Bohrungsbearbeitung Lagergehäuse benötigen Werkzeuge mit großem Längen-Durchmesser-Verhältnis

Wenn in rund sieben Stunden bis zu 350 kg Späne fallen sollen, ist Geschwindigkeit eine der Hauptanforderungen. Bei der Bearbeitung von Lagergehäusen für Windkraftanlagen kommt hinzu, dass aufgrund der Bauteilgeometrien überwiegend Werkzeuge mit großen Längen-Durchmesser-Verhältnissen eingesetzt werden müssen.

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Schages GmbH & Co.KG

AGTOS Gesellschaft für technische Oberflächensysteme mbH GmbH

Mikron Switzerland AG, Division Tool

KOMET Group GmbH

Die Lagergehäuse für Windkraftanlagen (Bild 1), die bei der a+f GmbH in Würzburg gefertigt werden, sind bis zu 2,1 m im Durchmesser und 2,3 t schwer. Ursprünglich wurden diese Lagergehäuse auf diversen Bohrwerken und Karusselldrehmaschinen bearbeitet, was mit hohen Rüstzeiten verbunden war.

Um dem entgegenzuwirken, hat man nach neuen Möglichkeiten der Komplettbearbeitung gesucht. Heute fertigt das Unternehmen der Gildemeister-Gruppe solche Bauteile auf einer DMC 200 FD.

Das bedeutet Fräsen und Drehen im XXL-Format. Schon das Spanvolumen mit bis zu 350 kg je nach Bauteilvariante ist beträchtlich, vor allem, wenn dies in rund sieben Stunden Bearbeitungszeit anfällt.

Auch ein Blick in das Werkzeugmagazin dokumentiert besondere Größe. Aufgrund der Bauteilgeometrien mit etlichen Störkanten hängen dort einige Werkzeuge mit großen Längen-Durchmesser-Verhältnissen (Bild 2). Insgesamt hat Komet mit seiner Dienstleistungsmarke X3-Solutions 40 Werkzeuge, überwiegend in Sonderausführungen, für das Fertigungskonzept der Lagergehäuse entwickelt, von denen je nach Bauteilvariante rund 30 Stück für ein Gehäuse gebraucht werden.

Komplette Bandbreite der Innenbearbeitung

Die Vielfalt der Bearbeitungsoperationen umfasst nahezu die gesamte Bandbreite der Innenbearbeitung vom Vollbohren über Feinbearbeitungen und Reiben bis zum Gewinden. Zu den auffälligsten Werkzeugen aufgrund ihrer Dimensionen gehören die KUB-Centron-Bohrer in unterschiedlichen Ausführungen.

Sie sind prädestiniert für das Vollbohren mit großen Längen-Durchmesser-Verhältnissen bis 9 × D. Ihre Basis bildet ein stabiler Grundkörper mit speziell konzipierten Spankanälen, die eine optimale Entspanung gewährleisten und gleichzeitig die Steifigkeit des Grundkörpers unterstützen.

Bohrkrone mit neuartiger Trennstelle

Am Kopf tragen die Werkzeuge eine austauschbare Bohrkrone mit neuartiger Trennstelle. Sie ermöglicht die Übertragung hoher Drehmomente und die zentrische Positionierung über einen passgenauen Zentrierzapfen.

Zwei in Drehmomentrichtung wirkende Kegelschrauben ziehen die Bohrkrone auf groß dimensionierte Mitnehmerstege und sorgen für eine genaue und stabile Verbindung. Kennzeichnend für die Bohrkrone des KUB-Centron ist die Zentrierspitze, die vorauseilend den Vollbohrer genau in der Bohrachse führt.

Führungsstollen verhindern Abdrängen der Bohrkrone

Außerdem verhindern Hartmetall-Führungsstollen am Umfang der Bohrkrone das Abdrängen durch den Schneiden nachgelagertes Führen an der Bohrungswand. Ausgezeichnete Rundlaufeigenschaften des Gesamtsystems bewirken bis zu 25-fach höhere Standzeiten von Zentrierspitze und Wendeschneidplatten.

