Automatisiertes Bohrzentrum

Große Werkstücke präzise bearbeiten

Die technischen Daten eines modernen Raupenkrans sind bemerkenswert: Stolze 3.000 t Last kann der stärkste Raupenkran der Welt mit Gittermastausleger heben. Eingesetzt für den Bau von Kraftwerken, Raffinerien oder Windenergieanlagen, erreicht er eine maximale Hubhöhe von 245 m und eine Ausladung von 196 m. Diese Kombination aus Größe und Belastbarkeit erfordert eine äußerst stabile und gleichzeitig leichte Bauweise. Durch die Verwendung hochfester Feinkornbaustähle wird beides erreicht. Beim Bau des Krans setzte Gothaer Fahrzeugtechnik auf Union Chemnitz.

Stolze 3.000 t Last kann der stärkste Raupenkran der Welt mit Gittermastausleger heben.

„Die größten Krankomponenten, die wir herstellen, sind 12 m lang, 3,20 m hoch, 3,60 m breit und 30 t schwer“, erklärt Jens Schwabe. Er ist geschäftsführender Gesellschafter der Gothaer Fahrzeugtechnik. Das Unternehmen hat sich auf die Fertigung komplexer und sicherheitsrelevanter Schweißkonstruktionen spezialisiert. Kernkompetenz des familiengeführten Unternehmens ist die Herstellung von Gittermasten aus hochfestem Stahl für Mobil- und Raupenkrane. Zahlreiche namhafte Kranhersteller wie Liebherr lassen Gitterkomponenten für ihre Anlagen von der Gothaer Fahrzeugtechnik herstellen. „Wir müssen hochflexibel sein, da wir Optionsteile herstellen. Jeder unserer Kunden stellt seine Krane individuell nach Kundenwunsch mit vielen Optionen her. So bauen wir aktuell rund 700 verschiedene Produkte“, so Schwabe.

Tragbalken für die Bearbeitung tief in der Geometrie des Werkstückes.

Vom Materialzuschnitt und Schweißen über die mechanische Bearbeitung bis hin zum Lackieren wird jeder Fertigungsschritt von den 400 Mitarbeitern in Gotha durchgeführt. „Je höher die Passgenauigkeit der einzelnen Krankomponenten, desto schneller kann ein Kran später auf der Baustelle montiert werden“, erklärt Jens Schwabe. Deswegen kommt der mechanischen Bearbeitung im Unternehmen eine wichtige Rolle zu. Nach dem Schweißen kann die Passgenauigkeit der einzelnen Krankomponenten nur noch durch mechanische Bearbeitung erreicht werden. Die unweigerlich auftretenden Schweißverzüge durch Wärmewirkung zu kompensieren, würde die Stabilität der Kranbauteile stark beeinträchtigen. Absolute Präzision ist beim Bohren und Fräsen der Werkstücke also höchste Pflicht.

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Ein Bohrwerk, das einerseits diesen großen Bearbeitungsraum abdeckt und andererseits die erforderliche Präzision garantiert, fanden die Verantwortlichen aus Gotha beim Traditionsbohrwerkshersteller Union Chemnitz. Dessen PR-Serie wurde speziell für die präzise Bearbeitung großer und komplexer Werkstücke entwickelt und wird mit bis zu 40 m langer X-Achse geliefert. Das Plattenbohrwerk PCR 150 mit 150 mm Bohrspindeldurchmesser stellte sich als ideale Lösung für die Gothaer Fahrzeugtechnik und die Bearbeitung der Kranbauteile heraus. Seit 2009 ist die Maschine mit dem 10 x 3 m großen Plattenfeld und 12 m langer X-Achse inzwischen in Gotha in Betrieb. Ihre weiteren Highlights: der um einen Meter ausfahrbare, hydrostatisch geführte Tragbalken, ein vollautomatischer Werkzeugwechsler und der integrierte Dreh- und Verschiebetisch.

Bohrbearbeitungen und Planfräsen

Nach dem Aufspannen auf dem 10 m langen Plattenfeld wird der zu bearbeitende Gittermast mittels 3D-Taster exakt vermessen. Anschließend legt der erfahrene Maschinenführer von Gothaer Fahrzeugtechnik fest, in welcher Position eine Kupplungsstelle gebohrt werden muss, damit später bei der Montage des Krans auf der Baustelle das eine Auslegerelement optimal an das darauffolgende passt. Durch dieses Verfahren werden die oben genannten Verzüge durch das Schweißen optimal ausgeglichen. „Der Tragbalken und die Arbeitsspindel der PCR 150 ermöglichen eine Bearbeitung bis 1.700 mm im Werkstück, also über die Mitte des Werkstückes hinaus. Im Anschluss wird die Komponente gedreht und die zweite Seite bearbeitet“, erklärt Frank Winter, Leiter der Arbeitsvorbereitung bei Gothaer Fahrzeugtechnik. Durchgeführt werden mit dem Bohrwerk Bohrbearbeitungen an den Kupplungsstellen der Gittermasten und das Planfräsen zum Herstellen der Symmetriemaße.

PCR 150 mit Plattenfeld und Drehtisch.

Die geforderte Präzision bei diesen Bearbeitungen garantieren sowohl die robuste Bauweise der PCR 150 mit stark verripptem Ständer als auch die vollautomatischen Kompensationen von Spindellängenwachstum, Tragbalkendurchhang und eventueller Ständerneigung. Die hydrostatischen Führungen der Maschine inklusive Tragbalken gewährleisten nicht nur eine genaue Zustellung, sondern auch die absolute Verschleißfreiheit des Systems.

Zusätzlich zu dem großen Plattenfeld ist die PCR 150 mit einem Dreh- und Verschiebetisch ausgestattet. Der Tisch mit den Maßen 2 x 2,5 m kann Lasten bis zu 20 t sicher aufnehmen. „Mit dem Tisch können wir unsere kleineren Werkstücke schneller ausrichten, was im Produktionsalltag eine große Zeitersparnis für uns bedeutet“, so Frank Winter. Der V-Verfahrweg des Dreh- und Verschiebetisches von 1,5 m erhöht darüber hinaus die Flexibilität des Bohrwerkes. Ebenfalls Teil der Ausstattung ist ein automatischer Werkzeugwechsler mit 40 Plätzen für einen effizienten Einsatz des Bohrwerks. Programmiert werden kann die PCR 150 mit ihrer Heidenhain iTNC 530-Steuerung vom Bedienstand der Maschine und von einem externen Arbeitsplatz aus.

Die PCR 150 ist bereits die vierte Maschine von Union Chemnitz, die bei Gothaer Fahrzeugtechnik im Einsatz ist. „Bei der Bohrwerksbearbeitung verlassen wir uns ausschließlich auf Union Chemnitz“, erklärt Frank Winter. Das bislang jüngste Bohrwerk von Union Chemnitz wurde im Oktober 2014 in Gotha in Betrieb genommen: ein weiteres Tischbohrwerk TC 110. Ausgestattet mit automatischem Werkzeugwechsler und einer Aufspannfläche von 1.250 x 1.600 mm, wird es zur Bearbeitung kleinerer Baugruppen für Kräne bis 100 t eingesetzt. Winter: „Wir haben mit allen Bohrwerken von Union Chemnitz gute Erfahrungen gemacht. Es bestehen vertrauensvolle Beziehungen zwischen beiden Unternehmen, die sich über viele Jahre aufgebaut haben“. ee

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