elektrowärme international Automatischer Durchlaufförderbandofen (Vorschau)

01 I 2013
SCHWERPUNKT
Induktives Erwärmen
2. Praxisseminar + Fachausstellung
Induktives Erwärmen zum
HÄRTEN&SCHMIEDEN
26. – 27.März 2013 • www.ewi-erwaermen.de
ISSN 0340-3521 www.elektrowaerme-online.de Vulkan-Verlag
www.soloswiss.de
Automatischer Durchlaufförderbandofen
Typ SOLO 302 für Lohnhärterei
SOLO Swiss Group
Wärmebehandlungsanlagen
www.soloswiss.com
Wartung
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Öfen und Wärmeschränke
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Prozesssteuerung
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15000 kg
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1
DURCHSATZ
PRO STUNDE
GERINGERER
ENERGIEVERBRAUCH
iZone
SYSTEM
Elotherm setzt mit der iZone Technologie
neue Maßstäbe für energieeffiziente
Induktionsanlagen und die Senkung der
Fertigungsstückkosten. Mittels eines
datenbankgestützten Expertensystems
werden alle Prozessparameter sowie die
optimale Erwärmungskurve generiert und
vollautomatisch eingestellt.
Erwärmen von Metallen, Härten, Vergüten,
Schweißen, Glühen oder kinematische
Rührsysteme – Elotherm ist mit innovativer,
sauberer und energieeffizienter Induktionstechnologie
der Marktführer. In wirtschaftlicher
Modulbauweise werden individuelle
Induktionsanlagen entwickelt.
Vertrauen Sie der langjährigen Kompetenz.
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EDITORIAL
Ist die thermische Prozesstechnik
eine Zukunftsbranche?
Zugegeben, die Fragestellung ist auf den ersten Blick ein bisschen
provozierend. Die Energiewende ist in aller Munde. Kaum ein
Thema beherrscht im Moment mehr die öffentlichen Diskussionen.
Langsam erkennt die Gesellschaft, dass die EEG-Umlage zur
Finanzierung der erneuerbaren Energien enorme wirtschaftliche
Dimensionen angenommen hat, die wiederum neue Herausforderungen
nach sich ziehen.
In der öffentlichen Wahrnehmung ist unser Arbeitsfeld der elektrothermischen
Prozesstechnik in den letzten Jahren weitgehend
aus dem Fokus gerückt oder sogar bei ideologisch geführten Diskussionen
als „technologischer Dinosaurier“ klassifiziert worden.
Dabei ist gerade unsere Branche ein extrem wichtiger Baustein um
die geplante Energiewende auch letztlich zum Erfolg zu führen.
Energie ist das Lebenselixier unserer Gesellschaft, deren Stabilität
einhergeht mit der sicheren Versorgung von nachhaltiger und
erschwinglicher Energie. So soll der Primärenergieverbrauch bis
2020 um 20 % sinken und dabei die Energieproduktivität pro Jahr
um 2,1 % gesteigert werden.
Rund 40 % der industriell genutzten Energie in Deutschland
wird in Industrieöfen verbraucht. Hierbei ist klar zu erkennen,
welche wichtige Rolle die thermische Prozesstechnik zur Erfüllung
dieser Ziele einnimmt.
Auf der einen Seite kommen auf unsere Branche aufgrund des
gesellschaftlichen Wandels große Zukunftsherausforderungen zu,
auf der anderen Seite geht uns langsam der Nachwuchs aus, um hier
diese Aufgaben auch zukünftig entsprechend erfüllen zu können.
Fast alle Unternehmen im Bereich der Elektrowärmetechnik beklagen
einen signifikanten Nachwuchsmangel.
Schon jetzt gibt es entsprechende Tendenzen, dass auch Marktchancen
aufgrund von fehlendem Fachpersonal nicht ausreichend
wahrgenommen werden können. Gleichzeitig gibt es kaum eine
Branche im produzierenden Gewerbe, die ohne elektrothermische
Prozesse auskommt und auch zukünftig auskommen wird. Damit
beantwortet sich die einleitende Überschrift eindeutig.
Um diese notwendigen Weiterentwicklungen auch zukünftig
in dem erforderlichen Umfang zu gewährleisten, benötigen wir
entsprechende Fachleute.
Das führt dazu, dass wir in unserem Eigeninteresse die Nachwuchsentwicklung
zu einem elementaren Thema machen und auch
hier die Außendarstellung unserer Branche besser kommunizieren
müssen, um dem Nischendasein zu entrücken.
Hier stellt die Zeitschrift „ewi - elektrowärme international“ ein
wichtiges Medium dar, um fachspezifische Themen, gepaart mit
vielfältigen Anwenderberichten, spannend aufzubereiten und so
als Appetitmacher zu fungieren.
Auch dieses Heft hat wieder einige Besonderheiten zu bieten, die
auch für uns Sonderanlagenhersteller nicht alltäglich sind und in den
jeweiligen Anwendungsfällen durchaus gewisse Superlativen darstellen.
Viel Spaß beim Lesen dieser Ausgabe!
Dipl.-Ing. Stefan Beer
Geschäftsführung
I.A.S. GmbH + Co. KG
1-2013 elektrowärme international
1

INTERNATIONAL
THERM
PROCESS
SUMMIT
„ITPS is a unique discussion
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thermo process experts worldwide!“
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Dr. Herman Stumpp
President of THERMPROCESS 2011
and Chief Technology Officer of
TENOVA Iron & Steel Group

Organized by
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INHALT 1-2013
8 49
FASZINATION TECHNIK
Induktives Härten von Karosserieteilen
FACHBERICHT
Induktionshärten von Antriebskegelrädern
Fachberichte
von Stefan Dappen, Dirk M. Schibisch
37 Härten XL: Induktionstechnik mit rotierender Kurbelwelle
Hardening XL: Induction technology with rotating crankshaft
von Stefan Beer
43 Induktive Bolzenerwärmung für Strangpressanwendungen
Inductive ingot heating for extrusion press applications
von Marcus Nuding, Christian Krause
49 Induktives Härten von Teller- und Antriebskegelrädern
Inductive hardening of ring gears and pinions
von Erwin Dötsch, Christoph Forsthövel, Marco Rische
54 Tiegel- und Spulenüberwachung beim Schmelzbetrieb von Induktionstiegelöfen
Crucible and coil monitoring during melting operations in induction crucible furnaces
Thermoprozess
Bleiben Sie stets informiert und folgen Sie uns über Twitter
4 elektrowärme international 1-2013

1-2013 INHALT
4039 2532
FACHBERICHT
Halbschaleninduktor Induktive Quench & im Temper-Prozesse
Einsatz
2. NACHRICHTEN
EWI-PRAXISSEMINAR
Induktives Andreas Seitzer Erwärmen neuer zum Herausgeber Härten und Schmieden
der ewi
Nachrichten
10 Wirtschaft und Unternehmen
20 Messen/Kongresse/Tagungen
23 Veranstaltungen
24 Fortbildung
31 Personalien
33 Medien
Technik Aktuell
88 Anpassungsfähiger Leistungssteller mit TÜV-Zertifikat
88 Optimierte Prozesspumpen für die Ledertrocknung
89 Neuer Gehörschutz bietet Sicherheit bis 37 Dezibel
89 Kommunikation und Konfiguration mit HART-Modem
90 Schwingflügel zur Füllstandsmessung für Schüttgüter
90 Flexibles Visualisierungssystem für vielfältige Einsatzmöglichkeiten
91 Neue Stopfensteuerung für Gießöfen
91 Empfindlichkeitssteigerung mit ETV und ICP-OES-Spektrometer
92 Lasermesssystem für Gießanlagen
92 Drehrohröfen zur Wärmebehandlung
1-2013 elektrowärme international
5

INHALT 1-2013
78 77 84 84
INTERVIEW
FORSCHUNG AKTUELL
hp-Advisory Hochtemperaturbeständige board member CFC-Leichtbauchargiergestelle
received "
Environmental Award 2011"
INTERVIEW AUS DER PRAXIS
hp-Advisory Neuer Gusswerkstoff board member für received den Tieftemperatureinsatz
"
Environmental Award 2011"
Nachgefragt
59 Folge 8: Prof. Dr.-Ing. Bernard Nacke
„Die Energiewende lohnt sich langfristig“
Im Profil
67 Folge 9: Forschungsgemeinschaft Industrieofenbau e.V. – FOGI
Forschung Aktuell
71 Wärme- und Stofftransport beim induktiven Skull-Schmelzen von Gläsern und Oxiden
77 Hochtemperaturbeständige, thermisch gespritzte Diffusionsbarriereschichten auf
CFC-Leichtbau chargiergestellen
Aus der Praxis
84 Neuer Gusswerkstoff für den Tieftemperatureinsatz
86 Umfassende Energiemonitoring-Lösung für Gießerei-Betriebe
Besuchen Sie unsere Websites:
www.elektrowaerme-online.de
www.elektrowaerme-markt.de
6 elektrowärme international 1-2013

2. Praxisseminar
1-2013 INHALT
Induktives Erwärmen zum
NEU
+ 2 Workshops
+ Fachausstellung
HÄRTEN&
SCHMIEDEN
26.- 27. März 2013, Atlantic Congress Hotel,
Essen, www.ewi-erwaermen.de
Programm-Höhepunkte
Themenblock 1 Grundlagen und Anlagendesign
• Physikalische Grundlagen der induktiven Erwärmung
• Design und Optimierung durch numerische Simulation
• Energieversorgung für die induktive Erwärmung
71 60NACHGEFRAGT
INTERVIEW
hp-Advisory Folge 8: Bernard board Nacke member received "
Interview mit Klaus Löser
Environmental Award 2011"
Firmenportät
116 AICHELIN Ges.m.b.H.
Marktübersicht
96 I. Thermoprozessanlagen für die
elektrothermische Behandlung
NEU
NEU
Themenblock 2 Anlagen- und Energieeffizienz
• Induktionstechnik in der industriellen Praxis
• Auslegung und Aufbau induktiver Härteanlagen
• Auslegung und Aufbau induktiver Schmiedeerwärmungsanlagen
• Energieeffizienz von Induktionsanlagen
Workshop 1
Praxisanforderungen beim induktiven Härten
Moderation Prof. Dr.-Ing. Bernard Nacke
• Induktives Verzahnungshärten
• Härten von Zahnrädern mit kleinen Modulen
• Härten von Kurbelwellen
Workshop 2
Praxisanforderungen bei der induktiven
Schmiedeerwärmung
Moderation Prof. Dr.-Ing. Egbert Baake
• Induktive Erwärmung zur Halbwarmumformung
• Induktive Blockerwärmung
• Induktive Stangenerwärmung
106 II. Bauelemente, Ausrüstungen sowie
Betriebs- und Hilfsstoffe
112 III. Beratung, Planung, Dienstleistungen,
Engineering
113 IV. Fachverbände, Hochschulen, Institute,
Organisationen
114 V. Messegesellschaften, Aus- und
Weiterbildung
RUBRIKEN
1 Editorial
8 Faszination Technik
94 Inserentenverzeichnis
117 Impressum
Wann und Wo?
MIT REFERENTEN VON: ABP Induction Systems GmbH,
EFD Induction GmbH, Eldec Schwenk Induction GmbH,
Leibniz Universität Hannover, SMS Elotherm GmbH
Termin:
• Dienstag, 26.03.2013 Seminar (09:30 – 17:00 Uhr)
Gemeinsame Abendveranstaltung ab 19:00 Uhr
• Mittwoch, 27.03.2013
Zwei Workshops zur Auswahl (09:00 – 12:30 Uhr)
Ort:
Atlantic Congress Hotel, Essen, www.atlantic-hotels.de
Zielgruppe:
Betreiber, Planer und
Anlagenbauer von
Härte- und Schmiedeanlagen
Veranstalter
Teilnahmegebühr:
• ewi-Abonnenten oder/und
auf Firmenempfehlung: 800,00 €
• regulärer Preis: 900,00 €
1-2013 elektrowärme international
Mehr Information und Online-Anmeldung unter
www.ewi-erwaermen.de
7

FASZINATION TECHNIK

Härten von Kfz-Karosserieteilen
Das induktive Wärmebehandeln von Karosserieteilen
für die Automobilindustrie erfordert speziell ausgerichtete
Sonder- und Standardmaschinen.
Quelle: Inductoheat Europe GmbH

NACHRICHTEN
Wirtschaft und Unternehmen
VDI: Produktionsverlagerungen auf neuem Tiefstand
Der Produktionsstandort Deutschland
liegt deutlich im Trend: Die Produktionsverlagerung
ins Ausland hat 2012 den
niedrigsten Stand seit Mitte der Neunzigerjahre
erreicht. Das zeigen aktuelle Ergebnisse
der Erhebung „Produktionsverlagerungen
und Auslandsproduktion“, die das
Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung
ISI und die Hochschule
Karlsruhe im Auftrag des VDI Verein Deutscher
Ingenieure durchgeführt haben.
„Lediglich 8 % der Betriebe des deutschen
verarbeitenden Gewerbes haben von 2010
bis Mitte 2012 Teile ihrer Produktion ins
Ausland verlagert. Das ist der niedrigste
Wert seit 18 Jahren und er zeigt deutlich:
Made in Germany schlägt Low Cost“, so
VDI-Präsident Prof. Bruno O. Braun.
In Zeiten der Wirtschaftskrise hat sich das
Blatt gewendet. Zwar sind, hochgerechnet
auf das gesamte
deutsche verarbeitende
Gewerbe,
etwa 20 % der
gesamten Produktionskapazitäten
im Ausland angesiedelt,
um vorrangig
Personalkosten
zu sparen,
doch nicht immer
geht diese Rechnung
auf. Mittlerweile
kommt
auf jeden vierten
Verlagerer ein
Unternehmen, das
seine Produktion
zurück nach Deutschland holt. „Die Risiken
kostengetriebener Produktionsverlagerungen
werden von den Unternehmen häufig
unterschätzt. Bei oftmals recht niedrigen
Anteilen der direkten Lohnkosten an den
Gesamtkosten der Produktherstellung bleiben
die Hebelwirkungen dieser Strategie
oftmals limitiert“, erklärt Prof. Steffen Kinkel
von der Hochschule Karlsruhe den Trend
zur Kehrtwende.
So gaben die insgesamt knapp 1.600
befragten Betriebe des deutschen verarbeitenden
Gewerbes an, dass sie sich hauptsächlich
aufgrund von Flexibilitätseinbußen
(59 %) und Qualitätsproblemen (52 %) zu einer
Rückkehr nach Deutschland entschlossen
haben. „Statt einer Kostenflucht setzen die
Unternehmen eher auf die unbestrittenen
Qualitäten des Produktionsstandorts Deutschland
bei Qualität, Qualifikation der Mitarbeiter
und Innovationskraft“, resümiert Kinkel.
Hauptzielländer für Produktionsverlagerungen
ins Ausland waren laut Erhebung
mit 55 % der Nennungen die EU-12-Länder
und auf Platz zwei als wichtigstes Einzelland
China mit 30 % der Nennungen. Schlusslicht
sind mit 3 % die osteuropäischen Länder
außerhalb der EU. Bei der letzen Erhebung
wurden sie noch von 12 % genannt.
Die meisten Rückverlagerungen kamen
mit fast der Hälfte der Nennungen aus den
EU-12-Ländern, danach folgten die asiatischen
Länder – außer China – mit 27 %.
Letztere wurden in der Erhebung von 2009
noch mit 7 % genannt. Die asiatischen Länder
verlieren somit als Produktionsstandort
deutlich an Bedeutung.
ABB nimmt Einschnitte in Energiesparte vor
Der Elektrokonzern ABB krempelt
ähnlich wie der Rivale Siemens seine
Energietechniksparte um und plant Einschnitte.
Wegen zu geringer Ertragskraft
wollen sich die Schweizer weitgehend aus
dem Geschäft als Generalunternehmer für
Solaranlagen und Wasserwerke zurückziehen
und sich verstärkt auf Produkte,
Dienstleistungen und Software verlegen.
ABB-Chef Joe Hogan beklagte, dass die
Marge der Division Energietechniksysteme
wegen des Projektgeschäfts zu gering sei.
Obwohl man in den letzten Jahren erheblich
investiert habe, um das Ertragspotenzial der
Division Energietechniksysteme zu steigern,
hätte man hier keine konstanten Erträge
erzielen können. Es werde laut Aussage eines
ABB-Sprechers zu Entlassungen kommen. Der
Umfang sei allerdings nicht nennenswert.
Künftig soll das einträgliche Geschäft mit
Komponenten wie Hochspannungskabeln,
Gleichstrom- und Verteilertechnik und Leistungshalbleitern
eine Rendite von neun bis
zwölf Prozent abwerfen. Bisher galt für das
Segment ein Margenziel von sieben bis elf Prozent.
Der Umsatz werde indes langsamer zulegen
und im Durchschnitt nur noch um sieben
bis elf Prozent jährlich wachsen. Die geplante
Schließung von weltweit zehn Projekteinheiten
und die übrige Restrukturierung hat ABB
im letzten Quartal 350 Mio. Dollar gekostet.
Der ABB-Abschied als Generalunternehmer
für Photovoltaikanlagen und Wasserwerke
ähnelt den derzeit laufenden Einschnitten
beim größeren Rivalen Siemens. Die Münchner
geben ebenfalls ihr verlustträchtiges Solargeschäft
und die ertragsschwache Ausrüstung
von Wasserwerken auf und suchen für die
Bereiche Abnehmer.
10 elektrowärme international 1-2013

Wirtschaft und Unternehmen
NACHRICHTEN
Salzgitter Flachstahl stellt neues Besucherzentrum vor
Die Salzgitter Flachstahl GmbH hat
jetzt ihr neues Besucherzentrum
vorgestellt. Zukünftig werden die Gäste
am Tor 1 des integrierten Hüttenwerks
in einem Rahmen empfangen, der der
Qualität der Produkte und Produktionsanlagen
entspricht. Das Gebäude fungiert
als Empfangs-, Informations- und Ausstellungsgebäude
für Werkbesichtigungen.
Peter-Jürgen Schneider, Personalvorstand
der Salzgitter AG, erklärte bei der Veranstaltung:
„Dieses Gebäude ist eine wichtige
Schnittstelle zur Öffentlichkeit. Hier
erhalten wichtige Zielgruppen wie Schüler
und Studenten, Kunden und allgemeine
Besucher den ersten Eindruck vom Stahl
und den Produktionsprozessen. Wir stellen
uns hier als interessantes Unternehmen
dar und werben für die Belange der
Industrie.“
Das zweigeschossige Bauwerk aus Stahl
und Glas wurde in rund neunmonatiger
Bauzeit für ca. 3,3 Mio. Euro erstellt. Die
Schwestergesellschaft Glückauf Immobilien
GmbH fungierte als Bauherr über alle
Gewerke hinweg. Auf rund 1.200 m 2 Grundfläche
ist ein repräsentativer Querschnitt der
Prozesse und der Produktion des Hüttenwerkes
zu sehen – von der Erzanlieferung
über die Hochöfen bis hin zu Stahlwerk,
Walzwerken und Beschichtungslinien. Der
Produktionsprozess wird in einem eigens
neu produzierten Informationsfilm gezeigt.
Unterschiedliche Themeninseln beschäftigen
sich unter anderem mit Rohstoffen, Produkten,
Geschichte und der Arbeitswelt. Die
im Gebäude ausgestellten Exponate zeigen,
was die Kunden aus Salzgitter-Stahl fertigen.
Neben den Ausstellungsflächen sind Vortrags-
und Besprechungsräume sowie Büros
für die Mitarbeiter des Besucherzentrums
entstanden. Das Gebäude wurde barrierefrei
konzipiert. Es wird mittels Geothermie
beheizt. An der Fertigstellung waren 38
Firmen aus der Region beteiligt. Ein besonderer
Blickfang ist die Dachkonstruktion, die
mithilfe von sechs durchlaufenden, rund
50 m langen Stahlträgern der Konzerngesellschaft
Peiner Träger GmbH realisiert wurde.
Auch weitere Konzerngesellschaften waren
mit eingebunden: Dach- und Wandelemente
sowie die Präsentationstechnik stammen
von wie Salzgitter Flachstahl, Salzgitter Bauelemente
und dem Salzgitter-Unternehmen
Telcat. Das neue Besucherzentrum ist zentraler
Startpunkt für die zahlreichen Gästegruppen
mit ihren Werksführungen. Im
Durchschnitt besuchen jährlich ca. 10.000
Gäste das Hüttenwerk, aufgeteilt in täglich
ein bis zwei Gruppen mit je 30 Personen.
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Die Technologie des Wärmebehandlungssystems ALD ModulTherm ® zum Härten und Einsatzhärten von
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NACHRICHTEN
Wirtschaft und Unternehmen
Vier Siemens-Stranggießanlagen
für Stahlgroßprojekt in Vietnam
Siemens Metals Technologies hat von
dem taiwanesischen Stahlkonzern Formosa
Heavy Industries Co. den Auftrag
erhalten, für den Neubau eines Stahlwerks in
Vung Ang, Vietnam, vier Stranggießanlagen
zu liefern. Dabei handelt es sich um zwei
Brammen-, eine Knüppel- und eine Vorblockstranggießanlage
mit einer Gesamtkapazität
von rund 8,4 Mio. t pro Jahr. Endkunde
ist die in Vietnam ansässige Formosa
Ha Tinh Steel Corporation. Das Auftragsvolumen
liegt im oberen zweistelligen Millionen-
Euro-Bereich. Die Gießanlagen sollen Mitte
2015 in Betrieb genommen werden.
Formosa Heavy Industries errichtet zurzeit
in der zentralvietnamesischen Provinz
Ha Tinh ein neues integriertes Stahlwerk.
Es ist das größte Greenfield-Projekt in der
Stahlindustrie weltweit. Hier sollen in der
ersten Ausbaustufe ab Mitte 2015 pro Jahr
rund 5 Mio. t Stahl erzeugt werden. Eine
Erweiterung der Produktionskapazität auf
zunächst 10 Mio. und im Endausbau auf bis
zu 22 Mio. t Stahl ist vorgesehen.
Die beiden zweisträngigen Brammenstranggießanlagen
sind für die Erzeugung
von je 2,7 Mio. t Brammen aus niedrig-,
mittel- und hochgekohlten sowie aus
peritektischen Stählen ausgelegt.
Bei Breiten zwischen
900 und 1.880 mm können
Brammen mit Dicken von
210 bis 270 mm produziert
werden. Die Gießanlagen
sind als Bogenmaschinen
mit einem Radius von 10 m
mit gerader Kokille und segmentierter
Strangführung
konzipiert. Sie verfügen über
eine SmartMold-Kokille mit
Dynaflex-Kokillenoszillierer.
Um den Gießprozess zu
optimieren und eine hohe
Innen- und Oberflächenqualität
der Brammen sicherzustellen,
installiert Siemens
eine Reihe von Technologiepaketen,
darunter die Gießspiegelregelung
LevCon, die
Durchbruchfrüherkennung
MoldExpert, DynaWidth zur
Einstellung der Brammenbreite
und Smart-Segmente
für den schnellen Dickenwechsel.
Eine Kombination
des Kühlmodells Dynacs 3D,
der DynaJet-Sprühkühlung
und innengekühlter I-Star-
Rollen bietet größtmögliche
Flexibilität bei der Sekundärkühlung, eine
wesentliche Voraussetzung für die Erzielung
einer hohen Oberflächenqualität der
Brammen. Durch den Einsatz von DynaGap
Soft Reduction kann die Position der Enderstarrung
des Strangs mit hoher Genauigkeit
ermittelt werden. Dies erlaubt eine präzise
Steuerung des Rollenspalts und sorgt für
eine hohe Brammeninnenqualität. Ebenfalls
Bestandteil des Projekts sind die komplette
Basis- und Prozessautomatisierung der beiden
Brammenstranggießanlagen.
Auf der achtsträngigen Knüppelgießanlage
können jährlich 1,2 Mio. t Knüppel mit
quadratischen Querschnitten zwischen
130 x 130 mm und 180 x 180 mm mit Längen
von bis zu 12 m gegossen werden. Sie
ist für die Erzeugung einer breiten Palette
von Stahlgüten ausgelegt. Schwerpunkte
liegen auf niedrig- und mittelgekohlten
sowie Legierungsstählen. Die Bogenmaschine
weist einen Radius von neun
Metern auf und ist mit einer Diamold-
Rohrkokille inklusive einem Dynaflex-Kokillenoszillierer,
einem elektromagnetischen
Kokillenrührer (mold electro-magnetic
stirrer, M-EMS) sowie mit einem elektromagnetischen
Final-Rührer (final electromagnetic
stirrer, F-EMS) ausgerüstet.
Die sechssträngige Vorblockgießanlage
kann pro Jahr 1,5 Mio. t Vorblöcke mit
Abmessungen von 260 x 300 beziehungsweise
360 x 450 mm erzeugen. Es kann eine
Vielzahl von Kohlenstoff- und Legierungsstählen
vergossen werden für Anwendungen
als Feder- oder Schmiedestahl, Draht,
Reifencord oder Lagerstahl. Die Vorblockgießanlage
ist als Bogenanlage mit einem
Radius von 14 m ausgeführt. Sie ist mit einer
gebogenen Plattenkokille mit Dynaflex-
Kokillenoszillierer, M-EMS und DynaGap Soft
Reduction ausgestattet.
In der Knüppel- und in der Vorblockgießanlage
sind in den Strangführungen
und Richtzonen innengekühlte Rollen installiert,
die Sekundärkühlung erfolgt per
Sprühnebel. Der Leistungsumfang von
Siemens umfasst das Engineering und die
Lieferung inklusive Basis- und Prozessautomatisierung
sowie die Montage- und
Inbetriebnahmeüberwachung.
Die Formosa Heavy Industries Co. gehört
zur Formosa Plastics Group (FPG), dem größten
Privatunternehmen Taiwans.
12 elektrowärme international 1-2013

Wirtschaft und Unternehmen
NACHRICHTEN
1-2013 elektrowärme international
13

NACHRICHTEN
Wirtschaft und Unternehmen
Outokumpu kauft Edelstahlsparte von ThyssenKrupp
Der Verkauf der Edelstahlsparte von
ThyssenKrupp an den finnischen
Stahlkonzern Outokumpu steht fest. Das
Werk in Terni, Italien, steht derweil schon
wieder zum Verkauf. „Es haben sich eine
Reihe von Interessenten bei uns gemeldet“,
sagte Vorstandschef Mika Seitovirta
dem Handelsblatt.
Die Europäische Kommission hatte den
Verkauf zur Bedingung für ihre Zustimmung
für die Übernahme der Thyssen-
Krupp-Edelstahltochter Inoxum gemacht.
Bis Mai 2013 will Vorstandschef Seitovirta
einen neuen Eigentümer gefunden
haben. Zu Details äußerte er sich nicht.
Nach Angaben aus Branchenkreisen zählt
zu den potenziellen Bietern auch der südkoreanische
Stahlkonzern Posco.
Mit dem Zusammenschluss von Outokumpu
und Inoxum entsteht der weltweit
größte Hersteller von Edelstahl mit einem
Weltmarktanteil von 12 %. Von der Verschmelzung
verspricht sich Mika Seitovirta
jährliche Einsparungen in Höhe von 200
Mio. Euro und eine bessere Wettbewerbsposition:
„Wir haben nun ein breiteres
Produktportfolio und sind internationaler
aufgestellt.“ Wachstumschancen sieht der
Outokumpu-Chef vor allem in Asien sowie
in Nordamerika.
Sapa Bolzano nimmt Otto Junker-Anlage in Betrieb
Der Auftrag über die Lieferung und Montage
von zwei kompletten Induktionsbolzenerwärmungsanlagen
für Aluminium
konnte Mitte 2012 mit der erfolgreichen
Inbetriebnahme abgeschlossen werden. Die
Anlagen sind seitdem zur Zufriedenheit des
Kunden im Produktionseinsatz.
Da es sich bei dem Auftrag an Otto Junker
um einen Austausch der vorhandenen
HTS-Magnetheizer handelte, musste bei der
Anlagenplanung die bestehende Infrastruktur
berücksichtigt und eine sinnvolle Einbindung
der neuen Aggregate erreicht werden.
Die parallel angeordneten Anlagen
bestehen aus dem Induktionsofen, der
jeweils sechs Teilspulen besitzt, der IGBT-
Umrichteranlage, den Transporteinrichtungen
sowie der Hard- und Software für die
Steuerung und Bedienung. Für die Erwärmung
der bis zu
einem Durchmesser
von 415
mm großen und
bis zu 1.600 mm
langen Bolzen
ist die Umrichteranlage
auf
eine Leistung
von 1.500 kW
ausgelegt. Bezogen
auf eine
Bolzentemperatur
von 480 °C
wird damit ein
Durchsatz von 8
Bolzen pro Stunde
erreicht.
Durch die IGBT-Umrichtertechnik ist eine
stufenlose Leistungsregelung der einzelnen
Teilspulen möglich und es wird eine optimale
Reproduzierbarkeit der vorgegebenen Bolzentemperaturen
auch bei Anliegen eines
Temperaturprofils (Taper) gewährleistet.
Die Transporteinrichtung besteht aus
den Schwenktischen für die Beschickung
und die Entnahme, einem Längstransportrollengang
und einer Overhead-Quertransporteinrichtung.
Für den Transport
im Induktionsofen werden die Bolzen auf
Ofentragschalen abgelegt und die Schalen
über einen Zahnstangenantrieb verfahren.
Das Tragschalensystem von Otto Junker
hat den Vorteil, dass keine Relativbewegung
zwischen Bolzen und dem Bolzenträger
auftritt und damit Beschädigungen
der Bolzenoberfläche vermieden werden.
Die Bedienung der Anlage erfolgt vom
Pressenpult aus, wo der PC mit TFT-Touchscreen
sowie die erforderlichen Bedienelemente
installiert sind. Die Software
beinhaltet die Funktionen für den Hand-,
Halbautomatik- und Automatikbetrieb.
Weiterhin sind folgende Betriebsarten
und Funktionen integriert: Dateneingabe,
Prozessvisualisierung, Datenspeicherung;
„BlindHeating“-Sequenz; Materialdatenverfolgung.
In guter Zusammenarbeit mit den
Fachleuten von Sapa Bolzano wurde die
Komplettmontage der beiden Anlagen
durchgeführt und im anschließenden
Leistungstest konnte der Nachweis über
die Richtigkeit des gewählten Konzeptes
und die Bestätigung der vereinbarten Leistungsparameter
erbracht werden.
14 elektrowärme international 1-2013

VDMA: Auftragseingang Dezember brachte
versöhnlichen Jahresabschluss 2012
Der Auftragseingang im Maschinen- und Anlagenbau
in Deutschland lag im Dezember
2012 um real 4 % über dem Ergebnis des Vorjahres.
Das Inlandsgeschäft stieg um 1 %, das
Auslandsgeschäft lag um 5 % über dem Vorjahresniveau,
teilte der Verband Deutscher Maschinen-
und Anlagenbau (VDMA) Anfang Februar
in Frankfurt mit.
In dem von kurzfristigen Schwankungen weniger
beeinflussten Dreimonatsvergleich Oktober
bis Dezember 2012 ergibt sich insgesamt ein Plus
von 3 % im Vorjahresvergleich. Die Inlandsaufträge
gingen um 1 % zurück. Die Auslandsaufträge
stiegen um 4 %.
Für das Gesamtjahr (Januar bis Dezember
2012) ergibt sich insgesamt ein Minus von 3 %.
Die Inlandsaufträge lagen bei –8 %, die Auslandaufträge
stagnierten.
„Im Dezember fand der Auftragseingang im
deutschen Maschinen- und Anlagenbau wieder zu
den Plusraten der Monate September und Oktober
zurück. Der Schwung der Auslandsbestellungen
kam diesmal hauptsächlich aus den Euro-Partnerländern.
Die Inlandsbestellungen sehen im Vorjahresvergleich
zunächst etwas mager aus. Der Blick
auf die Order-Kurve zeigt aber den Elan, mit dem die
Inlandsaufträge die Einbußen des Sommers wieder
aufholen. In Summe steht für das Jahr 2012 insgesamt
ein Minus von drei Prozent, ein – gemessen
am wirtschaftlichen Umfeld – durchaus respektables
Ergebnis“, kommentierte VDMA-Chefvolkswirt
Dr. Ralph Wiechers das Ergebnis.
Bestes Geschäftsjahr in der Geschichte der
Schuler AG
Umsatz und Gewinn des Schuler-Konzerns
stiegen im Ende September abgelaufenen
Geschäftsjahr 2011/12 stark an. Der Pressenhersteller
erzielte einen Umsatzzuwachs von 27,9 % auf
1,23 Mrd. €. Damit gelang es dem Maschinenbauer,
seine Umsatzerlöse innerhalb von zwei Jahren fast
zu verdoppeln. Das betriebliche Ergebnis vor Zinsen,
Abschreibungen und Steuern (Ebitda) erhöhte
sich um 39,5 % auf 118,3 Mio. €. Die Ebitda-Marge,
also der Anteil des operativen Gewinns am Umsatz,
legte von 8,8 auf 9,6 % zu. Das Konzernergebnis fiel
mit 51,8 Mio. € im Jahresvergleich mehr als doppelt
so hoch aus. „Das vergangene Geschäftsjahr
war das beste in unserer 173-jährigen Geschichte“,
erklärte Schuler-Vorstandschef Stefan Klebert bei
der Vorstellung der Bilanz.
Schuler wuchs erneut stark in Asien, mit einer
Zunahme von 29,9 % auf 401,2 Mio. € die umsatzstärkste
Region. In Deutschland erzielte das Unternehmen
394,9 Mio. €. Das ist ein Plus von 33,0 %.
Der Rest Europas trug mit 245,7 Mio. € (+61,2 %) zum
Umsatz bei. Das Amerikageschäft ging um 6,9 % auf
179,8 Mio. € zurück. Die hohe Nachfrage insbesondere
aus der Automobilindustrie nach ServoDirekt-
Technologie bescherte Schuler einen Auftragseingang
von 1,3 Mrd. €. Dies entspricht nahezu dem
Rekordwert des Vorjahres von 1,32 Mrd. €.
„2012/13 wollen wir bei Umsatz und Ertrag an
das gute Vorjahr anknüpfen“, betonte Klebert. Für
das Geschäftsjahr 2012/13 erwartet das Unternehmen
einen Umsatz von rund 1,2 Mrd. €. Dafür
bilde der Rekordwert beim Auftragsbestand von
1,1 Mrd. € zum Bilanzstichtag eine gute Grundlage.
Die Ebitda-Marge soll auf knapp 10 % zulegen. Am
Erfolg des vergangenen Jahres sollen die Aktionäre
mit einer Dividende von 0,25 € je Aktie teilhaben.
Wenn die Hauptversammlung diesem Vorschlag
folgt, steigt damit die Dividendenausschüttung für
das Geschäftsjahr 2011/12 gegenüber dem Vorjahr
um 27 % auf 7,4 Mio. €. Die Mitarbeiter erhalten
einen Sonderbonus von bis zu 1.000 €. Aufgrund
der positiven Ergebniszahlen hatte der Vorstand
beschlossen, die Erfolgsprämie im Vergleich zum
Vorjahr zu verdoppeln. Binnen Jahresfrist erhöhte
sich die Mitarbeiterzahl des Konzerns weltweit um
5,3 % auf 5.443 Beschäftigte.
Schnell.
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exakte, individuelle und günstige Gerätevarianten im Bereich
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NACHRICHTEN
Wirtschaft und Unternehmen
SMS Elotherm erwirbt Erwärmungsspezialisten I.A.S.
SMS Elotherm, ein Unternehmen des
Unternehmensbereichs SMS Meer,
hat den Erwärmungsspezialisten I.A.S.
Induktions-Anlagen+Service GmbH & Co.
KG erworben. Das in Iserlohn ansässige
Unternehmen zählt mit 100 Mitarbeitern
in Deutschland und China zu den weltweit
führenden Anbietern im Bereich der
industriellen Elektrowärmetechnik.
„I.A.S. ist eine ideale Ergänzung zu unserem
Produktspektrum“, sagt Elotherm-Geschäftsführer
Dr. Andreas Seitzer. „Wir können jetzt
unseren Kunden sowohl induktive Erwärmungsanlagen
zum isothermen Strangpressen
und entsprechende Systeme zum Schmelzen
als auch das bisherige Spektrum von Elotherm
anbieten, das aus Systemen zum induktiven
Härten, Erwärmen und Schweißen besteht.“
I.A.S. wird sein Geschäft unter eigenem
Namen fortführen. Die Geschäftsführung
wird von dem bisherigen technischen I.A.S.-
Geschäftsführer Stefan Beer und Martin
Schulteis (kaufmännischer Geschäftsführer
SMS Elotherm) gebildet.
Verkettete Roboter produzieren Eingangswellen für KmB
Die KmB Technologie Gesellschaft für rationelle
Fertigung mbH in Zerbst nutzt
bei der Produktion von Eingangswellen seit
Kurzem eine innovative Automatisierungslösung:
In zwei miteinander verketteten
Roboterzellen arbeitet jeweils ein Yaskawa-
Roboter vom Typ MOTOMAN MH5L.
Die Welle wird in einem Rundtaktbearbeitungszentrum
aus einem Rohling gefertigt
und anschließend an die von SYMACON
realisierte Anlage übergeben. Diese ist so
ausgelegt, dass drei verschiedene Typen von
Eingangswellen verarbeitet werden können.
Eine spezielle Verkettungseinrichtung, ein
sogenanntes Werkstückträgerumlaufsystem,
verbindet die beiden Roboterzellen. In der
ersten Roboterzelle erfolgt das Vermessen
des Bauteils. Der Roboter verfügt über einen
Doppelgreifer, um den schnellen Teilewechsel
realisieren zu können. Nach der Entnahme
des Bauteils vom Werkstückträger legt
der Roboter die Welle in eine Messvorrichtung
ein. Hier werden diverse Durchmesser,
Längen und Winkel ermittelt und statistisch
erfasst. Fehlerhafte Teile (NIO-Teile) werden,
abhängig vom Fehlertyp, separat abgelegt.
Nach dem Messen stellt der Roboter
die Welle wieder auf den Werkstückträger
zurück. Nach anschließender Reinigung werden
die Wellen in einer zweiten Roboterzelle
in spezielle Trays verpackt. Der Roboter
entnimmt die Welle mittels Parallelgreifer
vom Werkstückträger und legt sie in das
entsprechende Fach im Tray.
Die jetzt installierte Lösung ist bereits
die dritte an KmB gelieferte Anlage dieser
Art. Anders als bei den Vorgänger-Modellen,
die SCARA-Roboter nutzen, setzte
SYMACON bei der aktuellen Anwendung
auf zwei Handling-Roboter MOTOMAN
MH5L von Yaskawa. Die 6‐Achser mit
5 kg Tragkraft sind Bestandteil der neuen
MH-Serie. Ein verstärktes Handgelenk
prädestiniert sie für vielfältige, flexible
Applikationen wie Verpacken, Materialhandhabung,
Maschinenbeschickung und
Dosieren. Gleichzeitig benötigen die MH-
Modelle durch ihr kompaktes Design nur
geringen Montageraum. Eine integrierte
Medien- und Luftzuführung maximiert
die Anlagenzuverlässigkeit, verringert
Störquellen und vereinfacht die Programmierung.
Aufgrund der speziellen Roboterkinematik
konnte in der neuen Anlage
auf zusätzliche Schwenkeinheiten verzichtet
werden. Dadurch beschleunigen sich
die Taktzahlen.
Seco/Warwick übernimmt Nespi International
Die Seco/Warwick-Gruppe, Hersteller
von Wärmebehandlungsund
Thermprozessanlagen mit Sitz in
Świebodzin, Polen, meldet den Erwerb
von 100 % der Anteile der Nespi International
GmbH, Bedburg-Hau, durch die Seco/
Warwick GmbH, Stuttgart. Nespi International
GmbH, ein Unternehmen der Ofenbautechnik,
das sich auf Nachrüstungen,
Reparaturen, Wartung und Ersatzteilversorgung
für Ofenanlagen verschiedener
Hersteller spezialisiert hat, ist ein weiterer
Meilenstein im strategischen Wachstum
der Unternehmensgruppe. Die Seco/
Warwick GmbH verstärkt mit der Nespi
International GmbH insbesondere die Aktivitäten
auf den deutschsprachigen und
westeuropäischen Märkten.
16 elektrowärme international 1-2013

