Modernisieren statt Ersetzen

Technik/Bandanlagen

Neue Maschinen kosten Geld, alte, obwohl abgeschrieben, auch; denn oft arbeiten sie nicht mehr produktiv genug. Modernisierung kann die richtige Lösung sein.

07. Mai 2014

Produktivität und Lebenszykluskosten von Fertigungsanlagen stehen zunehmend im Fokus der Betriebsbetrachtung. Dies gilt auch für Maschinen, die seit Jahrzehnten treu ihren Dienst tun, für die jedoch die Ersatzteilbeschaffung schwierig bis unmöglich geworden ist oder deren Effizienz, gemessen am technischen Fortschritt und an neuen Vorschriften, nicht mehr ausreicht. Eine Neuanschaffung bedeutet allerdings eine hohe Investition, die mit Einarbeitung, Eingewöhnungszeiten und Produktionsausfall während der Installationsphase verbunden ist.

Als Alternative, um die Anlage technisch auf den neuesten Stand zu bringen, bietet sich eine Aufrüstung an, bei der nur einzelne Komponenten optimiert werden. So entschieden sich die auf Kupferhalbzeuge spezialisierten Wieland-Werke, ihre in die Jahre gekommene Streck-Biege-Richtanlage überholen zu lassen.

Innerhalb nur sechs Monaten setzte der Metallband-Experte Burghardt + Schmidt (B + S) ein Modernisierungskonzept von der Entwicklung über die Beschaffung der Komponenten bis zur Installation um. Die Maschine arbeitet seither produktiver und ist wesentlich wartungsfreundlicher.

Bänder, Drähte und Rohre aus Kupfer-, Messing- oder Bronzelegierungen sowie daraus gefertigte Gleitlager und andere Systembauteile sind die Kernkompetenz von Wieland. Um höchsten Anforderungen an Oberflächenqualität und -planheit zu genügen, müssen die Bänder präzise gewalzt und gerichtet werden. Im Werk Vöhringen bei Ulm wird dafür seit 1976 eine Streck-Biege-Richtanlage mit je vier Brems- und Zugrollen eingesetzt. 2006 stellte man jedoch fest, dass die bewährte Maschine den Ansprüchen nicht mehr genügte.

Leichtere Instandhaltung und höhere Leistung

»Zum einen konnten einige neue Sicherheitsvorschriften nicht mehr erfüllt werden«, erklärt Wolfgang Benischke, Leiter Zentrale Planung Walzgruppe, rückblickend. »Zum anderen ließ sich der Betrieb auf längere Sicht nicht gewährleisten, weil einige Ersatzteile der elektrischen Ausrüstung nicht mehr verfügbar waren. Zudem kam es öfter zu Ausfällen, und der Aufwand zur Störungsbehebung war unverhältnismäßig hoch.« Dennoch waren die mechanischen Bestandteile an sich noch gut, weshalb man sich gegen eine Neuanlage entschied. »Die mit der Aufrüstung mögliche Kosteneinsparung gegenüber einer Neuanschaffung gab den Ausschlag.«

Die Ziele waren schnell formuliert: Die Anlage sollte mechanisch modernisiert und ihre Leistung gesteigert werden. Die Bänder sollten schneller laufen, und somit mussten auch die Leistungen der Haspeln sowie der Bremswalzen erhöht werden. Grundlegende Anlagenparameter wie das Einsatzspektrum für Dicken von 0,1 bis 0,8 mm und Breiten von 70 bis 420 mm oder die Streckgrenze von maximal 630 N/mm² galt es zu erhalten. Der Auftrag für die Erneuerung der Elektro-Technik wurde an DAA Delta Technik, Kooperationspartner von B + S, vergeben. DAA setzte ein umfangreiches Maßnahmenpaket von der Demontage der alten Schaltschränke über die komplette Neuverkabelung bis hin zur Integration einer Visualisierung auf Win-CC-Basis um.

B + S empfahl auch den Ersatz aller Antriebe an Haspeln und Walzen durch Drehstrommotoren. »Dann ist nicht nur der Wartungsaufwand geringer, auch lässt sich so die Bremsenergie zurückspeisen und die Energieeffizienz verbessern«, erklärt Volker Lüdecke, technischer Leiter. Zum Anschluss der neuen Motoren mussten neue Sockel gesetzt, die bisherigen Kupplungen mit Bremstrommeln gegen solche mit Bremsscheiben ersetzt und statt der Backenbremsen Bremszangen als Stillstandsbremsen verbaut werden. Außerdem wurden entsprechend der veränderten Ausgangsbedingungen Getriebe mit neuen Übersetzungen installiert sowie an die Haspel eine Zwischenwelle mit einer zweiten Kupplung.

Damit das Band stets exakt positioniert wird und mittig in die Anlage einläuft, wurde die bislang feststehende Aufhaspel mit einer Bandkantenregelung nachgerüstet. Dazu wurde zunächst die Unterseite der Haspel für Linearführungen umgearbeitet. Die eigentliche Kantenregelung samt Lichtband montierte man in ein Gestell, plaziert hinter dem Überbrückungstisch vor der letzten Umlenkrolle zum Aufhaspel.

Zur präzisen Steuerung der Positionierung mit einer Toleranz unter 1 mm für die geregelte Kante wurde ein Linear-Wegaufnehmer an die Haspel gebaut und mit einem digitalen Bandlaufregler verbunden. Die Bandverschiebung erfolgt per Hydraulikzylinder mit ± 100 mm Hub. Als Fixpunkt fürs Band musste zudem eine 250-mm-Umlenkrolle zwischen Kantenerfassung und Aufhaspel integriert werden. Sie wurde wie die Bogenzahnkupplungen mit Schutzvorrichtungen versehen.

Nur drei Wochen Stillstand

Für die gesamte Modernisierung öffnete Wieland ein Zeitfenster von sechs Monaten. »Vor allem galt es, den Stillstand für den Umbau kurz zu halten«, begründet Lüdecke. Um das zu gewährleisten, beschaffte B + S alle zum Umbau benötigten Materialien im Vorfeld und montierte Baugruppen soweit möglich vor. »Der Kernstillstand betrug drei Wochen«, bestätigt Benischke. »Auch insgesamt gesehen verlief das Projekt reibungslos.« Die Mitarbeiter von Wieland wurden schon während der Inbetriebnahmephase in die veränderten Bedienabläufe der Anlage eingewiesen. Da sie auch in die Planung des neuen Konzepts einbezogen worden waren, verlief die Umstellung ohne größere Schwierigkeiten.

Inzwischen tut die runderneuerte Richtanlage bereits seit mehreren Jahren wieder zuverlässig ihren Dienst – mit gesteigerter Leistung und Produktionsqualität. »Durch die Bandkantenregelung hat sich zum Beispiel das Wickelergebnis des Bandes verbessert«, berichtet Benischke. »Gleichzeitig erhöhen die Regelung sowie der stärkere Bandzug die Planheit des gerichteten Metallbands. Darüber hinaus konnten Ausfallquote und -dauer deutlich reduziert werden, nicht zuletzt da Ersatzteile für die neuen Systembestandteile leichter verfügbar sind. Auch helfen die neue Dokumentation und die verbesserte Visualisierung bei der Fehlersuche und vereinfachen die Bedienung. Die Investition in die bald 38 Jahre alte Anlage hat sich dadurch mehr als gelohnt.«

Christine Gaßel

Fachjournalistin aus München

Erschienen in Ausgabe: 03/2014