Spitzenleistungen – auch in über 200 Meter Höhe

Vorteilhafterweise lässt sich der Ausleger dieser Wipp-Turmkrane bis zu einem Winkel von 175 Grad nach oben fahren. Auf diese Weise sind beim neuesten XXL-Turmkran Hubhöhen von über 200 Meter realisierbar. Ein E33-Turmstück für den XXL-Turmkran ist 5 Meter lang und besitzt einen Querschnitt von 3,30 x 3,30 Meter. Die einzelnen Turmmodule sind auf der Baustelle miteinander zu verschrauben. Das heißt, die Bohrlöcher müssen präzise zueinander passen, in der gleichen Flucht liegen sowie den gleichen Abstand zueinander haben. Diese serienmäßige Präzisionsfertigung schafft die Voraussetzung, dass jedes Modul innerhalb der gleichen Kranbaugröße beliebig austauschbar ist.

Die Konstruktion der Wilbert-Turmkrane zeigt deutlich die Baustellenerfahrung der Konstrukteure. Sie haben sämtliche Module, wie zum Beispiel Turmstücke und Gegenausleger, nicht nur für den Transport, sondern auch für die Montage optimiert. Dazu sind Gegenausleger und Maschinenplattform vormontiert. Darüber hinaus lassen sich sämtliche Verbindungsstellen ohne zusätzliche Montagebühnen erreichen.

Zu den besonderen Montageleistungen, die mit der Hilfe von Wilbert-Turmkranen erzielt wurden, gehört der Tandemhub auf der Baustelle des Großkraftwerks in Mannheim. Anfang Dezember 2010 haben zwei WT 2405L e.tronic gemeinsam zwei Stahlträger mit einem Gewicht von jeweils etwa 210 Tonnen in die Stahlkonstruktion des Kesselhauses eingehoben. Mit dem „XXL-Kran", der 130 Tonnen auf einer Auslegerlänge von 80 Meter heben kann, baute Wilbert Europas größten Turm-Wippkran. Wilbert-Turmkrane werden auf Grund von Bestellungen exakt nach den Wünschen der Aufraggeber gebaut. Darüber hinaus vermietet die Wilbert Kranservice GmbH Turmkrane aus ihrem Bestand.

Alles im eigenen Haus erledigen

„Für die Bearbeitung von Turmelementen und Auslegermodulen für unsere XXL-Baureihe", erläutert Werner Globisch, Leitung Mechanik, „suchten wir ein Bearbeitungszentrum, das es uns ermöglicht, die Fräs-, Bohr- und Gewindeschneidaufgaben im eigenen Hause zu erledigen. Wir wollten den Wertschöpfungsanteil in unserem Unternehmen erhöhen. Gleichzeitig ging es um die Vermeidung von komplizierten und teuren Transporten der großen Kranbauteile zu einem entsprechenden Dienstleister. Darüber hinaus lässt sich die Flexibilität in der Fertigung leichter erhöhen und festigen, wenn man die maßgeblichen Bearbeitungsaufgaben im eigenen Haus erledigen kann. Nicht zuletzt ist auch die Qualitätssicherung im eigenen Hause besser zu kontrollieren. So können wir nicht nur vereinbarte Liefertermine einhalten, wir sind damit auch in der Lage kurze Realisierungszeiten anzubieten. Genau aus diesen Gründen haben wir auch eine moderne Pulverbeschichtungsanlage installiert."

Bei den Teilen handelt es sich hauptsächlich um bis zu 15 Meter lange Ausleger- und Gegenauslegersegmente sowie um 5 Meter lange E33-Turmmodule. Sowohl die Ausleger- als auch die Turmmodule sind stirnseitig zu bearbeiten. Damit die Verbindungsbolzen auf der Baustelle problemlos durch die Löcher passen, müssen diese präzise und lagegenau gebohrt werden. Die Anflanschflächen sind zur exakten Verbindung mit weiteren Aufbauteilen plan und flächenparallel zu fräsen. Darüber hinaus stand als Aufgabe, die Fertigungskapazität auch für die Zukunft zu sichern. „Um für diese Aufgaben die richtige Maschine zu finden, haben wir uns", bekennt Werner Globisch, „mehrere Maschinen in anderen Unternehmen angesehen und uns für die Horizontal-Bohr- und Fräsmaschine des Typs PCR 150 plus des Chemnitzer Unternehmens Union Werkzeugmaschinen GmbH entschieden."