2. Praxisseminar
Wirtschaft und Unternehmen
NACHRICHTEN
Induktives Erwärmen zum
HÄRTEN&SCHMIEDEN
26.- 27. März 2013, Atlantic Congress Hotel, Essen • www.ewi-erwaermen.de
NEU
+ 2 Workshops
+ Fachausstellung
Programm-Höhepunkte
Wann und Wo?
NEU
NEU
Moderation: Prof. Dr.-Ing. Bernard Nacke,
Leibniz Universität Hannover, Institut für Elektroprozesstechnik
Themenblock 1 Grundlagen und Anlagendesign
• Physikalische Grundlagen der induktiven Erwärmung
• Design und Optimierung durch numerische Simulation
• Energieversorgung für die induktive Erwärmung
Themenblock 2: Anlagen- und Energieeffizienz
• Induktionstechnik in der industriellen Praxis
• Auslegung und Aufbau induktiver Härteanlagen
• Auslegung und Aufbau induktiver Schmiedeerwärmungsanlagen
• Energieeffizienz von Induktionsanlagen
Workshop 1
Praxisanforderungen beim induktiven Härten
Moderation: Prof. Dr.-Ing. Bernard Nacke
• Induktives Verzahnungshärten
• Härten von Zahnrädern mit kleinen Modulen
• Härten von Kurbelwellen
Workshop 2
Praxisanforderungen bei der induktiven Schmiedeerwärmung
Moderation: Prof. Dr.-Ing. Egbert Baake
• Induktive Erwärmung zur Halbwarmumformung
• Induktive Blockerwärmung
• Induktive Stangenerwärmung
MIT REFERENTEN VON: ABP Induction Systems GmbH,
EFD Induction GmbH, Eldec Schwenk Induction GmbH,
Leibniz Universität Hannover, SMS Elotherm GmbH
Termin:
• Dienstag, 26.03.2013
Seminar (09:30 – 17:00 Uhr)
Gemeinsame Abendveranstaltung
ab 19:00 Uhr
• Mittwoch, 27.03.2013
Zwei Workshops zur Auswahl
(09:00 – 12:30 Uhr)
Ort:
Atlantic Congress Hotel, Essen,
www.atlantic-hotels.de
Zielgruppe:
Betreiber, Planer und Anlagenbauer von
Härte- und Schmiedeanlagen
Teilnahmegebühr:
• ewi-Abonnenten oder/und
auf Firmenempfehlung: 800,00 €
• regulärer Preis: 900,00 €
Teilnahmebedingungen: Die Teilnahmegebühr schließt jeweils
folgende Leistungen ein: Teilnahme an beiden Tagen, Tagungsunterlagen,
Mittagessen, Erfrischungen in den Pausen und Abendveranstaltung
am ersten Tag. Übernachtungspreise sind in der Teilnahmegebühr
nicht enthalten. Nach Eingang Ihrer schriftlichen Anmeldung
(auch per Internet möglich) sind Sie als Teilnehmer registriert und
erhalten eine schriftliche Bestätigung sowie die Rechnung, die vor
Veranstaltungsbeginn zu begleichen ist. Bei Absagen nach dem 1.
März 2013 oder bei Nichterscheinen wird die volle Teilnahmegebühr
berechnet: Es kann jedoch ein Ersatzteilnehmer gestellt werden.
Stornierungen vor diesem Termin werden mit € 150,00 Verwaltungsaufwand
berechnet. Die Preise verstehen sich zzgl. MwSt.
Veranstalter
Mehr Information und Online-Anmeldung unter
www.ewi-erwaermen.de
Fax-Anmeldung: 0201 - 82 002 40 oder Online-Anmeldung: www.ewi-erwaermen.de
Ich bin elektrowärme-Abonnent
Ich zahle den regulären Preis
Ich komme auf Empfehlung von Firma: ..........................................................................................................................................................................
Workshops (bitte nur einen Workshop wählen):
Workshop 1 Praxisanforderungen beim induktiven Härten oder
Workshop 2 Praxisanforderungen bei der induktiven Schmiedeerwärmung
Vorname, Name des Empfängers
Telefon
Telefax
Firma/Institution
E-Mail
Straße/Postfach
1-2013 elektrowärme international
Land, PLZ, Ort
Nummer
✘
Ort, Datum, Unterschrift
17

NACHRICHTEN
Wirtschaft und Unternehmen
StrikoWestofen erhält Großauftrag aus Mexiko
Als Systemlieferant wird die StrikoWestofen
Group in Gummersbach ein
amerikanisches Motorenwerk nahe Mexiko
City, Mexiko, mit vollständig ausgerüsteten
Schmelzanlagen ausstatten. Für das
Gemeinschaftsprojekt der Striko-Gesellschaften
in Deutschland, Polen und den
USA übergibt der weltweit größte Hersteller
von Schmelz- und Dosieröfen insgesamt drei
schlüsselfertige Systeme. Diese bestehen
aus „StrikoMelter“-Aluminium-Schmelzöfen
samt Peripherie-Anlagen. Das Großprojekt
wird voraussichtlich bis Frühjahr 2013 in
Betrieb gehen. Es ist das erste Projekt von
StrikoWestofen für einen großen amerikanischen
Automobilhersteller, der die Anlage
für die Fertigung von Motorblöcken
und Zylinderköpfen einsetzt.
Hohe Benzinpreise und der weltweite
Trend zu emissionsarmen Fahrzeugen
stellen auch hohe Anforderungen an die
Hersteller. Deren Prozesse müssen immer
effizienter und kostengünstiger
sein, um im
hart umkämpften nordamerikanischen
Markt
bestehen zu können.
Die StrikoWestofen
Group mit Hauptsitz in
Gummersbach ist maßgeblich
an diesem technologischen
Umbruch
beteiligt und liefert
die vollständig ausgestatteten
Schmelzanlagen
– bestehend
aus StrikoMelter Aluminium-Schmelz-
und
Warmhalteöfen und
allen benötigten Peripherieanlagen
wie
Beschickung, Metallbehandlung und Flüssigmetalltransfer.
„Die Entscheidung zu
unseren Gunsten bedeutet einen technologischen
Paradigmenwechsel: weg von der
energie- und ressourcenintensiven Reverb-
Ofentechnologie hin zu unserer ‚EtaMax‘-
Schachtofentechnologie mit integrierter
Wärmerückgewinnung“, freut sich Rudolf
Riedel, Geschäftsführer der StrikoWestofen
Group. „Dazu kommt, dass wir durch unsere
Präsenz in Michigan mit Know-how und
Produktionskapazitäten auch ideal auf die
Anforderungen der lokalen Märkte reagieren
können.“
Neben Planung und Lieferung übernimmt
StrikoWestofen auch die Installation
und Inbetriebnahme der Anlage. Riedel
erklärt: „Bereits im Ausschreibungsprozess
ist es uns durch eine vollständige Überarbeitung
des ursprünglich geplanten Anlagenlayouts
gelungen, die Kosten für die
komplette Schmelzanlage nahezu zu halbieren.
Das Gleiche gilt für den Platzbedarf
in der Fertigung. Unsere Anlagen benötigen
gerade noch die Hälfte der bisher notwendigen
Aufstellfläche, was dem Kunden weitere
Kostenvorteile bringt. Dabei kam uns nicht
zuletzt das technische Know-how unserer
US-Gesellschaft StrikoDynarad zugute.“
In allen installierten Gießlinien kommen
Schmelzöfen der Baureihe StrikoMelter zum
Einsatz, die sich durch ihre nachhaltig reduzierten
Unterhaltskosten auszeichnen. Die
besondere Schachtgeometrie sowie eine
speziell angepasste Brennertechnologie
vereinigen Vorwärmen, Aufheizen und Verflüssigen
in einem einzigen Schmelzschacht.
In Kombination mit niedrigen Schmelzraumtemperaturen
erreichen die Öfen dieser Baureihe
eine Metallausbeute von bis zu 99,7
Prozent. Für die Zylinderkopf-Gießerei wird
ein Schmelzofen der Baureihe StrikoMelter
HS-N verwendet. Dieser wird in Michigan
bei StrikoDynarad gefertigt und von dort
direkt an den Einsatzort transportiert. In
der zweiten Gießereistraße verrichten zwei
feststehende StrikoMelter vom Typ MH II-N
ihren Dienst.
Helmut Mauell GmbH ist jetzt Bilfinger Mauell GmbH
Helmut Mauell, Gründer und Eigentümer
der Helmut Mauell GmbH, und Gerd
Lesser, Vorsitzender der Geschäftsführung
der Bilfinger Power Systems GmbH, einigten
sich im Dezember auf die Übernahme. Damit
gehört Mauell nun zum internationalen Engineering-
und Servicekonzern Bilfinger SE.
„Für die Absicherung meines Lebenswerkes
ist das der entscheidende Schritt,“
begründet Helmut Mauell seine unternehmerische
Entscheidung: „Ich habe eine
Verantwortung für das Unternehmen, insbesondere
natürlich für unsere Mitarbeiter.
Unter dem Dach von Bilfinger wird sich
Mauell hervorragend weiter entwickeln können.
Das ist entscheidend. Die Zukunft des
Unternehmens wird gesichert. Mehr noch,
für Mauell ergeben sich neue Möglichkeiten
und Chancen, sich in vielen neuen Bereichen
erfolgreich positionieren zu können. Ich
bin sehr froh, dass wir es geschafft haben.
Zusammen mit Bilfinger Power Systems wird
Mauell in eine erfolgreiche Zukunft gehen.
Davon bin ich überzeugt.“
18 elektrowärme international 1-2013

Wirtschaft und Unternehmen
NACHRICHTEN
BDEW fordert verbindliche Klima-Ziele für 2030
Für den weiteren Ausbau der Erneuerbaren
Energien und die Reduzierung von klimaschädlichen
Treibhausgasen braucht Europa
einen Fahrplan mit verbindlichen Zwischenzielen.
Nur so können die Vorgaben der EU-
Klima-Roadmap für das Jahr 2050 erreicht
werden. Die Europäische Union sollte sich
dementsprechend ehrgeizige, verbindliche
und konkrete CO 2 - und Erneuerbaren-Ziele
setzen, die bereits bis 2030 erreicht werden
sollen. Nur so erhalten alle beteiligten Akteure
die Sicherheit, dass sich Investitionen in entsprechende
Anlagen, Technologien und die
Infrastruktur rentieren können. Dabei müssen
alle Maßnahmen daraufhin überprüft werden,
ob sie kompatibel mit dem europäischen
Energiebinnenmarkt sind“, sagte Hildegard
Müller, Vorsitzende der Hauptgeschäftsführung
des Bundesverbandes der Energie- und
Wasserwirtschaft (BDEW) in Berlin anlässlich
der Sitzung des Energieministerrates der Europäischen
Union im Dezember 2012. Auf ihrer
Sitzung beauftragten die für Energie zuständigen
Minister der EU-Mitgliedstaaten die Europäische
Kommission, einen energiepolitischen
Handlungsrahmen für den weiteren Ausbau
der Erneuerbaren Energien für die Zeit nach
2020 zu entwickeln.
Erforderlich sei in diesem Zusammenhang
auch die schrittweise Angleichung der Erneuerbaren-Fördersysteme
in der EU, so Müller.
„Wissenschaftliche Studien haben diesbezüglich
ein erhebliches Einsparpotenzial für die
Kunden nachgewiesen. Mittel- bis langfristig
sollte die spezifische, standortunabhängige
Förderung einzelner Technologien abgelöst
werden von der kosteneffizienteren Erschließung
von Erneuerbaren-Potenzialen an den
jeweils sinnvollsten Standorten in Europa. Für
eine dauerhaft funktionsfähige und bezahlbare
Energieversorgung in Europa wird es
letztlich entscheidend sein, die erneuerbaren
Energien Schritt für Schritt aus bestehenden
Subventionssystemen herauszulösen und in
den Markt zu integrieren.“
Ein ambitioniertes, EU-weites Emissionsminderungsziel
für das Jahr 2030 sei
auch für den Emissionszertifikate-Handel
als dem zentralen klimapolitischen Instrument
dringend erforderlich. Auch die
innereuropäischen Verteilungsschlüssel,
die die CO 2 -Senkungsziele der einzelnen
EU-Mitgliedstaaten beinhalten, müssten in
der Folge diskutiert werden.
1-2013 elektrowärme international
19

NACHRICHTEN
Wirtschaft und Unternehmen
MESSEN/KONGRESSE/TAGUNGEN
26.-27. März Induktives Erwärmen zum Härten und Schmieden
2. ewi-Praxistagung mit Fachausstellung in Essen
ewi - elektrowärme international, Institut für Elektroprozesstechnik
der Leibniz Universität Hannover
Tel.: 0201-82002-91, Fax: 0201-82002-40
a.froemgen@vulkan-verlag.de, www.ewi-erwaermen.de
8.-12. April Hannover Messe
Messe in Hannover
Deutsche Messe AG
Tel.: 0511-89-31146, Fax: 0511-89-31147
info@messe.de, www.hannovermesse.de
22.-24. April Effiziente Brennertechnik für Industrieöfen
4. gwi-Praxistagung mit Fachausstellung in Essen
gwi - gaswärme international, Gas- und Wärme-Institut Essen e.V.
Tel.: 0201-82002-91, Fax: 0201-82002-40
a.froemgen@vulkan-verlag.de, www.gwi-brennertechnik.de
23.-24. April Euro BioMAT – European Symposium on Biomaterials and Related Areas
Konferenz mit Fachausstellung in Weimar
Deutsche Gesellschaft für Materialkunde e.V.
Tel.: 069-75306-747, Fax: 069-75306-733
biomat@dgm.de, www.dgm.de/dgm/biomat
12.-16. Mai EnMat II – 2nd International Conference on Materials for Energy
2. Internationale Konferenz in Karlsruhe
Deutsche Gesellschaft für Materialkunde e.V.
Tel.: 069-7564-129, Fax: 069-7564- 201
info@enmat.de, www.enmat.de
15.-16. Mai MetallMesse-Mittelhessen
2. Fachmesse in Wetzlar
Nexxus Veranstaltungen GmbH
Tel.: 0700-17177000, Fax: 07236-937493
info@nexxus-veranstaltungen.de, www.metallmesse-mittelhessen.de
11.-13. Juni BDEW Kongress 2013
Kongress mit begleitender Fachausstellung in Berlin
Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft e.V.
Tel.: 030-260241-21, Fax: 030-260241-22
kongress@bdew.de, www.bdew.de/kongress
9.-10. Juli ITPS - International Thermprocess Summit
Kongress mit begleitender Fachausstellung in Düsseldorf
VDMA e.V., Messe Düsseldorf GmbH, heat processing
info@itps-online.com, www.itps-online.com
12.-13.
September
Elektroprozesstechnik
Workshop in Ilmenau
Technische Universität Ilmenau
Tel.: 03677-6915-10, Fax: 03677-6915-52
ulrich.luedtke@tu-ilmenau.de, www.tu-ilmenau.de/elektrowaerme
Lieferantentag in
der Siempelkamp-
Gießerei
Ende 2012 lud die Siempelkamp Giesserei
GmbH zum ersten Mal zum Lieferantentag
mit dem Schwerpunkt mechanische
Bearbeiter nach Krefeld ein. Nahezu alle
geladenen Bearbeiter folgten der Einladung.
Die Veranstaltung dauerte zwei Tage,
war projektbezogen ausgerichtet und bot
den Bearbeitern gleicher Projekte eine Austauschmöglichkeit
ihrer Erfahrungen.
Der Markt und die Anforderungen
ändern sich. Um diesen Zeichen der Zeit
gerecht zu werden, nutzte die Gießerei
diese Tage als Werkzeug, gemeinsam mit
seinen mechanischen Bearbeitern optimierte
Qualitätslieferungen sicherzustellen. Die
Anforderungen an die Gusskomponenten
sind gestiegen, Gesetze und Auflagen
wurden verschärft und demzufolge auch
Regelwerke und Normen geändert. Fazit:
Die gesamte Qualitätsplanung und Nachweisführung
einer Komponente muss
gerichtsfähig ausgerichtet sein.
Siempelkamp zeigte seinen Dienstleistern,
worauf es ankommt und stellte neue
Realisierungsmöglichkeiten für geänderte
Qualitätsanforderungen vor. „Gemeinsam
zum Ziel“ soll in Zukunft durch eine intensive
Lieferantenentwicklung gefördert
werden – ganz im Sinne des Kunden. Der
Geschäftsführer der Gießerei, Stephan Kaiser,
schilderte die Marktlage eindrucksvoll:
„Wir müssen jetzt handeln, um „mitspielen“
zu können und unseren Platz zu behaupten.
Der Kunde ist König und die anstehenden
Aufgaben werden wir erfolgreich stemmen
und meistern. Die mechanischen Bearbeiter
sind nach wie vor ganz wichtige Partner
für die Gießerei. Daran wird sich auch in
Zukunft nichts ändern. Umso wichtiger ist
es, die Anforderungen gemeinsam zu verstehen
und erfolgreich umzusetzen.“
Thermoprozess
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@Thermoprozess
20 elektrowärme international 1-2013

AMBRELL is looking forYOU!
Induktionserwärmungstechnik
von SMS Elotherm für Ovako
Ovako Tube and Ring AB in Hofors, Schweden,
hat SMS Elotherm zwei Aufträge für
Anlagen zur Induktions-erwärmung erteilt.
Die EloBar- und EloTube-Maschinen von
SMS Elotherm kombinieren hohe Energieeffizienz
mit geringem Platzbedarf.
EloBar wird im Schmiedebereich von
Ovako zur Erwärmung von Stangen aus Stahl
bei einer Produktionsleistung von bis zu 8.000
kg pro Stunde eingesetzt. Bei einer installierten
elektrischen Leistung von 4.000 kW können
Stangen mit einem Durchmesser von bis zu
130 mm auf bis zu 1.220 °C erwärmt werden.
SMS Elotherm liefert das Stangentransportsystem,
den Induktionserwärmer mit
Heißschere und einen Industrieroboter
für den Transport zwischen Heißschere
und Presse.
Die EloTube-Anlage ist Teil eines
Modernisierungsprogramms von
Ovako und wird vor einem bestehenden
Asselwalzwerk in einer Nahtlosrohranlage
installiert. Vor dem Einlauf
in das Asselwalzwerk werden Hohlblöcke,
die direkt aus dem vorgeschalteten
Walzwerk kommen, nachgewärmt
und ausgeglichen.
Dr. Guido Opezzo,
Vertriebsmitarbeiter bei
SMS Elotherm: „Die Luppentemperatur
wird auf
1.100 °C erhöht, und durch
die bessere Temperaturhomogenität
wird eine
höhere Produktqualität
im Asselwalzwerksbetrieb
erreicht. Die Kalibrierkräfte
können verringert werden
und die Lebensdauer der
Kalibrierrollen wird auf
Grund geringerer Abnutzung
verlängert.”
Die Induktionsanlage besteht aus sechs
Spulen, die von hochmodernen Umrichtern
mit Transistortechnik (IGBT) versorgt werden
und insgesamt eine Nennleistung von 6.400
kW erzielen. Für die Erwärmungseinheit
beträgt der Bedarf an Nutzfläche weniger
als 7 m in der Länge und 2,5 m in der Breite.
Die Prozesssteuerung erfolgt durch eine
Kombination aus einem Rohrgeschwindigkeitsmesssystem
basierend auf Laser-
Ambrell, a global Induction Heating company,
is looking to fill the following positions in our
rapidly growing European organization.
- Sales Managers in the following regions
Germany, France, Spain, Scandinavia
- Application Engineers
- Project Engineers,
Mechanical, Electrical
- Service Engineers
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Ambrell B.V. Windmolen 22, 7609NN Almelo
www.ambrell.com , +31 548 659 044, hreu@ambrell.com.
Doppler-Technologie und einem Bicolor-
Pyrometer für Temperaturmessung. „Die
induzierte Leistung wird durch die Geschwindigkeit
und die Einlaufgeschwindigkeit der
Luppe bestimmt. Eine Überhitzung des
Materials wird verhindert, und für den nachfolgenden
Maßwalzwerksbetrieb wird die
optimale Temperatur erreicht”, sagt Opezzo.
Die EloBar- und die EloTube-Anlage
werden Mitte 2013 in Betrieb genommen.
1-2013 elektrowärme international
21

NACHRICHTEN
Wirtschaft und Unternehmen
Germanischer Lloyd und DNV fusionieren
Die Vereinbarung über die Fusion von
Germanischer Lloyd und dem norwegischen
Prüf- und Zertifizierungskonzern
DNV wurde am 20. Dezember 2012 in Oslo
unterzeichnet. Das neue Unternehmen DNV
GL Group wird eine der größten Klassifikationsgesellschaften
und eine bedeutende
Prüforganisation für die Öl- und Gasindustrie,
erneuerbare Energien und den Ausbau
von intelligenten Stromnetzen sein. Zudem
wird das Unternehmen bei Managementzertifizierungen
seine starke Position weiter
ausbauen.
„Die Transaktion gründet auf weitreichenden
strategischen Überlegungen. Sie
ist unsere Antwort auf die Herausforderungen
der weiter zunehmenden Globalisierung,
des schnellen technologischen
Wandels und der Notwendigkeit für eine
nachhaltige Entwicklung. Unsere Kunden
werden von einer deutlicheren Zunahme
unserer technologischen Expertise in allen
Geschäftsbereichen profitieren, wie auch
von der einzigartigen globalen Präsenz“,
sagte Henrik O. Madsen, Vorstandsvorsitzender
der norwegischen DNV-Gruppe, der
die neue DNV GL Group leiten wird.
Der künftige Geschäftsbereich „Schiffsklassifikation“
(Maritime) mit über 13.000
Schiffen wird von Hamburg aus geleitet.
„Gemeinsam mit den Aktivitäten von DNV
werden wir künftig die maritime Industrie
noch besser unterstützen. Mit dem
Geschäftssitz in der Hansestadt stärken
wir bewusst den maritimen Standort in
Deutschland und dokumentieren unser
Vertrauen in die Zukunftsfähigkeit des maritimen
Clusters“, sagte Erik van der Noordaa,
der Vorstandsvorsitzende der GL-Gruppe.
„Beide Unternehmen passen strategisch
sehr gut zusammen, teilen in vielerlei
Hinsicht die gleichen Werte und ergänzen
sich in ihren Stärken. Für die GL-Gruppe
bietet der Zusammenschluss mit DNV eine
folgerichtige und einzigartige Möglichkeit,
um das langfristige Ziel zu erreichen,
einer der führenden technischen Prüf- und
Beratungskonzerne der Welt zu werden“,
ergänzt Erik van der Noordaa.
Die DNV GL Group mit Unternehmenssitz
in Høvik nahe Oslo soll über
vier Geschäftsbereiche „Maritime“, „Oil &
Gas“, „Energy“ und „Business Assurance“
verfügen. Das Unternehmen will mehr als
17.000 Mitarbeiter beschäftigen, einen Jahresumsatz
von rund 2,5 Mrd. Euro erwirtschaften
und ein globales Netzwerk mit
Vertretungen in über 100
Ländern anbieten.
Neben seiner richtungsweisenden
Rolle als
Klassifikationsgesellschaft
will das fusionierte Unternehmen
seine Kompetenz
bei energieeffizienten
Schiffen weiter ausbauen
und im Bereich Öl und
Gas ein maßgebender
unabhängiger Dienstleister
bei Prüfung und
Beratung von Energiefördervorhaben,
beim Energietransport
sowie beim
sicheren und wirtschaftlichen
Anlagenbetrieb sein.
Prüf-, Bewertungs- und
Zertifizierungsdienstleistungen
für Onshore- und
Offshore-Anlagen werden
weltweit angeboten.
Das fusionierte Unternehmen
verfügt über
umfassende Erfahrungen
bei Energienetzen, dem wirtschaftlichen
Betrieb von Windparks sowie im Projektmanagement
und entwickelt internationale
Standards für die Zertifizierung von Windturbinen.
Die Anstrengungen in der Forschung
und Entwicklung bei Öl und Gas sowie im
Energiesektor sollen verstärkt werden.
Die DNV Stiftung wird 63,5 % der Anteile
des neuen Unternehmens halten. Die
Eigentümerin der GL-Gruppe, Mayfair S.E.
wird 36,5 % halten. Die DNV GL Group wird
ihren Unternehmenssitz in Høvik nahe
Oslo haben. Der Zusammenschluss steht
unter dem Vorbehalt der Zustimmung
durch die Kartellbehörden.
22 elektrowärme international 1-2013

Veranstaltungen
NACHRICHTEN
Tag der Arbeitssicherheit 2013 in Fellbach
In der Schwabenlandhalle in Fellbach
fand am 13. und 14. März 2013 der Tag der
Arbeitssicherheit des Landesverbandes Südwest
der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung
(DGUV) statt.
Auf dem Programm der Fachtagung standen
aktuelle und praxisnahe Informationen zur
Arbeitssicherheit und zum Gesundheitsschutz.
Gefahrstoffe, neue Medien im Arbeitsschutz,
die Gemeinsame Deutsche Arbeitsschutzstrategie
(GDA) sowie neue Technologien waren
die Themenschwerpunkte. Zur Arbeitsmedizin
fand eine eigene Vortragsreihe statt.
Auf der angeschlossenen Industrieausstellung
haben rund 30 Hersteller und
Dienstleister aus dem Bereich Arbeits- und
Gesundheitsschutz ihre neuesten Entwicklungen
präsentiert. Weitere Informationen
finden Sie unter:
www.tag-der-arbeitssicherheit.de
DGM organisiert
MatWerk-Kurzfilm-Wettbewerb
Die Deutsche Gesellschaft für Materialkunde
e.V. (DGM) startet einen
bundesweiten MatWerk-Kurzfilm-Wettbewerb.
Vom 20. Dezember 2012 bis zum
2. April 2013 sind junge Hobbyregisseure
dazu aufgerufen, Filme zum Fachgebiet
Materialwissenschaft und Werkstofftechnik
(MatWerk) bei der DGM einzureichen
und auf youtube hochzuladen.
„Die DGM möchte damit das Fachgebiet
unter den Jugendlichen bekannter machen“,
sagt Frank O.R. Fischer, Geschäftsführendes
Vorstandsmitglied der DGM. „Wir freuen uns
über interessante Beiträge, die dem Fachgebiet
MatWerk ein Gesicht geben – ob dokumentarisch,
fiktiv oder animiert.“
Der Kreativität der Teilnehmer sind
nahezu keine Grenzen gesetzt. Lediglich
die Dauer ist auf höchstens fünf Minuten
beschränkt. Die Finalisten werden vom
DGM-Ausbildungsausschuss ermittelt. Auf
die Gewinner warten Preisgelder von bis zu
1.500 Euro sowie eine Vorführung der Beiträge
während des DGM-Nachwuchsforums
am 21. Mai 2013 in Bochum. Im feierlichen
Rahmen werden hier die Gewinner bekannt
gegeben und ausgezeichnet. Weitere Informationen
finden Sie unter:
www.dgm.de/dgm/nachwuchs
1-2013 elektrowärme international
The art
of induction
Der Spezialist für Induktive Erwärmung
Italy | China | Usa | India
Headquarters
via Torino 213, Leinì (TO) 10040 ITALY
info@saetgroup.com | saetgroup.com
23

NACHRICHTEN
Veranstaltungen
FORTBILDUNG
16.-17. April Trocknung in der Prozessindustrie
VDI-Seminar in Frankfurt am Main
17.-19. April Organisation und Steuerung von Projekten
TAE-Seminar in Ostfildern
18. April Normgerechte Zeichnungserstellung – Teil I
DIN-Seminar in Berlin
22.-23. April Energiemanagementsysteme – Anwendung und Umsetzung in der Praxis
VDI-Seminar in München
23.-25. April Optische Messtechnik
TAE-Seminar in Ostfildern
24.-25. April Zuverlässigkeit und Sicherheit von Embedded Systems
TAE-Seminar in Ostfildern
Technisches
Seminar 2012
in Düsseldorf
25. April Elektrosicherheit
TAE-Seminar in Ostfildern
14. Mai Maß-, Form- und Lagetoleranzen – für Konstruktion, Fertigung,
Qualitätsprüfung, Aus- und Weiterbildung
DIN-Seminar in Berlin
14.-15. Mai Controlling kompakt – I
EW-Seminar in Hannover
16. Mai Basiswissen Normung
DIN-Seminar in Berlin
15.-16. Mai Innovationsmanagement
DGM-Seminar in Frankfurt am Main
23.-24. Mai Praktische Umsetzung des Explosionsschutzes im Betrieb
VDI-Seminar in Frankfurt am Main
4. Juni Maschinen und Anlagen lärmoptimiert konstruieren und betreiben
VDI-Seminar in Stuttgart
11. Juni CE-Kennzeichnung für eigengenutzte modifizierte Maschinen
DIN-Seminar in Ismaning
11.-12. Juni Qualitätsmanagement
DGM-Seminar in Frankfurt am Main
DGM – Deutsche Gesellschaft für
Materialkunde e.V.
Tel.: 069-75306-757, Fax: 069-75306-733
np@dgm.de, www.dgm.de
DIN-Akademie
Tel.: 030-2601-2872, Fax: 030-2601-42216
thomas.winter@beuth.de, www.beuth.de
EW Medien und Kongresse GmbH
Tel.: 069-710-4687-552, Fax: 069-710-4687-9552
anmeldung@ew-online.de, www.ew-online.de
TAE – Technische Akademie Esslingen
Tel.: 0711-34008-23, Fax 0711-34008-27,-43
anmeldung@tae.de, www.tae.de
VDI Wissensforum GmbH
Tel.: 0211-6214-201, Fax: 0211-6214-154
wissensforum@vdi.de,
www.vdi-wissensforum.de
Am 26. September 2012 lud das Loesche
Training Center zum ersten Technischen
Seminar in Düsseldorf ein. Mehr als 30 Teilnehmer
aus der ganzen Welt (Kunden, Lieferanten
und Kollegen aus den Tochtergesellschaften)
folgten der Einladung.
Das Seminar fand im historischen Hotel
MutterHaus in Düsseldorf-Kaiserswerth statt.
Die Leiterin des Training Centers, Theodora
Bruns, und ihr Team organisierten das Seminar,
dessen Moderation Dr. Daniel Strohmeyer
(Process Technology) übernahm. Sechs
Vorträge gaben einen aktuellen Überblick
über die Mahltechnologien. Zwei Präsentationen
wurden von Spezialisten des VDZ
gegeben: Philipp Fleiger ermöglichte einen
Überblick über aktuelle Mahltechnologien
und einen Vergleich der unterschiedlichen
Mahlsysteme. Dr. Klaus Eichas referierte über
die Optimierung bestehender Mahlanlagen.
Das Technische Seminar 2012 bot eine
sehr gute Gelegenheit, die persönlichen
Kenntnisse zu erweitern und interessante
Kontakte in der Zementindustrie zu knüpfen.
Das Team des Training Centers möchte sich
bei allen Vortragenden für die Unterstützung
und den Einsatz bedanken. Die Planung für
das Technische Seminar 2013 hat bereits
begonnen. Weitere Informationen finden
Sie unter:
www.loesche.com
24 elektrowärme international 1-2013

Veranstaltungen
NACHRICHTEN
2. Praxisseminar: Induktives
Erwärmen zum Härten &
Schmieden
Die Fachzeitschrift elektrowärme international (ewi) und das
Institut für Elektroprozesstechnik (ETP) der Leibniz Universität
Hannover veranstalten zum zweiten Mal das Praxisseminar „Induktives
Erwärmen zum Härten und Schmieden“. Das Seminar findet
am 26.-27. März 2013 im Atlantic Congress Hotel in Essen statt.
Das zweitägige Praxisseminar wird von Prof. Dr.-Ing. Bernard
Nacke (ETP) moderiert.
Die Teilnehmer
erwartet ein
breites Spektrum
an Fachwissen.
Experten aus namhaften
Firmen referieren
am ersten
Tag (10:00 bis 17:00
Uhr) der Veranstaltung
zu zwei Themenblöcken:
Grundlagen und Anlagendesign sowie Anlagenund
Energieeffizienz. Zwei themenspezifische Workshops zum
„Induktiven Härten“ und zur „Induktiven Schmiedeerwärmung“,
die am zweiten Tag (09:00 bis 12:30 Uhr) zur Wahl stehen, bieten
dem Seminarteilnehmer ideale Foren, um über Fragen und
aktuelle Problemstellungen zur Erwärmungstechnologie und
zum Betrieb der Erwärmeranlagen mit Experten aus der Praxis zu
diskutieren. Firmen haben zudem die Möglichkeit, ihre Produkte
und Informationsmaterialien auszustellen und Teilnehmern mit
fachkundiger Beratung zur Seite zu stehen.
Das Praxisseminar „Induktives Erwärmen zum Härten und
Schmieden“ wendet sich an Betreiber und Planer von induktiven
Erwärmungsanlagen in Härtereien und Schmieden. Das Seminar
gibt einen Überblick über den aktuellen Stand des induktiven Erwärmens
zum Härten und Schmieden. Dabei vermitteln die Referenten
praxisnah ausgewählte physikalische und technische Grundlagen,
präsentieren moderne Anlagen- und Verfahrenskonzepte, führen
verfahrenstechnische und energetische Vergleiche durch und erläutern
wichtige Themen zur Betriebssicherheit und -instandhaltung.
Die Teilnahmegebühr liegt zwischen 800 (für ewi-Abonnenten
und/oder auf Firmenempfehlung) und 900 Euro (regulärer Preis).
Im Preis enthalten sind die Tagungsunterlagen, das Catering und
die Abendveranstaltung (am ersten Abend um 19:00 Uhr), bei der
sich die Teilnehmer und Referenten in geselliger Runde austauschen
können. Weitere Informationen finden Sie unter:
www.ewi-erwaermen.de
Programm-Höhepunkte
NEU
NEU
Wann und Wo?
2. Praxisseminar
Induktives Erwärmen zum
HÄRTEN&
SCHMIEDEN
26.- 27. März 2013, Atlantic Congress Hotel,
Essen, www.ewi-erwaermen.de
Themenblock 1 Grundlagen und Anlagendesign
• Physikalische Grundlagen der induktiven Erwärmung
• Design und Optimierung durch numerische Simulation
• Energieversorgung für die induktive Erwärmung
Themenblock 2 Anlagen- und Energieeffizienz
• Induktionstechnik in der industriellen Praxis
• Auslegung und Aufbau induktiver Härteanlagen
• Auslegung und Aufbau induktiver Schmiedeerwärmungsanlagen
• Energieeffizienz von Induktionsanlagen
Workshop 1
Praxisanforderungen beim induktiven Härten
Moderation Prof. Dr.-Ing. Bernard Nacke
• Induktives Verzahnungshärten
• Härten von Zahnrädern mit kleinen Modulen
• Härten von Kurbelwellen
Workshop 2
Praxisanforderungen bei der induktiven
Schmiedeerwärmung
Moderation Prof. Dr.-Ing. Egbert Baake
• Induktive Erwärmung zur Halbwarmumformung
• Induktive Blockerwärmung
• Induktive Stangenerwärmung
MIT REFERENTEN VON: ABP Induction Systems GmbH,
EFD Induction GmbH, Eldec Schwenk Induction GmbH,
Leibniz Universität Hannover, SMS Elotherm GmbH
Termin:
• Dienstag, 26.03.2013 Seminar (09:30 – 17:00 Uhr)
Gemeinsame Abendveranstaltung ab 19:00 Uhr
• Mittwoch, 27.03.2013
Zwei Workshops zur Auswahl (09:00 – 12:30 Uhr)
Ort:
Atlantic Congress Hotel, Essen, www.atlantic-hotels.de
Zielgruppe:
Betreiber, Planer und
Anlagenbauer von
Härte- und Schmiedeanlagen
Veranstalter
Teilnahmegebühr:
• ewi-Abonnenten oder/und
auf Firmenempfehlung: 800,00 €
• regulärer Preis: 900,00 €
Mehr Information und Online-Anmeldung unter
www.ewi-erwaermen.de
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+ 2 Workshops
+ Fachausstellung
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25

NACHRICHTEN
Veranstaltungen
Hannover Messe 2013:
Mit Integrated Industry wettbewerbsfähiger in die Zukunft
Unter dem Leitthema ‚Integrated Industry‘
werden in Hannover die neuesten
Technologien und Lösungen für die intelligente
Produktion der Zukunft präsentiert.
Die Besucher treffen alle relevanten Marktführer
und knüpfen internationale Kontakte
zu den führenden Anbietern von Industrieautomation,
Energie-, Antriebs- und Produktionstechnologien
sowie der industriellen
Zulieferung. Damit ist die Messe ein Pflichttermin,
der entscheidend zur Wettbewerbsfähigkeit
der Unternehmen beiträgt, denn
dort finden sie innovative Technologien
zur Steigerung der Kosteneffizienz, Produktqualität
und Nachhaltigkeit“, erläutert
Dr. Jochen Köckler, Mitglied des Vorstandes
der Deutschen Messe AG, das Leitthema
der diesjährigen Hannover Messe, die vom
8. bis zum 12. April stattfinden wird. Der
aktuelle Anmeldestand deutet darauf hin,
dass das Messegelände zur kommenden
Veranstaltung voll belegt sein wird. Erwartet
werden mehr als 6.000 Unternehmen
aus 60 Ländern. Mit dem Leitthema „Integrated
Industry“ wird der aktuelle Trend der
zunehmenden Vernetzung aller Bereiche
der Industrie aufgegriffen.
„Integrated Industry“ bezieht sich neben
der technischen und elektronischen Vernetzung
auch auf die Herausforderung an die
Industrie, unternehmens- und branchenübergreifend
zusammenzuarbeiten. „Künftig
werden branchenübergreifende Allianzen
noch mehr als bisher eine entscheidende
Rolle spielen“, erläutert Köckler. „Dabei stehen
unter anderem Wissenstransfer und
neue Formen der Zusammenarbeit im Vordergrund
– zum Beispiel zwischen Industrieunternehmen
und Software-Anbietern.“
Das Messeereignis vereint in diesem Jahr elf
Leitmessen an einem Ort: Industrial Automation,
Motion, Drive & Automation, Energy, Wind,
MobiliTec, Digital Factory, ComVac, Industrial
Supply, SurfaceTechnology, IndustrialGreenTec
und Research & Technology. Damit liegen die
Schwerpunkte auf Industrieautomation und IT,
Energie- und Umwelttechnologien, Antriebsund
Fluidtechnik, Industrieller Zulieferung, Produktionstechnologien
und Dienstleistungen
sowie Forschung und Entwicklung. Zusätzlich
setzt die Messe auf messebegleitende Foren,
Konferenzen und Sonderveranstaltungen,
beispielsweise die Außenwirtschaftsplattform
Global Business & Markets, die Recruitingplattform
Job & Career Market, die Nachwuchsinitiative
TectoYou oder der Fachkongress
WoMenPower.
Unterstrichen wird die Internationalität
der Messe jedes Jahr durch einen Partnerlandauftritt.
In diesem Jahr präsentiert sich
Russland als führende Wirtschaftsnation.
Die Schwerpunktthemen der russischen
Beteiligung sind Energieübertragung und
Verteilung, Internationale Energiewirtschaft,
industrielle Wertschöpfung, Technologiepartnerschaften,
Innovationen in Forschung
und Entwicklung sowie der Standort Russland
im Hinblick auf strategische Partnerschaften
und Investitionsmöglichkeiten.
Weitere Informationen finden Sie unter:
www.hannovermesse.de
Hotline So erreichen Sie Ihr Verlagsteam
Chefredakteur: Dipl.-Ing. Stephan Schalm 0201/82002-12 s.schalm@vulkan-verlag.de
Redaktionsbüro: Annamaria Frömgen, M.A. 0201/82002-91 a.froemgen@vulkan-verlag.de
Redaktionsassistenz: Silvija Subasic, M.A. 0201/82002-15 s.subasic@vulkan-verlag.de
Anzeigenverkauf: Bettina Schwarzer-Hahn 0201/82002-24 b.schwarzer-hahn@vulkan-verlag.de
Leserservice: Martina Grimm 0931/41704-13 mgrimm@datam-services.de
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26 elektrowärme international 1-2013

Veranstaltungen
NACHRICHTEN
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Welche Zulieferlösungen machen Ihre
Produktion effizienter?
Die Industrial Supply präsentiert das gesamte Spektrum an
Innovationen in den Bereichen Werkstoffe, Komponenten, Systeme
und Verfahren entlang der gesamten Wertschöpfungskette.
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8.–12. April 2013 · Hannover · Germany
1-2013 elektrowärme international
27
Weitere Informationen erhalten Sie unter Tel. +49 511 89-0, hannovermesse@messe.de

NACHRICHTEN
Veranstaltungen
Messe Düsseldorf, VDMA, CECOF und heat processing initiieren
Thermoprozess-Gipfel ITPS
Am 9. und 10. Juli 2013 trifft sich in Düsseldorf
das Topmanagement der Thermoprozesstechnik-Branche
zum International
Thermoprocess Summit.
Mit einem Paukenschlag hatte im Juni
vergangenen Jahres das Technologiemessen-Quartett
GIFA, METEC, THERMPROCESS
und NEWCAST in der Branche eingeschlagen.
Mit 79.000 Besuchern aus 83 Ländern
und 1.958 Ausstellern bestätigten die vier
Veranstaltungen eindrucksvoll ihre Stellung
als Leitmessen ihrer Branche.
Für die THERMPROCESS-Aussteller waren
es vor allem die Fachleute aus Übersee, hier
insbesondere aus Indien, die ihnen neue
Absatzmärkte erschlossen. Da die Innovationszyklen
in der Branche jedoch immer
kürzer werden, initiieren Messe Düsseldorf,
VDMA (mit dem Fachverband Thermoprozesstechnik,
Frankfurt), der europäische
Thermoprozessverband CECOF (European
Committee of Industrial Furnace and Heating
Equipment Associations, Frankfurt)
sowie die Fachzeitschrift „heat processing“
des Vulkan-Verlags unter dem Namen ITPS
einen Internationalen Thermoprozess Gipfel
(International Thermprocess Summit), der
am 9. und 10. Juli 2013 als hochkarätiger Kongress
die Fachwelt nach Düsseldorf einlädt.
Zielgruppe der Veranstaltung werden die
CEOs und Führungskräfte aus den Abnehmerbranchen,
den Schlüsselindustrien
wie Metallproduktion und -verarbeitung,
Automobilindustrie, Glas-, Keramik- und
Zementindustrie sowie der chemischen
und petrochemischen Bereiche sein. Messe-
Director Friedrich-Georg Kehrer: „Unser Ziel
ist es, hier ganz gezielt die Anwender mit
den Anlagenherstellern zusammenzubringen
und ihnen neben der Zeit für fachliche
Gespräche noch ein hochqualifiziertes
Vortragsprogramm zu bieten.“ Mit der
idealen Kombination aus Networking und
fachlichem Austausch hätte eine Teilnahme
am ITPS für beide Seiten einen gewaltigen
Zusatznutzen, ergänzt Kehrer.
Das Programm des ITPS orientiert sich
an den brennenden Fragen unserer Zeit
rund um die Begriffe Nachhaltigkeit, Ressourcenschonung
und Energieeffizienz. Aufgabenfelder,
denen sich insbesondere die
Vertreter der Schlüsselindustrien heute und
in Zukunft stellen müssen. Beleuchtet wird
unter anderem die Zukunft energieintensiver
Industrien in Europa, die gegenwärtige
wirtschaftliche Marktsituation, technische
Entwicklungstrends in der Thermoprozesstechnik
sowie unter dem Motto „Der Kunde
als Motor der technologischen Innovation“,
die Anforderungen, die von den Abnehmern
an die Hersteller gestellt werden.
Neben der Vortragsveranstaltung gibt
es für interessierte Unternehmen die Möglichkeit
als Sponsoren des ITPS aufzutreten
und sich während des Gipfels im Foyer des
Congress Center CCD Süd der Messe Düsseldorf
zu präsentieren. Dabei begrenzt
sich das Sponsoring nicht nur auf die zwei
Veranstaltungstage, sondern umfasst auch
den Webauftritt auf www.itps-online.
com. Der Eintritt für ITPS beträgt 1.500 Euro
– mit einem Bonus für Frühbucher. Weitere
Informationen finden Sie unter:
www.itps-online.com
28 elektrowärme international 1-2013

