auch umgesetzt?

8 Wie werden Mitarbeiter über die Konsequenzen vonVerunreinigungen für das Produkt und das Unternehmenaufgeklärt?

9 Welches sind die Konsequenzen, wenn Spielregeln nichteingehalten werden?




179

10 Wie sieht das Bekleidungskonzept aus?

11 Wie wird sichergestellt, dass die vorgeschriebene Kleidung korrektgetragen und gewechselt wird?

12 Wie werden Verbesserungsvorschläge der Mitarbeiter eingeholtund umgesetzt (definierter Prozess)?

13 Wie werden externe und interne Dienstleister (z. B. Instandhaltung,Reinigung) geschult und eingewiesen?

14 Werden die betroffenen Mitarbeiter bezüglich 5S geschult?

Tab. I.4: Fragenkatalog zur Einflussgröße »Personal«

Montageeinrichtungen1 Entsprechen die verwendeten Prozesse, Messmittel, Hilfsstoffe und

Werkzeuge dem Einsatz in dem jeweiligen Sauberkeitsbereich undProzess?

2 Sind die Materialien / Teile zur Weiterverarbeitung geeignet(Zukaufteile und Eigenfertigteile aus anderen Firmenstandorten),sind Sauberkeitszustände bekannt und geregelt?

3 Werden Produkte mit unterschiedlichen Sauberkeitsanforderungenauf einer Line gefertigt?

4 Wie wurden die Montageverfahren bezüglich Partikelentstehungund eintrag in das Erzeugnis überprüft / bewertet(Vorgehensweise/Ergebnis)?

5 Wurden die Montageeinrichtungen (Betriebsmittel/Hilfsmittel)bezüglich Entstehung kritischer Partikel überprüft / bewertet (z. B.Partikelentstehung an Transportbänder, Werkzeugen,Hebeeinrichtungen an Führungsschienen, etc.) und optimiert (z.B.im Rahmen einer System FMEA)?

6 Sind die Montageeinrichtungen gemäß den Ergebnissen aus 4 und5 sauberkeitsgerecht gestaltet und gegen Verunreinigung vonaußen geschützt? Ist die Montageposition so gewählt, dassentstehende Partikel nicht auf kritische Bauteiloberflächengelangen können?

7 Wurden magnetische Einflüsse (Aufmagnetisierung der Bauteiledurch Werkzeuge und Montageprozesse) auf das Bauteilbetrachtet?




180

Montageeinrichtungen8 Werden Bauteile zeitnah montiert?

9 Sind Arbeitsplätze sauber?

10 Wie werden Arbeitsplätze und Abstellflächen vor Verunreinigungdurch das Umfeld geschützt?

9 Werden Halbfertigteile / Hilfsstoffe / Einzelteile (insbesonderegefettete Teile) bei Betriebsruhe (z. B. Schichtende, Pausen)ausreichend geschützt?

10 Sind Werkzeuge und Messmittel in sauberem Zustand?

11 Wird Material und Werkzeug an geeigneten und vorgesehenenStellen gelagert?

12 Durch welche geeigneten Maßnahmen werden mechanischeSchlag und Klopfprozesse ersetzt / entschärft?

13 Finden montageintegrierte Reinigungsprozesse von Bauteilen undBaugruppen statt, wenn ja wie sind diese geregelt und überwacht?

14 Welche Einrichtungen / Maßnahmen sind zur Beseitigung vonVerunreinigungen vorhanden (z.B. lokale Absaugung, Magnet,Klebeband)? Wie werden diese geregelt?

15 Welche Maßnahmen zur Vermeidung und Beseitigung vonVerunreinigungen sind in Montagestationen vorgesehen?

16 Sind die Verantwortlichkeiten zur Reinhaltung derMontagestationen und arbeitsplätze festgelegt?

17 Gibt es Reinhaltungspläne für Arbeitsplätze und Montageanlagen,in denen Intervalle und Prozesse festgeschrieben sind?

18 Welche Reinigungseinrichtungen und mittel werden bereit gestellt(Absaugeinrichtung)?

19 Durch welche Merkmale sind die Arbeitsplätze reinigungsgerechtgestaltet?

20 Durch welche Merkmale sind die Lager und Regalereinigungsgerecht gestaltet?

21 Wird bei Prozessänderung der Einfluss auf die Sauberkeitbetrachtet, z. B. Späne schieben beim Einpressen(Vorgehensweise)?