Hochpräzises, großteilgerechtes Maschinenkonzept

„Im Prinzip", so Werner Globisch weiter, „haben wir die Union-Horizontal-Bohr- und Fräsmaschine des Typs PCR 150 plus gekauft, um alle Großteile der XXL-Turmkrane zu bearbeiten. Darüber hinaus dient das Union-Fertigungszentrum der präzisen Bearbeitung auch von anderen Großteilen, mit den gleichen hohen Anforderungen an eine hohe Präzision, die insbesondere die Herstellung von Flanschflächen mit exakten Parallelitäten umfasst. So müssen beispielsweise Löcher auf einer Breite von 2.500 Millimeter exakt in einer Flucht liegen. Große Präzision erfordern auch die Bohrungen für die Führungen des Hydraulikstempels in den Hubeinheiten der Klettertürme. Insgesamt geht es um Fertigungsgenauigkeiten, die im Bereich IT 7 liegen."

An der Kopfseite der Fertigungshalle installiert, gab die Hallenbreite die Möglichkeit, die Maschine mit einer 20 Meter langen X-Achse auszustatten. Auf dem X-Weg erreicht die Spindel alle auf dem Dreh- und Verschiebtisch aufgespannten Teile sowie alle Teile, die sich auf das 10 x 4 Meter große Plattenfeld aufspannen lassen. Die einzelnen Turmkransegmente sind nicht breiter als 3,30 Meter. Mit der 4.000 Millimeter langen Y-Achse erreicht die Spindel alle zu bearbeitenden Flächen in maximal zwei Aufspannungen, sofern sich die Bauteile parallel zur X-Achse aufspannen lassen. Da die Aufspannflächen des Plattenfelds sowie des Dreh- und Verschiebetisches auf einer Ebene liegen, lassen sich Werkstücke, die bis etwa 14 Meter lang sind, auf beiden Spannflächen aufspannen.

„Darüber hinaus" führt Werner Globisch weiter aus, „haben wir auch Teile zu bearbeiten, die länger als 14 Meter sind. Dazu gehören beispielsweise 15 Meter lange Auslegermodule. Solche langen Bauteile können wir nur im rechten Winkel zur X-Achse auf dem Plattenfeld aufspannen. Das heißt, ein Teil eines solchen Auslegermoduls ragt in die Fertigungshalle hinein und wird auf dem Hallenboden so unterfüttert, dass die stirnseitig zu bearbeitenden Flächen rechtwinklig zur Aufspannfläche des Plattenfelds stehen. Für die Zuführung solch großer Teile zur Maschine und zur Hilfe beim Aufspannen stehen uns zwei Brückenkrane in der Fertigungshalle zur Verfügung. Das Aufspannen solcher Teile erfordert Geschick und Geduld. Um diese Aufspannarbeit zu erleichtern und sicher durchführen zu können, haben wir die Maschine soweit nach unten gesetzt, dass die Aufspannfläche des Plattenfelds mit dem Hallenboden eine Ebene bildet."

Flächen unterschiedlicher Ebenen bearbeiten

Zur Ausrüstung der PCR 150 plus bei Wilbert gehört auch ein Universalfräsapparat mit einer automatischen Positionierung in zwei Schwenkebenen. Er dient zur Bearbeitung der fünften Werkstückseite in horizontalen Richtungen sowie zur Erledigung von Fertigungsaufgaben in anderen Ebenen. Gut geschützt, wartet der Universalfräsapparat in der Pick-up-Station, die sich am Ende der X-Achse befindet, auf seinen Einsatz. Das Andocken an die Maschinenspindel erfolgt automatisch. Dazu fährt der Fahrständer die Spindel vor die Pick-up-Station. Die öffnet sich, damit die Spindel zunächst die Abdeckplatte ins obere Fach ablegen kann. Anschließend nimmt sie den Universalfräsapparat auf. Die Pick-up-Station schließt sich und die Spindel fährt zum Werkzeugwechsler, der das benötigte Werkzeug aus dem Kettenmagazin bereitstellt.

Wird der Universalfräsapparat nicht mehr benötigt, bringt ihn die Spindel zum definierten Austauschpunkt, an dem der Werkzeugwechsler das Werkzeug übernimmt. Dann geht es zurück zur Pick-up-Station. In umgekehrter Reihenfolge legt die Spindel den Universalfräsapparat in das untere Fach und dockt im oberen Fach die Abdeckplatte wieder an, so dass die Vorderseite des Tragbalkens erneut vor Spänen und Kühlmittel geschützt ist. Mit dem Universalfräskopf bearbeitet die Union-Horizontal-Bohr- und Fräsmaschine horizontal ausgerichtete Flächen. Durch die Möglichkeit, in zwei Schwenkebenen zu variieren, kann der Universalfräsapparat auch Flächen unterschiedlicher Ebenen bearbeiten.

