Das BAZ FBF-M 6000 von MTE ist ein Allrounder im XXL-Format

„Wir sind verantwortlich für die Instandhaltung von insgesamt 22 Wasserkraftwerken mit jeweils unterschiedlichen Leistungskenngrößen und Charakteristiken“, erklärt Stefan Pfeifer, Abteilung Maschinenbautechnik der Illwerke VKW in Vandans. Jedes dieser Kraftwerke hat andere Charakteristiken und Leistungskenndaten. Bei den eingesetzten Pumpen, Turbinen und Generatoren, die teilweise auch bis zu 100 Jahre alt sein können, handelt es sich meist um Unikate, für die es nirgendwo ein sortiertes Ersatzteillager gibt.

Um die Einsatzbereitschaft der Kraftwerke sicherzustellen, muss die Instandhaltung Mechanik CNC in Vandans daher alle nur denkbaren Aufgaben wahrnehmen: Von Überholungen und Nachbearbeitungen bei Auftragsschweißungen bis zur kompletten Neuanfertigung von Bauteilen aus einem breit gefächerten Rohteilspektrum. Dabei geht es um Bauteilgrößen von faustgroßen Spannmuttern bis hin zu riesigen Werkstücken mit Abmessungen von mehreren Metern und Gewichten bis zu etwa 25 Tonnen. Bearbeitet wird ein bunter Materialmix aus Stählen, Edelstählen, Gusseisen, Messing oder Bronze.

„Mit dem neuen Fahrständer-Fräsbearbeitungszentrum FBF-M 6000 von MTE haben wir eine in die Jahre gekommene Starrbett-Fräsmaschine ersetzt“, verrät Christoph Schuchter, Instandhaltung Mechanik CNC der Technischen Instandhaltung in Vandans. Mit der alten Anlage habe man nicht mehr alle gewünschten Arbeiten ausführen können, und zwar sowohl von den Abmessungen her als auch bezüglich der geforderten Genauigkeiten. Zu den Aufgabenstellungen gehöre beispielsweise die Bearbeitung von Dichtflächen im Inneren von Ventilen oder das Ausspindeln von Lagersitzen, und das fluchtend von beiden Seiten. Dabei müsse die geforderte Genauigkeit selbst bei voll ausgefahrenem Fräskopf gewährleistet werden können.

Die neu beschaffte Anlage entspreche in ihren Charakteristiken und Merkmalen den gestellten Anforderungen. Der Ständer hat einen Verfahrweg von (X) 6.000 Millimeter, die vertikale Achse einen Hub von (Y) 3.000 Millimeter und der Querschieber einen solchen von (Z) 1.500 Millimeter. Der Aufspannbereich ist dreifach unterteilt. Der mittig angeordnete, mit 40 Tonnen belastbare Drehtisch mit einer Aufspannfläche von 3.000 x 2.500 Millimeter kann um  (W) 1.500 Millimeter nach außen verschoben werden.

Auf den beiden rechts und links davon angeordneten Plattenfeldern können damit auch sehr große beziehungsweise lange Werkstücke aufgespannt werden. Die auf einem der Plattenfelder befestigte automatische Kopfwechselstation für drei Fräsköpfe kann in solchen Fällen entfernt werden. Der Bediener ist in einer horizontal mitfahrenden Bedienerkabine untergebracht, die er im Bedarfsfall auch vertikal verfahren kann. So kann der Arbeitsprozess auch bei großen Bauteilen direkt eingesehen und überwacht werden.

„Die Größe und Festigkeit der zu zerspanenden Bauteile erfordern eine robuste Grundkonstruktion der Maschine. Ein hohes Drehmoment bereits bei geringer Drehzahl ist für Spindelvorgänge erforderlich“, ergänzt Pfeifer. Unter diesem Gesichtspunkt habe die steife, stark verrippte Bauweise der MTE-Anlage aus schwingungsdämpfendem Guss überzeugt, ebenso wie die INA-Linearführungen in allen Achsen. Beim Querschieber sorgen zusätzlich noch Flachführungen mit geschabtem Turcite Belag für zusätzliche Dämpfung. Dieses Konzept ist vor allem bei der Bearbeitung großer Bauteile mit weit ausgefahrenem Fräskopf von Bedeutung. Dank hochdynamischer digitaler Antriebe erreichen die Achsen im Eilgang bis zu 25.000 mm/min.

Der Hauptspindelmotor hat eine Leistung von 40 Kilowatt und treibt über ein ölgekühltes 3-Stufen Getriebe im Frässchieber einen stufenlos verstellbaren Diagonalfräskopf mit SK-50-Big-Plus Spindelsystem an. Deren simultane Kegel- und Plananlage sorgt für eine sehr stabile Verbindung zwischen Maschine und Werkzeug.

