Seit 1950 werden die meisten Kolbenmotoren in Flugzeugen durch Gas-Turbinen ersetzt. Parallel dazu hat in der Kolbenmotor-Technologie eine intensive Weiterentwicklung stattgefunden. Diese „Evolution“ war beim Unternehmen RED aircraft GmbH in Adenau 2008 der Auslöser, die gesamte Effizienz und Qualität von Flugzeugen durch den Einsatz von Kolbenmotoren zu verbessern. Dazu waren neben dem Entwicklungs-Know-how auch entsprechende Fertigungslösungen notwendig. Mit der Investition in das Bearbeitungszentrum HSC 75 von DMG inklusive einem UPC-Palettensystem entstanden so auch die ersten Kontakte zu Erowa. Da man mit dem UPC-Palettensystem äußerst zufrieden war, entschied man sich auch in Sachen Nullpunktspannsystem für Erowa, konkret für MTS.
Erfolgreicher Einsatz
Ein Nullpunktspannsystem also, das bereits seit Jahren sehr erfolgreich im Werkzeug- und Formenbau eingesetzt wird. Die Verantwortlichen bei RED aircraft überzeugte zunächst das Layout.
Erowa MTS-Spannzapfen werden bei RED selbst in Werkstücke und in Maschinenschraubstöcke eingebracht.
Nach einem zweiwöchigen Testlauf wollte man dann schon nicht mehr auf das System verzichten. Dazu Geschäftsführer Vladimir Raikhlin: „Wir beschäftigen uns seit Jahren sehr erfolgreich mit dem Motorsport, jedoch ist vieles, was wir nun im Rahmen dieses Projektes tun, für uns neu.“ Bezogen auf das Nullpunktspannsystem ergänzt Fertigungsleiter Guido Scheuer: „Wir wollten zu Beginn unsere Prozesse vereinfachen und haben deshalb in Richtung Automation gedacht. Zunächst waren wir noch skeptisch, ob die Spannmittel das mitmachen, die erforderliche Präzision und Reproduzierbarkeit gewährleistet ist und ob die Werkzeuge durch eine stabile Spannung „ratterfrei“ laufen.“
Auf einen Blick
MTS-Standard-Spannfutter von Erowa
Wie alle Spannsysteme von Erowa ist auch das MTS Spannfutter nur mit Druck zu öffnen, der Verschlussmechanismus ist federgetrieben und selbsthemmend. Über den Sperrring werden die Verschlusskugeln gegen den Spannzapfen gepresst, die entstehende Niederzugsbewegung positioniert den Spannzapfen im Kurzkegel und zieht die Palette auf die Z-Referenz hinunter. Es entsteht eine kraftschlüssige und spielfreie Verbindung, welche nur durch Zuführen von Pressluft gelöst werden kann.
Das Aufspannen ist mit MTS unkompliziert und sicher durchzuführen. Vorrichtungen auf den Paletten senken die Fehlerquote.
Diese anfängliche Skepsis gehört längst der Vergangenheit an, denn in Adenau werden inzwischen mit Hilfe des MTS-Spannsystems alle Bauteile für den kompletten Flugzeugmotor, vom Zylinderkopf über Ölpumpen, Getriebegehäuse und dem Motorblock bis hin zu den Pleuel aus Titan gefertigt. Die Losgrößen bewegen sich derzeit noch im Bereich der Kleinstserie oder Einzelteile, denn aktuell werden im Jahr noch nicht mehr als sechs Motoren gefertigt. Diese geringen Stückzahlen zeigen deutlich, wie groß Flexibilität in Adenau geschrieben wird. Ist zum Beispiel an einem Bauteil, das von einem Prüfstand kommt, noch eine Bearbeitung durchzuführen, muss an einem der vier Bearbeitungszentren relativ schnell umgerüstet werden. Am Erowa-MTS-System begeistert die Verantwortlichen einerseits, wie schnell dies mit Druckluft möglich ist und zum anderen
Wiederholgenauigkeit und Reproduzierbarkeit, das Nullpunktspannsystem mit einem halben Hundertstelmillimeter erreicht. Präzision definiert RED aircraft vor allem durch die engen Form-
Der RED A03 ist ein wassergekühlter 12-Zylinder Diesel/Jet-A-Motor mit vier über Stirnräder angetriebenen, obenliegenden Nockenwellen. Das Einspritzsystem ist eine handelsübliche Common-Rail-Direkteinspritzung. Der RED A03 ist mit einem elektrischen Anlasser und zwei Lichtmaschinen ausgerüstet. Der Propeller wird durch ein angeflanschtes Getriebe angetrieben.
