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Mit voller Energie auf Glanz gestrahlt

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Mit voller Energie auf Glanz gestrahlt

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Um die steigenden Qualitätsansprüche an Edelstahl-Gußteile zu erfüllen, setzt das Edelstahlwerk Schmidt & Clemens GmbH & Co. auf eine neue Strahltechnik. Neben dem besseren Strahlergebnis überzeugte besonders die verbesserte Wirtschaftlichkeit des Gesamtprozesses.

Rolf Högel, Augsburg

Das Edelstahlwerk Schmidt & Clemens GmbH & Co in Lindlar, seit Jahren in der Stahlbranche etabliert, hat sich auf die Herstellung von Edelstahl-Gußteilen spezialisiert. Auch in Tschechien ist man neuerdings aktiv. Das 100prozentige Tochterunternehmen Alfanametall hat im tschechischen Trs´ice kräftig investiert. Dabei stand auch die Anschaffung zweier Durchlaufstrahlanlagen auf dem Plan. Zwei hochmoderne Anlagen der Strahltechnik Illingen GmbH sollen das wachsende Aufkommen bewältigen.
Flexibel auf unterschiedliche Losgrößen reagieren
Wirtschaftlichkeit und Flexibilität der Strahlanlagen standen ganz oben auf der Prioritätenliste der verantwortlichen Werksplaner. Bei ständig wechselnden Produkten mit Losgrößen zwischen 100 und 500 Einheiten müssen die vollautomatischen Strahlanlagen innerhalb kürzester Zeit auf jedes beliebige Gußteil umzustellen sein. Aber auch in technischer Hinsicht sollte die neue Anlage Maßstäbe setzen.
Dazu Hubert Eschbach, Leiter Werksplanung: „Unser vielfältiges Teilespektrum besteht aus hochwertigem Edelstahlformguß für die Petrochemie ebenso wie für die Pumpen- und Lebensmittelindustrie. Die Teile verfügen oftmals über komplizierte Geometrien mit vielen Hinterschneidungen. Also waren wir auf der Suche nach einer Anlagentechnik, die beste Strahlergebnisse liefert, ohne daß es zu den bekannten Nachteilen wie Oberflächenaufrauhung und Kantenabrundung kommt. Selbstverständlich sollten bei der Investition auch die Kosten im Rahmen bleiben.“
Bei der Suche nach einer geeigneten Lösung fiel die Strahltechnik aus dem schwäbischen Illingen auf, die die Verantwortlichen bei Schmidt & Clemens beeindruckte. Immerhin verfügt man selbst über knapp ein Dutzend hauseigene Strahlanlagen, an Erfahrungswerten aus dem jahrelangen Betrieb dieser Anlagen mangelt es also nicht. Jedenfalls verglich man in intensiven Versuchen die Ergebnisse der Strahlanlage von Stahltechnik Illingen mit den ansonsten üblichen Resultaten sehr genau. Das Ergebnis faßt Werksplaner Eschbach kurz zusammen: „Die neue Technik der SI-Anlagen konnte uns wirklich überzeugen. Vor allem die Oberflächenqualität der gestrahlten Gußteile und die Wirtschaftlichkeit der Anlagen gaben den Ausschlag für unsere Wahl pro Strahltechnik Illingen.“
Hängebahn als Transportsystem
Um eine möglichst zweckmäßige Einordnung der Strahlanlage in den Produktionsablauf zu gewährleisten, entschied man sich sowohl bei der Durchlauf-Strahlanlage als auch bei der Kammer-Strahlanlage für eine Hängebahn als Transportsystem. An dieser Hängebahn befinden sich sechs leichtlaufende Fahrwerke, die sogenannten „Trauben“.
Mehrere dieser Trauben können gleichzeitig bis zu einem Durchmesser von 1500 mm und einer Höhe von bis zu 2000 mm mit Gußteilen unterschiedlicher Größe bestückt werden. Traglasten bis zu einer Tonne stellen die extrem robusten Drehvorrichtungen vor keinerlei Probleme. Der Werkstückwagen gelangt über die Hängebahn in die Strahlkammer. Nach Programmierung der in eigenen Versuchen ermittelten Zeitvorgabe setzt der Bediener den vollautomatischen Ablauf per Knopfdruck in Bewegung.
Schleuderradtechnik
Im Innern der aus Manganstahl hergestellten Strahlkammer befindet sich das Herzstück der Anlage: drei Strahlturbinen mit jeweils 11,0 kW Antriebsleistung. Zum Einsatz kommen allerdings keine konventionellen Schleuderräder, sondern eine patentierte Innovation aus Schwaben: das SI-Rad. Der Unterschied zu allen anderen auf dem Markt erhältlichen Anlagen liegt in der Funktionsweise der Schleuderräder.
