Giessofentransport Anlage für Gießofen-Schwerverkehr wird automatisch gesteuert

Autor / Redakteur: Wolfgang M. Musiol und Jochen Keinath / Dipl.-Betriebswirt (FH) Bernd Maienschein

Eine automatische, per Zentralrechner gesteuerte Transportanlage für den Gießofen-Schwerverkehr in einer Niederdruck-Aluminiumgießerei befördert leere und befüllte Gießöfen in der menschenleeren unteren Etage. Bei der Planung der Materialflussanlage mussten verschiedene Hallenniveaus, Förderstreckenengpässe und unantastbare Verkehrsflächen berücksichtigt werden.

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Die rasant wachsende Nachfrage aus der Automobilindustrie nach leichteren Motorblöcken ließ in den vergangenen Jahren den Absatz von im Niederdruckguss hergestellten Zylinderkurbelgehäusen aus Aluminium steigen. Bild: Kuhn
Die rasant wachsende Nachfrage aus der Automobilindustrie nach leichteren Motorblöcken ließ in den vergangenen Jahren den Absatz von im Niederdruckguss hergestellten Zylinderkurbelgehäusen aus Aluminium steigen. Bild: Kuhn
( Archiv: Vogel Business Media )

Im Elf-Minuten-Takt werden bei der KS Aluminiumtechnologie AG (ATAG) in Neckarsulm im Niederdruckguss Zylinderkurbelgehäuse für deutsche Premium-Autos gegossen. Während oben die flüssige Aluminiumschmelze über ein Steigrohr aus dem Vergießofen in die Kokille der Gießzelle schießt, herrscht eine Ebene darunter reger Transportverkehr leerer und befüllter Gießöfen.

Die heiße Materialflusstechnik stammt von der Vollert GmbH & Co. KG in Weinsberg, einem Anlagenbauer und Intralogistikspezialisten für schwere Lasten. Alle Ablaufphasen in der Gießofentransportanlage werden von einem Zentralrechner koordiniert und automatisch gesteuert.

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Hohe Investitionen

Mit vier Gießzellen hat ATAG 1992 als Technologie-Ausgründung der Gießerei Kolbenschmidt begonnen, im Niederdruckguss Zylinderkurbelgehäuse aus Aluminium herzustellen. Die schnell wachsenden Anforderungen der Automobilindustrie an leichtere Motorblöcke stärkten die Nachfrage nach Aluminium und die daraus gefertigten Neckarsulmer Produkte. Trotz Verdoppelung der Gießzellen mußte ATAG eine neue Gießerei mit 20 Gießzellen und zwei Anlagen zum Schmelzen des Aluminiums und zur Befüllung der insgesamt 33 Vergießöfen bauen.

Die Versorgung der Gießzellen mit Gießschmelze erfolgt über eine hochmoderne, vollautomatische Materialflußtechnik, die das Weinsberger Spezialunternehmen Vollert GmbH für die ATAG-Belange maßgeschneidert hat. Auf einer vorgegebenen Logistikfläche in der unteren Ebene war eine Verbindung zwischen den insgesamt 28 Gießzellen (20 in der neuen und acht in der anschließenden älteren Halle), den zwei Vergießofen-Befülleinrichtungen, den acht Impellerplätzen (Schmelze-Reinigungsstationen) und den neun Pufferplätzen (Interimsparken von Vergießöfen) notwendig. Vollert-Projektingenieur Jochen Keinath musste bei der Planung verschiedene Hallenniveaus, Förderstreckenengpässe und unantastbare Verkehrsflächen berücksichtigen.

Wenig Platz für Schiebebühnen und Transportwagen

Da blieb gerade noch so viel Platz übrig, um die Schienenstränge für die Längsschiebebühnen und den Querfahrtransportwagen zu verlegen, so dass die rund 10 t schweren Vergießöfen mit ihrem heißen Inhalt (Temperatur der Aluminium-Schmelze zirka 800 °C) vollautomatisch von Station zu Station transportiert werden können. Als Querverbindung zwischen den beiden Hauptgleisen setzt Vollert einen Zweifachquerfahrwagen ein, über den die Öfen zieldefiniert von den Längsschiebebühnen mit ihren automatischen Ausfahrhubwagen getauscht werden.

