UnionChemnitz KC 130: Wirtschaftliche Teilebearbeitung für zuverlässige Schwerlasttransporte:

Die Bohr- und Fräsmaschine KC 130 bei UnionChemnitz.

1946 gründete Alois Goldhofer die „Allgäuer Fahrzeugwerke Alois Goldhofer KG“ und baute kleine, luftbereifte Transportmittel wie Handkarren, Pferdewagen, Kutschen und andere Wagen für die Landwirtschaft. 1952 entwickelt Goldhofer – zusammen mit der ebenfalls in Memmingen ansässigen Reifenfirma Metzeler – den ersten, mit Hilfe von Rampen über die Hinterräder überfahrbaren Tieflader und revolutionierte damit den damaligen Anhängerbau. 1959 erfolgte die Umsiedlung in die neu erbauten Fertigungshallen nach Memmingen, wo die beispielhafte Entwicklung von innovativen Schwerlastanhängern und Spezialfahrzeugen ihren Ausgangspunkt fand. Damit die langjährige Tradition erhalten bleibt, wurde das Unternehmen im Jahre 2000, nach dem frühen Tod des Unternehmensgründers, von der Familie in eine Stiftungs-AG umgewandelt.

Der Austausch zwischen Magazin und Spindel erfolgt automatisch über den Doppelgreifer des Werkzeugwechslers, der sich zur Spindel bewegt.

Qualitätssicherung durch hohe Fertigungstiefe

Um das Kern-Know-how – getreu der Satzung der Stiftungs-AG – im Unternehmen zu halten, wird mit einer hohen Fertigungstiefe produziert. Alle Kernkomponenten werden aus zähen und zugfesten Stahlblechen ausgeschnitten und zu Baugruppen verschweißt. Im nächsten Fertigungsschritt erfolgt die mechanische Bearbeitung. Im Bereich der Großteilebearbeitung arbeitet seit über zwei Jahren eine KC 130-Bohr- und Fräsmaschine aus der UNION Werkzeugmaschinen GmbH Chemnitz.

Bevor die Investitionsentscheidung auf die Bohr- und Fräsmaschine fiel, lud die Goldhofer AG bekannte Hersteller von Großbohrwerken zur Angebotsabgabe ein. Das Pflichtenheft steckte u. a. Angaben zur Genauigkeit, zur Verfügbarkeit, zum Störkreisdurchmesser und zur Belastbarkeit der Werkstücktische ab. Auch ein stabiler Aufbau der Maschine war gefragt.

Den Zuschlag für den Auftrag erhielt UnionChemnitz. „Wir“, erläutert Hans-Jörg Proksch, Meister Mechanische Fertigung, „hatten bereits gute Erfahrungen mit einem anderen UnionChemnitz Bohrwerk und konnten die zuverlässige Arbeitsweise schätzen lernen. Bei der Ausschreibung vor zwei Jahren traf UnionChemnitz wiederum unsere Wunschparameter am genauesten und offerierte das beste Preis-Leistungsverhältnis. Doch nicht nur die Maschinenparameter überzeugten: Wir hatten bis dahin ebenfalls gute Erfahrungen mit dem Service von UnionChemnitz gemacht, da Ersatzteile und personelle Hilfe stets direkt aus Chemnitz kamen.“

Zur präzisen Bearbeitung werden die Werkzeuge durch die Spindel mit der Bohremulsion direkt an der Wirkstelle versorgt. Zusätzlich lässt sich über die wahlweise zugeschaltete Außenkühlung eine noch größere Fläche kühlen.

Kernkomponenten auf UnionChemnitz Maschine bearbeitet

Die auf Paletten abgelegten Schweißbaugruppen kommen per Stapler direkt aus der Schweißerei zur mechanischen Bearbeitung. Mit einem Brückenkran werden die Rohteile von der Palette auf eine, auf dem Maschinentisch montierte Spannvorrichtung umgeschlagen. Die fertig bearbeiteten Baugruppen werden ebenfalls per Brückenkran auf eine Palette umgesetzt, die wiederum ein Stapler zur Montage fährt.