Bei konventionellen Anlagen trifft konstruktionsbedingt nur ein bestimmter Anteil des Strahlmittels mit voller Energie auf die zu bearbeitende Fläche. Der Grund: Bei der bekannten Schleuderradtechnik läuft ein Impeller in einer Zuteilhülse synchron mit den umlaufenden Schaufeln. Durch die Strahlmittelzuteilung im Impellerzentrum füllt sich der Spalt zwischen Impeller und Zuteilhülse mit Strahlmittel, das dabei teilweise zermahlen wird. Als Folge dieses Zusetzens rotieren die Strahlkörner mit wesentlich geringerer Geschwindigkeit als die Schaufeln des Schleuderrades. Diese Geschwindigkeitsdifferenz führt zu einem unerwünscht harten Aufprall des Strahlmittels auf die Schaufeln. Erhöhter Verschleiß der Schaufelräder, kürzere Standzeiten des Strahlmittels und nicht zuletzt ein schlechterer Wirkungsgrad und damit geringere Strahlintensität sind die unangenehmen Folgen.
Strahlmittelführung
Anders beim SI-Rad: Hier sorgt ein Hilfsschaufelrad innerhalb der Zuteilhülse für eine überlegene Strahlmittelführung. Durch das patentierte Prinzip werden die Strahlpartikel in der Hülse auf eine spiralförmige Umlaufbahn gebracht. Im Rad vagabundierendes Korn wird durch die zusätzlichen acht Wurfschaufeln aufgefangen und ebenfalls mit hoher Energie auf das Werkstück geführt. Der Vorteil: Die Rotationsgeschwindigkeit des Strahlmittels entspricht der des Hauptschaufelrades. Der unsanfte Aufprall des Strahlmittels auf die Hauptschaufeln mit all seinen negativen Auswirkungen gehört damit der Vergangenheit an. Dank dieser genialen technischen Lösung erreichen die Strahlturbinen eine Abwurfgeschwindigkeit des Strahlmittels von 100 m/s. Dies bedeutet nicht nur unangefochtenen Klassenrekord, sondern auch eine einzigartige Strahlqualität bei weitaus geringerem Verschleiß gegenüber bisher bekannter Technologie.
Hier liegt denn auch der Grund für die Wirtschaftlichkeit der SI-Technik: Die exakte Strahlmittelführung und die höhere Abwurfgeschwindigkeit durch die neue Schleuderradtechnik sorgen im Vergleich zu konventionellen Anlagen für einen deutlich höheren Wirkungsgrad. In der Praxis bedeutet dies um bis zu 50% niedrigere Energiekosten und wesentlich reduzierten Strahlmittelverbrauch. Um auch Teile mit vielen Hinterschneidungen optimal strahlen zu können, setzt man bei den Alfanametall-Anlagen auf einen technischen Kniff. Eine Oszilliereinrichtung gewährleistet, daß das Strahlgut während des Einfahrens rechts oszillierend und beim Zurückfahren links oszillierend im Abstand von 500 Millimetern zur Strahlturbine gestrahlt wird. So lassen sich auch schwer zugängliche Stellen sicher behandeln.
Strahlmittelrückgewinnung
Die Rückgewinnung bzw. Reinigung des Strahlmittels geschieht bereits während des Strahlvorganges. Das herausgeschleuderte Strahlmittel gelangt über einen Strahlmittelsammeltrichter in eine Schwingförderrinne und wird damit zum Becherwerk transportiert. Danach wird das Strahlmittel von Staub und anderen Verunreinigungen gesäubert. Das gereinigte Strahlmittel gelangt dann in den Vorratsbehälter und fließt über die Dosierschieber erneut in den Kreislauf zurück.
Ergebnis stimmt
Die bis heute vorliegenden Ergebnisse der Anlagen können denn auch den Fertigungsstrategen Eschbach überzeugen: „Die Anlagen sind so leistungsfähig, daß wir den theoretisch möglichen Durchsatz bei unseren derzeitigen Fertigungskapazitäten nicht ausnützen können. Priorität hatte für uns aber ohnehin nicht die Leistungsdichte, sondern vor allem ein qualitativ hervorragendes Strahlergebnis. Und in diesem Punkt haben sich unsere Erwartungen voll und ganz erfüllt.“
Daß die Anlagen dabei mit einem gegenüber konventioneller Technik 25% niedrigeren Strahlmittelverbrauch auskommen und auch bei der installierten elektrischen Leistung und der Strahlzeit Maßstäbe setzen, paßt dem auf Wirtschaftlichkeit getrimmten Unternehmen hervorragend ins Konzept.
– mav 287
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