Kran für Pulvermetallurgie: Hebeplan für Pressen & Sintern

Krankonfiguration im Pressbereich – Formwerkzeug-Handling und Werkstücktransport

Das Pressen ist der zentrale Prozessschritt der Pulvermetallurgie, bei dem Metallpulver in Formwerkzeugen zu Grünlingen verdichtet wird. Typische Maschinen im Pressbereich sind hydraulische Pressen, mechanische Pressen und CNC-Formpressen mit Presskräften von einigen zehn Tonnen bis über tausend Tonnen. Die Krane im Pressbereich dienen hauptsächlich dem Formwerkzeugwechsel, der Wartung der Pressen und dem Transport von Werkstücken. Empfohlen wird ein LD-Elektro-Einträgerkran mit 5–10 t Tragfähigkeit; die Spannweite richtet sich nach der Hallenbreite und beträgt 7,5–22,5 m. Der Kran im Pressbereich sollte mit einem Schnellwechsel-Lastaufnahmemittel für Formwerkzeuge (C-Haken oder Traverse) ausgestattet sein, um einen zügigen Werkzeugwechsel an der Presse zu ermöglichen. Für die Hubgeschwindigkeit wird eine Zweigang- oder Frequenzumrichterregelung empfohlen; die Positioniergeschwindigkeit sollte 2–3 m/min betragen, um die Montagegenauigkeit der Werkzeuge zu erhöhen. Die LD-Krane von Kelude für den Pressbereich sind serienmäßig mit Überlastsicherung, oberen und unteren Endschaltern sowie Frequenzumrichterhub ausgestattet – die Werkzeugwechselzeiten sind im Vergleich zu Kranen mit fester Drehzahl um ca. 40 % kürzer.

Die Flurbreite im Pressbereich wird in der Regel durch die Pressenanordnung bestimmt; empfohlen wird, über jeder Presse einen eigenen Kranabdeckungsbereich vorzusehen. Bei mehreren Pressen in Reihe kann ein einziger Kran mit großer Tragfähigkeit die gesamte Fläche abdecken, wobei der Auslastungsgrad zu prüfen ist. Da Formwerkzeuge in der Pulvermetallurgie typischerweise 200–2000 kg wiegen, bietet eine Tragfähigkeit von 5–10 t ausreichend Reserve. Kelude bietet für den Pressbereich eine Lösung mit Verriegelung zwischen Kran und Pressensteuerung an: Nach dem Anschlagen des Werkzeugs wird der Arbeitsraum der Presse nicht blockiert, was die Nutzungszeit der Anlage erhöht. Für Produktionsbetriebe mit vielen Varianten und kleinen Serien wird empfohlen, im Pressbereich zusätzlich einen KBK-Arbeitsplatzkran für den schnellen Transport von Grünlingen einzusetzen.

Krane im Sinterbereich – Hitzebeständige Ausführung und präzises Ausrichten am Ofen

Das Sintern ist der Prozessschritt, bei dem die gepressten Grünlinge bei hohen Temperaturen verfestigt werden. Die Sintertemperaturen variieren je nach Werkstoff: Eisenbasiswerkstoffe ca. 1050–1150 °C, Edelstahlbasis ca. 1200–1300 °C, Hartmetalle ca. 1400–1500 °C. Die Temperatur an den Ein- und Auslassöffnungen der Sinteröfen liegt typischerweise bei 300–500 °C, was besondere Anforderungen an die Temperaturbeständigkeit des Krans stellt. Im Sinterbereich wird ein LH-Brückenkran mit Elektrozug und 10–16 t Tragfähigkeit empfohlen. Das Drahtseil muss in hitzebeständiger Ausführung mit Asbestkern (temperaturbeständig bis ≤200 °C) ausgeführt sein; für spezielle Betriebsbedingungen ist ein hitzebeständiges Drahtseil (bis ≤400 °C) erhältlich. Elektrische Bauteile und Frequenzumrichter sollten vorzugsweise auf der ofenabgewandten Seite am Kopfträger oder in einem separaten Elektroraum installiert werden. Die LH-Hochtemperaturkrane von Kelude verwenden an Kabelummantelungen, Leitungen und Sensoren ausschließlich hitzebeständige Materialien und sind bereits in zahlreichen Sintermetallbetrieben im Dauerbetrieb erprobt.