Nachbericht
NACHRICHTEN
3. ewi-Praxisseminar „Schmelzen & Gießen” –
erneut ein voller Erfolg
Das zweitägige Praxisseminar „Induktives
Schmelzen & Gießen von Eisenund
Nichteisenmetallen“, das am 5. und 6.
November 2012 im Atlantic Congress Hotel
bereits zum dritten Mal in Essen stattfand,
war mit über 60 Teilnehmern und acht Referenten
erneut ein voller Erfolg.
Die Veranstaltung wurde organisiert
von dem Institut für Elektroprozesstechnik
der Leibniz Universität Hannover und dem
Vulkan Verlag, vertreten durch die Fachzeitschrift
ewi – elektrowärme international.
Über die zahlreichen Teilnehmer aus namhaften
Unternehmen freuten sich die Veranstalter,
vor allem wegen des entgegengebrachtem
Vertrauens in Puncto Know-how
und Kompetenz.
Begleitet wurde das Seminar von einer
Fachausstellung, die zur Information und zum
regen Austausch zwischen Teilnehmern und
Vertretern aus der Industrie genutzt wurde.
IDEALE DISKUSSIONSRUNDE
Das Besondere an diesem Seminar waren
zwei themenspezifische Workshops, zwischen
denen die Teilnehmer bei der Anmeldung
wählen konnten. Durch die Aufteilung
in Workshop 1 (Eisenmetalle) und Workshop
2 (Nichteisenmetalle) konnten sich die Referenten
nicht nur detaillierter vorbereiten,
sondern sie konnten auch spezifischer auf
ihre Zuhörer eingehen. Die Workshops
boten den Seminarteilnehmern damit ein
ideales Forum, um ihre eigenen Fragen
und aktuelle Problemstellungen mit Experten
aus der Praxis zu diskutieren.
Das Seminar gab einen weitreichenden
Überblick über den aktuellen Stand des
induktiven Schmelzens, Warmhaltens und
Gießens. Am Haupttag wurden folgende
Inhalte thematisiert:
■■
■■
■■
■■
■■
■■
Physikalische Grundlagen des induktiven
Schmelzens
Aufbau und Funktion von Tiegel-, Rinnen-
und Gießöfen
Chargiersysteme und Schmelzprozessführung
Rückkühlanlagen und Abwärmenutzung
Energiemanagement
Sicherheits- und Überwachungseinrichtungen.
GELUNGENER ABSCHLUSS
Wichtig war den Veranstaltern neben einem
gelungenen Seminar
auch das leibliche
Wohlbefinden
der Teilnehmer. Bei
der Abendveranstaltung
wurde herzlich
zu Speis’ und Trank
in die Rüttenscheider
Hausbrauerei
geladen. In gemütlicher,
ungezwungener
Atmosphäre
entspannen sich zahlreiche Gespräche unter
den Teilnehmern, auch die Referenten stellten
sich gerne weiteren Fragen.
Das positive Feedback der Teilnehmer
bewies einmal mehr, dass die Nachfrage
nach Weiterbildung wie diese in Fachbranchen
ungebremst bleibt.
Das nächste, nunmehr vierte Praxisseminar
„Induktives Schmelzen & Gießen von Eisenund
Nichteisenmetallen“ findet vom 20. bis
zum 22. November 2013 in Dortmund im
Radisson Blu Hotel am BVB-Westfalenstadion
statt. Um Neueinsteigern, aber auch erfahrenen
Teilnehmern, die Möglichkeit der Vertiefung
in die Thematik des Schmelzens und
Gießens zu geben, wird erstmalig und optional
ein vorgelagerter Nachmittag mit Grundlagenvorträgen
angeboten werden. Weitere
Informationen finden Sie demnächst unter:
www.ewi-schmelzen.de
1-2013 elektrowärme international
29

NACHRICHTEN
Personalien
30 elektrowärme international 1-2013

Personalien
NACHRICHTEN
Egbert Baake ist neuer UIE-Präsident
Prof. Dr.-Ing. Egbert Baake ist neuer Präsident
der UIE International Union for
Electricity applications. Baake wurde am
4. Dezember 2012 in Brüssel
von der Delegiertenversammlung
der UIE einstimmig
zum neuen
Präsidenten gewählt
und löst
damit Prof. Dr.-
Ing. Ronnie Belmans
als lang-
jährigen Präsidenten an der Spitze der
UIE ab. Der 52-jährige Egbert Baake ist
hauptamtlich Professor und Akademischer
Direktor am Institut für Elektroprozesstechnik
der Leibniz Universität Hannover.
Bereits seit 1998 ist er in der UIE aktiv und
übernahm 2008 als Chairman die Leitung
der UIE-Working Group 3 Education,
Research & Dissemination of Knowledge.
„Die Weiterentwicklung, Förderung
und Verbreitung der vielseitigen effizienten
Anwendungen elektrischer Energie
im industriellen, gewerblichen und
privaten Umfeld unter Einbeziehung von
Nachhaltigkeit und Wirtschaftlichkeit ist
die Mission der UIE“ betont Baake. „Dank
des zunehmenden Anteils regenerativer
Energiequellen wird der Einsatz von
elektrischer Energie in Zukunft eine
Schlüsselrolle spielen. Dies lässt mich
sehr optimistisch in eine Zukunft blicken,
in der die elektrische Energie vielseitig
neue Anwendungen und hohes Innovationspotenzial
bieten wird.“, so der neue
UIE-Präsident.
Die UIE wurde 1901 gegründet und hat
ihren Sitz in Paris. Zu den weltweit verteilten
Mitgliedern gehören u. a. Energieversorgungsunternehmen,
Industriefirmen, Verbände
und Organisationen aus dem Bereich der
elektrischen Energietechnik sowie Vertreter
aus der entsprechenden Forschung und
Lehre. Innerhalb der UIE werden u. a. aktuelle
Themen zur jetzigen und zukünftigen
Anwendung elektrischer Energie bearbeitet
und in vielfältiger Form zur Förderung der
sicheren und effizienten elektrischen Energieanwendung
verbreitet.
Powered by
INTERNATIONAL
THERM
PROCESS
SUMMIT
Organized by
Ein Forum von und für Experten und
Entscheider der internationalen
Wärmebehandlungs-Branche:
ITPS, Sommer 2013, Düsseldorf –
wir sehen uns dort!
1-2013 elektrowärme international
www.itps-online.com
Dr.-Ing. Andreas Seitzer
Managing Director
SMS Elotherm GmbH
31

NACHRICHTEN
Personalien
Aufsichtsrat bestellt Karsten Lork
zum Vorstandsmitglied für Europa und Asien
Der Aufsichtsrat
der Klöckner
& Co SE, Duisburg,
hat am
10. Januar 2013
Karsten Lork zum
Mitglied des Vorstands
für das
Ressort Europa und Asien bestellt.
Lork, der seine Tätigkeit zum 1. Februar
2013 aufgenommen hat, ist seit über zwanzig
Jahren in der Stahl- und Metallindustrie
tätig. Nach diversen Managementpositionen
im Krupp- und nachfolgend ThyssenKrupp-
Konzern war der Diplom-Kaufmann zuletzt
Vertriebsvorstand der inzwischen zu Outokumpu
gehörenden Inoxum-Gruppe (vormals
ThyssenKrupp Stainless Segment).
Karsten Lork übernimmt die Verantwortung
für das Ressort Europa und Asien vom
Vorstandsvorsitzenden Gisbert Rühl. Damit
wird die seit längerem angekündigte Vorstandserweiterung
abgeschlossen. Der Vorstand
besteht künftig aus vier Mitgliedern.
P.C. Abraham ist Geschäftsführer bei Loesche India
Zum 1. Oktober 2012 wurde P.C. Abraham
zum Geschäftsführer der Loesche India
(Pvt.) Ltd. ernannt. In seiner neuen Position
als Geschäftsführer ist er verantwortlich für
das Management der Loesche India (Pvt.) Ltd.
Abraham arbeitet seit dem 1. März 1995
als Abteilungsleiter des Bereichs Technik für
die Loesche India Pvt. Ltd. Unter seiner Leitung
wurde bei der Loesche India Pvt. Ltd.
eine erfolgreiche und kompetente Abteilung
„Technischer Kundendienst“ etabliert. Ferner
war er maßgeblich am Wachstum des After-
Sales-Services der Firma beteiligt, welches
seinem umfangreichen Wissen über die
Zementindustrie in Indien in Kombination
mit seiner Führungskompetenz und seinem
Organisationstalent entscheidend ermöglichte.
Unter seiner Leitung wird die Loesche
India Pvt. Ltd. weiter wachsen und mit ihren
Dienstleistungen eine entscheidende Rolle
innerhalb der Loesche Gruppe spielen.
Martin Schulteis neuer kaufmännischer
Geschäftsführer bei SMS Elotherm
Martin Schulteis (40) ist seit dem
1. Januar 2013 neuer kaufmännischer
Geschäftsführer bei SMS Elotherm. Er löst
Philipp Kannengießer ab, der zur SMS Concast
gewechselt ist und dort die Funktion
des Geschäftsführers übernehmen wird.
Schulteis ist seit rund zehn Jahren für verschiedene
Unternehmen der SMS group tätig,
zuletzt war er kaufmännischer Leiter der SMS
Mevac. Zusammen mit seinem Geschäftsführungskollegen
Dr. Andreas
Seitzer wird er bei der
SMS Elotherm den Ausbau
des internationalen Geschäfts
vorantreiben.
Michael Eckerle neuer Geschäftsleiter bei Alfing Kessler
Seit dem 1. August 2012 ist Dr. Michael
Eckerle bei der Maschinenfabrik Alfing
Kessler GmbH als Leiter des Geschäftsbereiches
Härtemaschinen tätig und hat
somit die Nachfolge von Dr. Jan Lugtenburg
angetreten. Am 1. November 2012
wurde Dr. Eckerle die Prokura erteilt.
Michael Eckerle war nach seinem
Studium der Elektrotechnik in diversen
Bereichen der Bahntechnik, der Automobilzulieferindustrie
und dem Maschinen-/
Anlagenbau tätig.
32 elektrowärme international 1-2013

Medien
NACHRICHTEN
Handbook of
Thermoprocessing Technologies
The Handbook of Thermoprocessing
Technologies provides a detailed overview
of the entire thermoprocessing sector,
structured on practical criteria, and will be of
particular assistance to students of all relevant
disciplines and to engineers in this field. The
first volume examines the basic principles,
procedures and processes involved in thermoprocessing
technology.
Content of the book: introduction, fundamentals
of materials engineering, heat transfer, fuels
and combustion, electrothermal processes,
energy balances and energy efficiency for
industrial furnaces, thermoprocesses with gas
recirculation, furnace atmospheres, materials
for industrial furnace construction, appendix.
INFO
von Franz Beneke,
Bernard Nacke,
Herbert Pfeifer,
Volume 1: Fundamentals
| Processes | Calculations,
2 nd Edition 2012,
700 Seiten, Hardcover,
mit DVD (eBook),
200,00 €,
ISBN: 978-3-8027-2966-9,
www.vulkan-verlag.de
Websites für Energiemanagement
und ‐beschaffung
Strom und Gas beschaffen, den Verbrauch
transparent im Blick behalten und das Verbrauchsverhalten
optimieren: Im Rahmen
einer neuen Partnerschaft bieten enPortal.
de, Online-Beschaffungsplattform für Strom
und Gas, und das Energiemanagement-Portal
meine-energie.de einen breit gefächerten
und webbasierten Werkzeugkasten rund
um das Thema Energie. Zielgruppe für das
gemeinsame Angebot sind Unternehmen
mit einem Energieverbrauch von mehr als
500.000 kWh pro Jahr.
enPortal bietet die Möglichkeit, über einen
sicheren Webzugang Ausschreibungen für
den Strom- und Gasbezug zu erstellen und
damit mehr als 400 potenzielle Lieferanten zu
adressieren. In der Regel liegen die Angebote
schon wenige Stunden nach Versand der Ausschreibung
vor. Dabei werden von enPortal
Vorlagen für die Vertragsgestaltung vorgegeben.
Die Angebote sind vergleichbar, komplexe
und wenig durchschaubare Vertragswerke
werden von vornherein ausgeschlossen.
Durch die Zusammenarbeit mit meineenergie.de
kann jetzt aber nicht nur der
Beschaffungsprozess optimiert werden, sondern
auch das Verbrauchsverhalten an den
einzelnen Abnahmestellen. Dazu werden die
Verbrauchsdaten automatisch von meineenergie.de
übernommen und über ein Energiekonto
transparent dargestellt. Sie können
dann nach unterschiedlichen Gesichtspunkten
analysiert werden. Dabei sind auch Benchmarks
mit anderen Standorten möglich.
Über die integrierte Rechnungsprüfung
können die Abwicklung der über enPortal
geschlossen Lieferverträge geprüft und die
Zahlungen in der Finanzbuchhaltung freigegeben
werden. Damit stehen für die nächste Ausschreibung
dann Verbrauchsdaten mit hoher
Qualität zur Verfügung, da diese Daten bereits
mit den Rechnungen abgeglichen wurden.
Neben der Möglichkeit, ein umfassendes
Energiecontrolling aufbauen zu können,
liefert das Energiemanagement von
meine-energie.de aber auch die Basis, um
die Vorgaben der ISO 50001 erfüllen zu können
– für viele Unternehmen künftig eine
unverzichtbare Voraussetzung, wenn es um
die Reduzierung der EEG-Umlagen geht. In
einem nächsten Schritt sollen beide Portale
gekoppelt werden, damit Verbrauchs- und
Vertragsdaten automatisch übernommen
werden können.
INFO
von Meine-Energie
GmbH und enPortal
Online-Beschaffungsplattform
www.enPortal.de
www.meine-energie.de
1-2013 elektrowärme international
33

NACHRICHTEN
Medien
INFO
von Robert H. Mnookin,
aus dem Englischen von
Jürgen Neubauer,
Campus Verlag GmbH,
Frankfurt am Main,
2012, broschiert,
349 Seiten, 24,99 €,
ISBN 978-3-593-39364-3,
www.campus.de
Verhandeln mit dem Teufel
Verhandeln oder nicht? Diese Entscheidung
ist besonders schwierig, wenn man
es mit Kontrahenten zu tun hat, die einem in
der Vergangenheit bewusst Schaden zugefügt
haben oder dies in Zukunft noch tun
könnten. Robert H. Mnookin bietet pragmatischen
Rat in komplizierten Verhandlungssituationen:
Er zeigt, wann man mit seinem
Gegner verhandeln sollte und wann man
stattdessen kämpfen muss.
Sollte man sich mit jemandem an den Verhandlungstisch
setzen, der nichts Gutes im
Schilde führt? Verhandeln mit den Taliban?
Dem Iran? Nordkorea? Oder mit terroristischen
Geiselnehmern? Politiker müssen solch
bedeutende und schwierige Entscheidungen
immer wieder treffen. Aber auch im ganz normalen
Berufsalltag oder im Privatleben kann
man in Situationen geraten, in denen eine
Verhandlung besonders schwer fällt. Etwa,
wenn man von einem Geschäftspartner hintergangen
wurde, der jetzt bessere Konditionen
heraushandeln will. Oder wenn die Ehe
in die Brüche geht und der Partner oder die
Partnerin erpresserische Forderungen stellt.
In solchen Fällen nicht Rache üben zu wollen,
sondern eine Einigung herbeizuführen,
also den Kompromiss statt die Konfrontation
zu suchen, ist nicht einfach. Aus seiner
langjährigen Beratungspraxis kennt der Autor
Konflikte in allen Größenordnungen. In seinem
Buch bietet er pragmatische Leitlinien
für die schwierigen und moralisch komplizierten
Verhandlungsfälle. Er zeigt, welche
rationalen Überlegungen die Entscheidung
„Will ich mit meinem Gegner verhandeln,
oder muss ich meine persönlichen Grenzen
verteidigen und kämpfen?“ begleiten sollte.
Dazu gehört etwa, Kosten und Nutzen systematisch
zu vergleichen, potenzielle Alternativen
zu analysieren und das Verhältnis von
moralischem Empfinden und Pragmatismus
richtig zu gewichten.
Der Autor bietet acht spannende Beispiele
aus Politik, Wirtschaft und Privatleben, die
zeigen, wie heiß Verhandlungen werden
können. Von Churchills Weigerung, mit Hitler
zu verhandeln, über den „Softwarekrieg“
zwischen IBM und Fujitsu bis hin zu einem
vertrackten Erbschaftsstreit: Mnookin gelingt
es auch die verfahrensten Situationen zu
durchleuchten.
INFO
von Claudia Kemfert,
Murmann Verlag,
Hamburg, ca. 140 Seiten,
Klappenbroschur,
14,90 €,
ISBN 978-3-86774-257-3,
www.murmann-verlag.de
Kampf um Strom
Mythen, Macht und Monopole
Seit Angela Merkel mit der „Energiewende“
den Turbo ein- und die Atomkraftwerke
ausschaltete, herrscht in punkto Energieversorgung
das blanke Chaos. Das Erneuerbare-
Energien-Gesetz (EEG) soll erst abgeschafft
werden, dann doch wieder nicht. Offshore-
Windparks werden mit viel Wind gestartet,
dann gestoppt. Stromnetze werden geplant,
aber nicht gebaut. Plötzlich weiß niemand
mehr, wo es eigentlich langgeht. „Kurz vor
dem anstehenden Bundestagswahlkampf
hat sich die Energiepolitik in Deutschland in
ein Schlachtfeld verwandelt. Ein Schlachtfeld,
auf dem laut gestritten und dabei jegliches
Handeln blockiert wird“, so Claudia Kemfert.
Wem und vor allem was können wir
noch glauben? Ist Ökostrom ein Luxusgut?
Betreiben wir mit dem Gesetz über erneuerbare
Energien Planwirtschaft? Drohen
Deutschland Blackouts? Rollt eine Tsunami-
Welle von Kosten auf uns zu? In „Kampf um
Strom“ räumt die renommierte Ökonomin
vom Deutschen Institut für Wirtschaftsforschung
mit Öko-Mythen und Energie-
Irrtümern auf. Kemfert, die den Ausbau der
erneuerbaren Energien offen befürwortet,
liefert eine argumentative Auseinandersetzung
mit den Thesen und Schlachtparolen
der Gegenseite. Sie fordert ein klares
Energieversorgungskonzept und mutige
Politiker, die sich gegen den Widerstand
der Lobbyisten aller Couleur durchsetzen.
34 elektrowärme international 1-2013

www.elektrowaerme-online.de
Medien NACHRICHTEN
Einführung in das Energiewirtschaftsrecht
D
as Buch führt in das 2011 erneut umfassend reformierte
Energiewirtschaftsrecht ein. Ein Grundlagenteil erläutert
die rechtlichen, politischen, technischen, historischen und
ökonomischen Hintergründe des geltenden Energiewirtschaftsgesetzes
(EnWG). Im Zentrum der Abhandlung steht
das Ziel des europäischen und deutschen Gesetzgebers,
auf den ehemals monopolistisch organisierten Märkten der
leitungsgebundenen Elektrizitäts- und Gasversorgung wirksamen
Wettbewerb zu schaffen und vorhandene Wettbewerbsdefizite
weiter abzubauen.
Das Hauptaugenmerk liegt auf dem Energieregulierungsrecht,
dem Energiekartellrecht und dem Recht der Energielieferverträge.
Von diesen Schwerpunkten ausgehend
werden die Bezüge zu anderen Teilgebieten des Energierechts,
insbesondere dem Energieumweltrecht oder auch dem Energiehandelsrecht,
hergestellt.
Das Buch verknüpft die normativen Aspekte des Energiewirtschaftsrechts
mit den aktuellen Entwicklungen in Energiepolitik
und Energiewirtschaft und beleuchtet dabei insbesondere
auch die 2011 von der Bundesregierung beschlossene
Energiewende sowie den Stand ihrer Umsetzung. Auf diese
Weise präsentiert das Buch das Energiewirtschaftsrecht als
das, was es ist: ein überaus spannendes, vielseitiges und
hochinteressantes Rechtsgebiet.
Angesprochen sind neben Juristen auch Wirtschaftswissenschaftler
und Studierende bzw. Angehörige technischer
Disziplinen wie (Wirtschafts-)Ingenieure oder Elektrotechniker,
die Interesse an energiewirtschaftsrechtlichen Fragestellungen
haben.
Das Buch enthält zahlreiche Beispiele und Fallstudien.
Der Autor Prof. Dr. Andreas Klees ist Inhaber des Lehrstuhls
für Bürgerliches Recht und Unternehmensrecht am Institut für
Rechtswissenschaften an der TU Braunschweig.
INFO
von Andreas Klees,
Deutscher Fachverlag
GmbH, Frankfurt am
Main, Oktober 2012,
Reihe „Für die Praxis“,
XXVIII, 372 Seiten,
kartoniert, 49,00 Euro,
ISBN: 978-3-8005-1529-5,
www.ruw.de
ewi - elektrowärme international erscheint in der Vulkan-Verlag GmbH, Huyssenallee 52-56, 45128 Essen
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1-2013 elektrowärme international
35

NACHRICHTEN
Medien
INFO
von Ralph Scheuss,
Campus Verlag GmbH,
Frankfurt am Main,
2. akt. u. erw. Aufl. 2012,
gebunden, 424 Seiten,
62 Abb., 42,00 Euro,
ISBN 978-3-593-39632-3,
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Handbuch der Strategien
220 Konzepte der weltbesten Vordenker
Das strategische Management ist weltweit
im Umbruch. Ralph Scheuss, Strategie-
Experte aus St. Gallen, hat mit der aktualisierten
Neuauflage das Standardwerk zur
Strategie um einen praktischen Strategie-
Check erweitert.
Strategien sind die Denk- und Handlungswerkzeuge,
mit denen Manager den Erfolgspfad
für die Zukunft ihres Unternehmens
gestalten. Im strategischen Management gibt
es kaum dominante Theorien und erstaunlich
wenig Konsens unter Wissenschaftlern, Beratern
und Führungskräften, welches die ideale
Strategie für eine bestimmte Konstellation sei.
Entsprechend groß ist die Nachfrage nach
professioneller Orientierung und Übersicht
in der Strategievielfalt.
Der Autor vereint in seinem Nachschlagewerk
für Entscheidungsträger im Business
die bedeutendsten Denker aus Europa,
Asien und den USA mit ihren wichtigsten
Konzepten. Ob Lean Management, Disruptive
Innovation, Wachstum entlang der
Wurzel, Profit Pools oder Business Reengineering,
der Autor erläutert über zweihundert
strategisch relevante Instrumente
und Konzepte zur Stärkung der Markt- und
Wettbewerbsstellung. Scheuss veranschaulicht
die zugrundeliegenden Theorien durch
zahlreiche Praxisbeispiele und ordnet die
neuesten strategischen Denk- und Handlungsempfehlungen
weltweiter Business-
Experten aus Wissenschaft, Beratung und
Unternehmenspraxis in das Gesamtbild der
internationalen Strategiediskussion ein.
Für die Neuauflage hat der Autor einen
Strategie-Check entwickelt, der einen
schnellen Zugang zu den strategischen
Schlüsselthemen bietet, die für das eigene
Unternehmen wichtig sind. Ralph Scheuss
liefert mit seiner spannenden Tour durch
die Welt des modernen strategischen
Managements einen fundierten und praxistauglichen
Überblick über die aktuellen
Strategiekonzepte und den neuesten Stand
der Strategiediskussion.
2. Praxisseminar
Induktives Erwärmen zum
HÄRTEN&SCHMIEDEN
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+ Fachausstellung
Termin:
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Seminar (09:30 – 17:00 Uhr)
Gemeinsame Abendveranstaltung ab 19:00 Uhr
Ort:
Atlantic Congress Hotel, Essen,
www.atlantic-hotels.de
Veranstalter
Zielgruppe:
• Mittwoch, 27.03.2013
Betreiber, Planer und Anlagenbauer
Zwei Workshops zur Auswahl (09:00 – 12:30 Uhr) von Härte- und Schmiedeanlagen
36
Mehr Information und Online-Anmeldung unter www.ewi-erwaermen.de
elektrowärme international 1-2013

FACHBERICHTE
Härten XL: Induktionstechnik
mit rotierender Kurbelwelle
von Stefan Dappen, Dirk M. Schibisch
Kurbelwellen werden in Verbrennungsmotoren eingesetzt, um die Hubbewegung des Pleuels im Zylinder in eine rotatorische
Bewegung zum Antrieb der Achsen umzusetzen. Dabei treten im Betrieb Torsions- und Biegewechselbelastungen
auf, die meist eine Wärmebehandlung der Kurbelwelle erfordern. Das induktive Härteverfahren mit rotierender Kurbelwelle
hat sich dabei weltweit gegenüber konkurrierenden Methoden durchgesetzt und ermöglicht den Motorenbauern
zudem eine hohe Flexibilität in Bezug auf verschiedene geometrische Ausführungen, Ausbildungen der gehärteten
Zone sowie Anpassung an steigende Produktionsmengen.
Hardening XL: Induction technology with rotating
crankshaft
Crankshafts are used in combustion engines, transforming the con rod’s stroke into a rotatory motion for driving the axle
shaft. Along with this, torsional and flexural fatigue appears and demands a special heat treatment process. The induction
hardening with a rotating crankshaft has mostly replaced competitive methods and provides the engine builders with
a flexible production process for varying geometries, different hardening zones as well as increasing production rates.
Die wachsende Mittelschicht in den Gesellschaften
weltweit führt nachhaltig zu einer höheren Mobilität.
Während in den westlichen Ländern der Absatz von
Automobilen einen Höhepunkt erreicht hat, ist vor allem in
asiatischen Ländern noch kein Ende abzusehen. Wachstumsraten
im mittleren zweistelligen Bereich sind keine Seltenheit
und führen zu einer Steigerung der Produktion von Verbrennungsmotoren
im gleichen Maße. Neben den klassischen
Automobilmotoren werden aber zunehmend auch Motoren
von schienengebundenen Fahrzeugen und Schiffsmotoren
gefertigt, um dem hohen Bedarf zu Lande und zu Wasser
gerecht zu werden. Insbesondere im Bereich der Schiffsmotoren
mit Großkurbelwellen deutet sich durch steigende Schiffstreibstoffkosten
für Schweröl sowie die Reduzierung zulässiger
Emissionen ein Trend zu umweltfreundlicheren Gasmotoren
an, deren Kurbelwellen höheren Belastungen ausgesetzt sind.
Ein ebenso wachsendes Einsatzfeld sind Dieselgeneratoren
verschiedener Größen zur lokalen Stromerzeugung.
In der überwiegenden Zahl kommen dabei induktiv gehärtete
Kurbelwellen zum Einsatz, die je nach Anwendung zwischen
500 mm bis über 10 m Länge haben können. Dem
Rotationshärten mit sich drehender Kurbelwelle und lokal
gehärteten Lagerstellen kommt dabei die größte Bedeutung
zu. Hintergrund sind die Vorteile gegenüber anderen Verfahren,
die zu einer hohen Reproduzierbarkeit der Härteergebnisse
führen. Induktiv gehärtet können selbst schmale
Lagerausführungen hohen Belastungen standhalten und
gleichzeitig die Motorengröße verringern.
DER PROZESS DES INDUKTIVEN
RANDSCHICHTHÄRTENS
Induktives Härten kann in zwei zeitlich aufeinanderfolgende
Prozessschritte unterteilt werden: das induktive Erwärmen
und das Abschrecken mit Kühlmedium. Beide Teilprozesse
sind gleichbedeutend in ihrer Wichtigkeit für reproduzierbare
Prozessergebnisse.
Beim induktiven Erwärmen erzeugt eine von Wechselstrom
durchflossene Spule, der in Form und Größe an das
1-2013 elektrowärme international
37

FACHBERICHTE
Magnetisches
Wechselfeld
Wirbelstrom
Im anschließenden Abschreckprozess wird das austenitisierte
Material schnell und kontrolliert abgekühlt. Die kritische
Diffusionsgeschwindigkeit überschreitend findet keine Rückbildung
in ein ferritisch-perlitisches Gefüge statt. Das Mikrogefüge
kann aufgrund der zusätzlich eingebauten Kohlenstoffatome
nicht mehr in das kubisch–raumzentrierte α-Eisen
übergehen. Es entsteht ein durch das Kohlenstoffatom tetragonal-verzerrtes,
kubisch-raumzentriertes Gitter, Martensit
genannt. Dabei ist die durch unterschiedliche Abschreckmedien
(Wasser mit Zusätzen) steuerbare Abkühlgeschwindigkeit
für das Ausmaß der Martensitbildung verantwortlich. Es gilt:
je schneller die Abkühlung, desto mehr Martensit bildet sich.
In diesem abgeschreckten Zustand ist das Material
sehr hart und spröde. In einem abschließenden Anlassvorgang
können die Härte vermindert und die gewünschten
Gebrauchseigenschaften (Härte, Zugfestigkeit und Zähigkeit)
des Werkstoffs eingestellt werden.
Spulenstrom
Bild 1: Induktionsprinzip
Werkstück angepasste Induktor, ein magnetisches Wechselfeld,
welches im Material Wirbelströme induziert (Bild 1).
Die Eindringtiefe der Induktion hängt von der Frequenz der
Wechselspannung ab. Je höher die Frequenz, desto geringer
die Eindringtiefe (Skin-Effekt). Die Temperatur und die
Einwärmtiefe kann somit über die Frequenz, die Stromstärke
im Induktor und die Dauer der Stromzufuhr beeinflusst
werden. Im Gegensatz zu anderen Erwärmungsverfahren
wird die Wärme im Material selbst erzeugt, muss also nicht
durch Konvektion oder Strahlung übertragen werden. Dies
hat den Vorteil, dass bei gleicher übertragener Leistung bei
der induktiven Erwärmung eine deutlich geringere Überhitzung
der Oberfläche entsteht. Somit kann mit sehr hohen
Leistungsdichten gearbeitet werden. Um zu verhindern, dass
sich das Werkstück durch Wärmeleitung vollständig durchwärmt,
ist die Dauer der Stromzufuhr kurz. Somit sind bei
kleinen Einwärmtiefen verfahrensbedingt Prozesszeiten von
nur wenigen Sekunden möglich.
Durch das Induktionsprinzip wird das Material auf eine
Temperatur oberhalb der werkstoffabhängigen A 3 -Temperatur
erwärmt. Dabei wandelt sich das bei Raumtemperatur
vorliegende α-Eisen (Ferrit) in γ-Eisen (Austenit) um, in dem
wesentlich mehr Kohlenstoff aus den vorhandenen Karbiden
gelöst werden kann als im Ferrit. Aus diesem Grund muss ein
Stahl mindestens 0,2 % Kohlenstoff enthalten, um gehärtet
werden zu können. Anderenfalls muss in einem vorgeschalten
Prozessschritt entsprechend aufgekohlt werden.
VORTEILE DES ROTATORISCHEN INDUK-
TIVEN RANDSCHICHTHÄRTENS
Das rotatorische Induktionshärten hat sich weltweit zum
Standard in den Motorenwerken entwickelt. Während es
in Europa seit Jahrzehnten eingesetzt und weiterentwickelt
wurde, haben die Motorenbauer in den asiatischen
Ländern, allen voran China, dieses Verfahren von ihren
westlichen Joint-Venture-Partnern übernommen und in
ihre zahlreichen neuen Werke integriert. Die zunehmende
Bauteil-Minimierung von Motorenkomponenten, die durch
die steigenden Benzinpreise und CO 2 -Reduzierungszwänge
weltweit gefordert wird, führt aktuell auch zu einer
Kehrtwende in den NAFTA-Ländern. Während dort in der
Vergangenheit vorwiegend ungehärtete, dafür aber große
Kurbelwellen in großvolumigen Motoren eingesetzt wurden,
kommen auch dort zunehmend rotatorisch induktiv
gehärtete Kurbelwellen mit deutlich kleineren Abmessungen
zum Einsatz. Diese meist aufgeladenen 3- oder
4-Zylinder-Motoren stehen ihren großen Vorgängern dabei
leistungsmäßig in nichts nach.
Voraussetzung für diese Entwicklung waren die klaren
Vorteile des rotatorischen Verfahrens, bei der die Kurbelwelle
zwischen Futter und Spitze gespannt, in eine Drehbewegung
versetzt, mit Halbschalen-Induktoren erwärmt und mit einer
integrierten Brause anschließend abgeschreckt wird.
Beim Rotationshärten dreht sich die PKW-Kurbelwelle
mit 30–60 U/min unter einem Halbschaleninduktor (Bild 2).
So wird der gesamte Umfang der Lagerstelle in gleicher,
reproduzierbarer Tiefe auf Austenitisierungstemperatur
gebracht – eine zwingende Voraussetzung für die Ausbildung
einer gleichmäßig ausgebildeten Härtezone.
Anschließend stehen für den ebenso kritischen
Abschreckprozess nahezu 360° Umfangswinkel (davon
180° mit forcierter Abschreckung durch Brausen) zur Verfügung,
so dass sichergestellt werden kann, dass die kritische
38 elektrowärme international 1-2013

FACHBERICHTE
Abkühlgeschwindigkeit zur Erzeugung eines homogenen
martensitischen Gefüges auch tatsächlich erreicht wird.
Ein geometrisches Kennzeichen einer Kurbelwelle sind die
unterschiedlichen Masseverhältnisse am Umfang der Lager,
vor allem der Hublagerstellen. Während am oberen Totpunkt
seitlich kaum Material ist, befinden sich am unteren Totpunkt
des gleichen Lagers auf beiden Seiten die Wangen des Hublagers.
Da beim Induktionshärten, wie beschrieben, die Wärme
im Bauteil selbst erzeugt wird, führt die Verteilung der Masse
in der Nähe der Erwärmungszone zu einem unterschiedlich
ausgeprägten Wärmefluss, der zwangsläufig zu unterschiedlichen
Temperaturen führt. Um das zu vermeiden, erlaubt das
Rotationshärten sogenanntes „Power Pulsing“. Hierbei können
in Abhängigkeit der Winkellage des Lagers immer die optimale
Energiemenge zugeführt und somit immer gleichbleibende
Erwärmungsbedingungen erzeugt werden. Am oberen Totpunkt
des Hublagers wird dementsprechend weniger Energie
zugeführt, weil auch weniger in die Umgebung abfließen
kann, am unteren Totpunkt dafür mehr, um den Wärmefluss
in die Wangen auszugleichen.
Mit dem beschriebenen, exakt steuerbaren rotatorischen
Bearbeitungsprozess ist nicht nur ein reproduzierbares
Härteergebnis sichergestellt, sondern auch der Verzug
der Kurbelwelle minimiert. Dieser ergibt sich durch das
lokale Materialwachstum im Erwärmungsbereich, insbesondere
bei der Radienhärtung. Der Verzug wird durch
eine Kombination aus Verzugssimulation, intelligenter Härtereihenfolge
der Lagerstellen, gezielte Leistungssteuerung
(Power Pulsing) und speziellen mechanischen Werkstückführungen
minimiert. In der Folge ergeben sich verzugsarme
Kurbelwellen mit exakt gehärteter Randschicht und
den gewünschten Gefügeeigenschaften [1].
Zusammenfassend ist festzuhalten, dass das induktive
Rotationshärten die beiden kritischen Teilprozesse „Erwärmen
über Austenitisierungstemperatur“ und „Abschrecken
mit der erforderlichen Abkühlrate“ zur reproduzierbaren
Ausbildung des Martensits sehr kontrolliert beherrscht.
Während man für den Abschreckprozess auf die
klassischen Prozessüberwachungen der Temperatur,
Zusammensetzung, Sauberkeit sowie des Durchflusses
des Abschreckmittels zurückgreift, hat SMS Elotherm für
den Erwärmungsprozess ein Verfahren entwickelt, das
die für die Austenitisierung des Werkstücks notwendige
Energie prozesssicher ermittelt.
Hier findet die patentierte Werkstückwirkleistungsmessung
[2] ihre Anwendung. Mit dieser ist es möglich, genau zu
überwachen, welche elektrische Leistung tatsächlich in das
Werkstück induziert und folglich in Wärmeenergie umgewandelt
wird. Kennzeichen dieses Systems ist die Berücksichtigung
der gesamten Verlustleistung zwischen Energieeinspeisung
und Induktor, so dass die effektive Wirkenergie als Kenngröße
für die Qualität des Aufheizprozesses nicht nur angezeigt,
sondern auch protokolliert wird. Im Vergleich zu anderen
ROTATIONSHÄRTEN VS.
DREHUNGSFREIES STANDHÄRTEN:
EIN VERFAHRENSVERGLEICH
Das Rotationshärten hat sich weltweit als Standardverfahren für die
Kurbelwellenhärtung etabliert.
Daneben hat sich mit dem drehungsfreien Standhärten ein Verfahren entwickelt,
bei dem die Lagerstellen der Kurbelwelle, von nahezu umschließenden
Induktoren erwärmt werden.
Während dieses Verfahren einerseits durch einen einfacheren Maschinenbau
besticht, da das Bauteil nicht in Rotation versetzt werden muss,
bestehen andererseits prozesstechnische Einschränkungen bei der Erreichung
eines homogenen, martensitischen Gefüges.
Verfahrensbedingt ist eine gleichmäßige Erwärmung nur eingeschränkt
möglich, da die spezielle Induktorausführung für eine gleichmäßige
Erwärmung nicht optimal ist bzw. über die fehlende Rotation zu keiner
Vergleichmäßigung der Erwärmungszone beigetragen wird.
Zudem behindert der Induktor den freien Zugang des Abschreckmediums
zur Lagerstelle, was zu unkontrollierter Abkühlung führt und damit die
Martensitbildung behindern kann. Beide Teilprozesse, also Austenitisieren
und Abschrecken, können beim Rotationshärten optimal aufeinander
abgestimmt werden, um eine reproduzierbare, homogene Härtezone
auszubilden.
Während beim drehungsfreien Standhärten verfahrensbedingt nur eine
Leistung für die Erwärmung verwendet werden kann und somit immer
ein Kompromiss gesucht werden muss, damit der Werkstoff am oberen
Totpunkt nicht überhitzt und am unteren Totpunkt ausreichend warm
wird, erlaubt die winkelabhängige Leistungssteuerung (Power Pulsing)
beim Rotationshärten den jeweils optimalen Energieeintrag.
Im direkten Vergleich der beiden Verfahren zeigt sich zudem, dass das
rotatorische Härten deutlich weniger zu einer lokalen Überhitzung im
Bereich der Öllöcher neigt und eine gleichmäßigere Gefügeumwandlung
über dem Lagerquerschnitt bewirkt.
Die beschriebenen Möglichkeiten zur Reduzierung von Verzügen der
Kurbelwellen beim Rotationshärten, wie Leistungssteuerung, spezielle
Werkstückaufnahmen oder geeignete Härtereihenfolgen, sind beim
Standhärten so nicht gegeben. In der Folge sind deshalb beim drehungsfreien
Härten größere Verzüge zu erwarten, die nicht zuletzt zu einer
azentrischen Positionierung im Induktor und letztlich zu größerem Werkzeugverschleiß
führen.
Zusammenfassend überwiegen somit die prozesstechnischen Vorteile des
Rotationshärtens und rechtfertigen einen etwas aufwendigeren Maschinenbau,
so dass sich dieses Verfahren bei nahezu allen Motorenbauern
weltweit durchgesetzt hat.
1-2013 elektrowärme international
39

