Franken Guss - die Kunst liegt im Detail

Seit fast 100 Jahren werden massgeschneiderte Eisen- und Aluminiumgussteile von der Franken Guss GmbH & Co. KG in Kitzingen hergestellt und seit mehr als 20 Jahren liefert die Regloplas AG, Hersteller für Temperiertechnik, Öl- und Druckwasser-temperiergeräte für diesen anspruchsvollen Prozess in der Druckguss-Fertigung.

Es sind klangvolle Namen dabei, sieht man die Kundenliste der Franken Guss. Vor allem Kunden aus dem Automobilbereich und hier Namen wie Daimler, Porsche, Audi, Lamborghini und VW. Was macht es aus, dass die Grossen im Automobilbereich auf die Bauteile von Franken Guss setzen? Zum einen sind es oft sicherheitsrelevante Bauteile, die hohe Belastungen aushalten müssen betreffend Verformung und Bruch. Zum anderen werden schon in der Prototypenherstellung die Weichen gelegt für ein erfolgreiches Design des Produktionswerkzeugs, welches allen Ansprüchen standhält. Hier ist es vor allem das vertiefte Fachwissen sowie die jahrzehntelange Erfahrung, welche die Kunden davon überzeugt ihre Produkte in die Hände der Firma Franken Guss zu geben. Für Franken Guss ist es deshalb von grosser Bedeutung, dass die Temperierung für die Druckguss Fertigung, als ein wichtiger Prozessschritt von der Firma Regloplas kommt. 

Die Franken Guss fertigt jedoch nicht nur hochfunktionale Gussteile für die Automobilindustrie an, sondern auch Teile für industrielle Anwendungen, Gussteile für die Weisse Ware z. B. Ofentüren, wie auch Teile für die Luftfahrtindustrie.

Lagerbock Vorderachse
Gussbauteile in der Automobilindustrie wie dieser Lagerbock, werden zunehmend aus Aluminium gefertigt. Im Automotivbereich zählen vor allem das geringe Gewicht und die wirtschaftliche Herstellung von Grossserien. Das Leichtmetall Aluminium, erfüllt Anforderungen an die Emissionsreduktion, wie auch die Wirtschaftlichkeit und die hohen Qualitätsanforderungen im Bereich der mechanischen Stabilität. Verformungseigenschaften und Bruchsicherheit stehen hier im Vordergrund und werden kontinuierlich überprüft und überwacht. Belastungen durch Unebenheiten, wie Schlaglöcher oder schlechte Fahrbahn Beläge sowie Kräfte die entstehen bei der Fahrt durch enge Kurven, abruptes Bremsen oder Beschleunigen, müssen von der Konstruktion aufgenommen werden können.

 

Radträger
Der Radträger ist ein Teil der Radaufhängung und verbindet das Rad mit der Fahrzeugkarosserie. Es wirken sehr große statische und dynamische Kräfte auf die Radaufhängung resultierend aus dem Eigengewicht sowie der Beladung des Fahrzeugs, wie auch durch Beschleunigung und Verzögerungskräfte. Eine weitere Aufgabe des Radträgers ist die Gewährleistung von Spur- und Positionstreue während der Fahrt.

Sitzfuss
Für einen namhaften Sitzhersteller fertigt die Franken Guss einen Sitzfuss. Genauso wie beim Fahrzeug spielen auch in diesem Einsatzgebiet Gewicht und Sicherheitsrelevanz eine wichtige Rolle für dieses Bauteil aus Aluminiumdruckguss. Geringeres Gewicht reduziert den Verbrauch von Treibstoff, was nicht nur Kosten spart sondern zusätzlich einen wichtigen Beitrag zur CO2 Reduktion leistet. 

 

Standardmässig setzt die Franken Guss auf Temperierung mit Öl und Wasser für die Druckgusswerkzeuge. Hierzu werden die Werkzeuge mit 4 bis 5 Öltemperiergeräten vorgeheizt und auf Temperatur gebracht. Mit 8 bis 10 Druckwassergeräten werden die Formen, vor der Entnahme der Rohlinge gekühlt. Oft werden aus Platzgründen Doppelgeräte eingesetzt. Der Trend ist jedoch klar erkennbar Richtung Wassertemperierung und weniger mit den herkömmlichen Öltemperiergeräten. Zum Einsatz kommen die Regloplas Typen 300L oder 300LD Öltemperiergeräte, wie auch P161XL oder P180LD Druckwassertemperiergeräte. Durch Einsatz der Temperiergeräte konnte die Zykluszeit reduziert werden. Die Druckgusswerkzeuge haben ein Gewichte-Spektrum von 2 – 27 Tonnen wobei die Kühlkanäle für die Wasser Temperierung mit maximal 6-7 bar Innendruck ausgelegt werden. Ebenfalls für die Wasser Temperierung betreibt die Franken Guss einen sehr grossen Aufwand, um die Wasserqualität für die Temperiergeräte immer konstant zu halten.

Damit kann gewährleistet werden, dass praktisch keine Kalkablagerungen im Werkzeug stattfinden und so eine hohe Werkzeugstandzeit erreicht wird. Mit Hilfe der Wasser Temperierung kann der Energiehaushalt, wie auch die Temperaturdifferenz vor und nach dem Schuss im Druckgusswerkzeug wesentlich genauer kontrolliert werden, als mit Öl Geräten. Für die Entnahme eines Rohlings wird die Druckgussform auf ca. 200 °C gekühlt. Der Entwicklungsprozess für eine neue Druckgussform beginnt meist mit der Simulation einer möglichen Form auf dem Computer.

