Anwendungen
Die Wärmebehandlung in Vakuumöfen ist ein fortschrittlicher Prozess, der Metallwerkstoffe mit höchster Präzision und Qualität veredelt. Die Öfen arbeiten in sauerstofffreier Atmosphäre und verhindern so Verunreinigungen oder Oxidation am Produkt. Entscheidend ist die hochgenaue Temperaturregelung, die Werte von über 1500 °C erreicht und mit minimalen Toleranzen gehalten wird.
Bedürfnisse:
Temperaturregelung der Wärmebehandlung
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Digitale Aufzeichnung der Prozessvariablen
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Übertemperaturschutz für den Ofen
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Steuerung elektrischer Heizlasten
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Temperaturmessung des Wärmebehandlungsprozesses
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Bedürfnis:
Temperaturregelung der Wärmebehandlung
Die Temperatur ist die kritischste Variable bei der Wärmebehandlung von Metallen. Nur durch eine exakte und wiederholbare Regelung lassen sich gleichbleibende Ergebnisse und hohe Produktqualität erreichen. Dies gilt besonders für die Luft- und Raumfahrtindustrie, wo höchste Präzision gefordert ist und Normen wie AMS2750 und CQI-9 eingehalten werden müssen. Bei Vakuumöfen muss das Steuerungssystem ein detailliertes Temperaturprofil erzeugen, mit mehreren Heiz- und Kühlphasen, jeweils mit spezifischen Parametern. Nur durch eine exakte Temperaturregelung können die metallurgischen Spezifikationen erfüllt und die Konformität des Endprodukts gewährleistet werden.
Lösung:
Der Regler 1850 ist die ideale Lösung für eine präzise und zuverlässige Regelung der Ofentemperatur. Dank hocheffizientem Regelalgorithmus sorgt der Regler für die präzise Einhaltung der thermischen Anforderungen der behandelten Materialien.
Zertifiziert nach AMS2750 für die Luft- und Raumfahrt sowie CQI-9 für die Automobilindustrie, eignet sich der Regler 1850 perfekt für Anwendungen, die höchste Genauigkeit in der Temperaturregelung verlangen.
Hauptmerkmale:
- Erstellung von Sollwertprofilen;
- Steuerausgänge für Halbleiterrelais und Ventile mit Stellantrieb;
- Farbige LCD-Anzeige;
- Mehrsprachige Diagnosenachrichten;
- Logik- und Mathematikfunktionen.
Bedürfnis:
Digitale Aufzeichnung der Prozessvariablen
Die Temperaturaufzeichnung während der Wärmebehandlung ist von zentraler Bedeutung, um die Qualität und Sicherheit der behandelten Materialien sicherzustellen. Präzise Überwachung und genaue Aufzeichnung der Temperaturparameter stellen sicher, dass der Wärmebehandlungszyklus den Vorgaben entspricht und Abweichungen beim Endprodukt ausgeschlossen werden. Zudem ist die Aufzeichnung Voraussetzung, um strenge Normen und Branchenstandards wie AMS2750 und CQI-9 zu erfüllen, die insbesondere in der Luft- und Raumfahrt sowie in der Automobilindustrie gelten. Zugleich ermöglicht sie die vollständige Rückverfolgbarkeit jeder Produktionscharge und erhöht damit die Prozesssicherheit.
Lösung:
Gefran bietet für die Datenerfassung den Multifunktionsregler 3850T an, der verschiedene Funktionen integriert, insbesondere ein leistungsstarkes Datenlogger-Modul nach AMS2750 und CQI-9. Diese Funktion, gekoppelt mit der Echtzeituhr, erlaubt das Speichern von Prozessdaten, digitalen E/A-Signalen sowie Alarmzuständen.
Hauptmerkmale:
- Grafische Touchscreen-Bedienoberfläche;
- Speicherung im offenen oder verschlüsselten Format;
- Dateiexport lokal oder über Ethernet-Netzwerk;
- Datenexport im CSV- oder PDF-Format.
Bedürfnis:
Übertemperaturschutz für den Ofen
Um die Anlage zu schützen und die Sicherheit der Bediener bei Überhitzung zu gewährleisten, müssen geeignete Schutzvorrichtungen, sogenannte Sicherheitsschwellen, eingesetzt werden. Zu hohe Temperaturen gefährden die Integrität des Ofens, da sie Widerstände, Sensoren und feuerfeste Auskleidungen schädigen können. Dadurch steigt das Risiko von Brand, Explosion oder mechanischem Versagen. Bei Ausfall der Hauptregelung und Überschreiten des Grenzwerts greift das Sicherheitssystem automatisch ein, löst Alarme aus und schaltet die Anlage ab, um Schäden zu verhindern und das Personal zu schützen. Auf dem amerikanischen Markt verlangt die Factory-Mutual-Regelung (FM) zertifizierte Schutzvorrichtungen, die auch bei Überschreiten der zulässigen Temperatur die Betriebssicherheit gewährleisten.
Bei den Sicherheits-Anzeigen 650L (48×48) und 1250L (48×96) handelt es sich um FM-zertifizierte Geräte, die Übertemperaturen in Heizprozessen erfassen und ein Signal aktivieren, das die Anlage in einen sicheren Zustand versetzt. Zur Vereinfachung von Installation und Bedienung werden sie mit einer werksseitigen Vorkonfiguration geliefert, die eine Alarmspeicherfunktion beinhaltet und eine Quittierung durch den Bediener erfordert. Die Quittierung kann über die entsprechende Fronttaste (rotes R), über einen optionalen Digitaleingang oder über die serielle Schnittstelle erfolgen. Das LCD-Display liefert klare Informationen zum Anlagenzustand, sodass der Bediener einfach und unmittelbar reagieren kann.