und Lagetoleranzen. Bei den Passungen bewegt man sich im Bereich H6.
Leichtbau und Leistung
Im Segment Luftfahrt ist die Fertigung höher zu gewichten als in so manch anderem Industriezweig, so Scheuer: „Es geht bei uns nahezu immer um Optimierung hinsichtlich Leichtbau und Leistung, die Sicherheit steht über allem. Unabhängig davon geht es bei uns nicht nur darum, Motoren zu fertigen, sondern auch um die Zulassung hinsichtlich der Fertigungsstruktur und der Prozesse. Unsere Konstruktionen sind deshalb nur dann möglich, wenn man die entsprechenden Arbeitsprozesse im Haus hat.“
Mittlerweile werden mit dem Erowa-Nullpunktspannsystem MTS alle Bauteile für den kompletten Flugzeugmotor, vom Zylinderkopf, Ölpumpen, Getriebegehäuse bis hin zum Motorblock gefertigt.
Das Erowa-MTS-Nullpunktspannsystem erfüllt diese hohen Ansprüche perfekt. Das Aufspannen ist selbst bei filigranen Bauteilen unkompliziert und sicher durchzuführen. Vorrichtungen auf den Paletten minimieren die Fehlerquote. Das Spektrum von RED verfügt über eine enorme Teilevielfalt, die alle ebenso wie selbst die Maschinenschraubstöcke mit MTS-Spannzapfen bestückt sind. Sogar in Ölpumpen werden Spannzapfen eingebracht und direkt auf die Palette gespannt. Eine Vorgehensweise, die, so Einrichter Christian Esch, vor allem beim 5-Achs-Fräsen von Vorteil ist: „Durch dieses direkte Spannen lassen sich die Störkanten eliminieren und man kann komplett fünfachsig bearbeiten. Ein weiterer, ganz besonderer Vorzug des Spannsystems ist der Umstand: Je mehr man damit arbeitet, umso mehr neue Möglichkeiten ergeben sich.“
Hohe Sicherheitsanforderung an die Bauteile
In der Luftfahrt ist nicht allein der Optimierungsbedarf und die Sicherheit besonders hoch zu gewichten, sondern auch der Wert der einzelnen Bauteile. So kostet der Block eines
(Von links nach rechts) Guido Scheuer, Vladimir Raikhlin und Christian Esch: „Wir waren anfangs skeptisch, ob die Spannmittel unseren hohen Anforderungen entsprechen. Umso erstaunter
waren wir hinsichtlich der großen Stabilität und Präzision.
wassergekühlten 12-Zylinder-Diesel/Jet-A-Motors etwa 20 000 Euro. Verständlich, dass man sich da keine „Rattermarken“ im Werkstück leisten kann und will. Dazu Raikhlin: „In solchen Fällen ist es ja nicht nur der Motorblock selbst und die Bearbeitung, die bereits in einem Bauteil steckt, was Kosten verursacht. Solch ein Schaden löst bei uns und unseren Partnern eine Kettenreaktion aus. Deshalb ist die Investitionshöhe in ein solches Spannsystem eher sekundär, viel entscheidender ist die Sicherheit, die man dadurch gewinnt. Deshalb war es mir auch so wichtig, dass die Entscheidung für das Erowa-MTS-Nullpunktspannsystem von allen relevanten RED-Mitarbeitern gemeinschaftlich getroffen wurde.“
Kontakt:
- RED aircraft GmbH, www.red-aircraft.com
- Erowa System Technologien GmbH, www.erowa.de