FACHBERICHTE
Systemen, die lediglich die Umrichterausgangsleistung messen,
gestattet die werkstückbezogene Protokollierung der
Wirkleistung eine 100-prozentige Kontrolle ohne die sonst
unerlässliche werkstückzerstörende Qualitätsprüfung.
Insbesondere für kritische Bauteile wie Kurbelwellen
wird dem Motorenbauer ein System an die Hand
gegeben, das die hohen Anforderungen moderner
Qualitätsaudits ebenso erfüllt wie die Bedingungen
an lückenlose Teilerückverfolgung.
Bild 2: Halbschaleninduktor zum induktiven Randschichthärten
von Kurbelwellen
Bild 3: EloCrank für PKW-Kurbelwellen
(Quelle: SMS Elotherm)
Bild 4: EloCrank XL für Großkurbelwellen
(Quelle: SMS Elotherm)
VON DER ELOCRANK
ZUR ELOCRANK XL
Durch die unterschiedlichen Anwendungen von Kurbelwellen,
angefangen in Kleinmotoren für Gartengeräte über
PKW- und LKW-Motoren, Diesellokomotiven bis hin zu Generatoren
und Schiffsdieseln hat sich eine entsprechende Vielzahl
unterschiedlicher Größen und Geometrien entwickelt.
Dementsprechend gibt es unterschiedliche Kurbelwellenhärtemaschinen,
die aber durch ihre modulare Bauweise
jeweils einen großen Geometriebereich abdecken.
Die EloCrank von SMS Elotherm ist ein typisches Beispiel
für eine flexible Induktionshärtemaschine für PKW-Kurbelwellen
unterschiedlicher Größe. Flexibel hinsichtlich der Länge
und des Hüllkreises der Kurbelwelle können in Abhängigkeit
der Produktionsstückzahlen sowohl die Anzahl der Bearbeitungsstationen
als auch die Anzahl der individuellen Induktoren
gewählt werden.
Der modulare Aufbau und das Werkzeugmaschinendesign
mit Möglichkeiten der Prozesseinsicht und einer bedienerfreundlichen
Menüführung werden ergänzt durch dem Fertigungsfluss
der Motorenbauer angepasste Belademöglichkeiten.
Neben dem klassischen Hubbalkentransport stehen
Shuttlelösungen bzw. Direktbeladung in die Maschine durch
ein Portal zur Auswahl.
Automatisch umrüstbar auf unterschiedliche Werkstücke
können so auf einer Maschine mit zwei Härtestationen (Bild 3)
beispielsweise 4-Zylinder-Kurbelwellen in rund 30 Sekunden
Taktzeit gehärtet werden. Auch sind unterschiedliche Anlassprozesse
zur Reduzierung der Restspannungen wie induktives
Anlassen oder Anlassen aus der Restwärme möglich.
Für Kurbelwellen aus dem LKW-Bereich steht die EloCrank
L. Der wesentliche Unterschied ist neben der Möglichkeit,
Kurbelwellen bis 1.500 mm zu härten, vor allem der linear
verfahrbare Schlitten mit den Induktoren. Damit kann man
sehr flexibel auf unterschiedliche Stückzahlanforderungen
reagieren, da sowohl mit einer Minimalausstattung an Induktoren
für den sukzessiven Härteprozess, als auch mit einer
Werkzeug-Vollbestückung von 13 Transformator-Induktor-
Einheiten gefahren werden kann.
Für Großkurbelwellen steht ein modularer Baukasten an
induktiven Härtemaschinen aus der EloCrank XL-Reihe zur
Verfügung. Vor allem unterschiedlich lange Maschinenbetten
ermöglichen damit das sukzessive Härten von Kurbelwellen
40 elektrowärme international 1-2013

FACHBERICHTE
bis 12 m Länge und 8 t Stückgewicht. Damit können zum
Beispiel Kurbelwellen für Schiffsantriebe, Lokomotiven oder
für ortsfeste Aggregate wie Generatoren, Kompressoren und
Pumpen induktiv gehärtet werden (Bild 4).
Je nach Kundenanforderung können investitionsschonende
Grundausstattungen oder höhere Ausbaustufen für deutlich
verkürzte Taktzeiten gewählt werden. Möglich sind Bestückungen
mit bis zu sechs Transformator-Induktor-Einheiten
sowie der Betrieb von zwei separaten Frequenzumrichtern,
den Leistungsversorgern der Induktion, zum parallelen Härten
von zwei Lagerstellen.
Der Härteprozess ist für alle Lagerstellen separat einstellbar
und erfolgt vollautomatisch.
Im Folgenden werden auf einen induktiven Härteprozess
einer Großkurbelwelle mit hinterschnittenen Radien näher
eingegangen und die Besonderheiten erläutert.
ANWENDUNGSBEISPIEL GROSSKURBEL-
WELLEN AUF DER ELO CRANK XL
Das Standardhärteverfahren für viele Großkurbelwellen
ist nach wie vor die Laufflächenhärtung. Dabei wird nur
die zylindrische Außenfläche der Lagerstelle gehärtet. Die
Induktoren haben Kupferheizschleifen, deren aktiver Teil aus
einem einzigen Profil gefertigt wird und vor allem im Bereich
der Queräste wirkt. Die wärmebeeinflusste Zone beschränkt
sich auf das Lager und wirkt nicht in den Bereich der Lagerwangen,
wodurch kein nennenswerter Verzug der Kurbelwelle
beim Härten auftreten kann. Die Laufflächenhärtung
ist im Wesentlichen eine Verschleißhärtung mit zusätzlicher
Stabilisierung gegenüber Torsionsbeanspruchungen.
Die Härtung der Radien zusammen mit der Lauffläche
als zweites Verfahren dient der weiteren Aussteifung der
Kurbelwelle, insbesondere gegen eine Biegewechselbeanspruchung.
Die Induktoren müssen stärker an die zusätzlichen
Härteanforderungen in den Radien angepasst werden
und bestehen aus komplexen Kupferheizschleifen, wobei
insbesondere die radiusseitigen Heizleiteräste Feldkonzentratoren
haben. Die Radienhärtung erfordert mehr Leistung
und kann zu einem Verzug der Welle führen. Bei Wahl einer
geeigneten Härtefolge kann dieser Wert aber auf einen
Betrag unterhalb des Schleifaufmaßes reduziert werden.
Die Hinterschnitthärtung ist eine Weiterentwicklung der
Radienhärtung. Im Bereich der Großkurbelwellen werden
typischerweise seit Langem erprobte Werkstückgeometrien
verwendet, die aber bisher meist nur vergütet und
teilweise zusätzlich nitriert werden. Dort sind auch Hinterschnittradien
zu finden.
Mit steigender mechanischer Belastung einer Kurbelwelle
können die Radien zu Schwachpunkten werden. Eine weitere
Vergrößerung der Radien zur Absenkung der Spannungsüberhöhung
verbietet sich aber oft wegen der Reduzierung der
nutzbaren Lagerfläche, so dass die vergrößerten Radien auf
Kosten der Wangen eingestochen, also hinterstochen werden.
Besteht die Anforderung der Hinterschnitthärtung, muss der
Induktor in den Hinterschnitt eintauchen und den dortigen
Radius aufheizen (Bild 5).
Die vorliegenden Härteergebnisse zur Hinterschnitthärtung
erfolgten auf einer EloCrank XL mit einer installierten
MF-Leistung von 1.200 kW. Die Leistung wird durch zwei
600-kW-Umrichter bereitgestellt, die in einem Frequenzbereich
von 2,5–10 kHz arbeiten. Dieser Leistungs- und Frequenzbereich
erlaubt es, sich an unterschiedliche Härteanforderungen
anzupassen.
Die Anlage verfügt über vier Transformator-Induktor-Einheiten:
zwei große Blocktransformatoren für eine gute Lagestabilität
und hohe Leistung, sowie zwei Scheibentransforma-
Bild 5: Beispielhafte Magnetfeldausbreitung im Hinterschnitt
Bild 6a: Härtezone mit einseitigem Hinterschnitt
Bild 6b: Härtezone für beidseitigen Hinterschnitt
1-2013 elektrowärme international
41

FACHBERICHTE
Bild 7a: Lage des Induktors im Hinterschnitt
(Bauteil wurde dafür aufgeschnitten)
Bild 7b: Aufheizbild des Hinterschnittinduktors
toren für kleinere Lagerstichmaße und mittlere Leistungen.
Die Maschine erlaubt den automatischen Betrieb mit bis
zu vier unterschiedlichen Induktoren, so dass für normale
Großkurbelwellen eine vollautomatische Härtung ohne
Induktorwechsel möglich ist. Die Kurbelwelle wird einseitig
in einem kardanischen Futter gehalten und liegt auf bis zu
vier Prismenböcken auf, die in Abhängigkeit der Härteposition
programmgesteuert motorisch angestellt werden.
Bild 6a zeigt die Härtezone einer einseitigen Hinterschnitthärtung,
wobei hier der Induktor zunächst auf das Lager
abgesenkt wird und dann axial in den Hinterschnitt gefahren
wird. Die beidseitige Härtung in Bild 6b ist demgegenüber
deutlich aufwendiger, da der Heizleiter beide Hinterschnitte
erwärmen muss.
Bild 7a und Bild 7b zeigen die Lage des Induktors in
einem zur besseren Darstellung aufgeschnittenen Werkstück
und den Heizvorgang. Zu erkennen ist die besondere Ausführung,
um in den Radienbereich eintauchen zu können, und die
Bestückung mit Feldkonzentratoren zur gezielten Erwärmung.
FAZIT
Die Mobilisierung breiter Bevölkerungsschichten weltweit
einerseits und die Verknappung fossiler Ressourcen verbunden
mit der Notwendigkeit nachhaltig emissionsärmerer Technologien
andererseits führen zu einer wachsenden Bedeutung
moderner Motorenauslegungen. Deren Miniaturisierung
bedingt zunehmend kompaktere Motorenkomponenten
– ein Trend, der auch die Kurbelwelle nicht ausschließt.
Somit nehmen die spezifischen Belastungen dieser Kurbelwellen
zu, so dass dem Verfahren des induktiven Härtens
der Lagerstellen eine immer größere Bedeutung zukommt.
Prozessbedingt hat sich das induktive Rotationshärten bei
allen Motorenbauern durchgesetzt, da so auf wirtschaftliche
Weise reproduzierbare Qualitätsergebnisse erzielt werden
können. Das beruht im Wesentlichen auf der exakt kontrollierten
Abstimmung der beiden Teilprozesse zur Erzeugung
eines homogenen martensitischen Materialgefüges: dem Austenitisieren
der Lagerstellen und dem gezielten Abschrecken.
Neben der Vielzahl der Kurbelwellentypen für den automobilen
Einsatz kommt den Großkurbelwellen für stationäre
und mobile Anwendungen zu Wasser und zu Lande
immer größere Bedeutung zu, da diese Großmotoren in
vielen Fällen zum ressourcenschonenden Transport großer
Menschenmengen oder Gütervolumina eingesetzt werden.
Zukünftig werden wahrscheinlich auch die konventionellen
2-Takter-Dieselaggregate in der Schifffahrt durch moderne
Gasmotoren ersetzt, die wiederum durch die spezielle Zündcharakteristik
höhere Anforderungen an die Festigkeit der
Kurbelwellen stellen, welche durch das induktive Rotationshärten
zu erreichen ist.
Somit stellt das Verfahren der induktiven Härtung der
Lagerstellen, mit oder ohne hinterschnittene Radien, einen
wichtigen Beitrag zur umweltschonenden Mobilisierung der
Weltbevölkerung dar.
LITERATUR
[1] Dappen, S.; Amiri, F.: Verzugsminimiertes Induktionshärten
von Kurbelwellen. elektrowärme international (2008) Nr. 3
[2] Vorrichtung und Verfahren zum induktiven Erwärmen von
Werkstücken. SMS Elotherm Patent EP 0 427 879 B1
AUTOREN
Dr.-Ing. Stefan Dappen
SMS Elotherm GmbH
Remscheid
Tel. 02191/891-204
s.dappen@sms-elotherm.com
Dipl.-Wirtsch.-Ing. Dirk M. Schibisch
SMS Elotherm GmbH
Remscheid
Tel.: 02191 891-300
d.schibisch@sms-elotherm.com
42 elektrowärme international 1-2013

FACHBERICHTE
Induktive Bolzenerwärmung für
Strangpressanwendungen
von Stefan Beer
Die induktive Erwärmung von großformatigen Aluminiumbolzen bei modernen Strangpresslinien bietet erhebliche
prozesstechnische Vorteile. Dabei nimmt der Anteil an Sonderlegierungen, bei gleichzeitig immer kleineren Produktionslosgrößen,
immer weiter zu, was eine Verbesserung und höhere Flexibilität in der Prozessführung notwendig macht.
Dieser Bericht beschreibt ein Anlagenkonzept, das vor kurzem bei einer der weltweit größten Aluminiumstrangpressen
in Betrieb genommen wurde.
Inductive ingot heating for extrusion press applications
Inductive heating of large-format aluminium ingots on modern extrusion press lines generates significant processengineering
benefits. In addition, the proportion of special alloys processed is continuously increasing, accompanied
simultaneously by ever smaller production batches, both of which are factors necessitating improvement of and greater
flexibility in process-cycle control. This report examines a system concept recently commissioned on one of the world's
largest aluminium extrusion presses.
Das Strangpressen ist ein Umformverfahren zum
Herstellen von Stäben, Drähten, Rohren und unregelmäßig
geformten Profilen. In diesem Verfahren
wird ein auf Umformtemperatur erwärmter metallischer
Bolzen mit einem Stempel durch eine Matrize gedrückt.
Im Bild 1 ist der Strangpressprozess beim direkten Pressverfahren
schematisch dargestellt.
Das Verfahren wird aber vor allem für Aluminium und
Aluminiumlegierungen, Kupfer und Kupferlegierungen
angewendet. Strangpressanwendungen für Sonderwerkstoffe
wie Titan-, Stahl- oder Magnesiumlegierungen haben
einen erheblich geringeren Verbreitungsgrad.
Die Vorteile des Strangpressverfahrens liegen darin, komplexe
Profilformen auch aus schwer umformbaren Werkstoffen
herstellen zu können, bei gleichzeitig relativ geringen
Werkzeugkosten. Dadurch ist gerade bei kleinen Losgrößen
das Strangpressverfahren sehr flexibel und wirtschaftlich.
Aufgrund der wirtschaftlichen Entwicklung verzeichnete
in den letzten Jahren insbesondere China einen
überdurchschnittlichen Bedarf an Großpressen. Die
damit herzustellenden Großprofile werden vor allem
für den Bau von Schienenfahrzeugen eingesetzt (Bild 2).
Mit Hilfe der Großprofilbauweise lassen sich hier leichte
Fahrzeuge wirtschaftlich herstellen. Zur Herstellung
dieser Großprofile sind natürlich auch Strangpressen mit
entsprechender Presskraft notwendig.
Werkzeug
Pressbolzen
Rezipient
Pressstempel
Bild 1: Schematische Darstellung Strangpressprozess
(Quelle: Schmidt + Clemens GmbH + Co. KG)
1-2013 elektrowärme international
43

FACHBERICHTE
Bild 2: Typische Aluminium-Großprofile für Schienenfahrzeuge
(Quelle: Jilin Liyuan Aluminium Profiles Ltd.)
Bild 3: Werksvormontage der 150 MN bei SMS Meer GmbH
in Mönchenglachbach (Quelle: SMS Meer GmbH)
Bild 4: Aufheizdiagramm
Wenn man den Begriff „Großpresse“ oberhalb von
75 MN Presskraft definiert, dann arbeiten bereits jetzt
in China weitaus mehr Strangpressen in diesem Leistungsbereich
als in der übrigen Welt zusammen. An
Großpressen, die hochfeste Legierungen und/oder sehr
schwere Bolzen verarbeiten, kommen die Vorteile der
induktiven Erwärmung – ihre große Flexibilität und die
hohe Leistungsdichte bei geringem Platzbedarf – in
besonderem Maße zur Geltung [1].
Es gibt im Leistungsbereich bis 100 MN wenige Anlagen,
die sogenannte Kombinationslösungen, bestehend
aus Gas- und Induktionstaperofen, einsetzen. Allerdings
ist der Ausnutzungsgrad des Induktionsofens bei diesen
Blockabmessungen eher ungünstig. Der Induktionsofen
wird hier nur für einen kurzen Zeitanteil mit Volllast
betrieben. Der größte Anteil innerhalb eines Heizzyklus
entfällt auf das Ausgleichen und Durchwärmen. Der
Durchsatz ist hier allein durch die Wärmeleiteigenschaft
des Einsatzgutes bestimmt.
Die Randbedingungen, denen ein Presswerk Rechnung
tragen muss, unterscheiden sich möglicherweise signifikant.
Unterschiedliche Losgrößen, das Spektrum zu verarbeitender
Werkstoffe, angestrebtes Marktsegment, wirtschaftliche
Überlegungen – diese und eine Reihe weiterer
Punkte müssen bei der Festlegung der jeweils richtigen
Erwärmungsstrategie berücksichtigt werden.
Die richtige Bolzentemperatur ist von zentraler Bedeutung
für einen wirtschaftlichen und qualitätsgerechten
Strangpressbetrieb. Die Problematik des Aufwärmprozesses
unterscheidet heute in der Regel zwei Teilaufgaben:
die Erwärmung des Bolzens auf Presstemperatur und
die Erzeugung eines axialen Temperaturprofils (Taper),
welches die Erwärmung während des Umformprozesses
derart kompensiert, dass ein isothermischer Pressprozess
erreicht wird [1].
Insbesondere die kopfseitige Blocktemperatur ist
wichtig, da hier bei komplexen Profilstrukturen zu
Beginn des Pressvorganges erhebliche mechanische
Belastungen auf das formgebende Werkzeug entstehen.
Gleichzeitig sorgt der axiale Gradient für eine höhere
Produktivität sowie für ein konstantes Temperaturprofil
im Aluminiumstrang am Pressenauslauf.
In den letzten Jahren sind die prozesstechnischen Anforderungen
der Temperaturführung bei der Erwärmung von
Aluminiumbolzen stetig gestiegen. Ebenso ist aufgrund
einer immer höheren Bandbreite, bezüglich Einsatzmaterialien
und Losgrößen letztlich eine erheblich stärkere
Flexibilität bei den Erwärmungsöfen gefordert [2].
Angesichts dieses Anforderungsspektrums ist der Einbolzen-Induktionsofen
besonders bei größeren Strangpressanlagen
die bevorzugte Wahl. Sein wichtigster Vorteil
ist die im Gegensatz zum Gasofen große Flexibilität
bei gleichzeitig geringem Platzbedarf. Dabei wiegen
44 elektrowärme international 1-2013

FACHBERICHTE
Bild 5: Anlagenansicht induktive Blockerwärmung für 150 MN Strangpresse
die Vorteile einer flexiblen und
reproduzierbaren Erwärmung die
etwas höheren Energiekosten im
Vergleich zu einer ausschließlich
gasbeheizten Blockerwärmungsanlage
auf [2].
Bei den sogenannten Großpressen
sind aufgrund der enormen
Abmessungen und hohen spezifischen
Leistungsdichten viele
Details zu beachten, um im Dauerbetrieb
zuverlässig die Anforderungen
erfüllen zu können.
Gerade in diesem Leistungsbereich
hat im Jahr 2012 die größte
Rohr- und Strangpresse moderner
Bauart mit einer Presskraft von 150
MN weltweit für Aufmerksamkeit
gesorgt. Diese Anlage wurde bei
dem chinesischen Unternehmen
Yankuang Alumininum in Shandong Province im vergangenen
Jahr installiert und in Betrieb gesetzt (Bild 3).
In der Zwischenzeit befindet sich eine zweite 150
MN Strangpresse in der Inbetriebnahmephase und für
2014 ist in China sogar eine 160 MN Strangpresse mit
Blocklängen von bis zu 2.500 mm geplant.
Bei der hier vorgestellten Anlage werden Blockdurchmesser
von 550, 638 und 785 mm bei einer maximalen
Länge von 2.000 mm erwärmt. Das maximale Blockstückgewicht
beträgt ca. 2.620 kg bei einer Gesamtoberfläche
von 5,9 m 2 .
Die Anwärmleistungen variieren aufgrund des Produktspektrums
von 2.000 kg/Stunde bis 10.000 kg/Stunde.
Dies allein veranschaulicht die Anforderungen an die
Erwärmungsanlage (Bild 4). In diesem Fall ist nicht allein
das Erwärmungskonzept, sondern darüber hinaus das
spezielle, individuell zugeschnittenen Fördertechnikkonzept
in Verbindung mit der Prozessdatenverarbeitung
ausschlaggebend gewesen (Bild 5).
Durch den Einsatz moderner mehrzoniger IGBT-
Umrichter (Bild 6) lassen sich die einzelnen Spulensegmente
mit individuellen Sollwertvorgaben ansteuern.
Aufgrund des kleinen Verhältnisses der Eindringtiefe
zum Blockdurchmesser muss sichergestellt werden, dass
Bild 6: IGBT Umrichteranlage Bauart IAS ITN-3
1-2013 elektrowärme international
45

FACHBERICHTE
Bild 7: Ansicht Ofenanlage/Tragschalenkonzept
Bild 8: Rückwärtige Ofenansicht mit Zuführrollgang und Feldverteiler
hier die Leistungsdichte nicht zu groß wird. Speziell bei
Legierungen mit schlechten Wärmeleitziffern entstehen
hier extreme radiale Temperaturunterschiede, die unter
Umständen auch zu einer Rissbildung führen können.
Aus diesem Grund ist hier eine radiale Temperaturgradientenregelung
vorhanden, um den Prozessanforderungen
Rechnung zu tragen. In dem aus der Prozessdatenbank
erstellten Diagramm (Bild 4) kann man erkennen,
dass hier die Leistungsregelung einen axialen Temperaturunterschied
von bis zu 90 °C bewirkt.
Die Anlage verfügt über zwei 6-zonige IGBT-Umrichter
mit einer maximalen Leistung von jeweils 1.900 kW. Um die
Leitungsverluste so gering wie möglich zu halten, ist die Kompensationseinheit
so dicht wie möglich an der Spule installiert.
Weiterhin gab es die Aufgabenstellung, das Blockhandling
möglichst ohne Beschädigungen, wie Riefen oder
Kratzer auszuführen, da sich dies negativ auf das Produkt
auswirken kann. Aus diesem Grund erfolgt das Blockhandling
mit zwei Überkopfmanipulatoren, und der Bolzen wird
mit einem sogenannten Tragschalensystem in die Spule
eingeschoben (Bild 7).
Hierbei ist es wichtig, die erhebliche Wärmeausdehnung
des Einsatzgutes zu kompensieren. Bei einer Blocklänge
von bis zu 2.000 mm beträgt die Wärmedehnung
von der kalten bis zur gewünschten Presstemperatur ca.
25 mm. Gleichzeitig muss sichergestellt werden, dass der
Bolzen während des Erwärmungsvorgangs exakt in der
Spule fixiert ist. Um dies sicherzustellen, wird der Bolzen
bei reduzierter Leistung auf der Feldverteilerseite kurz
entspannt. Der sogenannte Feldverteiler ist rückwärtig
angeordnet (Bild 8) und ist funktionstechnisch ein wassergekühlter
Dummy, der ungewünschte Feldeinflüsse
aufgrund ungünstiger Blocklängen kompensiert. Hier ist
im Nennbetrieb je nach Blocklänge eine unerwünschte
Verbraucherquelle vorhanden. Aus diesem Grund ist der
Feldverteiler auf eine halbe Zonenlänge begrenzt, und
die beeinflusste Zone wird mit geringeren Sollwerten
beaufschlagt, um hier die Verluste zu minimieren.
FAZIT
Aufgabenstellungen dieser Art beinhalten immer hohe
Anforderungen an die jeweiligen Baugruppen. Auch wenn
bei den Großpressen langsam das Marktpotential erfüllt ist,
sind solche Installationen wichtig für die Weiterentwicklung
bestehender Anlagentechnik und spezieller Produktionsverfahren.
Solche Sonderanlagen stellen schon aufgrund
des speziellen Anwendungsprofils immer eine Ausnahme
dar, aber gerade die erfolgreiche Umsetzung solch einer
extremen Aufgabenstellung zeigt die Leistungsfähigkeit
der induktiven Erwärmungstechnik.
LITERATUR
[1] Johne, P.: Bolzenerwärmung an Großpressen. Aluminium
10/2011, S. 20–24
[2] Beer, S.: Optimale Bolzenerwärmung im Strangpressbetrieb.
Aluminium 80 (2004) 5
AUTOR
Dipl.-Ing. Stefan Beer
I.A.S. Induktions-Anlagen + Service
GmbH + Co. KG
Iserlohn
Tel.: 02371/434630
s.beer@ias-gmbh.de
46 elektrowärme international 1-2013

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FACHBERICHTE
Induktives Härten von Tellerund
Antriebskegelrädern
von Marcus Nuding, Christian Krause
Wegen der immer größer werdenden Forderung nach Energie-, Zeit- und Kostenersparnissen und im Hinblick auf
umweltbewusstere Fertigungsverfahren wird ein SDF ® -(Simultaneous-Dual-Frequency-)Induktionserwärmungsverfahren
zum konturnahen Härten von Tellerrädern und Antriebskegelrädern vorgestellt. Mit diesem verzugsarmen Härteprozess
können nachfolgende Hartbearbeitungsschritte, beispielsweise das Richten, Schleifen oder Läppen, verkürzt werden
oder komplett entfallen. Somit ergibt sich ein großes Einsparpotential von Energie und vor allem Zeit und Kosten.
Inductive hardening of ring gears and pinions
Because of the expanding demand for energy, time and cost savings, and in terms of environmentally conscious manufacturing
processes, a SDF ® (Simultaneous Dual Frequency) induction heating process for close contour hardening of
ring gears and pinions is presented. With this low-distortion hardening process, subsequent hard machining steps such
as straightening, grinding or lapping can be reduced or completely eliminated. This results in large savings of energy
and especially time and costs.
Tellerräder und Antriebskegelräder (Bild 1) sind
Bestandteile von Kegelradgetrieben. Ihre Aufgabe
ist die Übertragung von Drehmomenten zwischen
Getriebe und Antriebsrädern. Es gibt drei verschiedene
Grundformen: geradverzahnte, schrägverzahnte und spiralverzahnte
Kegelradgetriebe (Bild 2) [1]. Es werden die
spiralverzahnte Kegelradgetriebe betrachtet, da sie besondere
Sorgfalt bei der Induktorgeometrie und insbesondere
der Feldführungselemente benötigen.
BETRACHTUNG DES DERZEITIGEN
HÄRTEPROZESSES
Alle geometrischen Veränderungen eines Werkstückes
werden als Verzug bezeichnet. Da jeder Verzug kostspielige
Nachbearbeitungsprozesse nach sich zieht, wird versucht,
ihn so gering wie möglich zu halten. Zu den unvermeidbaren
Verzügen gehört beim martensitischen Härten die
Volumenzunahme des zu härtenden Bereiches. Durch thermische
Spannungen, Eigenspannungen und Bearbeitungsspannungen
werden vermeidbare Verzüge verursacht.
Diese werden umso höher, je länger die Härtetemperatur
gehalten wird [1, 2].
Ein bestehender Härteprozess für Kegelräder ist das
Aufkohlen, das mehrere Stunden (8–20 Stunden) dauern
kann [3].
Das Abschrecken kann dabei erheblich zum Verzug
Bild 1: Antriebskegelrad (links) und Tellerrad
1-2013 elektrowärme international
49

FACHBERICHTE
Bild 2: Formen von Kegelradgetriebe [1] Bild 3: Leidenfrost-Effekt [4]
beitragen. Durch die geometrischen Verhältnisse des
Kegelradgetriebes liegen am Zahnkopf und am Zahngrund
unterschiedliche Verhältnisse für die Umströmung des
Abschreckmediums vor.
Bei verdampfenden Abschreckmedien, wie wässrige
Polymerlösungen oder Öle, muss verhindert werden, dass
der Leidenfrost-Effekt zu stark zum Tragen kommt. Es darf
zu keiner ausgeprägten Dampfhautphase kommen. Falls
es jedoch zu einer Dampfhaut kommt, bildet sich mit
sinkender Temperatur die Kochphase und mit weiterer
Abkühlung die Konvektionsphase (Bild 3). Da diese
drei nacheinander folgenden Phasen unterschiedliche
Abkühlungsgeschwindigkeiten besitzen, erzeugen sie im
Bauteil einen inhomogenen Spannungszustand. Durch
die Zähne bzw. die Zahnlücken ist dort eine gleichmäßige
Umströmung nicht gegeben und es kann an diesen Stellen
zu festsitzenden Dampfblasen kommen, die lokal zu einer
niedrigeren Abkühlgeschwindigkeit und somit zu einer nicht
vollständigen martensitischen Umwandlung führen können.
Als Lösung können komplexe Badbewegungen eingesetzt
werden, um eine genügend hohe Umspülung innerhalb des
Abschreckmediums zu gewährleisten. Beim Induktionshärten
wird meistens mit einer wässrigen Polymerlösung gearbeitet.
Um dort den Leidenfrost-Effekt möglichst gering zu halten,
werden dem Werkstück entsprechend geeignete Brausen
mit angemessenem Lochbild eingesetzt.
Beim Einsatz von Abschreckmedien, die nicht direkt
durch die erwärmte Bauteiloberfläche verdampfen,
wie Salz- oder Metallschmelzen, kommt es nicht zu der
Problemstellung des Leidenfrost-Effektes. Der Einsatz dieser
Abschreckmedien ist aber aufgrund ihrer Umwelteinflüsse
bedenklich. Gase gehören zu den Abschreckmedien,
die einen von der Temperatur nahezu unabhängigen
Wärmeübergangskoeffizienten haben. Deren Abschreckgeschwindigkeit
fällt jedoch deutlich geringer aus.
Aufgrund dieser geringeren Abschreckintensität ist ihr
Einsatz durch die Masse des Werkstückes stark begrenzt [1].
Die Verzüge von Tellerrädern machen sich hauptsächlich
in einem Planschlag und einer unrunden Bohrung
bemerkbar. Falls die Tellerräder nach der Wärmebehandlung
nicht geschliffen oder hartgeschält werden, muss für einen
nachfolgenden Läppprozess gewährleistet sein, dass ein
ausreichend genauer Rund- und Planlauf vorhanden
ist. Dies kann nur beim Abschrecken unter Formzwang
(Fixturhärten) realisiert werden. Beim Fixturhärten wird
das auf Härtetemperatur aufgeheizte Tellerrad auf eine
Härtevorrichtung gebracht (Bild 4). Dabei wird es
über den Spreizdorn (3) auf die Grundplatte (2) gelegt.
Anschließend wird die Vorrichtung geschlossen, indem
der Dorn (4) den Spreizdorn mit einer definierten Kraft
weitet und nachfolgend die Planringe (5 und 6), ebenfalls
mit einer definierten Kraft, das Tellerrad niederhalten. Das
Abschreckmedium beginnt das Tellerrad zu umspülen,
sobald der Spreizdorn geweitet ist. Der geweitete
Spreizdorn sorgt für die Ausrichtung des Tellerrades und die
Fixierung der Tellerradbohrung. Durch die Planringe wird
gewährleistet, dass der Flansch sowie der Zahnkopfbereich
plan gehalten wird [1].
DAS SDF ® -VERFAHREN
SDF ® zeichnet sich, wie der Name (Simultaneous Dual Frequency)
schon sagt, dadurch aus, dass mit zwei Frequenzen
gleichzeitig mit einem Induktor gearbeitet werden
kann. Dabei gibt es drei Hauptparameter zum Einstellen
50 elektrowärme international 1-2013

FACHBERICHTE
des Härteprozesses: Leistungsanteil Mittelfrequenz (MF),
Leistungsanteil Hochfrequenz (HF) und Heizzeit. Diese Parameter
müssen für jedes Werkstück abgestimmt werden.
Das SDF ® -Verfahren hat zudem folgende Merkmale: kurze
Heizzeiten (zwischen 100 und 500 ms) und eine hohe Leistungsdichte.
Durch die kurzen Heizzeiten muss der Induktor
sehr genau dem Werkstück angepasst werden. Prinzipiell
lässt sich sagen, dass der MF-Anteil überwiegend im Zahngrund
und der HF-Anteil überwiegend im Zahnkopf wirkt.
Da sich diese zwei Leistungen unabhängig voneinander
einstellen lassen, kann mit dem SDF ® -Induktionsverfahren
und der Wahl der entsprechenden Parameter ein konturgetreues
oder konturnahes Härtebild bei einer Verzahnung
erzeugt werden. Weil nur eine kurze Zeit geheizt wird und
ein kleineres Volumen des Werkstückes gehärtet wird, führt
dies zu einem geringeren Verzug. Ein weiterer Vorteil der
kurzen Heizzeit ist die Bildung einer nur dünnen Zunderschicht,
die sich während des Heizvorganges bildet. Weil
diese sehr dünn ist, reduziert sich ihre Nachbearbeitung
oder sie entfällt ganz [3].
MIT SDF ® INDUKTIONSHÄRTE-
VERFAHREN GEHÄRTETES TELLERRAD
Ein konturnahes Härtebild ist zurzeit nur für Verzahnung
mit Modulen zwischen 1,8 und 5 möglich. Es ist immer
abhängig von der Zahngeometrie und muss für jedes Bauteil
eingerichtet und geprüft werden.
Da es sich bei dieser Betrachtung um Spiralverzahnungen
handelt, tritt der sogenannte „Fingernagel“-Effekt
deutlich in Erscheinung.
Das Erreichen einer konturnahen Härtung ist immer
noch kompliziert, wenn es sich um ein Werkstück mit
einer Schräg- oder Spiralverzahnung handelt, da beim
Induktionshärten solcher Verzahnungen in jedem Zahn
ein typisches asymmetrisches Härtebild beobachtet
werden kann. Auf einer Seite eines jeden Zahnes
erscheint eine weiche Zone, die „Fingernagel“ genannt
wird. Diese Stelle ist vorhanden, weil die induzierten
Ströme auf dem kürzesten Weg fließen, ohne diesen
Bereich zu beeinflussen. Dieser Effekt ist abhängig vom
Winkel dieser Verzahnung: je größer der Winkel ist,
desto größer ist auch die weiche Stelle. Ein typischer
Härteverlauf ist in Bild 5 zu sehen.
Numerische Simulationen haben gezeigt, dass die
Lösung dieses Problems erreicht werden kann, indem
man den Strom in die Richtung lenkt, die auch die
Zähne besitzen. Die Aufgabe ist es, einen Induktor zu
entwickeln, der den Strom wie oben erwähnt fließen
lässt und in der Lage ist eine ausreichende Menge
Energie (im Bereich von 10 kW/cm 2 ) zu übertragen.
Die Übertragung dieser Energiemenge in Zeiten
bis etwa 300 ms setzt voraus, dass die Kühlung des
Induktors sehr sorgfältig ausgelegt werden muss und
die Gesamtlänge des Induktors so kurz wie möglich
gehalten wird, um die Spannung an der Anschlussstelle
des Induktors zu verringern. Diese Designprobleme
wurden bisher noch nicht vollständig gelöst.
Ein weiterer Ansatz sieht vor, den Widerstand des
Werkstückes durch Anbringen von Feldkonzentratoren
auf der Ober- und Unterseite des Zahnrades zu modifizieren
(siehe Bild 6). Als Konsequenz werden die
magnetischen Feldlinien homogen in den Zahn gelenkt
und demzufolge die Erwärmungsasymmetrie reduziert [5].
Eine Methode, die die Härteasymmetrie in Schräg-
Bild 4: Härtevorrichtung Fixturhärten [1]
Bild 5: Härteverlauf entlang einer induktionsgehärteten
Schrägverzahnung
1-2013 elektrowärme international
51

FACHBERICHTE
verzahnungen komplett verhindert, ist noch nicht
bekannt und wird eine wichtige Entwicklungsaufgabe
für die nächsten Jahre.
Um das Schema aus Bild 6 zu erhalten und somit eine
Reduzierung des „Fingernagels“ zu bewerkstelligen
wurde dementsprechend eine Aufnahme konstruiert.
Der Induktor wurde der Schräge der Verzahnung
angepasst und die Abschreckbrause ist mit diesem
verbunden. Das Lochbild der Abschreckbrause wurde
ebenfalls dem Werkstück angepasst. Um die Stabilität
des Induktors zu gewährleisten und zu verhindern,
dass sich dieser durch die hohen elektromagnetischen
Kräfte während des Heizvorgangs bewegt, wurde diese
Induktor-Brause-Kombination mechanisch verstärkt. Der
Induktor selbst wurde auch mit Feldkonzentratoren
versehen, um seine Effektivität zu erhöhen.
Der Heizprozess gliedert sich in folgende Schritte:
Vorheizung, Einwirkzeit und Aufheizung auf Härtetemperatur.
Bei diesem Bauteil wird mit einer Vorwärmzeit
von unter einer Sekunde und einer SDF ® -Leistung
von ca. 300 kW gearbeitet. Der eingebrachten
Wärme wird eine entsprechende Zeit gegeben, um
sich gleichmäßig im oberflächennahen Bereich zu
verteilen. Anschließend folgt der Heizvorgang auf
Austenitisierungstemperatur mit einer Zeit von unter
300 ms und einer SDF ® -Leistung von ca. 2.000 kW. Um
beim eigentlichen Härtevorgang, also dem Abschrecken,
keine Risse zu erhalten, sollte das Abschreckmittel – eine
hochprozentige wässrige Polymerlösung – eine erhöhte
Temperatur besitzen. In Bild 7 sind zwei beispielhafte
Härtekonturen abgebildet.
Bild 6: Schema zur Reduktion des „Fingernagel“-Effektes [5]
MIT SDF ® INDUKTIONSHÄRTE-VERFAHREN
GEHÄRTETES ANTRIEBSKEGELRAD
Da das Antriebskegelrad ebenso wie das Tellerrad eine
Spiralverzahnung besitzt, spielt der „Fingernagel“-Effekt
hier ebenfalls eine Rolle. Bei dem Antriebskegelrad ist
die Verzahnung nicht wie beim Tellerrad flach angebracht,
sondern hat eine kegelige Form, daher lassen
sich die Feldkonzentratoren eher wie im Schema von
Bild 6 anbringen. Das Werkstück wird in eine formgerechte
Aufnahme gebracht. Der Induktor ist ein ein- oder
mehrwindiger Ringinduktor, dessen elektrisches Feld
zielgerichtet dem Antriebskegelrad angepasst wird. Der
Versuchsaufbau wird in Bild 8 dargestellt. Der Heizprozess
gliedert sich wie beim Tellerrad in dieselben
drei Bearbeitungsschritte. Die Aufheizung auf Austenitisierungstemperatur
liegt im gleichen Zeitbereich wie
beim Tellerrad und benötigt eine SDF ® -Leistung von ca.
700 kW. Da es sich hierbei um einen Innenfeld-Induktionsprozess
handelt, ist hier der thermische Wirkungsgrad
des Induktors deutlich höher als der des beim Tellerrad-
Prozess eingesetzten Induktors [6]. Die Windung bzw.
Bild 7: Makroskopische Härteverläufe von 2 Tellerrädern mit einem
Verzahnungsmodul zwischen 4 und 5
52 elektrowärme international 1-2013

FACHBERICHTE
Bild 8: Versuchsaufbau eines Antriebskegelrades Bild 9: Makroskopischer Härteverlauf Kegelrad mit Modul 4–5
Windungen des Induktors werden bei diesem Härteprozess
ebenfalls mechanisch stabilisiert. Zum Abschrecken
wird eine Ringbrause, die sich unterhalb des Induktors
befindet, eingesetzt. Ein beispielhaftes Härtebild wird
in Bild 9 gezeigt.
FAZIT
Mit dem SDF ® -Verfahren lassen sich konturnahe Härteprofile
bei Tellerrädern und Antriebskegelräder verschiedener
Größen erzeugen. Durch Einstellen der MF- und HF-Leistungen
lässt sich die Form des Härtebereiches variieren
und so unterschiedliche Härtetiefen realisieren. Durch den
geringen Bereich der aufgeheizt wird und der kurzen Heizzeit
lassen sich so die Verzüge minimieren. Somit ergibt
sich, dass nachfolgende Hartbearbeitungsschritte verkürzt
werden oder entfallen. Infolgedessen ergibt sich ein großes
Einsparpotential von Energie, Zeit und Kosten.
Aufgrund bisheriger Erkenntnisse wirkt sich
der „Fingernagel“-Effekt bei den untersuchten
Verzahnungstypen nicht negativ auf die Dauerfestigkeit
aus. Voraussetzung dafür ist, dass dieser relativ klein ist
und nicht in den Bereich der Traglast hineinragt.
Zusätzlich kann eine Prozessumstellung vom
Aufkohlen auf das Induktivhärten der Härteprozess in die
Fertigungslinie integriert werden. Dadurch vereinfachen
sich interne Fertigungsabläufe.
LITERATUR
[1] Klingelnberg, J.: Kegelräder: Grundlagen, Anwendungen.
Springer Verlag, Berlin, 2008
[2] Benkowsky: Induktionserwärmung, 5. Auflage. Verlag
Technik, Berlin
[3] Krause, C.; Biasutti, F.; Davis, M.: Induction hardening of gears
with superior quality and flexibility using Simultaneous Dual
Frequency (SDF ® ). American Gear Manufacturers Association,
Fall Technical Meeting 2011
[4] Läpple, V.: Wärmebehandlung des Stahls – Grundlagen,
Verfahren und Werkstoffe, 9. Auflage. Verlag Europa-Lehrmittel
[5] Schwenk, W.; Nacke, B.; Ulferts, A.; Häußler, A.; Biasutti, F.:
Härteeinrichtung. Patent DE102008021306A, 2009
[6] Schubotz, S.; Stiele, J.: Energieeffizienz von Anlagen zum
induktiven Randschichthärten. elektrowärme international
(2012) Nr. 3
AUTOREN
Dipl.-Ing. (FH) Marcus Nuding
eldec Schwenk Induction GmbH
Dornstetten
Tel.: 07443/ 9649-85
marcus.nuding@eldec.de
Dr.-Ing. Christian Krause
eldec Schwenk Induction GmbH
Dornstetten
Tel.: 07443/ 9649-73
christian.krause@eldec.de
1-2013 elektrowärme international
53