„Bei der KC 130-Bohr- und Fräsmaschine“, verdeutlicht Hans-Jörg Proksch, „handelt es sich um eine universell einsetzbare Standardmaschine, die, unseren Anforderungen entsprechend, mit einer iTNC 530-Heidenhainsteuerung ausgerüstet ist. Diese Steuerung eignet sich bestens für die Werkstattprogrammierung und bietet uns Vorteile, weil wir Einzelteile oder Kleinserien bearbeiten, bei denen der Maschinenbediener bequeme Eingriffsmöglichkeiten ins Programm benötigt. Bearbeitet werden bei uns hauptsächlich Lenkungs- und Fahrwerksteile wie Pendelachsen, Drehgestelle, Schwingen, Teile für Vorderrahmen oder Achskörper für den Bereich Sattelanhänger. Das Besondere an unseren Sattelanhängern und modularen Schwerlastfahrzeugen sind die extreme Tieflage der Schwerlasten und die zusätzlichen Absenkmöglichkeiten beim Be- und Entladen. Außerdem können unsere Spezialtransportmittel auch bei unebenen Straßen oder baustellentypischen Bodenverhältnissen die Last in der Waage halten. Der Achsausgleich je nach Fahrzeugtyp von max. 600 mm ermöglicht zudem auch ein Absenken der Last, um beispielsweise mit einer hohen Beladung durch eine Brücke fahren zu können, die andernfalls weit zu umfahren wäre.“

Qualitätsfertigung von Einzelteilen und Kleinserien

Ausgehend von Großteilen, die 2.700 mm lang, 800 mm breit sowie etwa 2.000 kg schwer sind, muss die Maschine einschließlich der Spannvorrichtung ein Gewicht von nicht weniger als 3.000 kg aufnehmen. Das ist für die KC 130 kein Problem, denn die beiden Aufspanntische bieten eine Tragfähigkeit von je 10.000 kg. Mit der Musterteilvorgabe von einem 2.740 mm langen und 800 mm breiten Werkstück ist die uneingeschränkte Bearbeitung im eingehausten Arbeitsbereich der Maschine möglich.

Die Aufspanntische bieten eine Fläche von 1.600 x 2.000 mm. Bei geöffneten Rolltoren kann der linke Tisch nach links aus dem Arbeitsraum fahren und der rechte nach rechts. Auf diese Weise kann die Maschine das Werkstück auf einem Tisch bearbeiten, während der Bediener parallel auf dem anderen Tisch das Fertigteil aus- und ein Rohteil aufspannt. Die Maschine ist so ausgelegt, dass der linke Aufspanntisch von der Maschinenmitte um 6.500 mm nach links und der rechte 6.500 mm nach rechts fahren kann. Die angegebenen Fahrwege beziehen sich jeweils auf die Tischmitte, so dass die X-Achse insgesamt länger als 14 m ist. Beide Aufspanntische sind als Drehtische ausgeführt. In der Mitte der X-Achse zwischen den beiden Rolltoren bietet die Maschine eine Bearbeitungslänge von 3.200 mm.

„Die Bearbeitungszeiten“, erklärt Hans-Jörg Proksch, „sind sehr unterschiedlich. Sie erstrecken sich von 20 Minuten bis zu etwa vier Stunden. Bei komplizierten Teilen dauert das Aufspannen jedoch bis zu einer Stunde. Deshalb versuchen wir, die Bearbeitungszeiten auf mindestens eine Stunde auszulegen. Dazu spannen wir, je nach Teilegeometrie, zwei bis vier Teile auf eine Spannvorrichtung. Die Maschine arbeitet so genau, dass wir solche Spannvorrichtungen auf der KC 130 bearbeiten können. Mit Positionierunsicherheiten von nur 16 µm in den Achsen X, Y und Z sowie Positionierunsicherheiten in der B-Achse der Drehtische im Toleranzbereich von nur ± 2 Winkelsekunden lassen sich die von uns geforderten Bearbeitungsgenauigkeiten im IT 7-Bereich bei Innenbohrungen oder im F 7-Bereich für Wellenbearbeitungen zuverlässig erzielen.“

Diese Arbeitsgenauigkeiten werden durch eine Reihe von konstruktiven Maßnahmen erreicht. Dazu gehören ein schwingungssteifer und massiv verrippter Kastenständer aus Guss sowie vorgespannte Präzisionskugelrollspindeln und vorgespannte Linear-Kompakt-Rollenführungen.