Der Fräser erreicht damit bis zu 4.000 Umdrehungen pro Minute und ein maximales Drehmoment von bis zu 1.940 Newtonmeter. Der Fräskopf kann dank seiner Ölkühlung mit 100 Prozent ED gefahren werden. In einer Wechselstation mit drei Plätzen kann er automatisch getauscht werden, zum Beispiel gegen eine Fräsbohrspindel für die Schruppbearbeitung.

Für besonders filigrane Arbeiten, etwa im Inneren enger Gehäuse oder im Bereich der Störkanten von Wellenflanschen, kann der Kopf mit einem schlanken, gekröpften Vorsatz-Fräskopf mit einer Länge von 500 Millimeter und einer im 90-Grad-Winkel angeordneten kleinen Spindel ausgerüstet werden. Trotz der langen Auskragung ist das Werkzeug sehr steif, da die auftretenden Bearbeitungskräfte über ein stabiles Gehäuse und eine Hirth-Verzahnung als Schnittstelle in den Fräskopf geleitet werden.

„Bei der Auswahl der Lieferfirma für dieses Sonderprojekt sind wir sehr sorgfältig vorgegangen und haben mithilfe einer entsprechenden Ausschreibung mehrere Anbieter einbezogen“, erinnert sich Schuchter. Bei den meisten hiervon habe man nicht nur die Lieferanten selbst, sondern auch Referenzanwender aufgesucht, um sich einen realitätsnahen Eindruck zu verschaffen. Dabei habe die Eignung zur Schwerzerspanung weniger im Vordergrund gestanden als vielmehr das leistungsstarke Gesamtkonzept der Anlage.

Die Vielfalt an Anforderungen verlangte nach hoher Flexibilität bei den Einsatzmöglichkeiten. Da die Platzverhältnisse jedoch beschränkt waren, kam ein weiteres wichtiges Kriterium ins Spiel: Die Einpassbarkeit in die vorhandenen Räumlichkeiten. Der zur Verfügung stehende Raum sollte bestmöglich genutzt werden, da ein Neubau nicht in Frage kam. Die Entscheidung fiel dann letztlich für MTE, weil dieser Anbieter im Rahmen des vorhandenen Bauraums die maximal möglichen Verfahrwege und gleichzeitig alle weiteren Anforderungen realisieren konnte.

„Um die ins Auge gefasste Fräsanlage in die Halle einzupassen, mussten wir zusammen mit MTE ein größeres 3D-Puzzle zusammensetzen“, sagt Pfeifer. Dies erforderte eine enge partnerschaftliche Zusammenarbeit beider Unternehmen, weil dabei nicht nur die Verhältnisse über Flur, sondern auch der vorhandene Bauraum für die Fundamente berücksichtigt werden musste.

Als besonderes Handicap erwiesen sich die Fundamente der Pfeiler in der Halle, welche wegen des 25-Tonnen-Krans sehr massiv ausgelegt wurden und unter Flur noch ein Stück weit in die Halle hineinragen. Für die Planung der nötigen Modifikationen der Anlage erhielt MTE eine 3D-Darstellung der Halle einschließlich der Lage der Fundamente.

Diese Umbauten erwiesen sich als sehr umfassend und erforderten Änderungen an zahlreichen Einheiten wie dem Spänetransportsystem, für das unter Flur mehrfache Umlenkungen vorgesehen werden mussten. Zudem mussten sowohl die Plattform der Maschine, welche unter anderem das Hydraulikaggregat sowie den Schaltschrank trägt, als auch die Bedienerbühne modifiziert werden. Diese Modifikationen flossen dann wiederum in die Fundamentplanung mit ein.

Mithilfe dieser Planungsunterlagen wurde der Zeitplan für das Gesamtvorhaben ausgearbeitet. Dies umfasste den Abbau und Abtransport der alten Fräsmaschine, den Abriss des alten Fundaments, das Gießen des neuen, 700 Tonnen wiegenden und schwingungsgedämpften Fundaments sowie schließlich die Montage und Inbetriebnahme der neuen Anlage. Trotz des engen Zeitrahmens konnte die Anlage im Mai 2019 fristgerecht in Betrieb genommen werden. „Das neue Fräsbearbeitungszentrum ist inzwischen voll im Einsatz und hat sich bestens bewährt“, fasst Schuchter seine Erfahrungen zusammen.

Quelle: MTE Deutschland GmbH