181

Montageeinrichtungen22 Wie werden Nacharbeitsprozesse an kritischen Bauteilen bewertet

und reguliert (z.B. Ausweisung von Verbotszonen, Abdeckung,Reinigung…)?

23 Wie wird sichergestellt, dass Teile nur in den dafür vorgesehenenZonen / Räumen mechanisch nachbearbeitet und nachgereinigtwerden?

Tab. I.5: Fragenkatalog zur Einflussgröße »Montageeinrichtungen«

Teilereinigung1 Wie sieht das Reinigungskonzept für Eingangsteile /

Zwischenerzeugnisse oder Endprodukte in der Montage aus (extern/ intern; zentral / dezentral)?

2 Wie und in welcher Häufigkeit wird die Wirksamkeit der Reinigungüberprüft (Prozess, Produkt, Reinheit des Reinigungsmediums)?

3 Welche Wartungsintervalle (Filterwechsel, Medienüberwachung,etc.) sind festgelegte, um die Reinigungswirkung zu erhalten /gewährleisten?

4 Wie wurde überprüft, ob der Reinigungsschritt und dasReinigungsmedium keine neg. Auswirkungen (z. B.Partikelverschleppung, Ölverschleppung) auf vorherige undnachfolgende Prozesse haben?

5 Wurde sichergestellt, dass kein Material / Oberflächenangriff durchdas Reinigungsmedium stattfindet (Vorgehensweise/Ergebnis)?

6 Wurden magnetische Einflüsse auf das Reinigungsergebnisbetrachtet (Vorgehensweise/Ergebnis)?

Tab. I.6: Fragenkatalog zur Einflussgröße »Teilereinigung«




182

J: PLANUNGSBEISPIEL

J.1 Überblick

In diesem Kapitel wird anhand eines Beispiels die Handhabung diesesLeitfadens zur Planung eines sauberkeitssensiblen Montagebereichs sowiezur Überprüfung und Optimierung von Abläufen und Prozessen aufgezeigt.Dabei handelt es sich um ein rein fiktives Beispiel, jedoch mit möglichsthohen praktischem Bezug.

Die einzelnen hier betrachteten Ablaufschritte müssen nicht zwangsläufig inchronologischer Reihenfolge abgearbeitet werden, sondern können je nachFirmen interner Ausgangssituation auch parallel behandelt werden. DesWeiteren soll hier ebenfalls nicht vorgeschrieben werden, welche Personenin die Planung einbezogen werden müssen. Siehe hierzu auch Kapitel B:Konzeption einer Sauberfertigung.

Der Ablauf der Planung sowie die Position der entsprechenden Abschnitteund Kapitel im Leitfaden sind in Abb. J.1 dargestellt.

Abb. J.1: Ablaufschema und Position der Inhalte im Leitfaden

SauberkeitsSpezifikation

Betrieb undReinhaltung vonMontageeinrichtungenS. 136 145

Gestaltung vonMontageeinrichtungen,Betriebsmittel, HilfsstoffeS. 106 113

Gestaltung derMontageumgebungS. 41 52

“innere“VerpackungS. 59 65

Personal Auswahl –BekleidungskonzeptS. 87 90

Personal Qualifizierung und Sensibilisierung S. 86 87, 90 100

Auswahl SaS –UmgebungskonzeptS. 33 41

EntwicklungLogistikkonzept –“äußere“ Verpackungu. SchleusensystemS. 66 69, 72 77

Fertigungslayout

Montage integrierteReinigungS. 122 135

Auslegung vonFügeprozessenS. 120 121




183

J.2 Ausgangssituation

J.2.1 Komponenten des Systems

Aufgabe ist die Planung und Umsetzung einer Montagelinie für denZusammenbau eines sauberkeitskritischen hydraulisch mechanischenFunktionssystems. Dieses System besteht aus den vier folgendenHauptkomponenten!