In der Praxis haben sich KUB-Centron-Bohrkronenbohrer auch schon in Längen-Durchmesser-Verhältnissen von 10 × D bewährt. Mehrstufige Sondervarianten sind ebenfalls realisierbar. Bei a+f werden an den seitlichen Pratzen der Lagergehäuse die Befestigunsbohrungen mit Bohrtiefen bis 300 mm eingebracht.

Bohrkronenbohrer mit bis zu sechs Wendeschneidplatten

Zu den Schwerarbeitern unter den eingesetzten Werkzeugen gehören die Bohrkronenbohrer V 464 (Bild 3). Sie zählen ebenfalls zur Familie KUB-Centron. Allerdings sind sie für Durchmesser von 80 bis 115 mm mit vier und für Durchmesser von 120 bis 155 mm mit sechs Wendeschneidplatten ausgerüstet. Ihr Grundkörper wird entsprechend der geforderten Bohrungstiefe ausgelegt.

Mit der 95-mm-Ausführung werden bei dieser Anwendung bis zur 350 mm tiefe Bohrungen in den Pratzen aus dem Vollen gearbeitet. Da in senkrechter Position gebohrt wird, sind hohe Kühlschmiermitteldrücke notwendig, um die enormen Spänemengen auszuschwemmen.

Ebenfalls XL-Leistungsfähigkeit beweisen die Twin-Kom-Doppelschneider G01 (Bild 4) beim Ausspindeln der mit dem Bohrkronenbohrer V 464 vorbearbeiteten Bohrungen. Als doppelschneidige Werkzeuge arbeiten sie dann perfekt, wenn beide Schneiden genau auf demselben Durchmesser und derselben Höhe stehen.

Axialverstellung positioniert Doppelschneider perfekt

Um dies zu realisieren, hat Komet zusätzlich zur radialen Verstellung eine feinfühlig einstellbare und trotzdem stabile Axialverstellung entwickelt. Dadurch kann eine Schnittaufteilung durchgeführt werden, mit der eine Verdopplung der Schnittbreite erreicht wird. So kann auf mehrmaliges Aufbohren verzichtet werden.

In vielen Fällen ist unmittelbar nach der Schruppbearbeitung gleich die Feinbearbeitung möglich. Dazu wird die innere Schneide im Durchmesser kleiner und in der Länge um etwa den Vorschubwert vorgestellt. Dies garantiert auch bei länger auskragenden Werkzeugen eine hohe Positionsgenauigkeit der gefertigten Bohrung und eine wesentlich höhere Bearbeitungssicherheit.

Planfräser mit Tangential-Wendeschneidplatten ausgerüstet

Zur Komplettbearbeitung der Lagergehäuse gehören auch Planfräser, die Komet mit Tangential-Wendeschneidplatten ausgestattet hat. Bei der Flächenbearbeitung der Pratzen zeichnen sich diese Werkzeuge durch eine sehr hohe Stabilität aus, bedingt durch optimale Schnittkraftaufnahme.

Die achtschneidigen Wendeschneidplatten LNGU wurden für Aufbohr- und Fräsoperationen entwickelt. Mit den projektbezogen ausgelegten Werkzeugen werden die hervorragende Leistungsfähigkeit und das enorme Einsparpotenzial optimal genutzt.

Zur Technikentwicklung hat das X3-Solutions-Team auf nahezu die gesamte Werkzeugpalette der Komet Group zurückgegriffen. Es finden sich im Gesamtkonzept neben den bereits beschriebenen Werkzeugen Vertreter aus dem Programm Easy Special in Form von Stufenwerkzeugen ebenso wie Gewindewerkzeuge von Jel oder Reibwerkzeuge von Dihart. Außerdem haben die Systempartner in ganzheitlicher Betrachtung auch die Werkstückspannungen entwickelt und so die gesamte Bearbeitungstechnik im Großformat auf die DMC 200 FD zugeschnitten.

Viktor Vogel ist Mitarbeiter im Dienstleistungsbereich X3-Solutions bei der Komet Group GmbH, 74354 Besigheim.

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