FACHBERICHTE
Tiegel- und Spulenüberwachung
beim Schmelzbetrieb
von Induktionstiegelöfen
von Erwin Dötsch, Christoph Forsthövel, Marco Rische
Beim induktiven Schmelzen erfordert die unmittelbare Nähe der bis über 1.600 °C heißen Metallschmelze zur Induktionsspule
eine hohe Zuverlässigkeit der Überwachungssysteme, um den gefährlichen Kontakt der Schmelze mit dem
kühlwasserführenden Kupferprofil zu vermeiden. Eine Standardlösung dafür stellt die Erdschlussüberwachung dar, bei
der der elektrische Widerstand zwischen Schmelze und Spule kontinuierlich gemessen wird. Dieses seit langem eingeführte
System wird in seiner Zuverlässigkeit im Alltagseinsatz durch Automatisierungen verbessert und der modernen
Anlagentechnik angepasst, beispielsweise an den synchronen Tandembetrieb von zwei Tiegelöfen mit einer gemeinsamen
Umrichterstromversorgung. Eine ergänzende Überwachungseinrichtung stellt die Messung der von der Wanddicke
abhängigen Frequenz und Wirkleistung dar. Die Verarbeitung der Messwerte im Schmelzprozessor ermöglicht
zusammen mit der Sichtkontrolle die Beurteilung des integralen Tiegelzustandes und eine zuverlässige Einschätzung
der Lebensdauer des aktuellen Tiegels.
Crucible and coil monitoring during melting operations
in induction crucible furnaces
The immediate proximity of the metal melt, with a temperature of up to above 1,600 °C, to the induction coil in inductive
melting necessitates highly reliable monitoring systems, in order to prevent dangerous contact between the melt and
the cooling-water-conducting copper section. Ground-fault monitoring, in which the electrical resistance between the
melt and the coil is continuously measured, is a standard solution for this function. Everyday use of this long-established
system has been made more dependable by automating a number of functions, and the system has also been adapted
to modern plant technology, including synchronous tandem operation of two crucible furnaces from a common
converter power supply, for example. Measurement of frequency and effective power, as a function of wall thickness,
is a supplementary monitoring strategy. Processing of the measured data in the melt processor, in combination with
visual assessment, permits appraisal of the integral crucible state and reliable estimation of the remaining service-life
of the current crucible.
Die Feuerfestauskleidung ist ein wichtiges Bauteil des
Induktionstiegelofens, das während des Schmelzbetriebs
extremen thermischen, mechanischen,
chemischen und, aufgrund der Anwesenheit des elektromagnetischen
Feldes, auch elektrischen Beanspruchungen
ausgesetzt ist. Die Folge sind Verschleißerscheinungen in
unterschiedlicher Form wie beispielsweise Auswaschungen,
Lochfraß, Rissbildungen, Metallzungen sowie Infiltration von
54 elektrowärme international 1-2013

FACHBERICHTE
flüssigen und dampfförmigen Stoffen. Diese Verschleißvorgänge
sind im Zusammenhang damit zu sehen, dass der bis
über 1.600 °C heißen Metallschmelze die Induktionsspule mit
ihrem wassergekühlten Kupferprofil im Abstand der Tiegelwanddicke
von circa 120 mm gegenüber steht. Bis zur Spule
vordringendes Metall hat elektrische Überschläge zwischen
den Spulenwindungen zur Folge, die zum Betriebsstillstand
und im schlimmsten Fall zum Aufschmelzen des Kupferprofils
mit gefährlichem Austreten des Kühlwassers führen.
Diese Verhältnisse zeigen, dass an die Überwachungseinrichtungen
hohe Zuverlässigkeitsanforderungen
gestellt werden. Seit Beginn des industriellen Einsatzes
des Induktionsofens vor über 70 Jahren hatte daher die
Entwicklung entsprechender Systeme einen hohen Stellenwert,
die den Tiegelofen zu einem betriebssicheren
Schmelzaggregat gemacht haben. Im Folgenden werden
die jüngsten Lösungen auf diesem Gebiet vorgestellt,
indem zunächst auf die elektronische Verschleißmessung,
dann auf die Erdschlussüberwachung mit Kontrolle
des elektrischen Widerstandes zwischen Schmelze und
Spule eingegangen wird.
Bild 1: Schema der Anordnung von Schmelze, Tiegel
und Spule im Induktionstiegelofen
(Quelle: ABP Induction)
INTEGRALE VERSCHLEISSMESSUNG
Die schematische Darstellung in Bild 1 zeigt, dass der
Feuerfesttiegel für das elektromagnetische Feld den
Koppelspalt zwischen Spule und Schmelze darstellt. Bei
Abnahme der Wanddicke wird demnach der Koppelspalt
kleiner; dadurch nimmt die Impedanz des Schwingkreises
ab. Da die Kapazität der Kondensatoren unverändert
bleibt, steigt die Frequenz an. Aufgrund der reduzierten
Impedanz und der höheren Frequenz wird die Wirkleistung
erhöht. Diese physikalischen Gesetzmäßigkeiten
lassen sich zu einer integralen Verschleißbeurteilung des
Tiegels nutzen, indem bei reproduzierbaren Bedingungen
(gleiche Ofenspannung und Schmelzetemperatur
sowie gleicher Ofeninhalt) die Frequenz und die Wirkleistung
gemessen und im Schmelzprozessor ausgewertet
werden. Auf dem Monitor lassen sich die prozentualen
Frequenz- und Leistungsänderungen und somit der
zeitliche Verlauf des Tiegelverschleißes graphisch darstellen,
wie in Bild 2 beispielhaft für vier Tiegelreisen
gezeigt. Mit entsprechender Erfahrung und zusammen
mit einer Sichtkontrolle nach dem Abstich bei dunkelroter
Tiegelwand ergibt sich ein zuverlässiges Bild über den
aktuellen Tiegelzustand und seinen Entwicklungstrend.
Einschränkend ist zu erwähnen, dass das Integralsystem
lokale Verschleißerscheinungen wie Metallzungen u. ä.
nicht erkennt. Es ist daher immer in Kombination mit der
im Folgenden beschriebenen Erdschlussüberwachung
oder anderen Warneinrichtungen einzusetzen.
Bild 2: Zeitlicher Verlauf der prozentualen Änderungen von Frequenz
und Wirkleistung eines Tiegelofens über vier Tiegelreisen
(Quelle: ABP Induction)
Bild 3: Erdschlussüberwachung am Induktionstiegelofen
(Quelle: ABP Induction)
1-2013 elektrowärme international
55

FACHBERICHTE
ERDSCHLUSSÜBERWACHUNG MIT INTEG-
RIERTER KONTROLLE DES MESSKREISES
Funktionsprinzip
Zur Standardausrüstung der Tiegel- und Spulenüberwachung
gehört die Messung des elektrischen Widerstandes zwischen
Schmelze und Spule, auch Erdschlussanzeige genannt. Entsprechend
der schematischen Darstellung in Bild 3 wird die
Schmelze mit einer Bodenelektrode elektrisch kontaktiert;
sie besteht aus mindestens drei bis zu 4 mm dicken Drähten
aus einer hochschmelzenden austenitischen Legierung, die
bei der Zustellung in den Feuerfestboden eingebaut werden.
Die Schmelze ist mindestens über eine dieser Elektroden
geerdet. Zwischen der Spule und der Erde ist über einen
Serienschwingkreis eine Einrichtung zur Erdschlussüberwachung
eingebaut, die mit einer separaten niederfrequenten
Spannung über den sich einstellenden Stromfluss zur Erde
den Isolationswiderstand ermittelt. Dabei werden die Hochspannung
des Ofens und weitere Störspannungen durch
den Serienschwingkreis ausgefiltert. Sobald der Isolationswiderstand
unter einen vorgegebenen Wert absinkt, wird
„Erdschluss“ angezeigt und die Überwachungseinheit sendet
ein Fehlersignal an die SPS, die den Umrichter abschaltet. Als
erste Maßnahme ist dann zu ermitteln, ob der Erdschluss
durch Kontakt der Schmelze mit der Spule oder durch andere
Kontakte der Spule mit der Ofenkonstruktion, beispielsweise
den Blechpaketen, bzw. in der sonstigen Spannungsversorgung
des Ofens aufgetreten ist. Zeigen sich keine elektrischen
Schäden dieser Art, ist die Feuerfestauskleidung des Ofens
auszubrechen und der Grund für den Schmelze/Spule-Kontakt
zu analysieren.
Automatischer Test der Erdschlussüberwachung
Zur Sicherstellung der Funktion der Erdschlussüberwachung
wird von der SPS einmal pro Tag bei Betriebsstillstand
ein künstlicher Erdschluss erzeugt. Dieser muss von
der Überwachungseinrichtung erkannt und an die SPS
gemeldet werden. Geschieht dies, so wird die Störmeldung
automatisch zurückgesetzt und die Anlage ist wieder
einschaltbereit. Geschieht dies nicht, wird das Einschalten
des Ofens blockiert. Der Test dauert nur wenige Sekunden.
Bild 4: Anordnung zur Überprüfung der Baderdung
(Quelle: ABP Induction)
Bild 5: Anordnung zur Erdschlussüberwachung und Messung
des Ableitstroms beim TwinPower-Betrieb
(Quelle: ABP Induction)
Automatischer Test der Baderdung
Der Kontakt zwischen Bodenelektrode und Schmelze ist
bekanntlich Voraussetzung für das Funktionieren der Erdschlussmessung.
Da die Gefahr besteht, dass der Kontakt
im Laufe des Betriebs unterbrochen wird, beispielsweise bei
Feuerfestreparaturen am Tiegelboden, ist eine regelmäßige
Überprüfung der Baderdung vorgeschrieben. Dies geschieht
normalerweise unter Verwendung einer Messlanze. Mithilfe
der in Bild 4 dargestellten Anordnung lässt sich der Vorgang
automatisieren, sodass der Faktor „Mensch“ an dieser Stelle
weitgehend ausgeschaltet wird. Dazu wird über eine zusätzliche
isoliert eingeführte Bodenantenne ein Prüfstrom in den
Ofen mit flüssiger Schmelze geleitet. Bei ordnungsgemäßer
Erdung fließt der Strom über die Schmelze und Bodenantenne
zur Erde. Über einen Schwellwertschalter wird dann
entschieden, ob die Erdung ausreichend ist oder nicht. Der
Test wird von der SPS ausgelöst und dauert nur wenige
Sekunden. Kann keine Baderdung festgestellt werden, wird
der Umrichter automatisch ausgeschaltet.
Automatisches Wiedereinschalten der deaktivierten
Erdschlussüberwachung
Neu zugestellte oder reparierte Tiegel führen durch Feuchtigkeit
zu einem niederohmigen Ofen, sodass dann zeitwei-
56 elektrowärme international 1-2013

FACHBERICHTE
se die Auslösung der Erdschlussüberwachung deaktiviert
werden muss. Dabei wird automatisch auch die maximale
Ofenspannung begrenzt. Die Wahrscheinlichkeit eines
Überschlages und auch das Risiko eines Ofendurchbruchs
werden durch die verringerte Spannung bzw. Leistung
zwar vermindert, jedoch muss sich jeder Bediener bewusst
sein, dass ein Fahren des Ofens ohne Erdschluss-Auslösung
die Gefahr für einen Ofendurchbruch erhöht. Generell soll
die Betriebszeit mit deaktivierter Erdschluss-Auslösung
daher so kurz wie möglich gehalten werden.
Um ein versehentliches oder zu langes Deaktivieren zu
verhindern, wird die Deaktivierung zeitlich befristet. Nach 24 h
schaltet sich eine deaktivierte Erdschluss-Auslösung automatisch
wieder „scharf“. Löst die Erdschlussüberwachung direkt
wieder aus, so kann der Bediener diese wieder unmittelbar
deaktivieren. Wenn nicht, ist keine weitere Handlung erforderlich
und es kann im normalen, sicheren Betrieb mit aktiver
Erdschluss-Auslösung weitergefahren werden.
Erdschlussüberwachung für Twin-Power ®
Beim Twin-Power ® -Betrieb von zwei Öfen mit einer
Umrichter-Stromversorgung gibt es das Problem, dass die
Isolationsmessgeräte beider Öfen sich bei gemeinsamer
Leistungsbeaufschlagung gegenseitig beeinflussen und
somit die Messung verfälschen. Ein zuverlässiges Messergebnis
des Isolationswiderstandes jeden Ofens mit den
in Bild 5 dargestellten Erdschlussüberwachungsgeräten
Nr.1 und Nr.2 lässt sich nur bei ausgeschaltetem Umrichter
ermitteln. Während des Umrichterbetriebes erfolgt
die Überwachung entsprechend dem Schaltplan in Bild 5
zum Einen mithilfe einer dritten Erdschlussanzeige, die
den Widerstand der Gesamtanlage misst, und zum Zweiten
über die parallele Messung des so genannten Ableitstroms.
Dazu ist die Verbindung der beim Twin-Power ® -
Betrieb in Reihe geschalteten Wechselrichter über einen
Kondensator geerdet. Mit einem Stromwandler wird
dann der zur Erde abfließende Strom gemessen und der
Umrichter bei Überschreiten einer vorgegebenen Stromschwelle
abgeschaltet. Diese Abschaltung erfolgt in sehr
kurzer Reaktionszeit: Sie wird bereits bei Überschreiten
der Schwelle innerhalb weniger Millisekunden ausgelöst.
Die Erdschlussüberwachung Nr. 3 und die Messung des
Ableitstroms ergänzen sich in Bezug auf ihre Reaktionszeit
und ihr Ansprechen bei niedriger Ofenleistung; sie
stellen damit auch während des synchronen Betriebs
beider Öfen eine permanente und reaktionsschnelle
Kontrolle der Isolationswiderstände sicher (Bild 6).
Einsatz der Igelspule
Eine frühzeitige Anzeige der Annäherung von Schmelze
an die Spule wird durch die so genannte Igelspule
erreicht. Im Abstand von 30 bis 40 cm sind etwa 10 mm
lange Stifte auf das Kupferprofil gelötet, die von dem
Bild 6: Instrumente zur Anzeige von Isolationswiderstand und
Ableitstrom einer TwinPower-Anlage (Quelle: ABP Induction)
Bild 7: Werkbild eines Teils einer Igelspule
(Quelle: ABP Induction)
Bild 8: Auslösung des Erdschlusses durch Kontakt von eingedrungener
Schmelze mit der Igelspule (Quelle: ABP Induction)
1-2013 elektrowärme international
57

FACHBERICHTE
Spulenputz bündig überdeckt werden (Bild 7). Entsprechend
Bild 8 erfüllen sie die Aufgabe, Metallansammlungen,
die sich aufgrund von Rissen oder unzulässiger
Porosität vor dem Spulenputz als letzter Isolation in
größerer Ausdehnung aufbauen, frühzeitig anzuzeigen,
bevor ein gefährlicher Kontakt zwischen dem eingedrungenen
Metall und der Spule selbst auftritt.
ZUSAMMENFASSUNG
Die Überwachung von Tiegel und Spule beim Schmelzbetrieb
von Induktionsöfen ist zur Abschätzung der Lebensdauer
der Feuerfestauskleidung und vor allem zur Gewährleistung
der Betriebssicherheit von großer Bedeutung. Zur
Beurteilung des integralen Verschleißzustandes des Tiegels
bis zur nächsten Neuzustellung werden Frequenz und
Wirkleistung bei definierten Bedingungen gemessen und
im Schmelzprozessor ausgewertet. Zusammen mit einer
Sichtkontrolle erhält man ein zuverlässiges Bild über den
aktuellen Tiegelzustand. Die Erdschlussüberwachung kontrolliert
den zu Störungen führenden Kontakt von Schmelze
mit der wassergekühlten Spule; durch den Einsatz einer
Igelspule wird er rechtzeitig angezeigt. Das schon seit erster
industrieller Nutzung des Tiegelofens bekannte System der
Erdschlussanzeige wird durch eine Reihe von Maßnahmen
in seiner Zuverlässigkeit verbessert, zusätzlich sensibilisiert
und zur sicheren Überwachung von zwei Tiegelöfen im
synchronen Tandembetrieb weiter entwickelt.
AUTOREN
Dr.-Ing. Erwin Dötsch
ABP Induction Systems GmbH
Dortmund
Tel.: 0231/ 997-2415
erwin.doetsch@abpinduction.com
Christoph Forsthövel
ABP Induction Systems GmbH
Dortmund
Tel.: 0231/ 997-2632
christoph.forsthoevel@abpinduction.com
Marco Rische
ABP Induction Systems GmbH
Dortmund
Tel.: 0231/ 997-2709
marco.rische@abpinduction.com
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for Thermo Process Technology
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Düsseldorf, Germany
09-10 July 2013 www.itps-online.com
58 elektrowärme international 1-2013

Folge 8
NACHGEFRAGT
„Die Energiewende lohnt
sich langfristig“
Prof. Dr.-Ing. Bernard Nacke ist Leiter des Instituts für Elektroprozesstechnik der Leibniz Universität Hannover.
Im Interview mit elektrowärme international (ewi)* spricht er über die Zukunft der Energiewirtschaft, technologische
Herausforderungen und verrät, was seine persönliche Energiesparleistung ist.
Der Energiemix der Zukunft: Wagen Sie eine Prognose?
Nacke: Regenerative Energien werden stark zunehmen:
Windkraft, Photovoltaik und zentrale Solarthermieanlagen.
Fossile Brennstoffe werden in absehbarer Zeit aber
weiterhin eine große Rolle spielen (Schwerpunkte in
China und Indien, aber auch die Kernkraft wird in vielen
Ländern noch einen erheblichen Anteil zur elektrischen
Energieerzeugung leisten.
Deutschland im Jahr 2020: Wie wird sich der Alltag
der Menschen durch den Wandel der Energiewirtschaft
verändert haben? Was tanken die Menschen?
Wie heizen sie ihre Häuser? Wie erzeugen sie Licht?
Wagen Sie ein Szenario!
Nacke: Nicht brennstoffbeheizte Häuser werden zunehmen,
durch CO 2 -freie Erzeugung von Strom durch Wind und
Photovoltaik wird mehr Strom zum Heizen genutzt werden.
Die Elektromobilität wird zunehmen, ein großer Teil der
Fahrzeuge auf der Straße, insbesondere der Schwerverkehr,
wird allerdings weiterhin mit Verbrennungsmotoren
ausgerüstet sein.
Sonne, Wind, Wasser, Erdwärme etc.: Welche regenerative
Energiequelle halten Sie für die mit der
größten Zukunft?
Nacke: Alle regenerativen Energiequellen werden ihre
Bedeutung haben, Wind und Sonne können sich ideal
ergänzen. Die Windparks in der Nordsee und in anderen
Meeresregionen werden einen erheblichen Energieanteil
liefern, Sonnenparks in Wüstengegenden werden aufgebaut
werden, Wasserkraft ist in vielen Ländern bereits etabliert
und wird noch weiter ausgebaut werden, Erdwärmeanlagen
mit Wärmepumpen, versorgt mit Strom aus regenerativen
Energien, werden im häuslichen Bereich stark zunehmen.
* Das Interview führten Dipl.-Ing. Stephan Schalm und Silvija Subasic.
In welche der aktuell sich entwickelnden Technologien
würden Sie demnach heute investieren?
Nacke: In Windenergieanlagen natürlich, zusammen
mit der notwendigen Infrastruktur, dem Ausbau
der notwendigen Energienetze, Sonnenparks in
Wüstenregionen und in die dazu notwendige
Energiespeicherung und den Energietransport.
Wie schätzen Sie die zukünftige Bedeutung fossiler
Brennstoffe wie Öl, Kohle, Gas ein?
Nacke: Eine gewisse Zeit werden Kohle und Gas noch einen
notwendigen Beitrag zur Beheizung in Haushalten und
insbesondere im Bereich der industriellen Prozesswärme
leisten. Öl wird immer mehr auf die Herstellung von
Kraftstoffen reduziert werden. Kohle und Gas werden noch
geraume Zeit einen erheblichen Anteil an der Erzeugung
elektrischer Energie bereitstellen müssen.
Und Atomkraft? Welche Auswirkungen sind nach
Deutschlands aktueller Stellungnahme zu erwarten?
Nacke: In Deutschland wird die Atomkraft kurzfristig
durch regenerative Energien, im Wesentlichen Windkraft,
wie geplant ersetzt werden. In anderen Ländern aber
wird sie weiterhin eine tragende Rolle bei der Erzeugung
elektrischer Energie spielen.
Stichwort Energiewende: Welche Änderungen müssen
sich auf politischer, auch welt-politischer, auf gesellschaftlicher
und ökologischer Ebene ergeben, damit
man realistisch von einer Wende sprechen kann?
Nacke: Auf politischer Ebene muss tatsächlich der Wille
dahinterstehen, diese zu realisieren. Gesellschaftlich
müssen die neuen Formen der Energiebereitstellung
akzeptiert werden, das bedeutet insbesondere, dass
Mit der Rubrik „Nachgefragt“ veröffentlicht die elektrowärme international eine neue Interview-Reihe zum Thema „Energie“. Befragt werden Persönlichkeiten aus
Unternehmen, Verbänden und Hochschulen, die eine wesentliche Rolle in der elektrothermischen Prozesstechnik und in der industriellen Wärmebehandlung spielen.
1-2013 elektrowärme international
59

NACHGEFRAGT Folge 8
sie bezahlbar sind, und dieses bedeutet wiederum,
dass sie wirtschaftlich vergleichbar zu fossilen
Energieträgern sein müssen. Auch Anlagen zur
regenerativen Energiewandlung müssen, auch bei der
Herstellung und der späteren Entsorgung, ökologische
Randbedingungen einhalten.
Ihre Forderung an die Bundesregierung in diesem
Zusammenhang?
Nacke: Die Energiewende muss in allen energieverbrauchenden
Bereichen sinnvoll umgesetzt werden,
die Voraussetzungen dazu müssen weitblickend und
langfristig zielführend geschaffen werden. Die Akzeptanz
im privaten und industriellen Bereich muss durch gezielte
Anreize herbeigeführt werden. Es muss in allen Bereichen
erkannt werden, dass die Energiewende sich langfristig
lohnt.
Die erneuerbaren Energien haben mindestens zwei
Probleme: die fehlende Infrastruktur und das Beharrungsvermögen
der Etablierten auf herkömmlichen
Energieformen. Ändert sich das in absehbarer Zeit?
Nacke: Die Bereitstellung der Infrastruktur bedarf Zeit
und Kosten, aber ohne diese wird die Energiewende nicht
machbar sein. Das Beharrungsvermögen der Etablierten
kann nur durch zentrale Maßnahmen und Anreize, aber in
manchen Bereichen vielleicht auch nur durch Druck seitens
der Bundesregierung gebrochen
werden.
Unabhängig von
der Energieform
und Technologie,
viele halten das
Stichwort „Energieeffizienz“
für den Schlüssel zur Energiefrage der Zukunft.
Wie schätzen Sie das Thema ein? Was halten Sie
für die bedeutendste Entwicklung auf diesem Gebiet?
Nacke: Energieeffizienz ist in allen Verbraucherbereichen
immer die erste Aufgabe. In einigen Bereichen wird
dieses schon seit Jahren erfolgreich verfolgt, aber auch
hier gibt es noch Potenziale. In vielen Bereichen sind
jedoch noch erhebliche Möglichkeiten vorhanden.
Bedeutende Entwicklungen der letzten Jahre waren
bestimmt die Niedrigenergie-Bauweise von Gebäuden
und die Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs im Verkehr.
Große Potentiale in den nächsten Jahren sehe ich in
der industriellen Prozesswärme, denn diese benötigt
z. B. in Deutschland rund zwei Drittel des industriellen
Energiebedarfs.
Welche Vorteile bieten Ihrer Meinung nach elektrische
Prozesswärmeverfahren?
Nacke: Elektrische Prozesswärmeverfahren weisen eine
ganze Reihe von Vorteilen auf: energieeffizientes Erwärmen,
kurze Prozesszeiten, höchste Materialqualitäten, sie sind in
die Produktion integrierbar, sie sind umweltfreundlich. Ein
Nachteil sind lediglich die hohen Kosten der elektrischen
Energie. Daher war die elektrische Prozesstechnik schon
immer stark davon geprägt, energieeffizient zu sein, um
mit brennstoffbeheizten Verfahren auch primärenergetisch
konkurrieren zu können.
Wie stehen Sie der Branche der Wärmebehandlung
gegenüber?
Nacke: Wärmebehandlungsverfahren spielen eine
große Rolle bei den Projekten unseres Instituts;
Schwerpunkt ist dabei im Moment das induktive
Randschichthärten und das Presshärten. Für komplexe
induktive Randschichthärteverfahren müssen neue
“Für das Presshärten
sind neue Verfahren zu
entwickeln.”
60 elektrowärme international 1-2013

Folge 8
NACHGEFRAGT
Auslegungswerkzeuge auf Basis der numerischen
Simulation entwickelt werden. Für das Presshärten sind
neue Verfahren zu entwickeln, um den Anforderungen
der Automobilindustrie (hohe Stückzahlen, kurze
Produktionszeiten) Rechnung zu tragen. Das Institut
für Elektroprozesstechnik arbeitet auf beiden Gebieten
eng mit der Industrie zusammen, um die gestellten
Anforderungen mit neuen Prozessen zu realisieren.
Wie beurteilen Sie die Entwicklung zur Effizienzsteigerung?
Nacke: Effizienzsteigerung in Industrieprozessen ist,
wie bereits gesagt, eine der wichtigsten Aufgaben der
nächsten Zukunft, denn sie ermöglicht, kurzfristig den
Energieverbrauch zu senken und damit bei steigenden
Energiekosten wirtschaftlich zu bleiben. Ein besonders
großes Potenzial sehe ich bei den brennstoffbeheizten
Verfahren, aber auch die elektrischen Verfahren haben
noch Potenziale, insbesondere auch durch Nutzung der
Wärmerückgewinnung.
Wie wird sich der Energieverbrauch Ihrer Meinung
nach verändern?
Nacke: Der Gesamtenergieverbrauch wird sich in den
westlichen Ländern weiter verringern. Dieses betrifft
sowohl den Energiebedarf der Industrie, trotz weiterer
Steigerung der Produktion, als auch die Haushalte
durch weitere Maßnahmen zur Wärmedämmung von
Gebäuden sowie den Verkehr durch Reduzierung des
spezifischen Energieverbrauchs. Bei den Energieträgern
werden sich dabei Verschiebungen ergeben, ein immer
größerer Anteil wird durch elektrische Energie, die
regenerativ erzeugt ist, übernommen werden.
ZUR PERSON
Prof. Dr.-Ing. Bernard Nacke
Geb. 8. März 1954 in Giesen/Ahrbergen
(Kreis Hildesheim)
Ausbildung
Dipl.-Ing. für Elektrotechnik an der
Leibniz Universität Hannover
Promotion zum Dr.-Ing. am Institut für Elektrowärme
(heute Elektroprozesstechnik) der Leibniz Universität Hannover
Berufliche Tätigkeit
1981–1988 Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für
Elektrowärme der Leibniz Universität Hannover
1989–2000 Berechnungsingenieur, Entwicklungsleiter, Qualitätsmanager
und Proficenterleiter Mechanik ABB, Bereich
Induktionsanlagen in Dortmund
Seit 2000 Leiter des Instituts für Elektroprozesstechnik der
Leibniz Universität Hannover
Seit 2001 Geschäftsführer der Vereinigung der Förderung des
Instituts für Elektrowärme der Universität Hannover e.V.
Honorarprofessor an der TU Darmstadt,
Fach Elektrothermische Prozesstechnik
Mitherausgeber der Zeitschrift ewi – elektrowärme international
verheiratet
Welche Rolle spielt Ihr Unternehmen heute auf dem
Energiemarkt?
Nacke: Das Institut für Elektroprozesstechnik ist
aktiv auf Gebieten des Energiemarktes tätig. Dazu
gehören, wie bereits erwähnt, Maßnahmen zur
Reduzierung des Energieverbrauchs in der Industrie
durch Weiterentwicklung von Prozessen, dazu
gehören spezielle Forschungsprojekte im Bereich der
Wind- und Solarenergie, Projekte zur Optimierung
des Energiemanagements in Industriebetrieben
sowie Studien, die der Frage nachgehen, mit
welchen Energieträgern die verschiedenen
Prozesswärmeverfahren in Zukunft versorgt werden.
Welche Rolle spielt Ihr Unternehmen auf dem Energiemarkt
in 20 Jahren?
Nacke: Ich gehe heute davon aus, dass auch noch in
20 Jahren viele interessante Aufgabenstellungen von
unserem Institut übernommen werden, sowohl im
© ABP Induction Systems GmbH
1-2013 elektrowärme international
61

NACHGEFRAGT Folge 8
Bereich der Prozessentwicklung als auch im Bereich der
effizienten Energienutzung.
Was wird die wichtigste Innovation/das wichtigste
Projekt Ihres Unternehmens sein?
Nacke: Das ist aus heutiger Sicht schwer zu sagen,
da viele Entwicklungen vom industriellen und
wirtschaftlichen Umfeld abhängen. Sicherlich wird aber
die Entwicklung von elektromagnetischen Verfahren zur
Materialbehandlung im Vordergrund stehen, bekannt
unter dem englischen Kurzbegriff EPM (Electromagnetic
Processing of Materials).
Welche Herausforderungen sehen Sie auf sich zukommen
(wirtschaftlich, technologisch, gesellschaftlich)?
Nacke: Wirtschaftlich bedeutend für Institute der
Ingenieurwissenschaften ist die anwendungsorientierte
Forschung, die von der Industrie als direkte
Auftragsforschung oder als öffentlich geförderte
Verbundforschung mit der Industrie finanziert
wird. Aktuell investiert die Industrie viel Geld in die
direkte Auftragsforschung, während die öffentliche
Förderung anwendungsorientierter Forschung
offensichtlich abnimmt. Eine Balance zwischen beiden
ist jedoch wichtig, um auch eine anwendungsbezogene
Grundlagenforschung zu betreiben. Hier ist zu hoffen,
dass die öffentliche Förderung weiterhin einen
bedeutenden Stellenwert für die Forschung an den
Universitäten haben wird, um neue Technologien zu
fördern, die von den Unternehmen nicht direkt finanziert
werden können. Die anwendungsorientierte Forschung
muss neben der Lehre die gesellschaftliche Aufgabe der
technisch geprägten Universitäten bleiben.
Wie beeinflussen die EU-Erweiterung und die Globalisierung
Ihr Geschäft?
Nacke: Der wissenschaftliche Austausch im Bereich der
Elektroprozesstechnik ist schon seit vielen Jahren international
ausgerichtet. So unterhält unser Institut Kooperationen mit
vielen Universitäten in der EU, in Russland und in China.
Kooperationen mit anderen Universitäten sind besonders
wichtig, wenn es um die Beantragung von Forschungsund
Netzwerkprojekten geht, die von der EU gefördert
werden. Globalisierung bedeutet für ein Hochschulinstitut
aber auch Projekte mit internationalen Industriepartnern,
und so hat unser Institut inzwischen enge Forschungs- und
Entwicklungskooperationen mit Industriefirmen aus vielen
Ländern der EU sowie aus Südafrika, Südkorea und den USA.
Wie wichtig ist ein Markenname für den Produkterfolg
im industriellen Bereich?
Nacke: Markennamen prägen sich ein und sind daher
auch für neu entwickelte Verfahren und Anlagen in
der Forschung von Bedeutung. So wird das Institut für
Elektroprozesstechnik in Zukunft verstärkt Markennamen
für neu entwickelte Erwärmungsprozesse oder Pilotanlagen
einführen.
Haben Sie wegen Fachkräftemangels Entwicklungen
nicht oder nur verzögert in Deutschland durchführen
können?
Nacke: In der Hochschullandschaft bedeutet Fachkräftemangel
im Wesentlichen den Mangel an Absolventen,
die sich weiterqualifizieren und promovieren wollen. Hier
bestand in den letzten Jahren eine gewisse Problematik
für ein Hochschulinstitut, denn bei einem hohen
Angebot an Stellen für unsere Hochschulabsolventen in
der Industrie, was wir ja unseren Absolventen durchaus
wünschen, entscheiden sich weniger Absolventen
für eine Promotion. Dank der engen Kooperationen
mit ausländischen Hochschulen konnten wir solche
Engpässe in der Regel ausgleichen, so dass unser Institut
in den vergangenen Jahren weniger Probleme mit dem
wissenschaftlichen Nachwuchs hatte. Außerdem ist die
sehr breit angelegte wissenschaftliche Ausbildung und die
Industrienähe der Forschung in der Elektroprozesstechnik
häufig ein Anreiz zur Promotion gewesen.
62 elektrowärme international 1-2013

Folge 8
NACHGEFRAGT
Braucht eine Führungsmannschaft mehr Medienkompetenz,
um Investoren und Anleger zu überzeugen?
Nacke: Medienkompetenz ist für ein anwendungsorientiertes
Hochschulinstitut von besonderer Bedeutung,
sowohl um Industriefirmen von der fachlichen Kompetenz
zu überzeugen als auch um sich innerhalb der Hochschule
beim internen Ranking in Lehre und Forschung profilieren
zu können.
Was würden Sie in Ihrem Unternehmen ändern wollen?
Nacke: Unser Institut steht im Vergleich mit anderen
Instituten hinsichtlich des Drittmittelaufkommens sehr gut
da. Dieses liegt im Wesentlichen an der praxisorientierten
Ausrichtung der Forschung. Wünschenswert wäre
eine Stärkung von strategischen und längerfristigen
Projekten mit der Industrie, da ein wesentlicher Anteil
des Drittmittelaufkommens heute aus zeitlich befristeten
Projekten besteht.
Wie wichtig sind Ihrem Unternehmen Expansionen
im Ausland?
Nacke: „Expansionen“ für ein Hochschulinstitut sind
Kooperationen mit Partnerhochschulen im Ausland. Das
Institut für Elektroprozesstechnik betreibt hierzu seit
über 20 Jahren enge Kooperationen mit der Universität
in Lettland, der Elektrotechnischen Universität in St.
Petersburg und der Staatlichen Universität in Samara,
Russland, wo wir mit verschiedenen Forschergruppen
intensiv zusammenarbeiten und Forschungsprojekte,
auch mit der Industrie, gemeinsam bearbeiten. Diese
Kooperationen sind in den letzten Jahren intensiviert
worden, und sie helfen beiden Seiten bei der weiteren
wissenschaftlichen Entwicklung der Universitäten.
Ist Ihr Unternehmen offen für erneuerbare Energien?
Nacke: Das Institut für Elektroprozesstechnik arbeitet seit
vielen Jahren bereits auf dem Gebiet der Photovoltaik,
z. B. in Projekten zur Verbesserung der Herstellung
und der Qualität von Solarzellen durch Einsatz
elektromagnetischer Felder. In den letzten Jahren sind
neue Projekte dazu gekommen, die die Fertigung von
Windkraftanlagen verbessern und wirtschaftlicher
machen können, z. B. durch das induktiv unterstützte
Laserschweißen von Stahlkonstruktionen oder durch
das induktive Härten von Lagerringen.
Nutzt Ihr Unternehmen bereits erneuerbare Energien?
Nacke: Zu Lehr- und Forschungszwecken hat unser
Institut bereits in den 90er Jahren eine Photovoltaikanlage
auf einem Nachbargebäude installiert, die neben der
Energieeinspeisung auch zur Datenerfassung und
‐auswertung von Betriebsdaten im Rahmen der Lehre
genutzt wird.
Wie offen ist Ihr Unternehmen für neue Technologien?
Nacke: Ein Hochschulinstitut im Bereich der Ingenieurwissenschaften
muss natürlich offen sein für neue
Technologien. Die Erforschung und Entwicklung
neuer Technologien ist die wichtigste Aufgabe eines
Hochschulinstituts neben der Lehre.
Wie viel gibt Ihr Unternehmen jährlich für Investitionen
aus?
Nacke: In den letzten zehn Jahren wurden an unserem
Institut viele neue Anlagen investiert, die sowohl aus
Mitteln unserer Universität als auch aus Mitteln des Bundes
und des Landes Niedersachsen, aus Industriebeiträgen und
aus Spenden von Fördervereinen getätigt werden konnten.
Im Durchschnitt betrugen die Investitionen rund 20 % der
Institutsmittel.
Was war/ist Ihre größte Energiesparleistung als
Privatmann?
Nacke: Der Bau eines Niedrigenergiehauses vor etwa
zehn Jahren, das gegenüber dem alten Haus mit etwa
50 % Energie bei vergleichbarer Größe auskommt,
und die Installation einer Photovoltaikanlage auf dem
Hausdach vor zwei Jahren, die erlaubt, 30 % des eigenen
Strombedarfes direkt zu erzeugen.
Wie könnte man Ihren Umgang mit den Mitarbeiterinnen
und Mitarbeitern charakterisieren?
Nacke: Als Hochschulprofessor und Betreuer von
Doktoranden ist mein Hauptanliegen, die Mitarbeiter
fachlich zu fördern, wobei ihnen aber genügend Freiraum
für die eigenständige Entwicklung gelassen werden muss. In
einem Institut mit einem hohen Anteil an Industrieprojekten
werden die Mitarbeiter im Projektmanagement gefördert,
aber, wie in der späteren Praxis, natürlich auch gefordert.
Was schätzt Ihr Umfeld besonders an Ihnen?
Nacke: Die fachliche Kompetenz, Zuverlässigkeit, objektive
Entscheidungen und positives Denken.
Welche moralischen Werte sind für Sie besonders
aktuell?
Nacke: Ehrlichkeit, Vertrauen und Verantwortung.
Wie schaffen Sie es, Zeit für sich zu haben, nicht immer
nur von internen und externen Herausforderungen in
Anspruch genommen zu werden?
Nacke: Im Sommer durch Entspannen im Garten mit
vielen praktischen Bestätigungsmöglichkeiten, im Urlaub
durch das Genießen von neuen Eindrücken, durch
ausgiebige Radtouren mit Familie und Freunden und
durch leidenschaftliches Kochen und das anschließende
Genießen mit einem Glas Wein.
1-2013 elektrowärme international
63

NACHGEFRAGT Folge 8
Haben/hatten Sie Vorbilder?
Nacke: Der Friedensgedanke von Mahatma Gandhi hat
mich sehr beeindruckt.
Wie wurden Sie erzogen?
Nacke: Friedlich und behütet im dörflichen Umfeld mit
vielen Möglichkeiten, Anreizen und Herausforderungen
für die eigene Entwicklung, geprägt von einer Zeit, in
der technische Herausforderungen das ingenieurmäßige
Denken förderten und interessant machten.
Wie sollten Kinder heute erzogen werden?
Nacke: Verantwortungsbewusst, mit genügend Freiraum zur
Selbstentwicklung, aber auch mit klaren Grenzen und Ritualen.
Welcher guten Sache würden Sie Ihr letztes Hemd opfern?
Nacke: Dem Frieden in der Welt.
Was wünschen Sie der nächsten Generation?
Nacke: In Frieden und Anerkennung des Anderen die
Probleme der Zukunft – Umwelt und Energie – zu meistern.
Was ist Ihr Lebensmotto?
Nacke: Das Leben und den Erfolg zu genießen und
Anderen das Gleiche zu wünschen.
Welches war in Ihren Augen die wichtigste Erfindung
des 20. Jahrhunderts?
Nacke: Die Halbleiter- und Mikrotechnologie.
Welche Charaktereigenschaften sind Ihnen persönlich
wichtig?
Nacke: Vertrauen, Fairness, Objektivität.
Welche drei Wörter würden Sie am besten beschreiben?
Nacke: Friedfertig, ausgeglichen, ehrgeizig.
Wessen Karriere hat Sie am meisten beeindruckt?
Nacke: Die von Berthold Beitz.
Wann denken Sie nicht an Ihre Arbeit?
Nacke: Selten, aber bei guter und mitreißender Musik.
64 elektrowärme international 1-2013

Folge 8
NACHGEFRAGT
Wie lautet Ihr persönlicher Tipp an nächste Generationen?
Nacke: Die Probleme der Welt gemeinsam und in Frieden
zu lösen und die Welt für alle Menschen lebenswert zu
gestalten.
Was hat Sie besonders geprägt?
Nacke: Mein Patenonkel, der mich
in jungen Jahren schon mit seinen
Reisen ins Ausland, mit französischem
Rotwein und mit seiner weltoffenen
Art beeindruckt hat.
Auf was können Sie ganz und
gar nicht verzichten?
Nacke: Auf die Familie, auf Reisen, auf ein Glas Rotwein
und französischen Ziegenkäse.
Welchen Beruf würden Sie gerne ausüben, wenn Sie
die Wahl hätten?
Nacke: Ich bin sehr zufrieden und würde mich für den
gleichen Beruf entscheiden.
“Der Friedensgedanke
von Mahatma
Gandhi hat mich sehr
beeindruckt.”
Was ist Ihrer Meinung nach der Sinn des Lebens?
Nacke: Das Leben nach den eigenen Wünschen und Zielen
zu gestalten, den Erfolg und das Leben zu genießen.
Was würden Sie anders im Leben machen, wenn Sie
die Wahl hätten?
Nacke: Nichts.
Was wünschen Sie der Welt?
Nacke: In Frieden zu leben,
den Andersdenkenden zu
akzeptieren, allen Menschen einen
ausreichenden Lebensstandard
und Glück.
In welchem Land würden Sie gerne leben?
Nacke: In der Freizeit und zum Lebengenießen in
Südfrankreich, zum Arbeiten in Deutschland, dazwischen
aber auch beeindruckende Länder wie Südafrika erleben.
In welches Land würden Sie auswandern?
Nacke: In keines.
Wo sehen Sie sich in zehn Jahren?
Nacke: Ich hoffe, immer noch aktiv für technische
Herausforderungen der Elektroprozesstechnik und für
die Weitergabe meines Wissens an junge Wissenschaftler.
Die Redaktion bedankt sich für das interessante und
offene Gespräch.
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Diese erklärung kann ich mit Wirkung für die Zukunft jederzeit widerrufen.