Noch flexibler sind die Bearbeitungsmöglichkeiten, wenn das Werkstück separat auf dem 3 x 3 Meter großen Dreh- und Verschiebetisch aufgespannt ist. Der DV45-Dreh- und Verschiebetisch, der für eine Belastung von 45 t ausgelegt ist, lässt sich auf einer Länge von 2.000 Millimeter entlang der V-Achse verschieben. Die B-Achse des Dreh- und Verschiebetischs ist mit einem Rundmesssystem ausgestattet, das eine Zustellung in Schritten von nur 0,001 Grad ermöglicht.

Wirtschaftliche Bearbeitung von Großbauteilen

Unter der Voraussetzung einer optimierten Fertigungstechnologie leistet die Reduzierung von Spann- und anderen Nebenzeiten einen Hauptbeitrag zur wirtschaftlichen Bearbeitung von großen Schweißbauteilen. Mit der Möglichkeit, ein Werkstück auf das Plattenfeld zu spannen und ein anderes auf den Dreh- und Verschiebetisch, lässt sich die Werkzeugeingriffzeit durch das hauptzeitparallele Ein- und Ausspannen von Werkstücken deutlich erhöhen. „Dieser Effekt", erläutert Werner Globisch, „ist von großem Nutzen, weil unsere großen Bauteile teilweise komplizierte und entsprechend langwierige Ausricht- und Aufspannarbeiten erfordern."

Zur Reduzierung des Spannaufwands tragen auch der Universalfräskopf sowie der Tragbalken (RAM) mit seiner 1.500 Millimeter langen Z-Achse bei. Wenn der hydrostatisch gelagerte Tragbalken den Universalfräskopf aufgenommen hat, kann das eingespannte Werkzeug einen weiten Bereich des aufgespannten Werkstücks erreichen. Noch weiter ins Werkstück hinein kann die bis zu 700 Millimeter ausfahrbare Spindel das eingespannte Werkzeug ins Werkstück bringen.

Neben einer effizienten Zerspanung, für die der kräftige 51-kW-Motor im Verbund mit innovativen und gepflegten Werkzeugen sorgt, trägt die Automatisierung von Fertigungsprozessen ebenfalls zur wirtschaftlichen Arbeitsweise bei. Deshalb besitzt die abgebildete PCR 150 plus ein mitfahrendes Kettenmagazin, das 80 Werkzeuge aufnehmen kann. Entsprechend des Bearbeitungsprogramms führt das Kettenmagazin das Werkzeug, das als nächstes gebraucht wird, zur Übergabestelle an den Werkzeugwechsler. Selbstverständlich ermöglicht die Union-Horizontal-Bohr- und Fräsmaschine den Einsatz von modernen Werkzeugen, die das Kühlmittel von innen direkt an die Wirkstelle bringen.

Qualität der Fertigung erhöht

Zur wirtschaftlichen Fertigung von Großteilen gehört nicht zuletzt ein qualitätssichernder Bedienkomfort der PCR 150 plus. Die Sinumerik-840-D-Steuerung aus dem Hause Siemens ermöglicht sowohl die direkte Übertragung der in der Fertigungsvorbereitung erarbeiteten Bearbeitungsprogramme als auch die Programmierung von Fertigungsaufträgen direkt an der Maschine. Dazu befindet sich in der mitfahrenden Bedienerkabine ein schwenkbares Bedientableau. Mit dem Fahrständer verbunden, bewegt sich die Kabine entlang der X-Achse. Sie lässt sich darüber hinaus auch autark in der Y-Ebene, unabhängig von der Position der Bohrspindel, verfahren. Auf diese Weise erreicht der Bediener bequem auch die oberen Werkstückbereiche.

„Mit der Installation der Union-Horizontal-Bohr- und Fräsmaschine", hebt Werner Globisch resümierend hervor, „haben wir alle Investitionsziele erreicht. Wir haben den Wertschöpfungsanteil im eigenen Unternehmen erhöht. Sonst notwendige und teure Transporte zu Subunternehmen konnten wir einsparen. Wir haben den unmittelbaren Einfluss auf die Qualität der Fertigung erhöht und können Änderungen in der Krankonstruktion und entsprechende Änderungen im Fertigungsablauf unmittelbar umsetzen. Nicht zuletzt haben wir die Durchlaufzeiten minimiert. Zur Zeit arbeitet die Maschine zweischichtig. Das heißt, wir haben die angestrebte Kapazitätssicherung für zukünftige Aufgaben erreicht."