Abb. J.2: Gehäuse aus Aluminiumdruckguss (links) und Kolben aus Stahl(rechts)

Abb. J.3: Radialwellendichtung aus Stahl mit Polymereinsatz (links) undStahlleitung mit Messingverschraubung (rechts)

J.2.2 Systemaufbau

Der Zusammenbau des Gesamtsystems erfolgt durch das Zusammenfügender vier Hauptkomponenten. Im ersten Schritt erfolgt hierzu dasEinschieben des Kolbens in das Aluminiumgehäuse. Anschließend wir überdie Kolbenstange die Wellendichtung in das Gehäuse eingepresst. Mit demEinschrauben der beiden Hydraulikleitungen und Anbringen von Verschluss




184

Stopfen endet die Montageprozesskette. Das Gesamtsystem ist in Abb. J.4dargestellt.

Abb. J.4: Montiertes hydraulisch mechanisches Gesamtsystem

J.2.3 Sauberkeitsanforderungen

Sauberkeitsspezifikation entsprechend VDA 19: max. 25 Partikel pro 1000cm² > 200 m, keine Partikel > 400 m zulässig.

Da das System hauptsächlich kritisch gegenüber abrasiven Partikelnreagiert, gibt es separate Anforderungen bezüglich anorganischen (Metalle,Keramiken und Minerale) und organischen Partikeln. Darüber hinauswerden organische Fasern getrennt betrachtet. Folgende Spezifikationengelten für das System:

Partikelmaterial Partikelgröße

Anorganik (Metalle, Keramiken,Minerale)

> 200 m (je 1000 cm² max. 25Partikel)

> 400 m nicht zulässig

Organik (Kunststoffe, Elastomere) zulässig bis 1000 m

organische Fasern keine Reglementierung

Tab. J.1: Sauberkeitsspezifikation an das hydraulisch mechanische System




185

J.3 Montageumgebung

J.3.1 Auswahl der Sauberkeitsstufe

In das Flugfähigkeitsdiagramm (siehe Kapitel C: Umgebung Abb. C.1)werden die kritische Partikelgröße und das Partikelmaterial eingegeben.Anorganische Partikel ab 400 m müssen ausgeschlossen werden. Alsgeringste Dichte der relevanten Partikelmaterialien wird 2,7 g/cm³(Aluminium) angenommen. Werden diese Werte in das Diagrammeingegeben, ergibt sich daraus, dass eine Sauberzone oder Sauberraumerforderlich ist (siehe Abb. J.5). Ein Reinraum ist für diese Anforderungennicht notwendig, eine konventionelle Produktionsumgebung hingegen nichtausreichend.

Abb. J.5: Flugfähigkeitsdiagramm zur Auswahl der Sauberkeitsstufe

Um weiter zu detaillieren, ob eine Sauberzone ausreichend oder eineMontage im Sauberraum notwendig ist, müssen nun die Eigenschaftendieser beiden Konzepte näher betrachtet werden (siehe Kapitel C:Umgebung Tabelle C.2). Daraus ist ersichtlich, dass der Sauberraum denEintrag von Partikeln über die Luft sowie durch Personal und Verpackungwirksamer reglementiert. Es handelt sich jedoch, insbesondere bei denluftgetragenen und den durch das Personal verursachten Partikel umorganische Verunreinigungen, welche die korrekte Funktion des hierbehandelten Systems nicht beeinträchtigen. Somit ist das Konzept der

Materialbeispiele:ρ(Aluminium) = 2,7 g/cm³ρ(Stahl) = 7,8 g/cm³ρ(Polystyrol) = 0,02 0,09 g/cm³

1000100

Partikelgröße [ m]

Dichte[g/cm³]

0,1102 50 200 500 2000

10

1

2

5

0,5

0,2

1 5 20

SaS3: ReinraumSaS0:konventionelleFertigung

SaS1 + 2:Sauberzone +Sauberraum

Partikelkompakt

Partikelfaserförmig

Aluminium

400 m




186

Sauberkeitsstufe SaS1 (Sauberzone) in diesem Beispiel ausreichend für dieMontageumgebung.

