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Die 750-t-Ofen-Hubanlage mit sechs Spindel-Hubelementen.
Schema der Hubvorrichtung für eine  Pot-Wechselanlage.
Die Zinköfen in Arbeitsposition eine Etage  unter der Fertigungslinie.
Die Hubelemente im Teststand.

Schwere Lasten unter widrigen Bedingungen zu heben, ist immer eine Herausforderung für Hubsysteme. So hat Columbus McKinnon Engineered Products, mit seiner Marke Pfaff-Silberblau in Zusammenarbeit mit einem großen Hersteller aus der Stahl- und Schwerindustrie, eine Wechselvorrichtung konzipiert, mit der in einer Durchlauf-Verzinkungsanlage zwischen zwei Legierungen mit unterschiedlichen technologischen Eigenschaften gewählt werden kann. Je nach Bedarf hebt die Anlage einen von zwei Zink-Öfen mit dem benötigten Beschichtungsmaterial in die Fertigungslinie. Pfaff-Silberblau gehört seit 2008 zur US-amerikanischen Columbus McKinnon Corporation (CMCO). Seit dem 1. April 2011 firmieren die Unternehmensbereiche für lösungsorientierte Antriebstechnik, sowie Hebezeuge und Fördergeräte unter dem Namen Columbus McKinnon Engineered Products GmbH.

Technik im Detail: Kontinuierliche Bandverzinkung

Die kontinuierliche Bandverzinkung ist auch
unter der Bezeichnung Sendzimirverfahren bekannt. Bandverzinkungsanlagen bestehen aus dem Einlaufteil, dem eigentlichen Behandlungsteil und dem Auslaufteil. Der eigentliche Behandlungsteil besteht aus dem Durchlaufofen, dem Schmelzbad, einer Vorrichtung zur Einstellung der Zinkauflage und der Kühlung. Der Durchlaufofen ist unterteilt in die direkte beheizte Vorwärmzone, die indirekt beheizten Reduktions- und Haltezonen sowie die Kühlzone. In der Vorwärmzone wird das Band auf etwa 450 bis 650 °C erwärmt. Hierbei erfolgte auch eine oxidative Reinigung des Bandes. In der Reduktions- und Haltezone wird das Band in einer reduzierenden Schutzgasatmosphäre (etwa 25 bis 28 % Wasserstoff in Stickstoff) auf etwa 800 °C erwärmt. Durch das kontinuierliche Glühen, werden durch Rekristallisation des Stahls die gewünschten mechanischen Eigenschaften des Grundwerkstoffs eingestellt. In der Kühlzone wird das Band unter Schutzgas auf eine Temperatur nahe der Schmelzbadtemperatur abgekühlt.

Präzise und erprobte Hubelemente

Die zwei mit Flüssigzink gefüllten Warmhalteöfen sind auf Schienen positioniert und können motorisch verfahren werden. In ihrer Grundstellung stehen sie links und rechts der Hubanlage in Parkposition. Je nach Bedarf wird einer der Öfen aus seiner Parkposition auf die Hubanlage gefahren und auf dieser fixiert. Die Verriegelung erfolgt automatisch mithilfe eines Hubelementes der Baureihe HSE von Pfaff-Silberblau. Anschließend wird der rund 500 t schwere Ofen bündig mit der Geschossdecke der Fertigungslinie angehoben. Nach Erreichen dieser Position klappen vier kleinere Schwenkantriebe wiederum vier Schwenkstützen auf. Danach wird der Ofen um 200 mm abgesenkt und auf den Schwenkstützen abgestellt. Auf diese Weise sind die Hubelemente nur während des Hebevorganges belastet. Dies hat den Vorteil, dass auch während des laufenden Prozesses Wartungs- und Instandhaltungsarbeiten an der Hubanlage durchgeführt werden können. Zum Anheben und Senken der Zinköfen dienen Schwerlast-Spindelhubelemente mit Spezialgewinde. Sie basieren auf Hubelementen der Baugröße SHE200. Die einzelnen Elemente – mit ölgeschmiertem Schneckengetriebe und einer Übersetzung von 17,5:1 – sind über Kegelradgetriebe und Gelenkwellen mechanisch miteinander verbunden, synchronisiert und werden durch einen zentralen Motor angetrieben. Durch den geringen Verdrehwinkel in den Antriebs- und Verbindungswellen von nur einem Viertel Grad pro laufendem Meter und der Untersetzung im Schneckengetriebe ergibt sich ein präziser Gleichlauf innerhalb des Hubsystems: Die Abweichung beträgt weniger als 0,1 mm, wodurch ein Gleichlauf aller Hubelemente gesichert ist. Ebenso entfällt eine aufwendige Gleichlaufsteuerung, denn den Antrieb übernimmt ein zentraler Motor. Insgesamt entstehen beim Betrieb des Hubsystems nur geringe Vibrationen und Schwingungen, was Beschädigungen an der Ofenisolierung vermeidet. Die Ölschmierung sorgt für eine lange Lebensdauer der Hubelemente.