Präzise Bearbeitung garantiert

„Auf der Maschine“, betont Maschinenbediener Roland Proksch, „können wir alle gewünschten Bearbeitungsverfahren erledigen. Dazu zählen Bohren, Ausspindeln, Fräsen, Gewindeschneiden und Konusfräsen. Die Werkzeuge, die zur Erledigung eines bestimmten Auftrags notwendig sind, befinden sich im Querwechsler-Magazin, das Platz für 120 Werkzeuge bietet. Entsprechend der Auftragsliste lade ich über das innerbetriebliche Delog-System das zugehörige Bearbeitungsprogramm aus der Programmverwaltung in die Maschinensteuerung. Neben den Werkzeugen im Querwechsler befinden sich weitere in Werkzeugschränken, die gleich hinter dem fest installierten Querwechsler aufgestellt sind. Auf diese Weise ergeben sich denkbar kurze Wege fürs Werkzeughandling und die Werkzeugpflege. Der Austausch im Querwechsler erfolgt manuell, wobei während des Austauschs eine Bewegung der Magazinkette wirksam verhindert wird. Der Austausch zwischen Magazin und Spindel erfolgt automatisch über den Doppelgreifer des Werkzeugwechslers, der sich zur Spindel bewegt. Zum Werkzeugbestand gehört nicht nur eine Reihe von Spezialwerkzeugen, sondern auch ein Winkelkopf. Wir brauchen ihn für bestimmte Spezialbohrungen. Eine generelle 5-Seiten-Bearbeitung ist nicht vorgesehen.“

Wunschgemäß erhielt die KC 130 eine Bohrspindel mit einem Durchmesser von 110 mm. Damit ist es möglich, durch größere Bohrungen zu fahren und dahinter Zerspanarbeiten auszuführen. Die Bohrspindel bietet eine Leistung von 37 kW. Die Werkzeuge werden in eine SK 50 Werkzeugaufnahme eingespannt. Entlang der Y-Achse bewegt sich die Bohrspindel vertikal in einem Arbeitsbereich von 2.000 mm – optional sind bis 3.000 mm möglich. Wunschgemäß wurde die Maschine mit einer längeren Z-Achse zur Ständerlängsverstellung von 2.500 mm ausgerüstet. Die Bohrspindelverstellung bietet als W-Achse zusätzlich einen Weg von max. 750 mm, um bei Bedarf das Werkzeug noch tiefer ins Werkstück einfahren zu können.

Zur präzisen Bearbeitung dient nicht zuletzt eine ausreichende Versorgung der Werkzeuge mit Kühlschmiermittel. Aus einem 1.000 Liter fassenden Vorratsbehälter mit einer Bandfilteranlage zur Reinigung werden die Werkzeuge durch die Spindel mit der Bohremulsion direkt an der Wirkstelle versorgt. Zusätzlich lässt sich über die wahlweise zugeschaltete Außenkühlung eine noch größere Fläche kühlen.

„Seit der Übernahme der Maschine am 30. April 2009“, resümiert Hans-Jörg Proksch, „hat die UnionChemnitz KC 130 alle Erwartungen erfüllt: Sie bietet jene hohe Flexibilität, welche die Einzelfertigung verlangt. Die Teile werden mit der gewünschten hohen Qualität bearbeitet. Die Maschine funktioniert sehr zuverlässig und arbeitet mit hoher Leistung. Trotz der hohen Auslastung im Drei-Schichtsystem sind Servicefälle selten. Wenn dennoch ungeplant beispielsweise ein Verschleißteil auszutauschen ist oder ein anderer Servicefall eintrifft, reagiert UnionChemnitz fachkompetent und schnell.“