J.3.2 Ausführung und Gestaltung der Sauberzone

Die Sauberzone ist gekennzeichnet durch:

örtliche Trennung:

Abstand zu konventioneller Fertigung

keine Partikel erzeugenden Prozesse innerhalb derSauberzone oder unmittelbar daran angrenzend

Reglementierung der logistischen Prozesse:

kein Staplerverkehr innerhalb der Zone

Bauteile dürfen nicht mit Transportverpackungen direkt andie Montagestationen gebracht werden

qualifiziertes Personal:

Montagewerker sind speziell darauf geschult,Partikelverschleppung zu vermeiden

Die Kennzeichnung der Sauberzone erfolgt in diesem Fall durch eineeinfache Bodenmarkierung.

Die Gestaltungsgrundzüge einer Sauberzone sind im Kapitel C:Umgebung 3.1.5 beschrieben. Für die Ausführung der Sauberzone alsMontageumgebung für das Fallbeispiel wird empfohlen:

versiegelter Industrieboden,

entsprechend abriebfest, glatt (gute Reinigbarkeit) und helle Farbe,

keine Gitterstege oder Überwege über der Zone,

versiegelter Deckenputz.

J.4 Logistikkonzept

J.4.1 Äußere Verpackung und Schleusensystem

Entsprechend den empfohlenen Auslegungskriterien wird ein Umladebereich eingerichtet, an dem die äußere Transportverpackung entfernt wirdoder die Bauteile in saubere Ladungsträger umgeladen werden, welcheausschließlich in der Sauberzone verwendet werden.




187

Gehäuse und Kolben: Die Gehäuse und Kolben werden aufgrund ihrerGröße in Gitterboxen angeliefert. Die Gitterboxen werden von einemZusteller / Logistiker an dem markierten Umladebereich abgestellt. Dortöffnet er auch die verunreinigte Transportfolie. Der Montagewerkerentnimmt einzelne Gehäuse Chargen (ohne die äußere Verpackung zuhandhaben) entsprechend Bedarf und bringt diese über einen Rollenwagenzur Montagestation.

Leitungen und Wellendichtungen: Die Leitungen und Wellendichtungenwerden in KLT angeliefert. Die KLT werden vom Zusteller / Logistiker andas KLT Regal an der Zonengrenze gebracht. Dort entfernt er auch dieverunreinigten Deckel. Der Montagewerker entnimmt lediglich die Bauteilein deren inneren Verpackung (Beutel oder Blister) ohne den KLT zuhandhaben.

Montiertes System: Eine leere Gitterbox wird vom Zusteller an derZonengrenze bereit gestellt und mit Folie ausgeschlagen. DerMontagewerker bringt die gefertigten Erzeugnisse chargenweise aufRollenwägen zur Beladestation. Die Erzeugnisse werden zum mechanischen Schutz mittels Gefache und Zwischenlagen als Setzgut durch denZusteller / Logistiker in die ausgeschlagene Gitterbox verpackt.

Der spätere Endeinbau der montierten Systeme erfolgt in SaS0. Deshalbsind keine sauberkeitsbezogenen Anforderungen an die Endverpackunggestellt. Die Systeme sind durch das erfolgte Verschließen vor kritischenRückverschmutzungen geschützt.

Abb. J.6 Schleusensystem zur Anlieferung und Einbringung dersauberkeitskritischen Bauteile in die Sauberzone

Mon

tagelinie

Beladen vonRollwagenmitSystemen

BeladestationGitterboxen

Auslieferung

der

System

ein

Gitterboxen

Umladen derEinzelteileaufRollwagen

konv

entio

nelle

Fert

igun

g

Sauberzone

Entnahme derBeutel / Trays

KLTAnlieferung KLT

KLTRegalAnlieferungGitterboxen




188

J.4.2 Innere Verpackung der Anlieferteile

Gehäuse und Kolben: Die Gehäuse und Kolben werden hier in denGitterboxen mittels Gefachen aus abriebarmen PP Hohlkammerplattenvereinzelt. Dadurch wird die Entstehung von Abriebpartikeln verhindert.Zusätzlich wird die komplette Gitterbox mit einem reisfesten Folienbeutelausgelegt, um die Bauteile gegenüber Verunreinigungen durch dieUmgebung oder durch die Gitterbox selbst zu schützen.