Die gesamte Materialfluss- und Fördertechnik ist auf die menschenleere untere Etage des Gießereigebäudes konzentriert. Hier bringt die Längsschiebebühne leere Öfen zu den beiden Befüllstationen, wo die Vergießöfen etwa 2 m angehoben werden, um im Obergeschoss aus dem Schmelzofen befüllt zu werden. Mit 1600 kg Inhalt wird der Vergießofen danach wieder abgesenkt, von der Längsschiebebühne zum Querfahrwagen gebracht und dort übergehoben. Wurde auf dem Zweifachquerfahrwagen bereits ein „Leerofen“ von einer Längsschiebebühne vom gegenüberliegenden Gleis abgegeben, nimmt der „Kurs-Schiebewagen“ Richtung Befüllstation den Ofen auf, um ihn erneut füllen zu lassen.

Steuerung über Zentralrechner

Gleichzeitig erhält die Schiebebühne auf dem anderen Gleis vom Zentralrechner den Auftrag, den „Vollofen“ aufzunehmen und ihn zu einem Impellerplatz zu bringen. Dort wird ein Chlorstickstoffgemisch in die Schmelze geblasen, damit sich alle Schmutzpartikel in der Schmelze als „Krätze“ auf der Oberfläche sammeln. Mit einem Reinigungslöffel wird dann die Schmelze manuell „abgekrätzt“. Der Vergießofen ist für den Transport zur Gießzelle bereit.

Alle Gießzellen mit der Kokille befinden sich ebenfalls im Obergeschoss der Gießerei. Der vom Impellerplatz auf einer Schiebebühne angelieferte Gießofen wird von einem Heber von unten an die Gießzelle angepreßt. Jetzt ist absolute Präzision notwendig, denn der Ofen muß millimetergenau an die Dichtungen der Gießzelle anschließen. Auch das Druckproblem haben die Hydraulik-Experten von Vollert gelöst. Der Anpressdruck des angehobenen Vergießofens bleibt während des gesamten Vorgangs konstant, so dass seitlich nichts austreten kann, wenn das flüssige Aluminium im Ofen durch Druck in das Steigrohr zum Gießwerkzeug geschossen wird. Nach etwa sechs bis acht Minuten wird das Gussteil vom Roboter entnommen, kontrolliert und palettiert. Der Gesamtzyklus dauert nur rund elf Minuten. Danach kann der nächste Schuss erfolgen.

Automatisierung der Anlage bringt viele Vorteile mit sich

Reduzierte Zykluszeiten, höhere Sicherheitsstandards und eine schnellere Produktionsversorgung durch den automatisierten Materialfluss, so zählt Peter Fuchs, Projektleiter bei KS Aluminiumtechnologie AG, die Vorteile der von Vollert geschaffenen Gießofentransportanlage auf. Gegenüber der alten Materialfluss- und Fördertechnik, bei der noch viele Arbeitsgänge manuell erfolgen mussten, hat KS Aluminiumtechnologie im Rahmen der kontinuierlichen Modernisierungsmaßnahmen einen großen Schritt nach vorne gemacht.

Inzwischen klopft in der Niederdruckgießerei die Zukunft bereits an die Tür. Die Verlängerung der Hallen um 40 Meter ist bereits abgeschlossen. Die Niederdruckgießerei wird ihre eigene Ofentransportanlage bekommen. Die jetzige Anlage soll als geschlossener Kreislauf erhalten bleiben. Für 2008 ist der Produktionsstart vorgesehen. Dann sollen im Elf-Minuten-Takt an weiteren sechs oder sieben Gießzellen im Niederdruckgussverfahren Zylinderkurbelgehäuse für die Automobilindustrie „geschossen“ werden. MM

Wolfgang M. Musiol ist freier Wirtschaftsredakteur in 60322 Frankfurt, Tel. (0 69) 55 03 72, wmmusiol@t-online.de; Jochen Keinath ist Projektingenieur bei der Vollert GmbH & Co. KG, 74189 Weinsberg, Tel. (0 71 34) 52-2 25, keinath@vollert.de

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