Folge 9
IM PROFIL
IN REGELMÄSSIGER FOLGE stellen wir Ihnen an dieser Stelle die wichtigsten Institutionen, Institute, Verbände und Organisationen
im Bereich der elektrothermischen Prozesstechnik vor. In dieser Ausgabe zeigt sich die Forschungsgemeinschaft
Industrieofenbau e. V. – FOGI im Profil.
Forschungsgemeinschaft
Industrieofenbau e.V. – FOGI
Die Forschungsgemeinschaft Industrieofenbau
e.V. (FOGI) wurde 1967
von Mitgliedsfirmen des Fachverbandes
Thermoprozesstechnik (TPT) im VDMA
gegründet.
Das Ziel, das sich die Forschungsgemeinschaft
gesetzt hat, ist die internationale
Wettbewerbsfähigkeit der Mitgliedsfirmen
durch Forschung im vorwettbewerblichen
Bereich zu sichern und zu
stärken. Es soll weiterhin ein Ausgleich zu
strukturbedingten Nachteilen von mittelständischen
Unternehmen gegenüber
der Großindustrie geschaffen werden. Die
Gemeinschaftsforschung ist als Grundlage
für firmeneigene, produktbezogene
Entwicklungen zu sehen. Der internationale
Wettbewerb wird vor allem durch
erfolgreiche Umsetzung von Innovationen
entschieden.
Auf dem Gebiet der Thermoprozesstechnik
ist deshalb
eine verstärkte und
praxisnahe Forschung
als Basis der
angestrebten Innovationen
notwendig,
um den hohen
technischen und
wirtschaftlichen
Stand zu erhalten.
Für die meist
mittelständischen
Unternehmen des
Industrieofenbaus
ist die notwendige
Grundlagenforschung
finanziell
nur in Firmengemeinschaftsforschung
mit unabhängigen
Forschungsinstituten möglich.
Grundlagenforschung wird auf den Gebieten
der Wärmeübertragung, der Prozessführung
und der Verbrennungstechnik
betrieben.
Getragen wird die FOGI von ihren Mitgliedsfirmen.
Zu den Mitgliedern gehören
Firmen aus der Metall-, Keramik- und Chemiebranche,
Brenner- und Komponentenhersteller
des Industrieofenbaues.
FORSCHUNGSSCHWERPUNKTE
■■
■■
■■
Bild 1: FOGI-Kommunikationsdiagramm
Ressourcenschonung: Energieeinsparung,
CO 2 - und NO x -Reduzierung, Verbrennungsvorgänge
Werkstoffe des Ofenbaus: Umweltverträglichkeit,
chemische und thermische
Beständigkeit
Produktionsoptimierung: Automatisierung,
Prozesssimulation, Visualisierung
des Anlagenzustands
■■
Mensch-Maschine-Interaktion: Sicherheit
am Arbeitsplatz, Arbeitsplatzbedingungen,
Anlagensicherheit.
MITGLIEDER
Ordentliche Mitglieder der FOGI sind die
Hersteller von Wärmeerzeugungs- und
industriellen Erwärmungsanlagen, Produzenten
von Komponenten von Industrieöfen
bzw. industriellen Erwärmungsanlagen,
sowie Engineering-Unternehmen und
Betreiber von Industrieöfen.
Zu den außerordentlichen Mitgliedern werden
die Leiter von wissenschaftlichen Instituten
des In- und Auslands im Bereich Wärmeund
Verfahrenstechnik gezählt. Ehrenmitglieder
sind Prof. Dr. Günther Woelk, vormals
Institut für Industrieofenbau in Aachen und die
langjährigen Vorsitzenden Dr. Bernd Edenhofer,
vormals Ipsen Kleve und Dipl.-Ing. Friedherz
Becker, vormals Riedhammer Nürnberg.
1-2013 elektrowärme international
67

IM PROFIL Folge 9
Bild 2: Industriebrenner in Aktion – Forschungsergebnisse verbessern stets den Schadstoffausstoß und die Energieeffizienz
in Thermoprozessanlagen
Mitgliederversammlung
und Vorstand
Die Mitgliederversammlung setzt sich aus
den ordentlichen und den außerordentlichen
Mitgliedern sowie dem Ehrenmitglied
zusammen. Wie bei gemeinnützigen Vereinen
üblich, ist sie zusammen mit dem Vorstand
das oberste Entscheidungsgremium.
Der Vorstand wird repräsentiert durch:
■■
■■
■■
■■
Dr.-Ing. Dominik Schröder, LOI Thermprocess,
Essen (Vorsitzender)
Dr.-Ing. Klaus Löser, ALD Vacuum Technologies,
Erlensee (stellv. Vorsitzender)
Dipl.-Ing. Rolf Schwartz, Schwartz Wärmebehandlungsanlagen,
Simmerath
(stellv. Vorsitzender)
Dr.-Ing. Heinz-Peter Gitzinger, Elster LBE,
Wuppertal (Vorsitzender des wissenschaftlichen
Beirats)
Die Geschäftsführung der FOGI liegt in den
Händen von Dr.-Ing. Franz Beneke.
DER WISSENSCHAFTLICHE
BEIRAT UND DIE
FORSCHUNGS STELLEN
Der wissenschaftliche Beirat besteht aus den
Vertretern der Mitgliedsfirmen und den Leitern
der Forschungsinstitute bzw. Inhabern
der Lehrstühle, die auf den Gebieten Verfahrens-,
Wärme- und Feuerungstechnik oder
Industrieofenbau tätig sind.
Der wissenschaftliche Beirat hat die Aufgabe,
Forschungsprojekte, die von den Mitgliedsfirmen
oder den Forschungs instituten
vorgestellt werden, zu bewerten. Ergebnisse
der Forschungsvorhaben tragen die Forscher
in diesem Gremium vor.
Beauftragte Forschungsstellen sind renommierte
Lehr- und Forschungsinstitute der
RWTH Aachen, TU Chemnitz, TU Clausthal,
Universität Duisburg-Essen, TU Bergakademie
Freiberg, Universität Hannover und Universität
Magdeburg, sowie Forschungseinrichtungen
und Stiftungen wie OWI Aachen, IWT Bremen,
GWI Essen und BFI Düsseldorf.
PROJEKTBEGLEITENDE
AUSSCHÜSSE
Eine zentrale Funktion bei der Durchführung
von Forschungsvorhaben kommt
neben dem/n Forschungsinstitut/en, dem
Projektbegleitenden Arbeitskreis (PAK) zu.
Schon zum Beginn eines Forschungsvorhabens
legen die Mitglieder des PAK die
genauen Forschungsziele fest und begleiten
während der Durchführung das Projekt.
Der PAK trifft sich i. R. halbjährlich mit
der/den Forschungsstelle(n). Zusätzlich
werden die Forschungsergebnisse auf
den Sitzungen des wissenschaftlichen
Beirats vorgestellt und diskutiert. So ist
sichergestellt, dass die Forschungsziele
den Interessen der Mitglieder dienen.
Die Forschungsergebnisse werden nach
Abschluss des Projektes, entsprechend
den Regeln veröffentlicht.
FORSCHUNGSPROJEKTE
Seit Gründung der Forschungsgemeinschaft
Industrieofenbau e.V. – FOGI sind mehr als
100 Forschungsvorhaben durchgeführt worden.
Die Finanzierung der Projekte erfolgt
sowohl aus den Mitgliedsbeiträgen als auch
aus öffentlichen Fördermitteln, z. B. BMWi.
Öffentlich geförderte und laufende Forschungsprojekte
sind:
■■
Vorrichtung zur Volumenstrommessung
bei Hochkonvektionsanlagen zur Wärmebehandlung
■■
■■
■■
■■
■■
Stofftransporthemmende abriebbeständige
Schichten für Leichtbau-Chargiergestelle
Prozessanpassung in Hochdruckgasabschrecksystemen
für komplexe Bauteile
und Chargenaufbauten
Bestimmung von örtlichen Temperaturen
bei der Wärmebehandlung von
gestapelten Gütern in Industrieöfen
Entwicklung von MoSi 2 -Beschichtungen
zum Schutz von Ofenkomponenten vor
Hochtemperaturkorrosion in oxidierenden
und aggressiven Atmosphären
Oberflächeneinfluss metallischer Ofenbauwerkstoffe
auf das Hochtemperaturkorrosionsverhalten.
Ergebnisse von Forschungsprojekten, die
ohne öffentliche Unterstützung d. h. aus
Mitgliedsbeiträgen finanziert werden,
stehen ausschließlich den Mitgliedern zur
Verfügung. Als Beispiele seien genannt die
FOGI - Stoffwertedatenbank mit mehr als
28.000 temperaturabhängigen Stoffwerten
oder ein Simulationsprogramm, mit
dem die dreidimensionale Temperaturverteilung
eines Kammerofens berechnet
und visualisiert wird.
WISSENSTRANSFER
IN DIE PRAXIS:
DIE FOGI-SEMINARE
Zum Transfer der Forschungsergebnisse
in den Mitgliedsfirmen wird jährlich ein
zweitägiges Seminar abgehalten, das für
die Mitarbeiter der Mitgliedsfirmen den
Stand der Forschung zu einer bestimmten
Thematik darstellt und den Praktikern
die Nutzung der Forschungsergebnisse
erleichtert. Selbstverständlich ist dabei die
68 elektrowärme international 1-2013

Darstellung der erforderlichen Grundlagen
als auch die ausführliche Diskussion zwischen
den Teilnehmern.
Zusätzlich führt die FOGI Seminare zur
Aus- und Weiterbildung für Praktiker und Einsteiger
in die Thermoprozessbranche durch.
ZUSAMMENARBEIT MIT
ANDEREN FORSCHUNGS-
VEREINIGUNGEN
Die Thermoprozesstechnik ist eine komplexe
und heterogene Branche. Deshalb ist
Zusammenarbeit zwischen Herstellern und
Betreibern – auch in der Forschung – sinnvoll.
Die FOGI pflegt folglich eine intensive
Kooperation mit anderen Forschungsvereinigungen
wie z. B. Arbeitsgemeinschaft
Wärmebehandlung und Werkstofftechnik
e. V. in Bremen (AWT).
Die Forschungsgemeinschaft Industrieofenbau
e.V. – FOGI ist über das Forschungskuratorium
Maschinenbau (FKM)
Mitglied der Arbeitsgemeinschaft industrieller
Forschungsvereinigungen e.V. (AiF).
VORTEILE DER FOGI
MITGLIEDSCHAFT
Forschungsprojekte und Ergebnisse
Mitgliedsfirmen initiieren Forschungsthemen
und Projekte. Damit ist gewährleistet, dass die
Forschungsziele trotz des Charakters der Vorwettbewerblichkeit
der indus triellen Gemeinschaftsforschung
praxisnah bleiben. Der direkte
Einfluss und Zugang zu den Forschungsprojekten
sichert Wissens- und Marktvor sprung
und Erhöhung der Konkurrenzfähigkeit.
Vielfältiger Nutzen
Vielfältiger Nutzen aus der Zusammenarbeit
mit zahlreichen Forschungsinstituten.
Neueste Forschungserkenntnisse
Anschluss der Mitgliedsunternehmen an
neueste Forschungserkenntnisse.
Innovativ – Schnell – Wettbewerbsfähig
Realisierbarkeit von Entwicklungsaufgaben,
die die Leistungsfähigkeit des Einzelunternehmens
übersteigen.
Technologietransfer
Weiterbildung und Schulung der Firmenmitarbeiter
durch FOGI-Seminare zur Förderung
des Wissensaufbaus, der Vermittlung,
Nutzung und Weiterentwicklung des
Ofenbaues.
Autor:
Dr. Franz Beneke
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FORSCHUNG AKTUELL
Wärme- und Stofftransport beim
induktiven Skull-Schmelzen von
Gläsern und Oxiden
von Bernard Nacke, Benjamin Niemann, Dirk Schlesselmann
Die Skull-Melting-Technologie stellt ein
Schmelzverfahren für innovative Werkstoffe
im Bereich von Gläsern dar, die als
Linsen, Fasern oder Filter zum Einsatz kommen,
das gleichzeitig hohe Prozesstemperaturen
und die Einhaltung von geforderten
Reinheiten ermöglicht. Bei der Herstellung
sind strenge Anforderungen hinsichtlich
der optischen Eigenschaften zu erfüllen,
die maßgeblich beim Aufschmelzen aus
dem Gemenge und dem anschließenden
Läutern definiert werden.
Ein bisher ungelöstes Problem beim
Schmelzen von Gläsern mittels der induktiven
Skull-Melting-Technologie bestand in
der Tatsache, dass die Prozesse im Inneren
der Schmelze weitestgehend unbekannt
sind, weil Messungen von Temperaturen
und Strömungen im flüssigen Glas bei den
hohen Temperaturen praktisch unmöglich
sind. Der Temperatur- und Strömungsverteilung
in der Schmelze kommt jedoch
hinsichtlich der Sicherheit des Schmelzverfahrens,
der Prozesssteuerung für die
Herstellung der geforderten Eigenschaften
sowie der Weiterentwicklung der Schmelzaggregate
eine enorme Bedeutung zu.
Der Beitrag gibt einen Überblick über das
am Institut für Elektroprozesstechnik entwickelte
induktive Skull-Schmelzverfahren
für Gläser im Induktortiegel und stellt ein
dafür neu entwickeltes numerisches Modell
vor, mit dem der Wärme- und Stofftransport
in der Glasschmelze simuliert werden
kann. Die Simulationsergebnisse geben ein
umfassendes Bild der im praktischen Versuch
verborgenen Strömungsabläufe in der
Glasschmelze und erlauben eine zukünftige
Optimierung der Auslegung des Induktortiegels
und des Schmelzprozesses.
Der vorliegende Beitrag beschreibt ein
neu entwickeltes numerisches Modell, das
ermöglicht, die instationäre dreidimensionale
Schmelzenströmung beim Schmelzen
von Gläsern und Oxiden mittels des
Skull-Schmelzverfahrens zu simulieren.
Dabei werden elektromagnetische Kräfte,
Auftriebskräfte und Marangonikräfte
berücksichtigt. Das numerische Modell
erlaubt eine umfassende Einsicht in die in
der Schmelze ablaufenden Wärme- und
Stofftransportvorgänge.
Mittels des entwickelten numerischen
Modells wurden Schmelzvorgänge für
verschiedene Gläser und Oxide simuliert
und die Ergebnisse mit experimentellen
Ergebnissen verglichen. Der Vergleich
zeigt zunächst einmal eine gute Übereinstimmung
von numerischen und experimentellen
Daten an der Schmelzenoberfläche.
Die numerischen Ergebnisse
erlauben zudem einen Blick in das Innere
der Schmelze und ergeben interessante
Effekte des Wärme- und Stofftransports,
die bisher unbekannt waren.
EINLEITUNG
Am Institut für Elektroprozesstechnik (ETP)
der Leibniz Universität Hannover steht
seit einigen Jahre eine induktive Skull-
Schmelzanlage (Bild 1a) zur Verfügung, die
es erlaubt, Schmelzversuche unterschiedlicher
elektrisch schwachleitender Materialien
durchzuführen. Insbesondere wurde die
Anlage in den letzten Jahren zur Herstellung
von optischen Gläsern, zum Schmelzen von
Hochtemperaturoxiden, zur Durchführung
von chemischen Reaktionen bei hohen
Temperaturen und zur Kristallisation von oxidischen
und Halbleiterkristallen eingesetzt.
Die typischen Schmelzentemperaturen
liegen dabei zwischen 1.500 und 2.500 °C,
aber auch Temperaturen über 3.000 °C, z. B.
beim Schmelzen und Überhitzen von Zirkoniumoxid,
wurden bereits erreicht. Dazu
wird üblicherweise das klassische Prinzip des
„kalten Tiegels“ (Bild 1c) für das Schmelzen
von Oxiden und das neu entwickelte Prinzip
des Induktortiegels (Bild 1b) für das Schmelzen
von Gläsern verwendet.
Bei dem Kalten-Tiegel-Prinzip wird ein
wassergekühlter metallischer Tiegel eingesetzt,
der von einer einwindigen Spule
umgeben ist, während beim Induktortiegel-Prinzip
die ebenfalls einwindige und
wassergekühlte Spule direkt als Tiegel
dient. Durch die intensive Kühlung des
Tiegels bildet sich zwischen der heißen
Schmelze innerhalb des Tiegels und der
wassergekühlten Tiegelwand eine Schicht
festen Materials, die als Skull-Schicht
bezeichnet wird. Die Skull-Schicht schützt
die Schmelze vor Verunreinigungen durch
den Tiegel und den Tiegel vor der Beschädigung
durch die heiße Schmelze.
Bild 1b zeigt einen Induktortiegel aus
Kupfer, der am ETP verwendet wird. Der
Tiegel ist unten mit einem gekühlten Boden
verschlossen, der aus einem Material mit
sehr hoher thermischer Leitfähigkeit (150 W/
m 2 K) und mit sehr geringer elektrischer Leitfähigkeit
besteht, damit das magnetische
Feld sich um den Induktortiegel schließen
kann. Eine weitere wichtige Komponente
des Induktortiegels ist der Kühlfinger, der vor
dem Spalt der Induktoranschlüsse plaziert
wird, um Spannungsüberschläge in diesem
1-2013 elektrowärme international
71

FORSCHUNG AKTUELL
Bild 1: Skull-Schmelzanlage am ETP: (a) Schmelzkammer, (b) Induktortiegel mit Kühlfinger und Keramikring zum Glasschmelzen;
(c) Kalter Tiegel mit separatem Induktor zum Schmelzen von Oxiden
Bereich zu vermeiden. Der Kühlfinger reduziert
die Temperatur in diesem Bereich und
erhöht damit den Widerstand des Schmelzmaterials,
da dessen elektrische Leitfähigkeit
mit abnehmender Temperatur stark
zunimmt. Der Kalte Tiegel (Bild 1c) besteht
aus mehreren wassergekühlten Kupfersegmenten.
Durch den Einsatz eines zusätzlichen
Induktors erhöhen sich die Verluste
und der elektrische Wirkungsgrad ist damit
geringer als beim Induktortiegel.
Alle Komponenten sind in einer Kammer
(Bild 1a) untergebracht, die mit Schutzgas
oder Vakuum betrieben werden kann. Die
Energieversorgung besteht aus einem
MOSFET-Transistor-Generator mit einem
Parallelschwingkreis und hat eine maximale
Ausgangsleistung von 350 kW in
einem Frequenzbereich von 80–300 kHz.
In Abhängigkeit vom erforderlichen Prozess
kann der Generator spannungs- oder leistungsgeregelt
gefahren werden. Ein Datenerfassungssystem
speichert alle wichtigen
Prozessdaten wie Generatorleistung und
‐frequenz sowie die Temperaturen und
Durchflussraten jedes Kühlstranges des Kühlsystems.
Damit können wichtige Daten wie
die Tiegel-, Boden- oder Induktorverluste
bestimmt und die energetische Bilanz des
Schmelzprozesses dargestellt werden [1].
Der induktive Skull-Schmelzprozess ist
sehr komplex und daher aufgrund diverser
charakteristischer Eigenschaften sehr
schwierig zu bestimmen. Dazu gehören
die stark nichtlinearen Materialeigenschaften
bei sich verändernden Temperaturen.
Des Weiteren wird die Schmelze durch drei
unterschiedliche Mechanismen angetrieben:
durch Marangonikräfte, Auftriebs- und
Lorentzkräfte. Zudem ist die Wärmequellenverteilung
in der Schmelze aufgrund des
ausgeprägten Skineffektes sehr inhomogen.
Ein nicht weniger wichtiger Aspekt ist, dass
die Messung von Prozessdaten unterhalb
der Schmelzenoberfläche wegen der hohen
Prozesstemperatur unmöglich ist.
Trotzdem kann die genaue Kenntnis der
Vorgänge in der Schmelze sehr bedeutend
sein, da z. B. eine Überhitzung der Schmelze
zur Emission von toxischen Gasen oder
zu einer Zerstörung der Skullschicht zwischen
Schmelze und Tiegel führen kann.
Chemische Reaktionen können zu einem
Überkochen der Schmelze führen und so
die gesamte Schmelzeinheit beschädigen
oder die Qualität der optischen Gläser
beeinträchtigen, die besonderen Anforderungen
genügen muss. Daher ist eine gute
Durchmischung der Schmelze von besonderer
Bedeutung. Um kritische Prozesszustände
zu vermeiden und einen optimalen
Schmelzablauf zu gewährleistungen, kann
eine numerische Simulation eingesetzt
werden, die die Vorgänge innerhalb der
Schmelze im Voraus darstellt. Daher dient
das hier vorgestellte 3D-Simulationsmodell
zur Bestimmung des instationären Wärmeund
Stofftransports dazu, die inneren Vorgänge
beim Schmelzen von Materialien
mittels des Skull-Schmelzverfahren besser
verstehen zu können.
NUMERISCHES MODELL
Für die Modellierung des induktiven Skull-
Schmelzprozesses sind drei physikalische
Größen von wesentlicher Bedeutung:
die Temperatur-, die Strömungs- und die
elektromagnetische Feldverteilung in der
Schmelze. Die Simulation der Temperatur-
und Strömungsverteilung dient zur
Bestimmung der Charakteristika des realen
Schmelzprozesses. Das elektromagnetische
Feld erzeugt die Wärmequellen in der
Schmelze und ist damit für die Erwärmung
der Schmelze und den Wirkungsgrad des
Schmelzprozesses verantwortlich.
Die Optimierung aller drei Größen
steht bei der Auslegung eines induktiven
Skull-Schmelzprozesses im Vordergrund.
Allerdings beeinflussen sich alle Größen
gegenseitig, wie in Bild 2 dargestellt. Das
numerische Modell muss alle drei einzelnen
Größen wie auch deren Einfluss untereinander
berücksichtigen. Bei der Entwicklung
des entsprechenden Simulationsmodells
wurden zwei verschiedene kommerzielle
Simulationswerkzeuge zur Berechnung
des Skull-Schmelzprozesses benutzt, das
Softwarepaket ANSYS zur Berechnung
des elektromagnetischen Feldes und das
Softwareprogramm CFX zur Berechnung
des Temperatur- und Strömungsfeldes.
72 elektrowärme international 1-2013

FORSCHUNG AKTUELL
Die temperaturabhängigen Eigenschaften
der Dichte ρ(T) und der dynamischen
Viskosität η(T) haben einen Einfluss auf die
Schmelzenströmung, wobei der Term ν →
·gradϑ andererseits die Veränderung der
Temperatur durch die Schmelzenströmung
beschreibt. Diese Kopplungsmechanismen
werden intern im Programm CFX realisiert.
Die weiteren Kopplungsmechanismen werden
in dem Gesamtmodell durch selbstprogrammierte
Subroutinen berücksichtigt [2].
Da der Einfluss der Schmelzenströmung auf
das elektromagnetische Feld κ (ν → x B → ) vernachlässigt
werden kann (die magnetische
Reynoldszahl R m ist etwa 10 −8 in dem hier
vorliegenden Schmelzprozess), bleiben nur
drei zusätzliche Kopplungsmechanismen
über: die Lorentzkraft S →
x B → , die die Schmelzenströmung
beeinflusst, die Wärmequellenverteilung
p = κ -1 · S →2 , die die Erwärmung
der Schmelze wesentlich bestimmt und die
elektrische Leitfähigkeit κ(T) als eine Funktion
der Temperatur.
Bezüglich der Schmelzenströmung werden
drei Arten von Antriebskräften in dem
numerischen Modell berücksichtigt:
Lorentzkräfte: f → t = x B →
S→
Die Schmelze wird sowohl vom elektromagnetischen
Feld als auch von induzierten
Strömen durchsetzt. Das Kreuzprodukt der
Stromdichte S →
und der magnetischen Flussdichte
B →
ergibt die Lorentzkraftdichte.
Thermische Auftriebskräfte:
(f ↓ g) → = (g → ρ) ↓ 0α(ϑ - ϑ ↓ 0)
Die Erwärmung der Schmelze führt
zu einer Ausdehnung und damit zu einer
Dichteänderung der Schmelze. Bei einer
inhomogenen Temperaturverteilung in der
Schmelze kommt es damit zu Strömungen
aufgrund thermischer Auftriebskräfte.
Antriebskräfte durch die Marangoni-
Konvektion:
→
f
m
d
= − γ dϑ
grad ϑ
Oberfläche vom warmen
zu kälteren Bereichen
strömen lässt.
Unter Berücksichtigung
der Materialkonstante
− d γ
dϑ
lässt sich daraus eine
Oberflächenkraftdichte
bestimmen [3].
NUMERISCHE
UND EXPERIMENTELLE
UNTERSUCHUNG UNTER-
SCHIEDLICHER GLÄSER
Die Schmelzenströmung wird von den
einzelnen Antriebsmechanismen abhängig
von den Materialeigenschaften des
untersuchten Materials unterschiedlich
stark beeinflusst. Um das unterschiedliche
Verhalten beim Schmelzen zu untersuchen,
wurden drei verschiedene Gläser
ausgewählt und sowohl experimentell als
auch numerisch untersucht.
Die ausgewählten Glassorten repräsentieren
das gesamte Spektrum von Gläsern,
die mittels des induktiven Skull-Schmelzverfahrens
geschmolzen werden können
(Tabelle 1). Die wichtigsten Materialparameter
für die Kopplung des elektromagnetischen
Feldes mit der Schmelze sind die elektrische
Leitfähigkeit und die dynamische Viskosität.
Wenn die elektrische Leitfähigkeit ausreichend
hoch ist, induziert das elektromagnetische
Feld des Induktors Wärmequellen innerhalb
der Schmelze. Die dynamische Viskosität hat
andererseits einen Einfluss auf die Durchmischung
und Homogenisierung der Schmelze,
die durch die drei Strömungsmechanismen
angetrieben wird. Diese beiden Parameter
sind für Glas 1 hoch, haben einen mittleren
Wert für Glas 2 und sind für Glas 3 gering.
Hinsichtlich der Geometrie wurden zwei
verschiedene numerische Modelle für die
Bild 2: Gegenseitige Kopplung der Feldgrößen
Berechnung der verwendeten Gläser eingesetzt.
Im Allgemeinen beschreiben die beiden
Modelle den Induktortiegel, der in den
Experimenten verwendet wurde. Das erste
Modell berücksichtigt den halben Tiegel,
den Kühlfinger und eine Skullschicht von
1 mm Dicke. Damit wird in diesem Modell
nur die Hälfte der Schmelze berechnet,
es wird für Glas 1 verwendet. Das zweite
Modell, das für Glas 2 und Glas 3 benutzt
wird, berechnet den gesamten Schmelztiegel
und die gesamte Schmelze. Ein Kühlfinger
wird hierbei nicht berücksichtigt, weil
er auch in den Experimenten nicht verwendet
wurde. Zu Beginn des Schmelzprozesses
wird angenommen, dass das Glas eine
homogene Temperatur von 50 bis 100 K
niedriger als die reale Prozesstemperatur hat.
Dies bedeutet, dass es zu Beginn der Simulation
eine kurze Übergangsphase von der
Ausgangssituation zu einem global stationären
Prozess hinsichtlich der Temperatur- und
der Strömungsverteilung in der Schmelze
gibt. Die Simulationsergebnisse ermöglichen
eine Verifikation des Modells durch
den Vergleich der eingesetzten Leistung,
der Induktorspannung, der Oberflächentemperatur,
der Strömungsgeschwindigkeit
und der spezifischen Oberflächenstruktur. In
diesem Beitrag wird schwerpunktmäßig auf
den Vergleich der Oberflächenstruktur der
Schmelze eingegangen.
Die Marangoni-Konvektion entsteht
infolge einer inhomogenen
Temperaturverteilung entlang
einer freien Schmelzenoberfläche.
Der Gradient der temperaturabhängigen
Oberflächenspannung
erzeugt einen Schubspannungssprung,
der die Schmelze an der
Tabelle 1: Übersicht der Materialparameter der untersuchten Gläser
Parameter Glas 1 Glas 2 Glas 3
Prozesstemperatur [°C] 1.500–1.600 1.200–1.250 1.100–1.150
Elektr. Leitfähigkeit [1/Ωm] 115–150 45–60 33–40
Dichte [kg/m 3 ] 2.750 (1.300 °C) 3.830 (1.200 °C) 6.300 (1.000 °C)
Therm. Ausdehnungskoeffizient 9,0 ∙ 10 −5 4,5 ∙ 10 −5 2,57 ∙ 10 −5
Dynamische Viskosität [Ns/m 2 ] 0,475 (1.550 °C) 0,075 (1.250 °C) 0,0012 (1.120 °C)
1-2013 elektrowärme international
73

FORSCHUNG AKTUELL
(a)
(b)
(c)
Bild 3: Globaler stationärer Zustand
Glas 1 nach 90 s:
(a) Temperaturverteilung;
(b) Strömungsgeschwindigkeit;
(c) Strömungslinien
Die Simulationsergebnisse für den global stationären Zustand
von Glas 1 ist in Bild 3 zu sehen. Die Temperaturverteilung in Bild 3a
kann in verschiedene Bereiche unterteilt werden. Der erste Bereich ist
der kälteste und liegt direkt über dem Boden des Tiegels und längs
der Tiegelwandung. Der zweite Bereich der Schmelze liegt weiter
innerhalb des Tiegels. Er hat ein Volumen von ungefähr zwei Drittel
des Tiegels, wobei hier die höchsten Temperaturen auftreten. Dieser
Bereich enthält einen Kanal relativ kalten Materials. Der Kanal ist ein
Ergebnis des globalen Schmelzflusses. Das Material, das in der Nähe
der Tiegelwandung erwärmt wird, steigt bis an die Oberfläche auf,
bewegt sich zur Mitte des Tiegels und strömt dann wieder abwärts.
Bild 3b zeigt, dass die Strömungsgeschwindigkeit der Schmelze ihr
Maximum innerhalb des Kanals aufweist. Neben dem großen Wirbel,
der durch thermische Auftriebskräfte angetrieben wird und in Bild
3c zu sehen ist, gibt es einen kleineren Wirbel nahe der Tiegelwand.
Dieser Wirbel ist asymmetrisch aufgrund des Einflusses des Kühlfingers
und der Stromzuführung des Induktortiegels.
Bild 3a zeigt auch die typischen Strömungsmuster auf der Oberfläche
der Schmelze, die durch Marangonikonvektion verursacht
werden. Die Oberflächenstruktur zeigt verzweigte Kanäle, die nahe
an der Tiegelwand beginnen und sich über die Schmelzenoberfläche
ausbreiten. Die Kanäle stellen Bereiche (Zellen) mit heißerer Schmelze
dar. Entsprechend Bild 3b ist die Geschwindigkeit auf der Oberfläche
am Rand der Kanäle größer als in der Mitte und dem inneren Teil
einer Zelle. In Bild 3a ist bereits ein global stationärer Prozess erreicht,
trotzdem sind immer noch Veränderungen der Oberflächenstruktur
zu beobachten. Allerdings verändern sich die Anordnung und die
Form der Zellen nur langsam mit der Zeit. Dies ist mit der Marangonikonvektion
erklärbar, die die Strömungsmuster auf der Schmelzenoberfläche
stabilisiert. Die Marangonikonvektion bewirkt eine Kraft
in Richtung des negativen Temperaturgradienten von warmen zu
kühleren Bereichen. Die Kraft und die relativ kleine Geschwindigkeit
der Schmelze innerhalb der Kanäle bedeuten auch, dass das Material
innerhalb der Kanäle sich länger an der Oberfläche aufhält als das
Material an den Rändern und daher durch Strahlungsverluste deutlich
abkühlt. Dieser Effekt wiederum erhält den Temperaturgradienten,
der für die Marangoni-Konvektion verantwortlich ist. Aufgrund der
sehr geringen elektrischen Leitfähigkeit hat die Lorentzkraft weder
einen signifikanten Einfluss auf die Oberflächenströmungsmuster
noch auf die globale Schmelzenströmung. Ein Vergleich zwischen
der experimentell aufgenommenen Oberflächenstruktur (Bild 4a)
und dem Simulationsergebnis (Bild 4b) zeigt eine sehr gute Übereinstimmung.
In beiden Fällen gibt es vier Kanäle in jeder Hälfte des
Tiegels und keine Kanäle in der Nähe des Kühlfingers.
Die grundlegenden Phänomene für das Verhalten von Glas 1
gelten auch für die anderen Gläser. Daher werden im Folgenden
nur die Unterschiede im Hinblick auf die Oberflächenmuster
und der Vergleich zwischen Experiment und Simulation berücksichtigt.
Entsprechend Bild 5 zeigen die Simulationsergebnisse
und die experimentell aufgenommenen Oberflächenstrukturen
wiederum eine gute Übereinstimmung für Glas 2 und für Glas
3. Es gibt wesentlich mehr Kanäle bei Glas 2 im Vergleich zu
Glas 1. Die Kanäle entstehen etwa 40 mm von der Tiegelwand
74 elektrowärme international 1-2013

FORSCHUNG AKTUELL
entfernt und sind weniger breit. Dies ist
3
3
vor allem auf die viel kleinere dynamische
4
3
3
4
Viskosität von Glas 2 zurückzuführen. 2 Das 2
4
Durchmischen der Schmelze ist daher viel
intensiver. Glas 3 hat noch mehr Kanäle
als Glas 2. Darüber hinaus gibt es nicht
nur Kanäle, die von der Tiegelwand in
Richtung Zentrum verlaufen, sondern die 1
1
Hauptkanäle sind auch durch kurze Kanäle
verbunden. Die Verteilung der Kanäle ist
wesentlich unregelmäßiger. Ein Grund für
2
1
2
1
dieses Verhalten ist, dass Glas 3 die
a)
kleinste Bild a) 4: Vergleich der Oberflächenmuster
b)
Glas 1: (a) Experiment; b) (b) Simulation
dynamische Viskosität aller Gläser aufweist
und damit bei Glas 3 größere Turbulenzen
in der Schmelze auftreten, die dann
die Entstehung von größeren, stabileren
Kanälen verhindern.
NUMERISCHE UNTERSUCHUNG
EINER OXIDSCHMELZE UND
VERGLEICH MIT DEN GLAS-
SCHMELZEN
Als Oxid für die experimentelle und numerische
Untersuchung wurde eine Keramik
von 50 Gew.-% Zirkonium und 50 Gew.-%
Aluminiumoxid verwendet. Das numerische
Modell berücksichtigt den kalten Tiegel in
Bild 1c mit den einzelnen Kupfersegmenten,
den Kupferboden und den Induktor.
Aufgrund der wesentlich höheren Strömungsgeschwindigkeiten
der Oxidschmelze
wurde in diesem Fall die LES-Methode
als Turbulenzmodell verwendet. Allerdings
wurden die ersten Zeitschritte zur Simulation
des instationären Strömungsverhaltens
wegen der besseren Konvergenz mit dem
k-ε-Modell berechnet.
Die Turbulenz der Schmelze bedeutet
auch, dass es keinen global stationären
Zustand gibt. Innerhalb von Sekunden
ändert sich das Muster der Oberfläche
der Schmelze signifikant, im Gegensatz
zu den untersuchten Gläsern. Bild 6 zeigt
die Ergebnisse für die Simulation zu einem
zufälligen Zeitpunkt, nachdem die Übergangsphase
der Simulation beendet ist. Die
Oberfläche der Schmelze besteht aus Zellen
mit einer Temperatur von 2.150–2.300 °C
und kälteren Bereichen dazwischen mit
2.000–2.150 °C. Die Geschwindigkeiten der
Schmelze auf der Oberfläche sind im Vergleich
zu Glas 1 doppelt so hoch (Bild 3b).
Die Flächenmuster in Bild 6a und Bild 6b
zeigen eine andere Charakteristik als die
untersuchten Gläser. Bei der Oxidschmelze
wird die Oberflächenstruktur nicht durch
die Marangoni-Konvektion bestimmt. Die
Schnittdarstellung in Bild 6c zeigt, dass es
Doppelwirbel innerhalb der Schmelze gibt.
Dies bedeutet, dass die Lorentz-Kraft in diesem
Fall eine wichtige Rolle spielt. Jedoch
sind die oberen Wirbel größer als die unteren,
was darauf hindeutet, dass auch der
thermische Auftrieb die Schmelzenströmung
beeinflusst. Im Allgemeinen unterscheidet
sich die Schmelzenströmung für
das Oxid erheblich von denen der drei Gläser.
Dies liegt daran, dass im Falle des Oxids
die dynamische Viskosität 10mal kleiner und
die Lorentz-Kraft bis zu 100mal größer ist.
ZUSAMMENFASSUNG
Es wurde ein numerisches Modell vorgestellt,
das erlaubt, die dreidimensionale
instationäre Erwärmung und Schmelzenströmung
eines Skull-Schmelzprozesses zu
Bild 4: Vergleich Bild 4: Vergleich der Oberflächenmuster der Oberflächenmuster Glas 1: (a) Glas Experiment; 1: (a) Experiment; (b) Simulat (b
4
(a) (b) (c) (d)
Bild 5: Typische Oberflächenmuster für Glas 2: (a) Experiment, (b) Simulation und für Glas 3: (c) Experiment, (d) Simulation
1-2013 elektrowärme international
75

FORSCHUNG AKTUELL
(a) (b) (c)
Bild 6: Simulationsergebnisse für ZrO 2 -Al 2 O 3 : (a) Temperaturverteilung auf der Schmelzenoberfläche;
(b) Geschwindigkeit der Oberflächenströmung; (c) Strömungslinien in der Schmelze
berechnen. Das Modell berücksichtigt alle
relevanten physikalischen Größen, deren
gegenseitige Beeinflussung und verschiedene
Antriebskräfte der Schmelzenströmung.
Es ist geeignet, die Vorgänge im Inneren der
Schmelze und auf ihrer Oberfläche besser zu
verstehen. Die Schmelzen von drei Gläsern
wurden numerisch und experimentell untersucht,
um das Modell zu verifizieren. Dabei
konnte eine sehr gute Übereinstimmung
erzielt werden. Es wurde gezeigt, dass die
thermischen Auftriebskräfte vor allem die
globale Strömung in den Glasschmelzen
antreiben, während die Marangoni-Konvektion
für die typischen Oberflächenstrukturen
verantwortlich ist. Bei der numerischen
Untersuchung einer Oxidschmelze wurden
sowohl Lorentzkräfte als auch thermische
Auftriebskräfte als ausschlaggebend für
den Antrieb der Schmelze erkannt. Diese
Erkenntnisse vertiefen das Verständnis eines
Skull-Schmelzprozesses und können genutzt
werden, um die Prozesszuverlässigkeit und
‐sicherheit zu erhöhen. Weiterhin kann das
Modell verwendet werden, um das Verhalten
von neuen Materialien vorherzusagen,
bevor ein kosten- und zeitintensives Experiment
zur Prüfung der Durchführbarkeit
durchgeführt wird.
LITERATUR
[1] Kudryash, M.: Experimental investigation
of induction melting in cold crucible for
high temperature processing of oxides
using HF transistor power supply. Sierke
Verlag, 2011
[2] Niemann, B.; Nacke, B.; Geza, V.; Jakovics,
A.: Simulation of the 3D mass transfer of
molten glasses in the inductor-crucible.
International conference on Electromagnetic
Processing of Materials (EPM) 2009,
Proceedings, S. 525–528
[3] Niemann, B.: Untersuchung des 3D Wärmeund
Stofftransports von flüssigem Glas im
Induktortiegel. Sierke Verlag, 2011
AUTOREN
Prof. Dr.-Ing. Bernard Nacke
Institut für Elektroprozesstechnik
Leibniz Universität Hannover
Hannover
Tel.: 0511/762-5533
nacke@etp.uni-hannover.de
Dipl.-Ing. Dirk Schlesselmann
Institut für Elektroprozesstechnik
Leibniz Universität Hannover
Hannover
Tel.: 0511/762-2290
schlesselmann@etp.uni-hannover.de
Dr.-Ing. Benjamin Niemann
Auer Lighting GmbH
Bad Gandersheim
Tel.: 05382/701-310
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Hotline_184,5x35.indd 1 15.12.11 15:13
76 elektrowärme international 1-2013