Wellendichtringe: Die Wellendichtringe werden in Tiefziehfolientrays mitangepassten Vertiefungen gesetzt. Die Trays werden in KLT gestapelt, sodass diese eine geschlossene Verpackung innerhalb des KLT bilden.

Leitungen: Da bei den Leitungen in diesem Beispiel aufgrund derenGeometrie, die Entstehung von kritischen Abriebpartikeln im Innerenausgeschlossen werden kann, werden diese in KLT geschichtet. Die KLTwerden mit einem Folienbeutel als innere Verpackung ausgeschlagen.

Es werden in diesem Fall ausschließlich KLT mit umschließendem Deckelverwendet. Innenliegende Deckel, welche nur durch Schrägstellen geöffnetwerden können sind nicht zulässig. Gitterboxen welche übermäßigeVerunreinigungen oder Beschädigungen aufweisen werden aussortiert.Hierzu werden Grenzmusterbilder angebracht.

J.5 Personal

J.5.1 Bekleidung

Hilfestellungen zur Auswahl des angepassten Bekleidungskonzepts inAbhängigkeit der Sauberkeitsstufe finden sich im Kapitel E: Personal inTab. E.2. Mit Blick auf die Sauberkeitsanforderung ist in diesem Beispielkein spezielles Bekleidungskonzept zur Reduzierung der Partikelabgabedurch den Werker oder der Alltagskleidung notwendig. DasBekleidungskonzept dient in diesem Fall der Erkennung der für die Arbeit imSauberkeitsbereich geschulten Werker sowie der Reduzierung derVerschleppung von Partikeln:

andersfarbige Arbeitsmäntel und schuhe zur Erkennung derWerker für den Sauberkeitsbereich,

die Schuhe dürfen keine dunklen Sohlen aufweisen, um keineAbriebspuren im Sauberkeitsbereich zu hinterlassen




189

Mantel und Schuhe werden nur in diesem Sauberkeitsbereichgetragen und am Rand der Sauberzone in einem dafürvorgesehenen Schrank gelagert,

das Tragen von Handschuhen, Bartmasken oder Haarnetzen istaus Sauberkeitssicht nicht erforderlich

J.5.2 Qualifizierung

Das in der Sauberzone eingesetzte Personal wird gezielt hinsichtlich derAuswirkung von Partikelverunreinigungen sensibilisiert und motiviert:

Be und Entkleideprozedur

Vermeidung der Partikelverschleppung:

kein unnötiges Berühren möglicherweise verunreinigterOberflächen und Gegenstände

gezielte Reinigung der Hände nach Verunreinigung

Einweisung bezüglich der Reinhaltung der Oberflächen in und anden Prozessstationen sowie am Arbeitsplatz

Kontrolle sensibler Bauteiloberflächen und aktives Entferneneventuell vorhandener Verunreinigungen (z. B. durch Absaugen,kein Abblasen).

J.6 Montageprozesse

Fügeprozesse können kritische Partikel in einer Größenordnunghervorrufen, die das Verunreinigungsrisiko der Umgebungsatmosphäre unddes Personals bei Weitem übertrifft. Auch in diesem Beispiel ist dieOptimierung der Fügeprozesse ein zentraler Bestandteil derMontageplanung.

J.6.1 Auslegung Fügeprozesse

Die zur Montage des hydraulisch mechanischen Systems notwendigenFügeprozesse sind

Einschieben des Kolbens in das Aluminiumgehäuse,

Einpressen der Wellendichtung über die Kolbenstange in dasGehäuse und

Einschrauben der beiden Hydraulikleitungen in das Gehäuse.




190

Die damit verbundenen Risiken finden sich in Kapitel F: Montageeinrichtungen 3.1.5.