Während der Simulation des Druckgiessvorgangs fliessen Erfahrungswerte aus der Produktion in die Betrachtung des ganzen Druckgiessprozesses ein, um den Entwicklungsprozess zu verbessern. Später im Testbetrieb kann die Simulation überprüft werden und notwendige Nachbesserungen werden direkt an der Form ausgeführt. Die hierbei erreichten Forminnendrücke bewegen sich im Bereich von 700 bis 1200 bar.

Bei Installationen von neuen Druckgussmaschinen, würde nach Aussage der Produktionsleitung der Franken Guss, nur noch die neue Impulstemperierung Verwendung finden. Heute setzt die Franken Guss bereits 2 Systeme der Firma Regloplas ein.

Die Impulstemperierung  ist eine  Entwicklung zur Temperierung von Druckguss- und Spritzgussformen. Bei der Umsetzung des Konzepts wurde den Schwerpunkten Energieeffizienz, Bedien- und Servicekomfort, Leistungsbandbreite und praxisgerechte Konstruktion besondere Aufmerksamkeit zugeschrieben.

Die Impulstemperierung ermöglicht das Zuführen (Heizen) und Abführen (Kühlen) von Energie. Dadurch kann eine noch höhere Temperaturstabilität in den Werkzeugen erreicht werden. Jeder Kreis kann unabhängig von den anderen Kreisen Energie zu- und abführen.

Jede Impulstemperierung setzt sich in den Mindestanforderungen aus den Komponenten Heizquelle, Kühlquelle und der Ventil- und Abbildung 6: Regloplas Impulstemperierung-Mehrfachverteiler Verteilerstation mit dazugehöriger SPS zusammen. Dabei wird die Heiz- und Kühlquelle durch Regloplas-Temperiergeräte ausgeführt.

Die Ventil- und Verteilerstation besteht aus zwei Hauptkreisen, wovon einer einen warmen und einer einen kalten Wärmeträger führt. 

Die Sensorik in der Ventilstation misst die Temperatur des Wärmeträgers, welche aus dem Prozess zurückgeführt wird, stetig. Gibt es Abweichungen zu den im Anwenderprogramm eingestellten Sollwerten, reagiert die Steuerung in Echtzeit durch Anpassung der Stellgrösse. Je nach Bedarf kann der Werkzeugkreislauf mit einem warmen oder kalten Wärmeträger versorgt werden.

Den hohen Anforderungen einer modernen Produktion wird die Impulstemperierung nicht zuletzt durch verschiedene Optionen gerecht. So z.B. die Überwachung und Aufzeichnung der Temperaturen des Wärmeträgers und ggf. auch des Werkzeugs über den gesamten Prozessschritt. Diese Prozessabbilder können verwendet werden, um die Qualität der Produkte gezielt zu verbessern.

Zusammenfassend sind die Vorteile der Druckwasser- und Öltemperierung:

 

  • Leistungsstarke Druckwassertemperiergeräte bis 250 °C sowie Öltemperiergeräte bis 350 °C speziell für den Einsatz im Druckgussprozess
  • Mehrfachverteilersystem mit max. 80 Temperierkreisen mit 8 Temperiergeräten, jeder Kreis kann individuell beeinflusst und geregelt werden
  • Thermische Trennung von Heiss- und Kaltkreisen mit Impulstemperierung, zu jeder Zeit sind zwei Prozesstemperaturen verfügbar
  • Grosses Leistungsspektrum an Temperiertechnik für schnelle Aufheizzeiten und hohe Kühlleistungen
  • Pumpenleistung kann mittels Frequenzumformer an den tatsächlichen Leistungsbedarf angepasst werden
  • Grosse Anzahl verschiedenster Schnittstellenvarianten für die Regloplas Temperiergeräte
  • Erfassung der anfallenden Prozessdaten im Steuerungssystem
  • Recording of accumulated process data in the control system

Quellenverzeichnis:

 

[1]   Foto Franken Guss
[2]   Foto Franken Guss
[3]   Foto Franken Guss
[4]   Foto Franken Guss
[5]   Grafik Regloplas AG
[6]   Foto Franken Guss
[7]   Foto Franken Guss

 

Regloplas AG
Regloplas AG ist ein Familienunternehmen, das sich seit mehr als 55 Jahren mit Schweizer Qualität auf die Entwicklung und Produktion von intelligenten Temperiersystemen spezialisiert. Diese sorgen durch exakte Regelgenauigkeit in den Temperaturbereichen für maximale Prozessstabilität. Für die immer anspruchsvoller werdenden Herstellverfahren bietet Regloplas AG ihren Kunden weltweit Gesamtlösungen in der Temperierung und ist damit Marktführer.
https://www.regloplas.com

 

Franken Guss GmbH & Co. KG
Der Giesserei-Spezialist in den Bereichen Eisen- und Aluminiumguss in der Region Mainfranken am Standort Kitzingen erwirtschaftet mit ca. 650 Mitarbeitern einen Umsatz von ca. 136 Mio. €. Mit Kompetenz und Erfahrung von mehr als 90 Jahren im Eisen- und Aluminiumguss löst die Franken Guss hoch anspruchsvolle Kundenanforderungen in der Giessereitechnik. Die Forderungen nach schneller Prototypen oder Kleinserien Fertigung können mittels 3D-Druck (Additive Fertigung) erfüllt werden. 
https://www.frankenguss.de

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