Sicherheit auch im Schwerlastbereich

Ein Vorteil der mechanischen Hublösung gegenüber hydraulisch betriebenen Systemen ist die Sicherheit, insbesondere im Schwerlastbereich. Sicherheitstechnisch entsprechen die Spindel-Hubelemente von Pfaff-Silberblau den nationalen und internationalen Vorschriften gemäß EN 280. Dies wird durch den Einsatz von Sicherheitsmuttern und einer Drehzahlüberwachung erreicht. Jedes einzelne der Schwerlast-Hubelemente verfügt über eine Sicherheitsmutter, die zum Schutz gegen Schmutz und Beschädigungen unter einer Glocke auf der Oberseite des Hubelementes sitzt. An ihr kann im Rahmen der Routinekontrollen der Verschleiß am Traggewinde im Schneckenrad gemessen werden. Darüber hinaus hat die Sicherheitsmutter eine entscheidende Sicherungsfunktion: Im Falle eines Bruchs des Traggewindes im Schneckenrad fängt sie die Last ab und ein Absenken des Ofens auf seine untere Parkposition ist möglich. Der Mutternbruch kann bei Bedarf auch zusätzlich elektrisch überwacht werden.

Zusätzliche Sicherheit liefert auch die Gleichlauf-Überwachung an jedem Hubelement: Ein induktiver Sensor, angebracht an der Glocke für die Sicherheitsmutter, erfasst drei auf dem Umfang der sich drehenden Sicherheitsmutter angebrachte Bohrungen und sendet ein entsprechendes Signal an die Steuerung. Diese vergleicht die Anzahl der Impulse pro Zeiteinheit aller Hubelemente. Treten Abweichungen bei der Anzahl auf, so liegt ein Gleichlauffehler vor und die Anlage schaltet auf ‚Störung‘. Ziel dieser Gleichlaufüberwachung ist es sicherzustellen, dass alle Hubelemente mit der gleichen Geschwindigkeit aus- beziehungsweise einfahren und damit die Lastverteilung über den gesamten Hub gleich bleibt. Im Falle eines gebrochenen Transmissionselementes würden, in einem System mit vier, nur noch drei oder zwei Spindeln die Last anheben. Aufgrund der integrierten Überwachung schaltet die Steuerung die Anlage sofort ab. Ein erneutes Anfahren ist nur im Handmodus nach Überprüfung der Anlage möglich.

Individuelle Systemlösungen

Die Ingenieure des Kissinger Antriebsspezialisten passen das Hubsystem individuell der jeweiligen Continuous Galvanizing Line an. Auch in den Details orientiert sich die Lösung an den individuellen Kundenanforderungen. Optional ist unter anderem eine umfangreiche Sensorik zur Prozessüberwachung verfügbar. Als weitere Variante integrierte man ein zentrales Schmierstoffsystem zur Reduzierung des Wartungsaufwandes der Hubanlage, um für eine ausreichende Schmierung der Spindeln zu sorgen.

Eine weitere Option ist die Ausstattung des Zinkofen-Hubsystems mit einer speziellen Ölkühlung, die einen temperaturgesteuerten Betrieb ermöglicht und eine Einschaltdauer des Systems von bis zu 100 % erhöht. Denn bei einer Hubanlage, die temperaturgesteuert fährt, wird die Einschaltdauer nicht durch eine definierte Betriebs- und Abkühlzeit begrenzt, sondern durch eine für die Hubanlage definierte Maximaltemperatur. Dazu wird an den kritischen Stellen im Hubelement die Temperatur permanent überwacht und erst bei Überschreiten eines vorher festgelegten Grenzwertes schaltet die Steuerung die Hubanlage ab. Zusätzlich wird bei dieser Ausführung die Temperatur des Öls über einen Eintauchsensor direkt im Bereich der Schneckenverzahnung permanent gemessen. Bei Erreichen eines maximal zulässigen Wertes wird das System über einen aktiven Kühlkreis auf ein zulässiges Temperaturniveau zurückgeführt oder gehalten.

Der Kühlkreis besteht für jedes Hubelement aus einem Pumpenaggregat, einem Vor- und Rücklauf sowie einem Öl-Luftkühler mit aufgesetztem elektrischem Kühlergebläse. Vor jedem Hub wird der Ölstand im Hubgetriebe mithilfe eines elektronischen Füllstandsensors abgefragt. Nur bei positiver Bestätigung des Füllstandes gibt die Steuerung die Hubanlage frei. Die Temperatur der Spindel, die einen sehr wesentlichen Teil der entstehenden Wärme aufnimmt, wird mit einem berührungslosen Temperaturfühler permanent überwacht und über die gesamte Hublänge gemessen.

Voraussetzung für Qualität

Grundlage für das maßgeschneiderte Hubsystem sind die zuverlässigen und präzisen Spindel-Hubelemente in den modularen Antriebstechnik-Systemen. Der gesamte Fertigungsprozess der Spindel-Hubelemente wird protokolliert und ist zu 100 % rückverfolgbar. Für jedes Getriebe gibt es nach der Fertigstellung ein Abnahmeprotokoll, in dem die relevanten Maße und Funktionsparameter dokumentiert werden. Die Hubanlage ist durch ihre modulare Bauweise auch geeignet, zum Beispiel im Rahmen von Modernisierung bestehender Beschichtungslinien, nachträglich an die vorherrschenden Platzverhältnisse angepasst zu werden. Mit seinen Spindel-Hubelementen realisiert das Unternehmen komplette Hubsysteme , in denen sowohl spezielle Anforderungen als auch individuelle Einbausituationen berücksichtigt werden können.