Sicheres Öffnen und Schließen gewährleistet

Bei der Konstruktion von Absperrklappen muss man nicht nur auf zuverlässiges Schließen achten, sondern auch sicheres Öffnen gewährleisten. Weil bei kegelförmig bearbeiteten Klappen und Gehäusedichtungen bei doppelexzentrischer Ausführung eine große Neigung zum Klemmen besteht, entstand die triexzentrische Ausführung für die metallisch d1 elliptisch geformten Kreis, der zusätzlich noch unter einem Winkel steht. „Zur Herstellung dieser Geometrie benötigt man eine Maschine, welche in gewisser Weise ein taumelndes Drehen ausführt und so die triexzentrische Sitzform in einem diskontinuierlichen Zerspanprozess fertigt" so Volker Wied, Leiter mechanische Fertigung.

Da die Armaturen immer höheren Betriebsdrücken und -temperaturen sowie aggressiveren Medien standhalten müssen, ist seit Jahren ein sehr starker Trend zu metallisch dichtenden Armaturen zu beobachten. Bei den Absperrklappen, die einen 3-fach exzentrischen Klappensitz haben, wird mittlerweile bei Krombach eine Größe von DN 2.400 erreicht. Die Bearbeitung eines solchen Klappensitzes erfordert bei dieser Größe neben besonderem Know-how und jahrzehntelanger Erfahrung spezielle Fertigungsmöglichkeiten.

Effizient fertigen mit maßgeschneidertem Konzept

„Bislang war eine effiziente Fertigung von Absperrklappen in triexzentrischer Ausführung mit einer Größe oberhalb von DN 2.000 kaum möglich. Deshalb war ein wichtiges Kriterium bei der Auswahl der Maschine der komplette Verzicht auf Aufspannvorrichtungen im Fertigungsablauf" so Volker Wied. „Eine besondere Herausforderung war es, die Option zum Fräsen und Schleifen der triexzentrischen Dichtungsflächen zu erfüllen." Die Dichtungsflächen der Absperrklappen mussten bislang auf dafür aufwändig gebauten Vorrichtungen gedreht und geschliffen werden. Je nach Gradzahl der Dichtungsflächen musste eine weitere kostspielige Vorrichtung erstellt werden.

Um solche aufwändigen Rüstzeiten und den Bearbeitungsprozess auf mehreren Maschinen einzusparen, entwickelte die Firma Sirmu nach den gewünschten Vorstellungen von Krombach Armaturen ein auf die Produkte zugeschnittenes Bearbeitungskonzept. „Wir waren schon früh in den Entscheidungsprozess bei Krombach Armaturen involviert. Dadurch konnten wir bei der Planung und Abstimmung der Ziele, die Krombach Armaturen mit ihrer Investition erreichen wollte, klar aufzeigen, was technisch machbar ist. Durch die enge Abstimmung konnten wir die Vertikaldrehmaschine exakt auf die Bedürfnisse von Krombach Armaturen abstimmen" erklärt Wolfgang Naedler, Geschäftsführer von HBN Werkzeugmaschinen, der Sirmu in Deutschland vertritt.

Seit einigen Monaten ist die von Sirmu entwickelte 4-Achsen Vertikaldrehmaschine mit einer CNC Steuerung Siemens 840D bei Krombach Armaturen im Einsatz. „Durch die gute Zusammenarbeit mit Sirmu konnten unsere Anforderungen zur Verbesserung der Produktivität umgesetzt werden" zeigt sich Volker Wied zufrieden. Neben dem Wegfall der früher notwendigen mehrmaligen Rüstzeiten entfielen auch die Bohroperationen, die bislang im Bearbeitungsprozess auf einem zusätzlichen Bohr- und Fräswerk durchgeführt wurden. Diese können jetzt auf der VTMP 280/4200/4400C durch eine im Meißelschieber (RAM) integrierte Bohr- und Frässpindel mit 37 kW Antriebsleistung bei einem maximalen Drehmoment von 1.510 Nm und einem wechselbaren Vertikal- Bohr- und Fräskopf mit einer ISO 50 Werkzeugaufnahme ausgeführt werden.