FORSCHUNG AKTUELL
Hochtemperaturbeständige,
thermisch gespritzte Diffusionsbarriereschichten
auf CFC-Leichtbauchargiergestellen
von Rico Drehmann, Christian Rupprecht, Bernhard Wielage, Thomas Lampke, Maria Gilbert,
Volker Uhlig, Dimosthenis Trimis, Volker Heuer
Chargiergestelle erfüllen in Wärmebehandlungs-
und Hochtemperaturlötprozessen
die Aufgabe der Positionierung
und des Transports der Werkstücke. Konventionell
werden sie aus Stahl oder Gusseisen
hergestellt, seit einigen Jahren setzen
jedoch immer mehr Unternehmen auf Chargiergestelle
aus Leichtbauwerkstoffen wie
Graphit oder kohlenstofffaserverstärktem
Kohlenstoff (CFC). Der Hauptnachteil dieser
kohlenstoffbasierten Werkstückträger
besteht in der unerwünschten Aufkohlung
der aufliegenden Bauteile durch Diffusionsprozesse.
Aus diesem Grund wurden
im Rahmen des vorgestellten Forschungsprojektes
thermisch gespritzte Schichten
auf CFC aufgebracht und umfangreichen
Tests hinsichtlich ihrer Eignung als Hochtemperaturdiffusionsbarriere
unterzogen.
Zum Einsatz kamen die keramischen Pulver
Al 2 O 3 , Al 2 O 3 /Cr 2 O 3 , Al 2 O 3 /TiO 2 und
ZrO 2 /Y 2 O 3 , die mittels Pulverflamm- (PFS)
und atmosphärischen Plasmaspritzens
(APS) verarbeitet wurden. Molybdän und
Siliziumcarbid dienten als Haftvermittlerschichten.
Die Schichtcharakterisierung
umfasste materialographische Analysen,
Haftzug-, Verschleiß- sowie Langzeit-
Hochtemperaturtests sowohl im Labormaßstab
als auch in der industriellen Praxis.
Insbesondere die Al 2 O 3 - und Al 2 O 3 /
Cr 2 O 3 -Schichten auf siliziertem CFC zeigten
hierbei exzellente Ergebnisse, wodurch
sich ein großes Anwendungspotential für
thermisch gespritzte keramische Schichten
auf kohlenstoffbasierten Leichtbaumaterialien
eröffnet.
EINLEITUNG
Die Substitution von konventionellen Stahloder
Gusseisenchargiergestellen durch
Werkstückträger aus CFC ist aus mehreren
Gründen erstrebenswert. Sein geringes
Gewicht (ρ CFC ≈ 1,6 g/cm 3 ) ermöglicht es,
bei gleicher Chargen-Gesamtmasse mehr
Bauteile auf dem Gestell zu platzieren. Weiterhin
werden Aufheiz- und Abkühlzeiten
durch die geringere thermische Masse von
CFC wesentlich verkürzt, was in signifikanten
Energieeinsparungen resultiert [1–3]. Darüber
hinaus besitzt CFC auch bei hohen
Temperaturen eine ausgezeichnete Dimensionsstabilität,
während Kriechprozesse bei
metallischen Chargenträgern schon nach
relativ kurzer Einsatzzeit zu unerwünschten
plastischen Verformungen des Gestells führen
(Bild 1a, b).
Oberhalb von 1.000 °C kommt es jedoch
zur Aufkohlung von Bauteilen, die sich im
Kontakt mit dem CFC-Gestell befinden [1,
2, 5]. Übliche Gegenmaßnahmen sind die
Verwendung von Pasten und Anstrichen
auf Basis von Al 2 O 3 oder hexagonalem
Bornitrid (h-BN), welche aber bereits nach
wenigen Zyklen wieder erneuert werden
müssen. Alternativ werden unerwünschte
Diffusionsprozesse durch den Einsatz von
keramischen Platten und sonstigen Positionierhilfen
vermieden. Bisher in der Litera-
Bild 1a: Konventioneller Gusseisen-Gitterrost nach
neun Monaten Einsatzzeit [4]
Bild 1b: CFC-Chargenträger nach sieben Jahren im Einsatz [4]
1-2013 elektrowärme international
77

FORSCHUNG AKTUELL
tur vorgeschlagene permanente Lösungen
wie das Packbeschichtungsverfahren, die
Schlickerinfiltration oder die chemische
Gasphasenabscheidung (CVD) erweisen
sich als teuer und/oder zeitaufwendig.
Aus diesem Grund liegt der Fokus der vorliegenden
Arbeit auf der Applikation von
langzeitbeständigen Schichten mittels thermischen
Spritzens, was im Vergleich zu den
vorgenannten Beschichtungsprozessen
als schnelle und zugleich kostengünstige
Methode einzustufen ist.
EXPERIMENTELLES
Als Substratmaterial wurde der kohlenstofffaserverstärkte
Kohlenstoff CF 226 der
Schunk GmbH verwendet. Hinsichtlich der
Haftvermittlerschicht wurden zwei verschiedene
Konzepte verfolgt. Zum einen
wurden mittels APS und PFS applizierte
Molybdänzwischenlagen eingesetzt,
zum anderen wurde auf einem Teil der
CFC-Substrate in einem Schlickersilizierprozess
eine Siliziumcarbidschicht aufgebracht.
Die von der GTV GmbH bezogenen
Pulver Al 2 O 3 , Al 2 O 3 /Cr 2 O 3 94/6, Al 2 O 3 /
TiO 2 97/3 und ZrO 2 /Y 2 O 3 92/8 (−45 µm
+20 µm) wurden mittels der Spritzsysteme
GTV F6 (APS) bzw. CastoDyn 3000 (PFS) als
Beschichtungsmaterial für die keramische
Decklage verarbeitet. Die entsprechenden
Beschichtungsparameter finden sich in
Tabelle 1. Aus Vergleichsgründen wurden
auch Proben auf nicht-silizierten Substraten
ohne jegliche Zwischenschicht hergestellt.
Um das Risiko spannungsinduzierter
Risse und großflächiger Abplatzungen zu
minimieren, wurden außerdem Proben mit
einer strukturierten keramischen Beschichtung
hergestellt und mit Proben mit konventionellen,
geschlossenen Schichten
Tabelle 1: Beschichtungsparameter
APS
PFS
Molybdän Keramik Molybdän Keramik
Spritzabstand 135 mm 110 mm ca. 110 mm ca. 110 mm
Argonfluss 47 l/min 41 l/min – –
Wasserstofffluss 10 l/min 12 l/min – –
Acetylen – – 0,5–0,7 bar 0,6–0,7 bar
Sauerstoff – – 4,3 bar 4 bar
Luft – – 3 bar –
verglichen. Die Strukturierung wurde
mithilfe eines handelsüblichen Drahtgitters,
welches auf die Probe aufgespannt
wurde, realisiert. Das Beschichtungsmaterial
wurde anschließend durch das Gitter
hindurch auf das Substrat appliziert, was
in einer rhombusförmigen Oberflächenstruktur
(Rhombus-Diagonalen 4 mm bzw.
2,5 mm) resultierte.
Die Schichtcharakterisierung erfolgte
mittels Lichtmikroskopie, Porositätsmessungen
(Software Olympus a4i), Röntgenbeugungsanalyse
(XRD), tribometrischen
Stift-Scheibe-Versuchen (0,1 m/s Rotationsgeschwindigkeit,
zwei 100Cr6-Stifte, bis zu
6.400 Übergänge) und Schicht-Haftzugversuchen
(in Anlehnung an DIN EN 582).
Darüber hinaus wurden die Proben umfangreichen
Hochtemperaturtests unterzogen,
beginnend mit Versuchen im Labormaßstab
in einem widerstandsbeheizten Ofen mit
Schutzgasanschluss (Ar, N 2 ). Die Proben wurden
unter Hochvakuum (10 −2 bis 10 −5 mbar)
bei einer Heizrate von 20 K/min auf 1.250 °C
erwärmt. Nach einer Haltezeit von 10 min
folgte eine freie Ofenabkühlung bei einer
Kühlrate von etwa 10 K/min. Anschließend
wurden die Proben hinsichtlich Rissbildung,
Abplatzungen, Masseverlust und farblichen
Veränderungen begutachtet. Beschädigte
Proben wurden aussortiert, die verbleibenden
Schichten unterliefen bis zu 47 Hochtemperaturzyklen.
Jene Proben, die sich in
diesen Tests als beständig erwiesen, wurden
im Anschluss Abschrecktests in einer Wärmebehandlungsanlage
von ALD unterzogen.
Die Maximaltemperatur betrug hierbei
1.100 °C. Durch Stickstoffflutung konnten
Abschreckraten von 155 K/min erreicht werden.
Die Tests umfassten bis zu 18 Zyklen.
Nachfolgend wurden die Schichtsysteme,
die die Labortests erfolgreich absolviert
hatten, bei drei Industriepartnern in
sechsmonatigen Langzeit-Hochtemperaturtests
unter praxisrelevanten Bedingungen
auf ihre Thermoschockbeständigkeit
untersucht. Bei den Unternehmen wurden
die Proben sowohl Härte- als auch Lötprozessen
mit Maximaltemperaturen von
1.120 °C bis 1.250 °C und Abschreckdrücken
von 1,5 bis 9,5 bar unterzogen. Die
Proben wurden in regelmäßigen Abständen
optisch begutachtet, beschädigte
Schichten wurden aussortiert und an die
Forschungsstellen zur metallographischen
Untersuchung zurückgesendet. Abschließend
wurden im Labormaßstab Hochtemperaturkorrosionstests
in verschiedenen
Ofenatmosphären durchgeführt. Neben
Tests im Feinvakuum (10 −2 –10 −3 mbar)
wurde die Beständigkeit der Schichtsysteme
in Stickstoff, Wasserstoff und Endogas
(20 % CO, 40 % H 2 , 40 % N 2 ) untersucht.
Die Zyklenzahl betrug jeweils 10 Durchläufe,
die Maximaltemperatur im Falle von
Stickstoff 1.100 °C, im Falle von Endogas
1.050 °C, ansonsten 1.250 °C.
ERGEBNISSE UND DISKUSSION
Thermisches Spritzen
Sowohl mittels APS als auch mittels PFS
konnten gut haftende Molybdän- und
Keramikbeschichtungen hergestellt werden.
Dabei zeigte sich, dass die silizierten
CFC-Substrate eine ausreichend hohe
Oberflächenrauheit besitzen, sodass das
dem thermischen Spritzen üblicherweise
vorgelagerte Korundstrahlen im Gegensatz
zu den nicht-silizierten Proben entfallen
konnte. Dies ist als wichtiger Vorteil
zu werten, da Strahlversuche zeigten, dass
bereits geringe Strahldrücke eine starke
Schädigung der oberflächennahen Fasern
verursachten, was negative Auswirkungen
auf die strukturelle Integrität und Festigkeit
des CFC-Substrats haben kann. Der
Einsatz einer Zwischenschicht ist deshalb
zu empfehlen. Sowohl auf der Molybdän-
Zwischenlage als auch auf der Siliziumcarbidschicht
zeigten die keramischen
Decklagen ein sehr gutes Anbindungsverhalten.
Die in Bild 2 sichtbaren Delaminationseffekte
im CFC-Mo-Interface belegen
jedoch, dass der Haftvermittler selbst eine
78 elektrowärme international 1-2013

FORSCHUNG AKTUELL
teilweise ungenügende Anbindung am
Substrat aufweist. Im Gegensatz dazu
zeigte die SiC-Schicht der silizierten Proben
eine exzellente Haftung sowohl mit
dem Substrat als auch der keramischen
Decklage (Bild 3).
Die pulverflammgespritzten Beschichtungen
zeigten erwartungsgemäß eine
deutlich höhere Porosität (15 % Mo,
35 % Keramik) als die plasmagespritzten
Schichten (7 % Mo, 1–4 % Keramik). Im
Hinblick auf den beabsichtigten Anwendungsfall
ist dies jedoch nicht notwendigerweise
als negativ zu bewerten, da
Wärmeausdehnungsunterschiede zwischen
dem CFC-Substrat und dem keramischen
Beschichtungsmaterial durch
eine poröse Mikrostruktur in der Regel
besser kompensiert werden als durch
eine vollkommen dichte Schicht. Die
Herstellung der Proben mit der strukturierten
Oberfläche verlief problemlos.
Das Drahtgitter konnte nach dem
Beschichtungsvorgang ohne sichtbare
Schädigung vom Substrat abgenommen
werden. In den nachfolgenden Hochtemperaturtests
sollte überprüft werden, ob
die Strukturierung ein vielversprechender
Ansatz zur Schichteigenspannungsreduzierung
ist.
Haftzug- und Verschleißtest
Die Haftzugtests bestätigten den Eindruck,
der durch die Auswertung der Schliffbilder
gewonnen wurde. Sämtliche auf siliziertem
CFC abgeschiedenen Schichten
(in Bild 4 grün dargestellt) zeigten eine
deutlich höhere Haftzugfestigkeit als die
Proben mit Molybdänzwischenlage oder
ohne jeglichen Haftvermittler. Auch die
Schadensbilder stellten sich sehr unterschiedlich
dar. Konnten für viele der auf
nicht-silizierten Substraten aufgebrachten
Schichten großflächige Delaminationen
beobachtet werden, so kam es bei den
Proben mit SiC-Zwischenlage nur zu lokalen
Schädigungen im Bereich des Haftzugstempels.
Hier trat das Versagen auch nicht
im Interface CFC/Schicht, sondern im CFC-
Substrat selbst auf. Dies korreliert mit den
hohen Haftzugwerten der silizierten Proben,
die fast an den Wert des unbeschichteten
Substrats heranreichen (die beiden
linken Balken in Bild 4).
Die an einem
Stift-Scheibe-Tribometer
durchgeführten
Verschleißtests
ermöglichten einen
direkten Vergleich
der Verschleißbeständigkeit
der thermisch
gespritzten
APS-Schichten mit
drei in der Industrie
eingesetzten Anstrichen
(HeBo Coat,
Fiberfrax QF-180, Carbosave).
Während die
Anstriche schon nach
200 Umdrehungen
tiefe, bis auf das CFC-
Substrat reichende
Verschleißspuren aufwiesen,
konnten die
auf den plasmagespritzten
Keramikbeschichtungen
erkennbaren
Spuren selbst
nach 3200 Umdrehungen
(entspricht
6.400 Stiftüberläufen)
ohne sichtbare Schädigung
der Schichten
leicht abgewischt werden,
was dafür spricht,
dass der dunkle Abrieb
ausschließlich von den
Stahlstiften stammte
(Bild 5).
Thermozyklische
Tests
Während der Hochtemperaturversuche
konnten grundsätzlich
vier verschiedene Schadensmechanismen
beobachtet werden. Insbesondere die Proben
mit Molybdän-Haftvermittler oder ohne
jegliche Zwischenlage zeigten umfangreiche
Rissbildung und großflächige Abplatzungen
nach spätestens 12 Zyklen. Darüber hinaus
wiesen die mit Al 2 O 3 /TiO 2 beschichteten
Proben eine deutliche Schwärzung der
Oberfläche auf (Bild 6), was als Indikator
für eine unerwünschte Kohlenstoffdiffusion
gewertet wurde. 15‐minütige Kontakttests
Bild 2: APS-Schicht Mo + Al 2 O 3 auf ungestrahltem CFC
Bild 3: APS-Schicht Al 2 O 3 /TiO 2 auf siliziertem CFC
Bild 4: Ergebnisse der Haftzugversuche
mit aufgelegten Cr-Ni-Stahlplättchen bestätigten
diese Vermutung, da es bei Temperaturen
von etwa 1.200 °C zu einer teilweisen
Verschmelzung des Plättchens mit dem
beschichteten Substrat kam. Im Gegensatz
dazu konnte bei den Al 2 O 3 - und den Al 2 O 3 /
Cr 2 O 3 -Proben keine Schwärzung beobachtet
werden. Dementsprechend zeigten diese
Schichtsysteme auch ein chemisch inertes
Verhalten in den Kontaktversuchen. Schließlich
ergaben Wägungen vor, während und
nach den thermozyklischen Tests, dass die
1-2013 elektrowärme international
79

FORSCHUNG AKTUELL
Bild 5: Vergleich der Verschleißspuren Keramikanstrich /
APS-Beschichtung
Bild 6: Farbunterschiede ausgewählter APS-Schichten auf
siliziertem CFC vor (Z0, as-sprayed) und nach (Z12)
12 zyklischen Tests im Hochvakuum
Bild 7: Strukturierte und geschlossene Al 2 O 3 -, Al 2 O 3 /Cr 2 O 3 -
und Al 2 O 3 /TiO 2 -APS-Schichten nach 29 bzw. 30 Zyklen
(Hochvakuum, T max = 1.250 °C)
Bild 8: Von links nach rechts: Geschlossene und strukturierte
Al 2 O 3 - sowie geschlossene und strukturierte
Al 2 O 3 /Cr 2 O 3 -Proben nach 100 Zyklen im Industrieversuch
(Abschreckdruck 1,5 bar N 2 , Maximaltemperatur
1.120 °C)
Masse der mit den silizierten Substraten hergestellten Proben über die
Versuchsdauer nahezu konstant blieb, während die übrigen Schichtsysteme
Masseverluste von bis zu 0,5 % aufwiesen. Dies lässt den
Schluss zu, dass die SiC-Schicht das CFC-Substrat vor unerwünschten
chemischen Reaktionen sowohl mit der Ofenatmosphäre als auch
mit dem Beschichtungsmaterial schützt.
Grundsätzlich zeigten die Proben auf siliziertem CFC ein deutlich
besseres Hochtemperatur- und Thermoschockverhalten. Die bereits
beschriebene Schwärzung der Al 2 O 3 /TiO 2 -Schichten wurde jedoch
von der Ausbildung eines stetig wachsenden Rissnetzwerkes auf
der keramischen Oberfläche begleitet (rot markiert in Bild 7f). Im
Zusammenhang mit dem oben beschriebenen Kontakttest muss
dies als Ausschlusskriterium für Al 2 O 3 /TiO 2 als Beschichtungsmaterial
gewertet werden. Auch die mit ZrO 2 /Y 2 O 3 beschichteten Proben
wiesen schon nach wenigen Zyklen größere Risse und in der Folge
Abplatzungen auf. Dies wird auf den im Vergleich zu den übrigen
keramischen Beschichtungswerkstoffen und auch zum Substratmaterial
relativ hohen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von
Zirkoniumoxid (10 ∙ 10 −6 K −1 ) zurückgeführt. Wie aus den Abbildungen
7a und b ersichtlich wird, waren nach 29 Hochtemperaturzyklen bei
den strukturierten Al 2 O 3 -Schichten und in geringerem Maße auch
bei den Al 2 O 3 /Cr 2 O 3 -Schichten Abplatzungen einzelner Segmente zu
beobachten. Wäre das Abplatzen vereinzelter Segmente noch akzeptabel,
da die umliegenden Segmente den Kontakt des aufliegenden
Bauteils mit dem CFC verhindern, so ist die in Bild 7a sichtbare Anzahl
an Fehlstellen bereits als grenzwertig einzustufen. Die nachfolgenden
Industrieversuche sollten Klarheit darüber schaffen, inwiefern die
strukturierten Oberflächen für den praktischen Einsatz geeignet sind.
Im Gegensatz zu den strukturierten Proben zeigten die geschlossenen
Al 2 O 3 - und Al 2 O 3 /Cr 2 O 3 -Schichten bis zum Ende der Labortests mit
freier Ofenabkühlung keinerlei Schädigungen (Bild 7d und e). Al 2 O 3 /
Cr 2 O 3 zeigte auch in den Abschreck- und Hochtemperaturkorrosionsversuchen
die besten Resultate. Selbst in Wasserstoffatmosphäre, bei
denen die anderen getesteten Schichtsysteme versagten, waren nach
10 Zyklen keine größeren Schädigungen erkennbar.
Nach 47 Zyklen mit freier Abkühlung, 18 Abschreckversuchen
und den Korrosionsversuchen im Labormaßstab ließ sich somit
festhalten, dass die plasmagespritzten den pulverflammgespritzten
Schichten im Hinblick auf Rissbildung und Delamination deutlich
überlegen waren und dass Molybdän in Hochtemperaturanwendungen
als Haftvermittler für keramische Schichten auf CFC
ungeeignet ist.
Die abschließenden Langzeituntersuchungen in der industriellen
Praxis bestätigten weitestgehend die Resultate der Labortests.
Die ZrO 2 /Y 2 O 3 -Schichten versagten auch hier schon nach wenigen
Zyklen. Die Langzeitbeständigkeit der strukturierten Proben war
in entscheidendem Maße von den Prozessparametern abhängig,
die die jeweiligen Firmen gewählt hatten. Abschreckdrücke
von bis zu 9,5 bar N 2 und Maximaltemperaturen von 1.250 °C
führten zu vermehrten Segmentabplatzungen. Im Gegensatz
dazu waren bei einem Druck von 1,5 bar N 2 und einer Temperatur
von 1.120 °C auch nach 100 Zyklen keine Schädigungen sichtbar
(Bild 8). Letzteres galt auch für die geschlossenen Al 2 O 3 - und Al 2 O 3 /
80 elektrowärme international 1-2013

FORSCHUNG AKTUELL
Cr 2 O 3 -Schichten, welche sich sogar unter
den zuvor genannten höheren Abschreckdrücken
und Maximaltemperaturen als
beständig erwiesen und, abgesehen von
einer leichten Schwärzung, auch nach 81
Zyklen kaum Schädigungen zeigten.
ZUSAMMENFASSUNG
Mittels atmosphärischen Plasmaspritzens
(APS) und mittels Pulverflammspritzens (PFS)
wurden unter Verwendung von haftvermittelnden
Zwischenschichten (SiC, Mo) keramische
Beschichtungen auf kohlenstofffaserverstärktem
Kohlenstoff (CFC) hergestellt.
Auf siliziertem CFC applizierte Schichten
zeigten das beste Anbindungsverhalten, was
durch Haftzugtests verifiziert werden konnte.
Hochtemperaturtests im Vakuum führten
bei einem Teil der Proben zu umfangreicher
Rissbildung und Delaminationen, was in der
Schlussfolgerung resultierte, dass Molybdän
für die beabsichtigte Anwendung ungeeignet
ist, während insbesondere die geschlossenen
Al 2 O 3 - und Al 2 O 3 /Cr 2 O 3 -Schichten auf
siliziertem CFC ein exzellentes Hochtemperatur-
und Thermoschockverhalten zeigten.
Nach 47 Zyklen bei einer Maximaltemperatur
von 1.250 °C waren bei diesen Proben keine
sichtbaren Schädigungen erkennbar. Diesen
Untersuchungen im Labormaßstab folgten
praxisrelevante Tests in drei Unternehmen,
wo die Schichtsysteme über einen Zeitraum
von sechs Monaten in bis zu 100 Zyklen in
verschiedenen Wärmebehandlungsprozessen
mitgefahren wurden. Hierbei bestätigte
sich, dass Al 2 O 3 und Al 2 O 3 /Cr 2 O 3 die vielversprechendsten
Beschichtungsmaterialien für
thermisch belastete CFC-Bauteile sind. Dies
eröffnet ein großes Anwendungspotential
für thermisch gespritzte Keramikschichten
nicht nur auf CFC-Chargiergestellen, sondern
ganz allgemein auf CFC-basierten Leichtbaukomponenten.
DANKSAGUNG
Das IGF-Vorhaben 16572 BR 1/2 des Forschungskuratoriums
Maschinenbau e.V.
(FKM) wurde über die Arbeitsgemeinschaft
industrieller Forschungsvereinigungen „Otto
von Guericke“ e.V. (AiF) im Rahmen des Programms
zur Förderung der Industriellen
Gemeinschaftsforschung und ‐entwicklung
(IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft
und Technologie aufgrund eines Beschlusses
des Deutschen Bundestages gefördert.
Die Forschungsstellen bedanken sich herzlich
für die Finanzierung des Forschungsvorhabens.
Großer Dank gebührt ebenfalls
den Mitgliedern des projektbegleitenden
Ausschusses für tatkräftige Unterstützung
sowie wertvolle Hinweise und Anregungen.
LITERATUR
[1] Wank, A.; Wielage, B.; Reisel, G.; Ahrens, S.;
Martinez, L.; Schnick, T.: Diffusionssperrschichten
für Leichtbaugestelle aus Grafit
und C/C in Wärmebehandlungs- und Lötprozessen.
Tagungsband WTK 2005, S. 245–250.
– ISBN 3-00-016841-9
[2] Klemm, H.; Nake, K.; Thebault, S.: Oberflächenpassivierung
von CFC‐Sinter un ter lagen.
In: H. Kolaska: Hochleistungsprodukte der
Pulvermetallurgie – Vorträge des Hagener
Symposiums. Witten: Heimdall, 2005 (Pulvermetallurgie
in Wissenschaft und Praxis 21), S.
267–276. – ISBN 3-9807736-5-5
[3] Henrich, M.; Regener, D.; Weiß, R.: Charakterisierung
des Festigkeits- und Bruchverhaltens
von kohlenstofffaserverstärktem Kohlenstoff
(C/C) und siliziertem kohlenstofffaserverstärktem
Kohlenstoff (C/C-SiC) unter
Biegebeanspruchung. Materialwissenschaft
und Werkstofftechnik, 33 (2002) 9, S. 524–
533.
[4] Weiß, R.: Industrielle CMC-Anwendungen –
heute und in der Zukunft. Präsentation.
http://www.dlr.de/bk/Portaldata/35/Resources/dokumente/Industrielle_CMC-Anwendungen_-_heute_und_in_der_Zukunft.pdf
[5] Demmel, J.: Werkstoffwissenschaftliche
Aspekte der Entwicklung neuartiger Werkstückträger
für Hochtemperaturprozesse
aus Faserverbundkeramik C-C und weiteren
Hochtemperaturwerkstoffen. Dissertation.
TU Bergakademie Freiberg, 2003
AUTOREN
Dipl.-Ing. Rico Drehmann
Institut für Werkstoffwissenschaft und
Werkstofftechnik (IWW), TU Chemnitz
Chemnitz
Tel.: 0371/531-39331
rico.drehmann@mb.tu-chemnitz.de
Dr.-Ing. habil. Christian Rupprecht
Institut für Werkstoffwissenschaft und
Werkstofftechnik (IWW), TU Chemnitz
Chemnitz
Tel.: 0371/531-35220
christian.rupprecht@mb.tu-chemnitz.de
Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Bernhard Wielage
Institut für Werkstoffwissenschaft und
Werkstofftechnik (IWW), TU Chemnitz
Chemnitz
Tel.: 0371/531-36169
bernhard.wielage@mb.tu-chemnitz.de
Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Thomas Lampke
Institut für Werkstoffwissenschaft und
Werkstofftechnik (IWW), TU Chemnitz
Chemnitz
Tel.: 0371/531-36163
thomas.lampke@mb.tu-chemnitz.de
Dipl.-Ing. Maria Gilbert
Institut für Wärmetechnik und Thermodynamik
(IWTT), TU Bergakademie Freiberg
Freiberg
Tel.: 03731/39-2013
maria.gilbert@iwtt.tu-freiberg.de
Dr.-Ing. Volker Uhlig
Institut für Wärmetechnik und Thermodynamik
(IWTT), TU Bergakademie Freiberg
Freiberg
Tel.: 03731/39-2177
volker.uhlig@iwtt.tu-freiberg.de
Prof. Dr.-Ing. Dimosthenis Trimis
Institut für Wärmetechnik und Thermodynamik
(IWTT), TU Bergakademie Freiberg
Freiberg
Tel.: 03731/39-3940
trimis@iwtt.tu-freiberg.de
Dr.-Ing. Volker Heuer
ALD Vacuum Technologies GmbH
Hanau
Tel.: 06181/307-3372
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1-2013 elektrowärme international
81

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AUS DER PRAXIS
Neuer Gusswerkstoff für den
Tieftemperatureinsatz
konstruiert werden
und das spart nicht nur
Gewicht, sondern auch
Kosten.
Anstatt auf austenitische
setzt man bei
Schmolz + Bickenbach
Guss für Aufgaben im
Tieftemperaturbereich
seit neuestem auf martensitische
Stähle – das
ist das Ergebnis eines
vom Bundesministerium
für Wirtschaft und
Technologie geförderten
umfangreichen
Forschungsprojekts.
Diese Werkstoffe lassen
sich ausgezeichnet
vergüten und weisen
damit auch eine deutlich
höhere Streckgrenze
(Rp0,2 ≥ 490 N/
mm 2 ) auf als die alternativ
einzusetzenden
austenitischen Stähle.
Eine Eigenschaft, die
bei solch extremen
Temperaturen von
Bild 1: Trockeneis (Quelle: © panthermedia /vkovalcik)
besonderem Vorteil
ist. Allerdings werden
An Stähle, die im Tieftemperaturbereich nicht nur an die Festigkeit, sondern auch
zum Einsatz kommen, werden besondere
Anforderungen gestellt – müssen sie dere Ansprüche gestellt. Voraussetzung
an die Zähigkeit (KV (-196 °C) ≥ 40 J) beson-
doch Temperaturen von bis zu −196 °C für eine hohe Zähigkeit bei tiefen Temperaturen
sind vor allem niedrige Gehalte an
standhalten. Bisher wird dabei auf austenitische
Stähle zurückgegriffen. Diese sind ausgewählten Spurenelementen. Andernfalls
führen die dadurch hervorgerufenen
aufgrund ihrer niedrigen Streckgrenze
allerdings der Gefahr der frühen Verformung
ausgesetzt und müssen deshalb Gussteils. Die Herausforderung bestand
Seigerungen zu einer Versprödung des
besonders dickwandig gegossen werden. darin, die sichere Herstellung der Gussteile
mit dem Fokus auf einem optimierten
Das war der Ausgangspunkt für die Entwicklung
eines neuen kaltzähen Werkstoffs,
der bei einer guten Zähigkeit deut-
Zähigkeit zu realisieren – und zwar ohne
Gefüge und damit einer ausreichenden
lich höhere Festigkeitswerte aufweist. dass Risse im Volumen des Gussteils auftreten.
Dadurch kann das Gussteil dünnwandiger
UMFANGREICHE ENTWICK-
LUNGSARBEIT
Ausgangspunkt des Forschungsprojekts
war der kaltzähe Werkstoff X8Ni9. Dieser
wird als Blech- und Schmiedematerial standardmäßig
für Anwendungen bis -196 °C
eingesetzt. Eine Gussvariante des Werkstoffs
existierte aufgrund der hohen Rissempfindlichkeit
des grobkörnigen Primärgefüges
bisher aber nicht. Ziel war es, durch die
Kombination von Erkenntnissen aus Analytik,
Metallurgie und Wärmebehandlung den
Werkstoff auch als Gussmodifikation darzustellen.
Neben ausführlichen Werkstoffuntersuchungen
und einer umfassenden
Literaturrecherche wurde dazu mit externen
Experten zusammengearbeitet. Dabei griff
man auf modernste Technologien zurück,
so z. B. auf eine Simulation der Gießtechnik,
thermodynamische Berechnungen des
Werkstoffes und der Wärmebehandlung
und neueste Analysemethoden zur Auswertung
der Untersuchungsergebnisse. So
wurde unter anderem festgestellt, dass die
Anforderungen an den Reinheitsgrad der
Einsatzstoffe sowie an die Schmelz- und
Formtechnik von besonderer Bedeutung
sind. Zusätzlich müssen auch die Wärmebehandlungsparameter
hochpräzise eingestellt
werden. Auf Grundlage der gewonnenen
Erkenntnisse erfolgte im Anschluss eine
Versuchsfertigung – von der Erschmelzung
und dem Abguss über die Wärmebehandlung
bis hin zur mechanischen Erprobung.
Nach dem Abguss wurden die Gussteile
dabei umfangreichen Kontrollen unterzogen.
Das umfasste neben Sicht- und
Farbeindringungsprüfungen auch Ultraschall-
und Röntgenuntersuchungen. Hier
konnte nachgewiesen werden, dass das
Legierungskonzept zusammen mit den
gewählten Abkühlbedingungen tatsächlich
rissfreie Gussstücke generiert. Zusätzlich
fand zur Optimierung der mechanischen
Kennwerte eine Reihe von Wärmebehandlungsversuchen
statt.
84
elektrowärme international 1-2013

AUS DER PRAXIS
Bild 2. Schiff bei Flüssiggastransport (Quelle: © Carabay – Fotolia.com)
Ergebnis dieser Versuchsreihe ist der
neue kaltzähe Werkstoff DUX CRYO ® .
Dieser zeichnet sich durch eine erhöhte
Streckgrenze und eine hervorragende
Tieftemperaturzähigkeit aus. Damit kann
das Gussteil deutlich dünnwandiger konstruiert
und gebaut werden. Das ermöglicht
eine höhere Gestaltungsfreiheit, spart
Gewicht sowie Kosten und schont darüber
hinaus Ressourcen. Für das Unternehmen
ist aufgrund der chemischen Zusammensetzung
der neue Werkstoff günstiger als
Austenite, weil er bei ähnlichen Nickelgehalten
kein Chrom enthält.
VIELFÄLTIGE EINSATZ-
GEBIETE
Der neue Werkstoff DUX CRYO ® ist für alle
Bereiche geeignet, in denen mit Temperaturen
zwischen -100 °C und -196 °C gearbeitet
wird, und damit z. B. überall dort, wo Kryogene
wie Trockeneis oder flüssiger Sauerund
Stickstoff zum Einsatz kommen. Das gilt
unter anderem für Luftverflüssigungs- und
‐zerlegungsanlagen, in denen Luftkomponenten
durch thermische Trennverfahren
getrennt werden, um Stickstoff, Sauerstoff,
Argon und andere Edelgase in hochreiner
Konzentration und in flüssiger Form
sowie gasförmig zu gewinnen. Ein weiteres
zukunftsträchtiges Einsatzfeld ist darüber
hinaus die Erdgasverflüssigung: Hier wird
das Erdgas in sogenannten LNG-Terminals
auf bis zu -164 °C heruntergekühlt – entsprechend
hoch sind auch die Anforderungen
an die eingesetzten Komponenten. Ähnliches
gilt für die Kaltvermahlung und das
kryogene Recycling. Diese Verfahren werden
z. B. in der Lebensmittelindustrie und im
Bereich der Verbundstoffe genutzt. Ziel ist
dabei die Zerkleinerung von Werkstoffen
mit geringem Erweichungspunkt. „Auch in
den Bereichen Bodengefrierung, industrielle
Kältetechnik sowie Ölsandgewinnung könnten
für diesen Werkstoff noch interessante
Potenziale liegen“, erläutert Dr. Becker, Leiterin
Forschung & Entwicklung. Das Gleiche
gilt für alle Bauteile, die bei tiefen Außentemperaturen
eingesetzt werden: ob Pumpen
in Alaska oder Offshore-Anwendungen in
der Tiefsee.
Die Vorteile des kaltzähen Werkstoffes DUX
CRYO® auf einen Blick:
■■
Hohe Festigkeit und hohe Streckgrenze,
■■
Hervorragende Tieftemperaturzähigkeit,
■■
Möglichkeit der dünnwandigeren
und trotzdem verformungsstabilen
Konstruktion,
■■
Einsparung von Gewicht und Kosten.
Kontakt:
Schmolz + Bickenbach Guss
Krefeld
Tel.: 02151 764-1257
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1-2013 elektrowärme international
85

AUS DER PRAXIS
Umfassende Energiemonitoring-Lösung
für Gießerei-Betriebe
Sechs elektrisch betriebene Gießereiöfen
(Bild 1) laufen bei der Bergmann Automotive
GmbH in Barsinghausen – und benötigen
vergleichsweise so viel Strom wie eine kleine
Stadt. Ein systematisches Energiemanagement
spielt vor diesem Hintergrund eine zentrale
Rolle. Zusammen mit Siemens hat das mittelständische
Unternehmen jetzt ein umfassendes
Energiemonitoringsystem realisiert.
ENERGIE ALS KOSTENFAKTOR
Bergmann Automotive stellt Zylinderlaufbuchsen
her, die in Hubkolbenmotoren als Lauffläche
für den Kolben eingesetzt. Rund 10 % des
Unternehmensumsatzes entfallen auf Energiekosten.
Das entspricht einem Verbrauch
etwa 36 Mio. kWh Strom pro Jahr – so viel
verbrauchen 5.800 Deutsche im Durchschnitt.
Energieeffizienz wird damit zum zentralen Faktor
für den Unternehmenserfolg.
Die Novellierung des Erneuerbare-Energien-Gesetzes
(EEG) gab dann letztlich den
Ausschlag für den Geschäftsführer Bernhard
Büthe und seine Mitarbeiter, die bisherigen
Bild 1: Das Herzstück von Bergmann Automotive bildet eine Gießerei für Schleuderguss
Maßnahmen durch ein durchgängiges und
umfassendes Energiemonitoringsystem
zu ersetzen. Denn das neue EEG entlastet
zwar das produzierende Gewerbe durch
eine Erstattung der Umlagen für erneuerbare
Energien, knüpft diese Erstattung aber
gleichzeitig an bestimmte Bedingungen. So
müssen nach § 41 Unternehmen mit einem
Verbrauch von über 10 GWh pro Jahr zum
Zeitpunkt der Antragstellung über ein nach
DIN EN ISO 50001 zertifiziertes Energiemanagementsystem
verfügen.
Voraussetzung dafür ist eine systematische
Erfassung des Energieverbrauchs
und die fachkundige Analyse möglicher
Einsparpotenziale. Das zentrale Werkzeug,
um die in beiden Normen formulierten
Ziele zu erreichen, sind Energiemonitoringsysteme.
Sie ermöglichen es, softwaregestützt
die Energieströme eines
Unternehmens in allen Produktions- und
Nebenanlagen detailliert zu erfassen, den
Energieverbrauch zu analysieren und auszuwerten.
Aus diesem Datenmaterial lassen
sich dann im gesamten Unternehmen
Einsparpotenziale bestimmen.
ALLE VERBRAUCHER IM BLICK
Von Anfang an stand fest, dass ein solches
Energiemonitoringsystem nicht nur die
Hauptverbraucher in der Produktion, sondern
alle Verbrauchsstellen im gesamten
Betrieb umfassen sollte. Bis zu 200 Zähler
sollten zu diesem Zweck ausgetauscht
werden. Nach einem umfangreichen
Benchmarking der Anbieter für Energiedatenerfassungssysteme
entschieden
sich die elektrotechnischen wie auch die
kaufmännischen Experten für das Energiemonitoringsystem
von Siemens, bestehend
aus Messgeräten der 7KM PAC-Reihe
(Bild 2) und aus der Software Powermanager.
Am Standort Barsinghausen sind
mittlerweile rund 100 vernetzte Messgeräte
installiert. Weitere werden folgen, um
mittelfristig wirklich alle Nebenverbraucher
zu integrieren.
Die Software Powermanager überwacht
und archiviert die von den Zählern erfassten
elektrischen Kenngrößen wie Spannungen,
Ströme, Leistungen, Energiewerte
und Frequenzen. Einzige Voraussetzung:
ein Windows-PC und ein LAN-Netzwerk für
Modbus TCP. Auf dem PC werden die Leistungsmittelwerte
der überwachten Kenngrößen
in Ganglinienform angezeigt und
können miteinander verglichen werden.
So lassen sich beispielsweise Lastgänge
verschiedener Fertigungslinien oder Firmenstandorte
gegenüberstellen. Ebenso
angezeigt werden Störungen in der Energieverteilung,
auf die sofort reagiert werden
kann. Die Darstellung der Berichte ist
in Form vorinstallierter Vorlagen möglich,
zum Beispiel mit Kostenstellenzuordnung,
im Messwertevergleich oder als Dauerlinie.
Sie kann aber auch frei nach den individuellen
Anforderungen gestaltet werden.
Voreinstellungen sorgen dafür, dass die
Messgeräte schnell einsatzbereit sind.
86
elektrowärme international 1-2013