Verfahren Partikelentstehung Charakteristische Partikel

Auswirkungendurch Partikel

Schrauben beim Finden desGewindegangs

Abrieb beimEinfädeln desSchraubwerkzeugs

Beschichtungen undGrate platzen beimZuschießen mittelsDruckluft ab

Abrieb/Ablösung vonGraten

Auslaufgrate

Ausbrüche

Beschichtungsflitter

Flitter vonWerkzeugen

Partikel vomSchraubenkopf

Grate ausGewindegängen

Gewindelehrenwirken wieSchneideisen

Falsche Vorspannungdurch erhöhteReibung; Folge !Verbindungenkönnen sich lockern

Flitter werden evtl.durch Funktionsprüfung in das Bauteilgespült

Pressen/Quetschen/Weiten

Abrieb /Abplatzungen vonBeschichtungen

Abrieb durchRelativbewegungzwischenWerkzeugen undBauteilen


meistplättchenförmig

Bauteilfunktion wirddurch verklemmenbeeinträchtigt

eingedrückte Partikelkönnen sich ablösen

Ein /AufschiebenEinstecken

Abrieb/Bruchstückevon Bauteilenund/oder Fügeteilen

Abgelöste Partikelauf Arbeitsflächen

Flitter, Grate,Partikel

Späne

Abrieb vonZentrierwerkzeugen

Partikel zwischenTeilen verhindernexakte Teilepositionierung

falsche Passung

Undichtigkeiten

Tabelle J.2: Auszug aus der Charakterisierungsliste der Fügeverfahren

Für die drei hier betrachteten Fügeverfahren kommen die folgenden Maßnahmen zum tragen:

Einschrauben Leitungen: Beim Einschrauben der Leitungen ist darauf zuachten, dass der Werker das Gewinde korrekt ansetzt und nicht verkantet.Diese Verschraubung darf nicht mehr gelöst werden, da dadurch potenziell




191

entstandene, aber eingeklemmte Partikel direkt in das Innere des Gehäusesund somit in den kritischen Bereich gelangen.

Einschieben des Kolbens: Bei unsachgemäßen Einschieben des Kolbenskann Partikelabrieb durch die Relativbewegung der beiden Fügepartnerentstehen, was zu einer Undichtigkeit führen kann. Durch eine exaktezentrische Positionierung ohne Verkippung beim Einschieben wird diesverhindert. Zusätzlich wird hier die Kolbenaußenfläche vor dem Einschiebenbefettet.

Einpressen Wellendichtung: Auch beim Einpressen der Wellendichtungist eine exakte zentrische Positionierung zum Gehäuse notwendig, umPartikelentstehung zu minimieren. Eine schräg eingepressteWellendichtung darf nicht mehr gelöst werden. In diesem Beispiel ist dieBaugruppe dann auszusondern.

J.6.2 Montage integriertes Reinigen

Die Möglichkeiten zur Montage integrierten Reinigung werden in Kapitel F:Montageeinrichtungen 3.1.6 beschrieben und deren Einsatzgebiet undgrenzen erläutert.

Aufgrund der Bauform des Systems (innen liegende kritische Oberflächen)und Erfahrungen aus Vorserien werden die folgenden zwei Montageintegrierten Reinigungsschritte eingesetzt:

1. Vakuumsaugen durch die Leitungen beim Einschrauben

Vor dem Einschrauben der jeweiligen Leitung wird eine Absaugdüse an dasLeitungsende angebracht. Die beim Einschrauben entstehenden Partikelwerden durch die Leitung gezielt abtransportiert.

2. Spülen des Komplettsystems

Das Enderzeugnis wird abschließend auf einem Prüfstand auf Dichtigkeitgetestet. Dieser Prüfstand wird hier gleichzeitig als Innenspülstandbetrieben, um lose Partikel mit der Hydraulik Prüfflüssigkeit auszutragen.

J.7 Betriebsmittel

J.7.1 Montageeinrichtung

Für den Prozess Fügen von Kolbenstange und Gehäuse wird hier diesauberkeitsgerechte Auslegung der zugehörigen Montagestation




192

beschrieben. Zuvor erfolgte eine Bestandsaufnahme mittels Partikelfallenan einer ähnlichen, bereits bestehenden Montageanlage (siehe Abb. J.7links). Die Ausführung der bestehenden Anlage und die Umsetzung derSauberkeitsoptimierten Anlage sind in Abb. J.7 (rechts) dargestellt.