Bedürfnis:
Steuerung elektrischer Heizlasten
In Vakuumöfen erfordert die Wärmebehandlung von Metallen sehr hohe Temperaturen von über 1500 °C. Um diese Werte zu erreichen, werden Heizelemente aus Spezialmaterialien (Molybdän, Wolfram oder Graphit) eingesetzt, die extremen Bedingungen standhalten.
Die Leistungsregelung beim industriellen elektrischen Heizen ist entscheidend, um gleichmäßige Temperaturen, hohe Effizienz und einen unterbrechungsfreien Betrieb sicherzustellen. Die Systeme müssen sich an unterschiedliche Lastarten – von linearen Heizwiderständen bis hin zu Transformatoren – anpassen und dabei auch bei Prozessschwankungen stabil bleiben. Es sind flexible Lösungen mit erweiterter Diagnose, Kompatibilität zu modernen Kommunikationsprotokollen und effizient integrierten Ein-/Ausgängen erforderlich. Kompakte, robuste Systeme sorgen für Sicherheit, Effizienz und minimale Stillstandszeiten.
Für Heizprozesse mit Temperaturen über 1000 °C kommen Leistungssteller zum Einsatz – intelligente Geräte, die die elektrische Leistung genau und energieeffizient regeln.
Hauptmerkmale der Serie GPC sind:
- Strombereiche von 40 bis 600 A;
- Ein-, zwei- und dreiphasige Konfigurationen;
- Konfigurierbare Regelarten;
- Integrierte Diagnose;
- Feldbus-Schnittstellen.
Bedürfnis:
Temperaturmessung des Wärmebehandlungsprozesses
In der Wärmebehandlung ist die Temperatur die kritischste Variable. Eine präzise Regelung ist unerlässlich, um die geforderten mechanischen Eigenschaften, die Prozesswiederholbarkeit, die Einhaltung der Qualitätsstandards und die Betriebssicherheit sicherzustellen. Die Temperatursonde muss in Hochtemperaturumgebungen zuverlässig arbeiten und eine stabile, kontinuierliche Messung gewährleisten. Von zentraler Bedeutung ist die Schutzhülse, welche das Messelement, in der Regel ein Thermoelement, schützt. Bei Anwendungen mit Vakuumöfen muss diese Hülse hohen Temperaturen standhalten und aus Materialien mit geringer Ausgasung bestehen, um Verunreinigungen in der Vakuumkammer zu vermeiden und eine präzise, langfristig stabile Messung zu gewährleisten.
Lösung:
Die Temperatursonden der Serie TC9, mit Thermoelement als Messelement, sind die ideale Lösung für Wärmebehandlungsanwendungen bis 1600 °C. Durch die Wahl zwischen verschiedenen Thermoelementtypen, Messbereichen, Einbaulängen und Schutzhülsenmaterialien ergibt sich eine breite Anwendungsvielfalt.
Das Funktionsprinzip:
Vakuumöfen sind die ideale Lösung für Wärmebehandlungen mit höchster Präzision in einer kontrollierten, kontaminationsfreien Umgebung. Durch das Entfernen von Luft und Sauerstoff aus der Behandlungskammer wird das Risiko der Oxidation beseitigt und die Materialreinheit maximiert, wodurch Nachbearbeitungen auf ein Minimum reduziert werden.
Dank der gleichmäßigen Wärmeverteilung gewährleisten Vakuumöfen homogene und reproduzierbare Ergebnisse, entscheidend für Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt, Medizintechnik, Automobilindustrie und Metallurgie. Durch den Einsatz fortschrittlicher Temperatur- und Druckregelungssysteme lässt sich jede Phase des Prozesses mit höchster Präzision steuern.
Elektrische Beheizung in Kombination mit intelligenten Regelsystemen sorgt für hohe Energieeffizienz, mit Optimierung von Verbrauch und Leistung. Eine strategische Wahl für alle, die auf Qualität, Zuverlässigkeit und Nachhaltigkeit setzen.
Anforderungen und Technologie:
In Vakuumöfen ist die präzise Temperaturregelung entscheidend, um zuverlässige, wiederholbare und qualitativ hochwertige Prozesse sicherzustellen. Zur Erfüllung der Anforderungen anspruchsvoller Branchen wie Luft- und Raumfahrt, Medizintechnik oder Automobilindustrie kommen digitale Systeme wie PID-Regler zum Einsatz, die jede Phase des thermischen Zyklus präzise steuern.
Durch den Luftausschluss erfordern Vakuumöfen spezielle Heizelemente – etwa aus Graphit oder Molybdändisilicid (MoSi₂) – die auch bei extremen Temperaturen zuverlässig arbeiten. Die Steuerung der elektrischen Leistung spielt dabei eine zentrale Rolle.
Hier kommen Leistungssteller ins Spiel – intelligente Geräte, die die Energiezufuhr dynamisch und reaktionsschnell optimieren und so Leistung, Sicherheit und Energieeffizienz verbessern. Eine Technologie, die hervorragende Ergebnisse gewährleistet und eine nachhaltige, intelligente Steuerung des Wärmebehandlungsprozesses ermöglicht.