Die Kernanforderung beim Beschicken und Entnehmen von Sinteröfen ist ein ruhiges, präzises Positionieren. Empfohlen wird ein Frequenzumrichterhub mit Feinhub (0,5–5 m/min); der Bremsweg bei Volllast darf S ≤ 1 mm nicht überschreiten. Als Bedienungsart empfiehlt sich eine Kombination aus Funkfernsteuerung und Führerhaus: Beim Beschicken kann das Bedienpersonal den Kran von vorne am Ofen per Funk feinjustieren. An der Ofenöffnung sollte eine Laser-Positionierhilfe installiert werden, um Kollisionen zwischen Lastaufnahmemittel und Ofen zu vermeiden. Kelude bietet für den Sinterbereich eine Lösung mit Kommunikationsschnittstelle zwischen Kran und SPS des Sinterofens an, die einen halbautomatischen Ein- und Ausfahrbetrieb ermöglicht; die Zykluszeit pro Beschickung lässt sich so auf 3–5 Minuten reduzieren. Bei kontinuierlichen Sinteröfen (Netzband- oder Stoßöfen) übernimmt der Kran hauptsächlich den Transport von Chargierplatten und die Ofenbeschickung; die frequenzgesteuerte Start-Stopp-Charakteristik des LH-Krans schont Chargierplatten und Werkstücke.

KBK-Arbeitsplatzkran im Kalibrierbereich – Präzision und Effizienz vereint

Das Kalibrieren ist der Prozessschritt, bei dem gesinterte Werkstücke maßlich nachbearbeitet und oberflächenbehandelt werden. Zur Ausstattung gehören Kalibrierpressen, Vibrationsläppmaschinen und Sortiermaschinen. Da kalibrierte Werkstücke klein sind und hohe Genauigkeitsanforderungen erfüllen müssen (IT6–IT8), ist ein flexibles, modulares KBK-Kransystem die optimale Wahl. Empfohlen wird eine Tragfähigkeit von 1–3 t in Verbindung mit einem Kettenzug für Feinhub (0,8–4 m/min). Der Vorteil der KBK-Schiene liegt darin, dass sie ringförmig oder linear entlang der Kalibrierstationen verlegt werden kann und so einen schnellen Werkstücktransport zwischen mehreren Stationen ermöglicht. Die KBK-Systeme von Kelude verwenden ein geschlossenes Schienenprofil, das staubabweisend wirkt und sich daher gut für die Umgebung in Sintermetallwerken eignet. Die maximale Spannweite der Schiene beträgt 9 m; das modulare Design erlaubt eine flexible Erweiterung ohne Eingriff in die Gebäudestruktur.

Ein weiterer häufiger Bedarf im Kalibrierbereich ist das unterstützende Heben und Transportieren bei der Werkstückreinigung und -wägung. Die Reinigungslinie besteht typischerweise aus drei Stationen – Ultraschallreinigung, Trocknung und Ölimprägnierung –, die der KBK-Arbeitsplatzkran entlang der Schiene nacheinander abdeckt. Die KBK-Lösung von Kelude für den Kalibrierbereich ist serienmäßig mit Reibungs-Endschaltern, Überlastbegrenzung und Not-Aus-Taster ausgestattet und erfüllt die Sicherheitsnormen gemäß TSG Q7016-2016. Für explosionsgefährdete Pulverprodukte (z. B. auf Aluminium- oder Magnesiumbasis) kann der KBK-Elektrokettenzug optional mit Ex-Motor und Ex-Steuerkasten ausgerüstet werden. Die Investition für die Krananlage der gesamten Kalibrierlinie (inkl. Schiene und Kettenzug) beträgt ca. 6.000–19.000 EUR; die Amortisationszeit liegt bei ca. 2–3 Jahren (berechnet auf Basis der Effizienzsteigerung).