Folgende Änderungen wurden vorgenommen:

Überkopfmontage: Die Öffnung des Gehäuses zeigt nach unten, sodass das Einschieben des Kolbens von unten erfolgen kann

Die bewegten Komponenten (Greifer, Linearachsen, Energieführungsketten) sind neben oder unterhalb der Produkteangebracht

Die Anbringung von Abdeckungen über Bauteil Transferstrecken istmit Blick auf die geringe Rückverschmutzungsgefahr durch dieUmgebung (Sauberzone) nicht erforderlich.

Durch die offene lichte Konstruktion, fallen entstehende Partikel inunkritische Bereiche.

Des Weiteren werden folgende Grundsätze befolgt:

Auflageflächen sind schräg angeordnet, um Partikelansammlungenzu vermeiden.

Reinigungsgerechte Ausführung, keine unzugänglichen Ecken,Kanten, hervorstehende Schraubenköpfe, etc.

An Werkstückaufnahmen und Greifern sind Ecken und Kantenverrundet.

Durch die gezielte Gestaltung der Einzelteilbereitstellung, wird einÜbergreifen des Werkers über die Arbeitsstation vermieden.

Abb. J.7: Beispiele für eine potenziell kritische und eine verbesserteAusführung der Mechanik der Montagestation zum Einpressen derWellendichtung

bisherige Anlage ÜberarbeiteteAnlage




193

J.7.2 Zuführtechnik / Vereinzelung

Vor dem Verschrauben der Leitungen werden Metalldichtungenautomatisiert in die Schraubvertiefungen eingelegt. Diese Metalldichtungenwerden als Schüttgut in einen Vibrationswendelförderer eingeschüttet, dortvereinzelt und über eine Linearstrecke zugeführt.

Der eigentliche Montageschritt (das Einlegen) ist in dieser Anordnung ausRückverschmutzungssicht unkritisch, da es sich um ein definiertesreibungsfreies Einlegen der Dichtungen ohne Materialverformung handelt.Die Metalldichtungen werden zwar montagesauber angeliefert, es bestehtjedoch die Befürchtung, dass diese Bauteile Partikel in den hydraulischenBereich verschleppen, welche bei der Vereinzelung und Zuführung durchAneinanderschlagen entstehen. Um zu verhindern, dass diese Partikel mitden Bauteilen in den hydraulischen Bereich gelangen können, wird an derLinearstrecke nach dem Rütteltopf eine Saug /Abblasstation integriert.

Um die Notwendigkeit und die Effizienz dieser Maßnahme zu überprüfen,wurden Metalldichtungen als Schüttgut in den Wendelförderer eingebrachtund drei Prüflose mit jeweils tausend Stück nach der Linearstreckeentnommen und auf Sauberkeit untersucht. Beim ersten Prüflos wurde dieSaug Abblasstation komplett abgeschaltet, beim zweiten Prüflos wurdelediglich abgesaugt, beim dritten Prüflos abgesaugt mit gleichzeitigemAbblasen. Zusätzlich wurde eine Anlieferungs Referenzprobe untersucht.

200 400m

400 600m

600 1000m > 1000 m

Anlieferungszustand 24 0 0 0ohneAbsaugung 243 9 3 2mit Absaugung 88 7 2 0mit Abblasen und Absaugung 43 3 0 0

0

50

100

150

200

250

Partikelanzahl

pro100Dich

tungen

Partikel auf Metalldichtungen nach Vereinzelung imWendelförderer

AnlieferungszustandohneAbsaugungmit Absaugungmit Abblasen und Absaugung

Abb. J.8: Sauberkeitswerte der Metalldichtungen nach deren Vereinzelungim Vibrationswendelförderer




194

Anhand der Werte ist zu erkennen, dass bei diesem Beispiel durch denVereinzelungs und Zuführprozess an den Metalldichtungen kritischePartikel entstehen. Diese Partikel bleiben zwar größtenteils im Topf zurück,jedoch werden auch Partikel mit den Dichtungen aus dem Topf gefördert.Durch eine einfache Absaugung lassen sich diese Partikel zu einemGroßteil entfernen. Durch zusätzliches simultanes Abblasen werden hierannähernd die Werte des Anlieferungszustandes erreicht.