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AUS DER PRAXIS
Und auch die nachfolgende DIN EN ISO
50001:2011, die die Bedingungen im Hinblick
auf den Nachweis der Energieeffizienz
nochmals verschärft hat, erfüllt die
Siemens-Lösung. Das Energiemonitoringsystem
macht Energieflüsse transparent
und liefert Kennzahlen in Echtzeit. Doch es
liefert noch sehr viele weitere Erkenntnisse
und Informationen aus dem System, die
man für den Nachweis der Energieeffizienz
gar nicht bräuchte, die aber wertvolle Hinweise
geben. So kann beispielsweise aus
Fehlerverläufen herausgelesen werden,
wie die einzelnen Maschinen reagieren.
Ein Mehrverbrauch kann dann auf eine
Störung hinweisen, ehe diese in der
Produktion offensichtlich wird. Mit dem
umfangreichen Datenmaterial lassen sich
die einzelnen Parameter analysieren und
Energieflüsse und Produktionsprozesse
optimieren.
Bild 2: Zum Energiemonitoringsystem gehörende Messgeräte der 7KM PAC-Reihe (links)
WERTVOLLE INFORMATION
Das ursprüngliche Ziel einer Anerkennung
nach DIN EN 16001, dem Vorgänger der
aktuellen DIN EN ISO 50001, wurde mit der
Zertifizierung im November 2011 erreicht.
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TECHNIK AKTUELL
Anpassungsfähiger Leistungssteller mit TÜV-Zertifikat
Der TÜV Süd bestätigt die CE-Konformitätserklärung
von Gefran für die
Leistungssteller der GTF-Serie und damit
die richtlinienkonforme Produktion des
Sensorikspezialisten.
Eingesetzt in der Steuerung elektrischer
Industriebeheizungen passen Leistungssteller
wie der GTF plus den Strom beziehungsweise
die Spannung variabel den jeweiligen
Anforderungen an und reagieren flexibel
auf Änderungen der elektrischen Last oder
Netzspannungsschwankungen.
Die Leistungssteller erleichtern die Prozessdiagnose
und ermöglichen die Anbindung
an Automatisierungsnetzwerke. Sie
eignen sich für vier Betriebsarten: nullspannungsschaltend,
(optimierte) Pulspaketsteuerung
sowie Phasenanschnittsteuerung. Sie
können mit unterschiedlichen Heizlasten
verknüpft werden. Herkömmliche Widerstände
oder solche aus Kanthal oder Super
Kanthal lassen sich ebenso anschließen
wie Heizelemente aus Siliziumkarbid, Primärwicklungen
von Transformatoren oder
lang-, mittel- und kurzwellige Infrarotstrahler.
Zudem benötigen
die modernen Steller
weniger Verkabelungsaufwand,
sparen
Platz im Schaltschrank
und verringern die
Anschaffungskosten.
Die Softstart-
Funktion DSC (Dynamic
System Control)
erlaubt ein sanftes
Hochregeln der Lastspannung,
reduziert
Stromspitzen beim
Einschalten und senkt
insgesamt den Stromverbrauch. Untersuchungen
zeigen, dass allein aufgrund
dieser Funktion 20 % der Kosten für neue
Strahler eingespart werden können. Überdies
ermöglicht die Softstart-Funktion die
Ansteuerung von Transformatoren.
Einphasensteller vom Typ GTF eignen
sich für Nennströme von 25 bis 250 A und
Nennspannungen von 600 VAC und können
bei Bedarf durch zwei weitere Slave-
Module zu einem Dreiphasensteller erweitert
werden. Dies gilt jedoch nur für die
Betriebsarten „Nullspannungsschaltend“
und „Pulspaketsteuerung“. Ihre Ansteuerung
ist über Potentiometer, Digital- oder
Analogsignal oder über Modbus RTU-
Protokoll möglich.
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Optimierte Prozesspumpen für die Ledertrocknung
Oerlikon Leybold Vacuum bietet nun
optimierte Lösungen für Anwendungen
in der Ledertrocknung. Einer der wichtigsten
Prozesse in der Lederbearbeitung
ist die Entfernung von überschüssigem
Wasser. Leder erhält seine endgültige Textur,
Konsistenz und Flexibilität während des
Trocknungsvorgangs. Die Vakuumtrocknung
ist somit ein wesentlicher Bestandteil
für die Oberflächenveredelung des Leders,
weil dabei eine höhere Lederqualität und
Korrekturen von strukturellen Fehlern
erzielt werden können. Das Ergebnis: Die
Lebensdauer des Materials erhöht sich
erheblich.
Während der Vakuumtrocknung wird
das feuchte Leder auf einer Heizplatte in
einer isolierten Kammer platziert und der
Wassergehalt durch Erzeugen eines Vakuums
entzogen. Unter Vakuum erfolgt die
Verdunstung der Feuchtigkeit schneller,
und gleichzeitig kann das Abwasser reduziert
werden.
Heutzutage sind die Auswirkungen auf
unsere Umwelt ein kritischer Faktor für
die Unternehmen. Die Lederindustrie, im
hohen Maß auf weltweite Exporte angewiesen,
ist hier besonders angesprochen.
Ältere Technologien, basierend auf Flüssigringpumpen,
erfordern die Aufbereitung
des entstehenden Abwassers, was zu
deutlichen Kostensteigerungen führt. Trockene
Schraubenvakuumpumpen bieten
eine wartungsfreie Leistung über einen
langen Zeitraum, da diese Pumpen in der
Lage sind, mit Wasserdampf und organischen
Dämpfen umzugehen. Zudem
haben sie ein gutes Saugvermögen und
erzeugen einen hohen Enddruck. Dabei ist
die Technologie sauber und energetisch
optimiert. Das prädestiniert sie für den
Einsatz in der Lederindustrie.
Die Schraubenvakuumpumpe DRYVAC
von Oerlikon Leybold Vacuum gehört zu
einer neuen Familie trocken verdichtender
Vakuumpumpen. Je nach Anwendung
sind die Pumpen in diversen Varianten mit
verschiedenen Anlagenkomponenten verfügbar.
Die DRYVAC-Serie wurde speziell
für die Prozessindustrie entwickelt. Alle
Versionen der DRYVAC-Familie sind wassergekühlt,
kompakt und können problemlos
an unterschiedliche Vakuum-Systeme
montiert werden.
Oerlikon Leybold Vacuum GmbH
www.oerlikon.com/leyboldvacuum/de/
88 elektrowärme international 1-2013

TECHNIK AKTUELL
Neuer Gehörschutz bietet Sicherheit bis 37 Dezibel
Trotz ihres auffällig schlanken Designs
bieten die fünf neuen Peltor Modelle
von 3M eine maximale Dämpfung – vom
Peltor X1 zum Schutz vor schwachem Lärm
bis hin zum X5 für Arbeiten in extrem lärmbelasteter
Umgebung. Fünf verschiedene
Farbcodes kennzeichnen die unterschiedlichen
Dämpfungsniveaus von 27 bis 37
Dezibel und vereinfachen so die Auswahl
des passenden Gehörschutzes je nach Einsatzbereich.
Ein neuer Dichtungsring aus
hochentwickeltem Schaumstoff bei den
Modell X3 bis X5 sowie neu entwickelte
Dämmkissen der Modelle X4 und X5 garantieren
vor allem bei hoher Lärmbelastung
maximalen Schutz.
Um die Trageakzeptanz von Gehörschutz
zu erhöhen, wurde bei der Entwicklung der
neuen X-Serie ein besonderer Fokus auf die
Komfortmerkmale gelegt. So zeichnen sich
alle fünf Modelle durch ein besonders geringes
Gewicht und eine optimale Balance aus.
Das neue Doppelbügel-Design lässt sich einfach
anpassen und sorgt auch bei langer Tragezeit
für einen angenehmen Sitz und einen
konstanten Andruck. Die doppelschaligen
Kapseln bieten innenseitig viel Platz und
minimieren somit Wärme und Feuchtigkeit.
Im breiten Kopfbügel eingefasst befindet
sich ein rostfreier Federstahlbügel, der auch
bei der aktuellen Serie 3M Peltor Optime
zum Einsatz kommt. Durch dieses neue
Design sind die Stahlbügel elektrisch isoliert
und der gesamte Gehörschutz robuster
sowie leichter zu reinigen. Alle fünf Modelle
sind auch ohne Kopfbügel für die Befestigung
am Schutzhelm erhältlich.
3M
www.3marbeitsschutz.de
Kommunikation und Konfiguration mit HART-Modem
Neben dem HART-fähigen Sensorenprogramm
für nahezu alle industriellen
Applikationen wie Temperatur-, Druck-,
Kraft-, Durchfluss- und Feuchtemessung
bietet die Müller Industrie-Elektronik GmbH
auch ein breites Spektrum an Komponenten
und Zubehör für die industrielle
Mess- und Regeltechnik an. Dazu gehört
auch das HART-Modem DEV-HM, das in
Verbindung mit PC und mitgeliefertem
Bedienprogramm für die Inbetriebnahme,
Konfiguration, Signalanalyse bis hin
zur Datensicherung und Dokumentation
eines entsprechenden HART-fähigen Feldgerätes
verwendet werden kann. Als PC-
Schnittstelle wird über den mitgelieferten
Treiber ein virtueller COM-Port erzeugt. Im
aktiven Betriebsmodus des Modems ist
keine zusätzliche
Sensorversorgung
und somit
keine weitere
Hilfsenergie
notwendig,
da die integrierte
Stromschleifenversorgung
einen Stand-
Alone-Betrieb
zur Konfiguration
einzelner Geräte ermöglicht und
eine galvanische Trennung mit einer Isolationsspannung
bis zu 1,5 kVAC zwischen
HART-Modem und PC erfolgt. Im passiven
Betriebsmodus können Feldgeräte,
die bereits in Anlagen installiert sind, wie
gewohnt konfiguriert werden.
Das Modem ist einfach zu bedienen und
kann zur Konfiguration HART-fähiger Feldgeräte
direkt per USB-2.0-Port an den PC
angeschlossen werden. Zum Lieferumfang
gehört außerdem eine PC-Software mit
grafisch und menügeführtem Bedienprogramm
sowie HART-Kabel und USB-Kabel.
Das Gerät entspricht der Schutzart IP20 und
das Gehäuse aus ABS-Kunststoff hat eine
Größe von 105 x 66 x 20 mm.
Müller Industrie-Elektronik GmbH
www.mueller-ie.com
1-2013 elektrowärme international
89

TECHNIK AKTUELL
Schwingflügel zur Füllstandsmessung für Schüttgüter
Man sieht nichts, aber man fühlt es: Das
messerförmige Messgerät vibriert.
Schon bei der kleinsten Berührung hört die
Schwingung auf und ein leises „Klick“ verrät
einen Schaltvorgang: Der Alarm wurde ausgelöst.
Dieses Szenario spielt sich in einem
Pulver-Vorratssilo eines Chemiewerkes bei
der Füllstandmessung für die „Voll“-Meldung
ab. Schnell entleert sich
das Silo wieder und
erneut ist ein kaum
wahrnehmbares
„Klick“ zu hören.
Der MBA700 vibriert
wieder.
Es handelt sich
um einen Schwingflügel
der MBA Instruments
GmbH, kaum 20
mm schmal und dünn
wie ein Messer. Robust,
zuverlässig, energieeffizient
und hoch sensibel
– so können die Vorzüge
des Schwingflügels
beschrieben werden: Ein
patentierter Vibrations-Einstab
aus der Produktpalette
der Schüttgutmesstechnik von MBA. Nur
wenige Millimeter muss der Schwingflügel
in extrem leichtes Schüttgut eintauchen,
schon wird ein Signal gesendet. Was für
leichte Pulver gilt, betrifft natürlich auch
Granulat, Pellets oder Kieselsteine. Doch
sollte hier die Sensibilität etwas verringert
werden, damit das Signal auch sicher im
Bedarfsfall ertönt.
Der MBA700 ist ein echter Allrounder,
was Feinstäube betrifft. Die schwertartige
Form des „Einstabs“ verhindert Ablagerungen
auf dem vibrierenden Teil, besonders
dann, wenn er in Fließrichtung eingebaut
ist. Aber auch bei zäh fließenden Materialien
wie Hochleistungsklebestoffe oder Harze ist
der MBA700 ein effizienter Signalgeber. Der
moderne Schwingflügel MBA700 vibriert bei
290 Hz mit solch geringer Energie, dass er
sich selbst nicht „freischaufeln“ kann, wie es
häufig bei Schwinggabeln und Schwingstäben
vorkommt. Das Messverfahren beruht
darauf, einen Stab aus Stahl mithilfe eines
Piezoelements zum Schwingen zu bringen.
Besser noch zum Vibrieren, weil das Schwingen
mit einer hohen Frequenz stattfindet.
Kommt das vibrierende Element mit einem
flüssigen oder festen Stoff in Berührung, so
ändert sich die Vibration, sie wird gedämpft
oder sogar gestoppt. Das erkennt die Elektronik
und schaltet ein Signal.
Als schwingendes System ist die geometrische
Form der Stimmgabel aus der
Musik lange bekannt. Aber zwischen den
Gabelzinken kann sich Schüttgut verklemmen,
was zu einem Fehlalarm führt. Die
Geometrie der Gabel wurde immer wieder
modifiziert und verbessert, bis daraus ein
massiver, vibrierender Stab aus Edelstahl
entstand. Für eine maximale mechanische
Stabilität erhielt der Stab einen Querschnitt
in Form einer abgeflachten Raute. Dieser
verhindert ebenfalls das Anbacken von
Pulver, wenn das Gerät in Richtung Materialfluss
eingebaut ist. Wird der vibrierende
Schwingflügel doch einmal durch mechanische
Einwirkung verbogen: Er schwingt
weiter. Fehlmessungen durch Hohlraumbildung
werden vermieden. Und ein Verkeilen
von größeren Schüttgutbrocken, wie es bei
einer Schwinggabel oft der Fall ist, kann hier
ebenfalls nicht erfolgen.
MBA Instruments GmbH
www.smb-group.de/mba-instrumentsfuellstandmesstechnik.html
Flexibles Visualisierungssystem für vielfältige Einsatzmöglichkeiten
Hauptmerkmal des Visualisierungssystems
ME multiView X omnium von Mauell ist
die Erfassung vielfältiger Quellen, z. B. von
Anwendungen, Desktops, Kameras und Grafiksignalen
über ein IP-Netzwerk, unabhängig
von jeglichen räumlichen Einschränkungen.
Die verteilte Verarbeitung steht für eine
unabhängige und umfassende Verwaltung
der unterschiedlichen Display-Anordnungen
in Leitwarten, Netzbetriebszentren, Datenzentren
usw. Durch den Wegfall spezieller
Grafikmanager oder Einzel-Wall-Controller
erhöht sich die Verfügbarkeit des Visualisierungssystems.
Es lässt sich problemlos in
professionelle LCD- oder Rückprojektions-
Visualisierungssysteme integrieren unabhängig
davon, ob diese Systeme an einem
Ort zusammengefasst oder dezentralisiert
sind. Die hohe Flexibilität ermöglicht vollständige
Freiheit bei Erweiterungen, Übertragungen
und Standortwechseln.
Bilfinger Mauell GmbH
www.xomnium.de
90 elektrowärme international 1-2013

TECHNIK AKTUELL
Neue Stopfensteuerung für Gießöfen
Die Herstellung hochwertiger Gussteile
auf automatisierten Formanlagen stellt
hohe Anforderungen an das dosierte Füllen
der Sandformen. Der Einsatz von druckbeaufschlagten
Gießöfen mit Stopfensteuerung
und Gießregelsystem ist, neben den
unbeheizten Gießeinrichtungen mit Stopfensteuerung,
zweifelsfrei eine sehr gute
technische Lösung für diese Aufgabe.
Neben der Tatsache, dass die Taktzeiten
bei derartigen Formanlagen unter 10 Sekunden
liegen können, sind teilweise Gießkurven
mit stark wechselnden Gießleistungen
zu realisieren. Die Abgüsse müssen dabei
stets exakt reproduziert werden. Die Dosiergenauigkeit
wird dabei unter anderem von
den technischen Merkmalen der Stopfensteuerung
und des zugehörigen Antriebs
bestimmt. Für das präzise Arbeiten des
Stopfenantriebs sind daher vor allem eine
hohe Stellgeschwindigkeit und Genauigkeit
gefragt. Eine einstellbare, geregelte
Schließkraft des Stopfens, eine automatische
Korrektur des Düsenverschleißes sowie
Einrichtungen zur Düsenreinigung und zum
Einreiben des Stopfens sind weitere Anforderungen.
Der von Otto Junker entwickelte
neue elektrische Stopfenantrieb erfüllt diese
Anforderungen mit hoher Zuverlässigkeit.
Bei der neuen Stopfensteuerung wird der
Stopfen durch einen echten Linearantrieb
mittels Magnetkraft bewegt. Einziges bewegliches
Bauteil ist das Schubrohr (Sekundärteil)
mit spiralförmig gedrehter Nut. Zwischen diesem
und einer Statorhohlwelle (Primärteil,
2-polig gewickeltes Blechpaket) befindet sich
ein definierter Luftspalt. Damit arbeitet dieser
Antrieb praktisch verschleißfrei.
Bei einem eventuellen Stromausfall fällt
der Stopfen aufgrund der geringen Selbsthemmung
des Linearantriebs durch sein
Eigengewicht nach unten und verschließt
die Ausgussdüse. Mittels einer integrierten
Hebelvorrichtung kann der Stopfen
sehr einfach manuell in eine mechanische
Schnapp-Halterung gehoben werden. Beim
Abschalten der Stopfensteuerung nach Produktionsende
hebt der Linearantrieb den
Stopfen ebenfalls in diese Schnapp-Halterung.
Anschließend wird der Leistungsteil
des Antriebs automatisch abgeschaltet.
Beim Einschalten der Stopfensteuerung
wird der Leistungsteil eingeschaltet und der
Linearantrieb fährt den Stopfen selbsttätig
aus der Schnapp-Halterung bis in die Ausgussdüse.
Zusätzlich zur eigenen Gewichtskraft
des Stopfens wird dieser dabei mit
einer einstellbaren, geregelten Anpresskraft
in die Ausgussdüse gepresst. Verschleiß an
Stopfen und/oder Düse wird auf diese Weise
bis zu einer einstellbaren Verschleißgrenze
automatisch korrigiert.
Otto Junker GmbH
www.otto-junker.de
Empfindlichkeitssteigerung mit ETV und ICP-OES-Spektrometer
Mit der elektrothermischen Verdampfung
(ETV) als Probenzuführung
gelingt es Spectro, die Messempfindlichkeit
des ICP-OES-Spektrometers SPECTRO
ARCOS in werkstoffanalytischen Anwendungen
deutlich zu steigern. Versuchsreihen
belegen, dass damit um eine Größenordnung
niedrigere Nachweisgrenzen
erreicht
werden können.
Das ICP-
Gerät dringt
damit, zu
deutlich geringeren
Gerätekosten,
in den Empfindlichkeitsbereich
von
Glimmentladungs-Sektorfeld-Massenspektro-
metern vor. Der ICP-Technologie erschließt
sich damit ein neuer Anwendungsbereich
in der Feststoffanalyse.
Üblicherweise werden bei einem ICP-
OES die Proben erst in Lösung gebracht
und dann dem Gerät über einen Zerstäuber
zugeführt. Bei der elektrothermischen
Verdampfung hingegen werden die Feststoffproben
in einem Ofen bei bis zu 3.000
Grad Celsius verdampft. Die Verdampfungskammer
besteht aus Graphit, als Schutzgas
dient Argon. Nach der Verdampfung wird
der Analyt über einen Argon-/Reaktionsgasstrom
dem ICP-Gerät als trockenes
Aerosol zugeführt. Die Verdampfung der
Probe dauert nur zwei Minuten.
Bei der ETV wird die Probe nicht verdünnt,
sondern fließt dem Gerät als konzentrierter
Strom von Mikropartikeln zu.
Dies steigert die Messempfindlichkeit
des ICP-Gerätes enorm, und verschiebt
den Empfindlichkeitsbereich des SPECT-
RO ARCOS in den Bereich weniger Mikrogramm
pro Kilogramm. Damit werden
mit der ICP-OES-Technologie erstmals
Anwendungen in der Reinstmetallanalytik
möglich, auch weil im Gegensatz zur Laserablation,
welche besser für Spotuntersuchungen
geeignet ist, eine erheblich größere
Probenmenge analysiert wird. Damit
wirken sich Homogenitäts-Unterschiede
innerhalb der Probe weniger stark auf das
Analysenergebnis aus.
Bei schlecht löslichen Proben bietet
die ETV ebenfalls neue Möglichkeiten.
So muss keramisches Material, wie das
äußerst resistente Siliziumcarbid, nicht
mehr langwierig per Aufschluss in Lösung
gebracht werden. Die elektrothermische
Verdampfung als Probenaufschluss ist
bereits seit einiger Zeit auf dem Markt
verfügbar.
Spectro Analytical Instruments GmbH
www.spectrolive.de
1-2013 elektrowärme international
91

TECHNIK AKTUELL
Lasermesssystem für Gießanlagen
Mit Simetal Opal bietet Siemens Metals
Technologies Betreibern von Stranggießanlagen
ein integriertes Lasermesssystem
für eine exakte Ausrichtung der
Strangführungsrollen. Das System erreicht
eine hohe Messgenauigkeit von ±0,07 mm
auch unter den rauen Umgebungsbedingungen
in einem Stahlwerk. Simetal Opal
erfasst die aktuellen Positionierungen der
einzelnen Strangführungsrollen und speichert
die Messdaten qualitätsgesichert
in einer Logdatei. Eine intuitiv bedienbare
Oberfläche und automatisierte Messsequenzen
erleichtern den Einsatz vor Ort
und reduzieren Messzeiten. Die gespeicherten
Messwerte dienen als Basis für
eine zustandsorientierte Instandhaltung
der Strangführung. Dies senkt die Instandhaltungskosten.
Das System kann in neue
und bestehende Anlagen integriert werden.
Betreiber von Stranggießanlagen
müssen heute eine große Bandbreite
von Stahlgüten und Gießquerschnitten
bei reproduzierbar hoher Produktqualität
abdecken können. Gleichzeitig sollen
Anlagenkomponenten eine hohe Lebensdauer
bei möglichst geringem Instandhaltungsaufwand
erreichen. Eine wesentliche
Voraussetzung dafür ist eine präzise
arbeitende Strangführung. Dazu ist eine
schnelle und einfache Lösung für die Ausrichtung
der Führungsrollen erforderlich.
Das dafür von Siemens entwickelte
Messsystem Simetal Opal nutzt einen
hochpräzisen Rotationslaser, dessen
Strahlen im Raum eine Ebene aufspannen.
Diese wird als Referenz für die Vermessung
der Strangführungsrollen verwendet. Ein
Laserempfänger mit integriertem Mikroprozessor
erfasst die Messwerte und überträgt
sie drahtlos an eine Steuerungseinheit.
Dort werden sie mithilfe der speziell
dafür entwickelten Simetal-Opal-Software
automatisch analysiert und gesichert. Zu
jedem Messvorgang erzeugt das System
einen archivierbaren Testbericht. Dies
erlaubt den präzisen Vergleich zwischen
Soll- und Ist-Positionen. Zusätzlich verfügt
das System über ein intelligentes Messdatenmanagement,
das mit der Zustandsüberwachung
der Stranggießanlage verbunden
werden kann. Dies unterstützt
den Anlagenbetreiber bei der Einhaltung
der erforderlichen Wartungs- und Instandhaltungsintervalle.
Siemens AG
www.siemens.com/metals
Erratum:
In Heft 4/2012 ist der Redaktion bei der Rubrik „Technik Aktuell“ ein Fehler unterlaufen. Die Pressemeldung der Firma Linn High Therm GmbH
ist hier nun mit dem dazu gehörenden Bild neu abgedruckt. Die Redaktion der ewi entschuldigt sich für das Versehen.
Drehrohröfen zur
Wärmebehandlung
Linn High Therm, seit 1969 führender
Hersteller von Industrie- und Laboröfen,
präsentiert Drehrohröfen zum Wärmebehandeln,
Kalzinieren von Pulvern,
Granulaten und Fasern, Pyrolyse, Recycling
und Produktion von Seltenen Erden.
FDHK-5-1400/10800/450
T max 550 °C
Einsatzrohr 1.4562 und 1.4401,
Innendurchmesser ca. 1.400 mm,
Länge ca. 16.500 mm
Beheizte Länge ca. 10.800 mm,
Heizleistung ca. 1.500 kW.
Begasungseinrichtung für Luft
FDHK-5-1800/10800/550
T max 650 °C
Einsatzrohr 1.4401,
Innendurchmesser ca. 1.800 mm,
Länge ca. 16.500 mm
Beheizte Länge ca. 10.800 mm,
Heizleistung ca. 600 kW,
Begasungseinrichtung für Luft
Linn High Therm GmbH
www.linn.de
92 elektrowärme international 1-2013

2. Praxisseminar
Induktives Erwärmen zum
HÄRTEN&SCHMIEDEN
NEU
+ 2 Workshops
+ Fachausstellung
TECHNIK AKTUELL
26.- 27. März 2013, Atlantic Congress Hotel, Essen • www.ewi-erwaermen.de
Programm-Höhepunkte
Wann und Wo?
NEU
NEU
Moderation: Prof. Dr.-Ing. Bernard Nacke,
Leibniz Universität Hannover, Institut für Elektroprozesstechnik
Themenblock 1 Grundlagen und Anlagendesign
• Physikalische Grundlagen der induktiven Erwärmung
• Design und Optimierung durch numerische Simulation
• Energieversorgung für die induktive Erwärmung
Themenblock 2: Anlagen- und Energieeffizienz
• Induktionstechnik in der industriellen Praxis
• Auslegung und Aufbau induktiver Härteanlagen
• Auslegung und Aufbau induktiver Schmiedeerwärmungsanlagen
• Energieeffizienz von Induktionsanlagen
Workshop 1
Praxisanforderungen beim induktiven Härten
Moderation: Prof. Dr.-Ing. Bernard Nacke
• Induktives Verzahnungshärten
• Härten von Zahnrädern mit kleinen Modulen
• Härten von Kurbelwellen
Workshop 2
Praxisanforderungen bei der induktiven Schmiedeerwärmung
Moderation: Prof. Dr.-Ing. Egbert Baake
• Induktive Erwärmung zur Halbwarmumformung
• Induktive Blockerwärmung
• Induktive Stangenerwärmung
MIT REFERENTEN VON: ABP Induction Systems GmbH,
EFD Induction GmbH, Eldec Schwenk Induction GmbH,
Leibniz Universität Hannover, SMS Elotherm GmbH
Termin:
• Dienstag, 26.03.2013
Seminar (09:30 – 17:00 Uhr)
Gemeinsame Abendveranstaltung
ab 19:00 Uhr
• Mittwoch, 27.03.2013
Zwei Workshops zur Auswahl
(09:00 – 12:30 Uhr)
Ort:
Atlantic Congress Hotel, Essen,
www.atlantic-hotels.de
Zielgruppe:
Betreiber, Planer und Anlagenbauer von
Härte- und Schmiedeanlagen
Teilnahmegebühr:
• ewi-Abonnenten oder/und
auf Firmenempfehlung: 800,00 €
• regulärer Preis: 900,00 €
Teilnahmebedingungen: Die Teilnahmegebühr schließt jeweils
folgende Leistungen ein: Teilnahme an beiden Tagen, Tagungsunterlagen,
Mittagessen, Erfrischungen in den Pausen und Abendveranstaltung
am ersten Tag. Übernachtungspreise sind in der Teilnahmegebühr
nicht enthalten. Nach Eingang Ihrer schriftlichen Anmeldung
(auch per Internet möglich) sind Sie als Teilnehmer registriert und
erhalten eine schriftliche Bestätigung sowie die Rechnung, die vor
Veranstaltungsbeginn zu begleichen ist. Bei Absagen nach dem 1.
März 2013 oder bei Nichterscheinen wird die volle Teilnahmegebühr
berechnet: Es kann jedoch ein Ersatzteilnehmer gestellt werden.
Stornierungen vor diesem Termin werden mit € 150,00 Verwaltungsaufwand
berechnet. Die Preise verstehen sich zzgl. MwSt.
Veranstalter
Mehr Information und Online-Anmeldung unter
www.ewi-erwaermen.de
Fax-Anmeldung: 0201 - 82 002 40 oder Online-Anmeldung: www.ewi-erwaermen.de
Ich bin elektrowärme-Abonnent
Ich zahle den regulären Preis
Ich komme auf Empfehlung von Firma: ..........................................................................................................................................................................
Workshops (bitte nur einen Workshop wählen):
Workshop 1 Praxisanforderungen beim induktiven Härten oder
Workshop 2 Praxisanforderungen bei der induktiven Schmiedeerwärmung
Vorname, Name des Empfängers
Telefon
Telefax
Firma/Institution
E-Mail
Straße/Postfach
1-2013 elektrowärme international
Land, PLZ, Ort
Nummer
✘
Ort, Datum, Unterschrift
93

INSERENTENVERZEICHNIS
INSERENTENVERZEICHNIS
Firma Seite Firma Seite
ALD Vacuum Technologies GmbH, Hanau 11
ITPS 2013, Düsseldorf 28
Maschinenfabrik ALFING KESSLER GmbH, Aalen
4. Umschlagseite
Optris GmbH, Berlin 15
ALUMINIUM CHINA 2013, Shanghai, Volksrepublik China 30
AMBRELL B.V., Almelo, Niederlande 21
SAET S.p.A., Leini – Torino, Italien 23
Fachverlag Schiele & Schön GmbH, Berlin 85
Graphite Materials GmbH, Zirndorf 19
Hannover Messe 2013, Hannover 27
ifm electronic gmbh, Essen 13
SMS ELOTHERM GmbH, Remscheid
Solo Swiss Group, Bienne, Schweiz
Marktübersicht
2. Umschlagseite
Titel
IHR KONTAKT ZU DEM TEAM DER
ELEKTROWÄRME INTERNATIONAL!
Chefredaktion:
Dipl.-Ing. Stephan Schalm
Telefon: +49 201 82002 12
Telefax: +49 201 82002 40
E-Mail: s.schalm@vulkan-verlag.de
Redaktionsbüro:
Annamaria Frömgen
Telefon: +49 201 82002 91
Telefax: +49 201 82002 40
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Anzeigenverkauf:
Bettina Schwarzer-Hahn
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Anzeigenverwaltung:
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Telefon: +49 89 203 53 66-16
Telefax: +49 89 203 53 66-66
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Redaktionsassistenz:
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Telefon: +49 201 82002 15
Telefax: +49 201 82002 40
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www.elektrowaerme-online.de
94 elektrowärme international 1-2013

ewi
elektrowärme
international
Zeitschrift für elektrothermische Prozesse
2013
Marktübersicht
Einkaufsberater Thermoprozesstechnik
I. Thermoprozessanlagen für die
elektrothermische Behandlung ............................................................................................................. 96
II.
III.
IV.
Bauelemente, Ausrüstungen sowie
Betriebs- und Hilfsstoffe ............................................................................................................................... 106
Beratung, Planung,
Dienstleistungen, Engineering .............................................................................................................. 112
Fachverbände, Hochschulen,
Institute und Organisationen .................................................................................................................. 113
V. Messegesellschaften,
Aus- und Weiterbildung ................................................................................................................................ 114
Kontakt:
Bettina Schwarzer-Hahn
Tel.: +49 (0)201 / 82002-24
Fax: +49 (0)201 / 82002-40
E-Mail: b.schwarzer-hahn@vulkan-verlag.de
www.elektrowaerme-markt.de

Marktübersicht 1-2013
I. Thermoprozessanlagen für die elektrothermische Behandlung
thermische Gewinnung
(erzeugen)
schmelzen, Gießen
96 elektrowärme international 1-2013

1-2013 Marktübersicht
I. Thermoprozessanlagen für die elektrothermische Behandlung
Wärmen
Pulvermetallurgie
Weitere Informationen und Details:
www.elektrowaerme-markt.de
1-2013 elektrowärme international
97

Marktübersicht 1-2013
I. Thermoprozessanlagen für die elektrothermische Behandlung
Wärmen
98 elektrowärme international 1-2013

1-2013 Marktübersicht
I. Thermoprozessanlagen für die elektrothermische Behandlung
Wärmebehandlung
1-2013 elektrowärme international
99

Marktübersicht 1-2013
I. Thermoprozessanlagen für die elektrothermische Behandlung
Wärmebehandlung
100 elektrowärme international 1-2013

1-2013 Marktübersicht
I. Thermoprozessanlagen für die elektrothermische Behandlung
Weitere Informationen und Details:
www.elektrowaerme-markt.de
1-2013 elektrowärme international
101

Marktübersicht 1-2013
I. Thermoprozessanlagen für die elektrothermische Behandlung
Wärmebehandlung
Wärmerückgewinnung
abkühlen und abschrecken
Ihr „Draht“
zur Anzeigenabteilung
von elektrowärme international
Bettina Schwarzer-Hahn
Tel. 0201-82002-24
Fax 0201-82002-40
b.schwarzer-hahn@vulkan-verlag.de
102 elektrowärme international 1-2013

1-2013 Marktübersicht
I. Thermoprozessanlagen für die elektrothermische Behandlung
Oberflächenbehandlung
reinigen und trocknen
Fügen
1-2013 elektrowärme international
103

Marktübersicht 1-2013
I. Thermoprozessanlagen für die elektrothermische Behandlung
Fügen
104 elektrowärme international 1-2013

1-2013 Marktübersicht
I. Thermoprozessanlagen für die elektrothermische Behandlung
energieeffizienz
recyceln
Modernisierung von
Wärmebehandlungsanlagen
Weitere Informationen und Details:
www.elektrowaerme-markt.de
1-2013 elektrowärme international
105

Marktübersicht 1-2013
II. Bauelemente, Ausrüstungen sowie Betriebs- und Hilfsstoffe
abschreckeinrichtungen
Förder- und
antriebstechnik
härtereizubehör
chargenträger (cFc)
heizelemente
106 elektrowärme international 1-2013

1-2013 Marktübersicht
II. Bauelemente, Ausrüstungen sowie Betriebs- und Hilfsstoffe
induktoren
Weitere Informationen und Details:
www.elektrowaerme-markt.de
1-2013 elektrowärme international
107

Marktübersicht 1-2013
II. Bauelemente, Ausrüstungen sowie Betriebs- und Hilfsstoffe
induktoren
Mess- und regeltechnik
108 elektrowärme international 1-2013

1-2013 Marktübersicht
II. Bauelemente, Ausrüstungen sowie Betriebs- und Hilfsstoffe
Ofenbaustoffe (nicht
Feuerfeststoffe)
schutz- und reaktionsgase
schmiedezubehör
stromversorgung
Weitere Informationen und Details:
www.elektrowaerme-markt.de
1-2013 elektrowärme international
109

Marktübersicht 1-2013
II. Bauelemente, Ausrüstungen sowie Betriebs- und Hilfsstoffe
stromversorgung
Prozessautomatisierung
110 elektrowärme international 1-2013

1-2013 Marktübersicht
II. Bauelemente, Ausrüstungen sowie Betriebs- und Hilfsstoffe
reinigungs- und
trocknungsanlagen
Wärmedämmung und
Feuerfestbau
Powered by
INTERNATIONAL
THERM
PROCESS
SUMMIT
Organized by
The Key Event
for Thermo Process Technology
1-2013 elektrowärme international
Congress Center
Düsseldorf, Germany
09-10 July 2013 www.itps-online.com
111

Marktübersicht 1-2013
III. Beratung, Planung, Dienstleistungen, Engineering
112 elektrowärme international 1-2013

III. Beratung, Planung, Dienstleistungen, Engineering
1-2013 Marktübersicht
IV. Fachverbände, Hochschulen, Institute, Organisationen
1-2013 elektrowärme international
113

Marktübersicht 1-2013
V. Messegesellschaften, Aus- und Weiterbildung
2. Praxisseminar
Induktives Erwärmen zum
HÄRTEN&SCHMIEDEN
NEU
+ 2 Workshops
+ Fachausstellung
Termin:
• Dienstag, 26.03.2013
Seminar (09:30 – 17:00 Uhr)
Gemeinsame Abendveranstaltung ab 19:00 Uhr
Ort:
Atlantic Congress Hotel, Essen,
www.atlantic-hotels.de
Veranstalter
Zielgruppe:
• Mittwoch, 27.03.2013
Betreiber, Planer und Anlagenbauer
Zwei Workshops zur Auswahl (09:00 – 12:30 Uhr) von Härte- und Schmiedeanlagen
114 elektrowärme international 1-2013
Mehr Information und Online-Anmeldung unter www.ewi-erwaermen.de

www.vulkan-verlag.de
energie sparen und
Prozesse optimieren mit
Din en isO 50001 in der Praxis
ein Leitfaden für Aufbau und Betrieb eines
energiemanagementsystems
Dieses fachbuch vermittelt erstmals das Grundwissen für den
Aufbau von energiemanagementsystemen auf Basis der DIN eN
ISO 50001.
Die im April 2012 eingeführte Norm definiert die Anforderungen
von energiemanagementsystemen und löst die DIN eN 16001
aus dem Jahr 2009 ab. Neben technischen Grundlagen der
Verbrauchsmessung und energieabrechnung erfahren die Leser
in kompakter, transparenter form Methoden zur Datenerfassung
und Datenanalyse sowie zur zielgerichteten
Nutzung der gewonnenen ergebnisse. Die ergänzenden
digitalen In halte bieten – gemeinsam mit dem eBook – zudem
praktischen Nutzen für den mobilen einsatz.
ein Werk für alle, die mit der Beschaffung und Bereitstellung
von energie betraut sind und sich mit der Planung sowie mit
der Umsetzung von effi zienzsteigernden Verfahren in Unternehmen
befassen.
K. reese
1. Auflage 2012, 303 Seiten mit DVD (inkl. eBook), Hardcover
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Din en isO 50001 in der Praxis
1. Auflage 2012 – ISBN: 978-3-8027-2382-7
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PADIN52012

FIRMENPORTRÄT
AICHELIN Ges.m.b.H.
AICHELIN Ges.m.b.H.
KONTAKT:
Harald Berger
Leitung
Marktkommunikation
Tel.: +43 (0)2236/ 23646-210
harald.berger@aichelin.com
FIRMENNAME/ORT:
Aichelin Ges.m.b.H.
Fabriksgasse 3
A-2340 Mödling
Österreich
GESCHÄFTSFÜHRUNG:
Dr. Markus Reinhold
GESCHICHTE:
Als Produzent von Kochherden und Wohnzimmeröfen wurde
Aichelin 1868 in Stuttgart gegründet. Nach dem ersten Weltkrieg
erfolgte eine Konzentration ausschließlich auf die Produktion von
Industrieöfen. 1960 erwarb Aichelin die Victorin-Werke in Mödling
bei Wien, um den Markt hinter dem „Eisernen Vorhang“ besser
bedienen zu können. 1997 gingen die Firmenanteile mehrheitlich
an die Berndorf Gruppe über und aus dem einst deutschen Unternehmen
wurde ein leistungsfähiger, moderner Produktionsbetrieb
mit Stammsitz in Mödling.
KONZERN:
Die Aichelin Ges.m.b.H. ist Teil der international tätigen Aichelin
Gruppe. Diese wiederum ist Tochtergesellschaft der in Niederösterreich
ansässigen Berndorf Gruppe.
MITARBEITERZAHL:
93 Mitarbeiter
EXPORTQUOTE
90 %
PRODUKTSPEKTRUM:
Aichelin ist Technologieführer bei der Herstellung von elektrischoder
gasbeheizten Industrieofenanlagen und weist hohe Wärmebehandlungskompetenz
sowie erprobtes Verfahrens-Know-How auf.
Der Produktumfang beinhaltet z.B. Mehrzweckkammer-, Durchstoß-,
Förderband-, Ringherd-, Drehherd- oder Rollenherd-Ofenanlagen.
Das Leistungsspektrum von Aichelin wird durch Reinigungsanlagen,
Schutzgaserzeuger und Automatisierungstechnik ergänzt und
erstreckt sich von der Projektierung bis zum After Sales Service.
PRODUKTION:
Alle Anlagen werden in der hauseigenen Fertigung zusammengebaut
und ausgiebig getestet, vom Kunden vorabgenommen
und ausgeliefert.
WETTBEWERBSVORTEILE:
Anlagen mit hoher Energie-Effizienz und Verfügbarkeit,
Langjährige Erfahrung und spezialisiertes Know-How,
Kontinuierliche Produktweiterentwicklung zusammen mit Kunden,
Internationales Vertriebsnetzwerk.
ZERTIFIZIERUNG:
Zertifizierung ISO 9001 (seit 1994)
SERVICEMÖGLICHKEITEN:
Instandhaltung von Anlagen, Steigerung der Energieeffizienz bei
neuen und bestehenden Anlagen, Modernisierung & Umbau von
bestehenden Anlagen, Anlagensicherheit, Ersatzteillogistik, technische
Beratungen & Schulungen, Sicherheitsschulungen, Kundentrainings.
INTERNET: www.aichelin.at
116 elektrowärme international 1-2013

1-2013 IMPRESSUM
www.elektrowaerme-online.de
71. Jahrgang · Heft 1 · März 2013
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Organ des Instituts für Elektroprozesstechnik der Universität Hannover, des Fachverbandes THERMOPROZESS-
TECHNIK im Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau e.V. (VDMA), Frankfurt am Main, und des Zentralverbandes
Elektrotechnik- und Elektronikindustrie (ZVEI) e.V., Fachverband Elektrowärme anlagen, Frankfurt am Main
Prof. Dr.-Ing. B. Nacke, Institut für Elektroprozesstechnik, Leibniz Universität Hannover,
Dr.-Ing. A. Seitzer, SMS Elotherm GmbH
Dr.-Ing. W. Andree, ABP Induction Systems GmbH, Prof. Dr.-Ing. K. Krüger, Institut für Automatisierungstechnik, Universität
der Bundeswehr Hamburg, Dipl.-Ing. H. Linn, Linn High Therm GmbH, Dr. D. Pauschinger, Hüttinger Elektrotechnik GmbH
& Co. KG, Prof. Dr.-Ing. H. Pfeifer, Lehrstuhl für Hochtemperaturtechnik an der RWTH Aachen, Dr.-Ing. H. Stiele, EFD Induction
GmbH, Dipl.-Ing. M. D. Werner, Otto Junker GmbH, Dr.-Ing. T. Würz, VDMA e. V.
Dipl.-Ing. F. Andrä, Prof. Dr.-Ing. E. Baake, Dipl.-Ing. S. Beer, Dr.-Ing. F. Beneke, Dipl.-Ing. A. Book, Dr.-Ing. E. Dötsch,
Dr.-Ing. O. Irretier, Dr.-Ing. C. Krause, Dipl.-Wirt.-Ing. D.M. Schibisch, Dipl. Wirtsch.-Ing. St. Schubotz,
Dr.-Ing. D. Trauzeddel, Dr.-Ing. E. Wrona, Dr.-Ing. P. Wübben
Dipl.-Ing. Stephan Schalm, Vulkan-Verlag GmbH
Tel. +49 201 82002-12, Fax: +49 201 82002-40, E-Mail: s.schalm@vulkan-verlag.de
Annamaria Frömgen, M.A., Vulkan-Verlag GmbH
Tel. +49 201 82002-91, Fax: +49 201 82002-40, E-Mail: a.froemgen@vulkan-verlag.de
Silvija Subasic, M.A., Vulkan-Verlag GmbH
Tel. +49 201 82002-15, Fax: +49 201 82002-40, E-Mail: s.subasic@vulkan-verlag.de
Bettina Schwarzer-Hahn, Vulkan-Verlag GmbH
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Carsten Augsburger, Jürgen Franke
Stephan Schalm
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der Verbreitung von Werbeträgern
1-2013 elektrowärme international

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Nummer 1 bei Energieeffizienz.
Wir setzen Visionen um.
Dr.-Ing. Michael Eckerle
Leiter Geschäftsbereich Härtemaschinen
Die Maschinenfabrik ALFING Kessler GmbH produziert hochwertige
Kurbelwellen und Härtemaschinen – vornehmlich für Großmotorenbau,
Nutzfahrzeuge, Automobilindustrie und Rennsport. Wir sind Technologieund
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