Explosionsgeschützte Krane im Ölimprägnierbereich – Präzises Handling von Vakuum-Imprägnieranlagen

Ölgesinterte Lager und andere Sintermetallteile müssen einer Vakuum-Ölimprägnierung unterzogen werden. Zur Hauptausstattung im Imprägnierbereich gehören Vakuum-Imprägnieranlagen, Zentrifugen und Reinigungsbecken. Beim Imprägnierprozess kommen Industrieöle (z. B. Motoröl, Hydrauliköl) zum Einsatz; die Hallenluft enthält Ölnebel, weshalb eine explosionsgeschützte Ausführung unerlässlich ist. Im Imprägnierbereich werden explosionsgeschützte Krane vom Typ LD oder LH mit 3–5 t Tragfähigkeit empfohlen. Die Explosionsschutzklasse richtet sich nach der Zoneneinteilung: Für den unmittelbaren Imprägnierbereich wird Ex d IIB T4 empfohlen, für angrenzende Bereiche Ex e II T3. Motor, Elektroschrank, Endschalter und Bedienelemente des explosionsgeschützten Krans müssen über eine Explosionsschutzzertifizierung verfügen. Die explosionsgeschützte Kranreihe von Kelude ist nach CCS zertifiziert; der Ex-Motor ist in vollständig geschlossener Bauweise ausgeführt, die Oberflächentemperatur bleibt auf T4-Niveau (≤135 °C).

Die besondere Herausforderung beim Anschlagen von Imprägnieranlagen liegt in den großen Vakuumkammern (Durchmesser 0,6–1,5 m) mit konzentrierter Last. Es wird empfohlen, im Imprägnierbereich einen eigenen Kranabdeckungsbereich einzurichten oder den Abdeckungsbereich des Krans zu erweitern. Der Deckel der Vakuum-Imprägnieranlage muss häufig gehoben werden (1–2 Mal pro Stunde); empfohlen wird ein Elektrohebezeug mit Zweigang- oder Frequenzumrichterregelung für ein ruhiges Öffnen und Schließen. Die Krane von Kelude für den Imprägnierbereich sind serienmäßig mit einer Hubhöhe von 6–12 m ausgestattet; Sonderhöhen für Vakuum-Imprägnieranlagen sind auf Anfrage erhältlich. Die Investition für einen explosionsgeschützten Kran liegt ca. 25–35 % über der einer Standardausführung, erfüllt jedoch die Sicherheitsvorschriften und vermeidet Stillstandszeiten und Bußgelder durch nicht konforme Anlagen. Für Bereiche mit besonders hoher Ölnebelkonzentration wird empfohlen, den Elektroschrank des Krans in Überdruck-Explosionsschutzbauweise auszuführen.

Lager- und Versandbereich – Logistische Anbindung der Gesamtanlage

Im Fertigwarenlager und im Versandbereich von Sintermetallteilen übernehmen Brückenkrane die Einlagerung, das Stapeln und die Verladung der Fertigteile. Empfohlen wird ein LD-Kran mit 5–10 t Tragfähigkeit, der über eine Schnittstelle zum WMS-Lagersystem verfügt und eine transparente Materialverwaltung bei Ein- und Auslagerung ermöglicht. Die Kransteuerung kommuniziert über RS485 oder Ethernet mit dem WMS und protokolliert bei jedem Hub Materialnummer, Gewicht und Zeitstempel. Die Gesamtwerkslösung von Kelude für Sintermetallbetriebe bildet vom Pressbereich bis zum Lager eine durchgängige Material-Hubkette; die Hubzeit pro Transport kann im Vergleich zu einer dezentralen Konfiguration um ca. 30 % reduziert werden. Die Spannweite im Lagerbereich richtet sich nach der Regalanordnung und beträgt üblicherweise 22,5–31,5 m.

Die Krane im Versandbereich müssen den Verladebereich abdecken und reichen in der Regel bis zur Verladerampe außerhalb der Werkstatt. Für den Außenbereich müssen die Krane mit einer Windverankerung und einem Regenschutz ausgestattet sein. Die Verpackungsformen der pulvermetallurgischen Produkte umfassen Kartons, Holzkisten und Big Bags; das Lastaufnahmemittel ist entsprechend der Verpackungsart zu wählen. Für Big Bags eignet sich ein C-Haken, für Kartonverpackungen werden ein Vakuumhebegerät oder ein Klammergreifer empfohlen. Kelude Schwerindustrie bietet einen Komplettservice von der Konstruktion bis zur Montageabnahme. Die Kranlösungen für Gesamtanlagen wurden bereits für mehrere börsennotierte Unternehmen der Pulvermetallurgie umgesetzt. Die Garantiezeit beträgt 12 Monate; auf die Hauptstruktur (Hauptträger, Kopfträger, Katzfahrwerkrahmen) wird eine Garantie von bis zu 15 Jahren gewährt.

Konfigurationsvergleich für Krane in der metallurgischen Fertigung

Häufige Fragen (FAQ)