Um zusätzlich eine Anhäufung der Partikel im Topf zu verhindern, wirddessen Boden mit einer Lochblechplatte ausgestattet. Dadurch sollen diePartikel nach unten wegfallen. Zusätzlich wird der Rütteltopf, insb. dieWendel nach jeder Schicht mit einem feuchten Tuch ausgewischt.

J.8 Erfassung und Bewertung von Sauberkeitseinflüssen

Die Luftatmosphäre der inzwischen realisierten Sauberzone und diePartikelerzeugung der installierten Betriebsmittel werden mit Hilfe vonPartikelfallen überprüft (siehe Kapitel G: Messen von Sauberkeitseinflüssen 2.1 und Kapitel C: Umgebung Anhang A.1).

J.8.1 Umgebung

Fünf Partikelfallen werden für die Dauer einer Arbeitswoche an vomPersonal nicht beeinträchtigten Messpositionen ausgelegt (auf Schaltschrank, Montageanlage, etc.). Anschließend werden die Partikelfallen miteinem Auflichtmikroskop entsprechend VDA 19 ausgewertet.

Abb. J.8: Partikeleintrag über die Umgebungsatmosphäre

0

10

20

30

40

50

60

aufK

LTRegal

auf

Schaltschrank

beiSationA

auf

Steuerpult

aufStationB

Partikelanzahl

Partikelanzahl proMessposition > 100 m

Partikel > 100 m (ohne Fasern)org. Fasern > 100 mPartikel > 100 m (metal. glänzend)

0

10

20

30

40

50

aufK

LTRegal

auf

Schaltschrank

beiSationA

auf

Steuerpult

aufStationB

Partikelanzahl

Partikelanzahl proMessposition > 400 m

Partikel > 400 m (ohne Fasern)org. Fasern > 400 mPartikel > 400 m (metal. glänzend)




195

Die Ergebnisse zeigen, dass kaum kritische Partikel > 100 m eingetragenwerden. Betrachtet man die Ergebnisse > 400 m sind ausschließlich org.Fasern auf den Partikelfallen. Der Eintrag über die Umgebungsatmosphäreist unkritisch.

J.8.2 Montageanlagen

Die Abb. J.9 zeigt die Befunde der Bestandsaufnahme an derMontageanlage (Einschieben des Kolbens) vor der Optimierung. ZurÜberprüfung werden die Partikelfallen unter bewegte Elemente inProduktnähe (Pneumatikzylinder, Linearachsen, Energieführungsketten),innerhalb der Montagestation positioniert. Die weitere Vorgehensweise undBewertung erfolgt analog.

Abb. J.9: Mit Partikelfallen erfasste Partikel in ausgewählten Positionen inMontageanlagen

Die Partikelfalle unter der Linearachse sticht hervor. Hier werden deutlichmetallische Partikel > 100 m und sogar > 400 m erzeugt. Da hier einekontinuierliche Partikelquelle besteht, wurde die Anlage entsprechend Abb.J.7 optimiert.

0

20

40

60

80

unterLinearachse

unter

Pneumatikzylinder

unter

Kabelschleppe

unterG

reifer

Partikelanzahl

PartikelanzahlproMessposition > 400 m

Partikel > 400 m (ohne Fasern)

org. Fasern > 400 m

Partikel > 400 m (metal. glänzend)

0

50

100

150

200

250

unterLinearachse

unter

Pneumatikzylinder

unter

Kabelschleppe

unterG

reifer

Partikelanzahl

Partikelanzahl pro Messposition > 100 m

Partikel > 100 m (ohne Fasern)

org. Fasern > 100 m

Partikel > 100 m (metal. glänzend)




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VDA Band 19.2 DE 1Auflage2010 Technische Sauberkeit in der...

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