Zur Bearbeitung der Triex-Absperrklappen werden ein Gabelfräskopf und ein mit einer Motorspindel versehener (maximale Drehzahl 8.000 U/min) Gabelschleifkopf eingesetzt. Beide Köpfe verfügen über eine B-Achse mit einem kontinuierlichen Vorschub, um die exakt triexzentrische Dichtungsfläche der Absperrklappen im Bearbeitungsprozess mit einer Rautiefe von unterhalb Ra 0,5 zu erstellen.

Wiederholgenauigkeit von +/- 3 Winkelsekunden

Für die Drehbearbeitung wurde eine Antriebsleistung von 71 kW mit einem maximalen Drehmoment von 116.905 Nm gewählt. Die Maschine ist ausgelegt für Werkstücke mit einem Durchmesser bis zu 4.400 mm und verfügt über eine maximale Drehhöhe von 2.000 mm, die Planscheibe hat einen Durchmesser von 2.800 mm und kann Werkstückgewichte bis zu 42.000 kg aufnehmen. Das nötige Drehmoment für das genaue Positionieren der C-Achse bei Bohr- und Fräsarbeiten erfolgt über ein vorgespanntes Getriebe mit einem Servomotor und garantiert eine Wiederholgenauigkeit von +/- 3 Winkelsekunden.

Der für die Bearbeitung eingesetzte RAM mit einem Querschnitt von 300 x 300 mm und einem Verfahrweg in der Z-Achse von 1.500 mm eröffnet weite Einsatzmöglichkeiten. Der Querbalkenschlitten mit RAM verfährt auf zwei Führungsbahnen über die gesamte X-Achse und ist wie die Z-Achse mit hydrostatischen Führungen ausgeführt, die neben einer thermischen Stabilität hohe Dämpfungseigenschaften für die geforderten hohen Oberflächenqualitäten der schwer zu zerspanenden Dichtungsflächen aus hochwertigen und temperaturstabilen Werkstoffen garantieren .

Das horizontale Kettenmagazin kann 44 ISO 50 Bohr- und Fräswerkzeuge und Capto C8 Drehwerkzeuge sowie den Vertikalfräs-kopf und die Schleifscheibenaufnahme mit Schleifscheibe und einer HSK-A 63 Werkzeugaufnahme für den Schleifkopf aufnehmen. Die beiden Gabelköpfe werden in einer in Längsrichtung verfahrbaren und schwenkbaren Pick-Up Station oberhalb vom Werkzeugmagazin abgelegt.

Verbesserte Oberflächengüte nach dem Schleifen

Volker Wied: „Mit diesem Bearbeitungskonzept hat uns die Firma Sirmu überzeugt. Neben einer Zeitersparnis von zirka 50 Prozent erreichen wir einen noch exakteren Klappensitz durch die verbesserte Oberflächengüte nach dem Schleifen." Die italienische Firma Sirmu Srl. ist ein bedeutender Hersteller von Einständer- und Zweiständer Vertikaldrehmaschinen mit Drehdurchmessern von 800 mm bis 7.000 mm und Tischbelastungen bis zu 140 to. Das Unternehmen stellt seit 1998 Vertikaldrehmaschinen her und ist vom heutigen Geschäftsführer Giuseppe Platini und den von ihm übernommen Mitarbeitern des ehemaligen Werkzeugmaschinenbauers Morando Coremu, Turin, gegründet worden. Der Firmensitz ist in Rivanazzano (PV). Sirmu Vertikaldrehmaschinen findet man in folgenden Bereichen: Luftfahrtindustrie, Allgemeiner Maschinenbau, Werkzeugmaschinenbau, Schiffskomponenten, Kraftwerksbau - Energietechnik, Armaturen- und Pumpenbau, Fahrzeugtechnik. Außerdem ist Sirmu heute ein führender Hersteller von horizontalen Mehrspindel-Tieflochbohrmaschinen für die Energietechnik. In Deutschland wird Sirmu seit 2004 durch die Firma HBN Werkzeugmaschinen GmbH in Willich vertreten. W