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Die wahre Größe von XXL - Was modernen Großmaschinenbau ausmacht

Die Presse liebt Rankings: die größten Kreuzfahrtschiffe der Welt, die schnellsten Sportwagen, die höchsten Wolkenkratzer. Selbst bei Smartphones oder Kaffee- maschinen wird heute kaum ein Produkt vorgestellt, ohne es irgendwo auf einer Bestenliste einzuordnen.

Auch die Fachpresse macht vor diesem Trend nicht halt. Vor ein paar Wochen erschien in einer bekannten Maschinenbau-Zeitschrift eine Übersicht über die größten Fräsmaschinen der Welt. Mit dabei: die Droop+Rein FOGS HD von Starrag – auf einem hervorragenden zweiten Platz. Aber Größe lässt sich nicht nur in Metern, Tonnen oder Kilowatt messen – in Wirklichkeit steckt deutlich mehr dahinter. Bei Starrag beginnt XXL nicht bei den Abmessungen einer einzelnen Maschine, sondern bei der Vielfalt der Aufgaben, die sich mit ihr lösen lassen.

Vom Turbinenschaufel-Spezialisten zum XXL-Systemanbieter

Der eigentliche Schritt in die Welt der Großteile erfolgte 1956: Mit Maschinen zur Bearbeitung von Turbinenschaufeln startete Starrag in die Energietechnik sowie Luft- und Raumfahrt, in denen höchste Präzision und immer größere Werkstücke Hand in Hand gehen. Den Weg zum heutigen Portfolio ebnete schließlich die gezielte Erweiterung der Unternehmensgruppe. Spezialisten wie Dörries, Droop+Rein und Berthiez ergänzten das Programm systematisch. Starrag bündelte diese Kompetenzen in der Business Unit Large Parts Machining Systems (LPMS), die Fräsen, Drehen und Schleifen für große Werkstücke zusammenführt.

Fahrwerke für sichere Landungen

In der Luftfahrt beweist Starrag XXL-Kompetenz nicht bloß bei riesigen Werkstücken, sondern auch bei wichtigen Sicherheitsbauteilen, bei deren Herstellung Zuverlässigkeit und Präzision eine wesentliche Rolle spielen. Dazu zählen Fahrwerkskomponenten, die am stärksten beanspruchten Bauteile eines Verkehrsflugzeugs. Sie müssen bei jeder Landung das gesamte Fluggewicht sicher aufnehmen und dabei extremen Stoßbelastungen, Seitenkräften und Richtungswechseln standhalten. Entsprechend hoch sind die Anforderungen an Werkstoff, Geometrie und Fertigungsqualität. Neue Fahrwerke bestehen aus hochfesten Titan- oder Stahllegierungen, künftig möglicherweise auch aus anspruchsvoll zu bearbeitenden Edelstählen. Typisch sind Rohlinge mit einem Zerspanungsanteil von über 80 % sowie Bearbeitungsstrategien im Mikrometerbereich. Die Zerspanung erfolgt in bis zu 40 Arbeitsschritten und umfasst komplexe Außenkonturen, eng tolerierte Mehrfachbohrungen sowie nachgelagerte Wärmebehandlungen.

Eine besondere Herausforderung stellt die Geometrie der Bauteile dar. Sobald Bearbeitungsmerkmale über den zylindrischen Grundkörper hinausgehen, reicht eine reine Drehbearbeitung nicht mehr aus. Dann übernehmen Droop+Rein-FOGS-Bearbeitungszentren die Komplettbearbeitung in einer Aufspannung. Die hohe Steifigkeit der Maschinen ermöglicht es, auch sicherheitskritische Fahrwerksgehäuse wirtschaftlich und mit höchster Präzision zu fertigen. Die Lösungen von Starrag kommen an: Luftfahrtzulieferer setzen weltweit bereits rund 60 Droop+Rein-Bearbeitungszentren speziell für die Fertigung von Flugzeugfahrwerken ein. Sie stehen exemplarisch dafür, dass sich XXL nicht allein in Metern oder Tonnen ausdrückt, sondern ebenso in Präzision, Prozesssicherheit und der Fähigkeit, hochkomplexe Bauteile zuverlässig zu bearbeiten.

Starrag Technology Talk - Wenn der Drehdurchmesser immer größer wird

Wenn Maschinen selbst XXL sind

In der Windkraftbranche kommt es ebenfalls auf das Zusammenspiel von Größe, Präzision und Produktivität an. Hier sind die Werkstücke gigantisch und gleichfalls auch die Werkzeugmaschinen. In einem Fertigungsverbund bearbeiten ein Droop+Rein-Großbearbeitungszentrum und eine Dörries-Vertikaldrehmaschine Rotorgehäuse und Bremsscheiben für Offshore-Windenergieanlagen der 14- bis 15-Megawatt-Klasse. Beide Maschinen bringen rund 870 Tonnen auf die Waage, das entspricht etwa dem Gewicht von 140 ausgewachsenen Elefantenbullen. Die Bauteile erreichen Durchmesser von rund neun Metern und werden mit einer Genauigkeit von ± 0,1 Millimetern gefertigt. Die eingesetzte Dörries-Vertikaldrehmaschine ist sogar für Werkstücke mit einem Umlaufdurchmesser von bis zu 15 Metern ausgelegt. Damit sind Fertigungskapazitäten vorhanden, die schon auf die nächste Generation noch leistungsstärkerer Offshore-Windenergieanlagen vorbereitet sind.

Präzision bis zum letzten Mikrometer

Die Bearbeitung großer Werkstücke endet jedoch nicht mit dem Fräsen oder Drehen. Erst in der Endbearbeitung erhalten sie ihre endgültige Präzision. Dafür kommen Vertikal-Dreh-Schleifmaschinen von Dörries und Vertikal-Schleifmaschinen von Berthiez zum Einsatz. Berthiez- Maschinen bearbeiten beispielsweise Hauptlager mit Werkstückdurchmessern bis 4.700 Millimetern, indem sie Drehen und Schleifen in einer Aufspannung kombinieren. Dadurch verkürzt sich die Bearbeitungszeit von drei bis vier Tagen auf nur noch vier bis fünf Stunden. Dörries-Maschinen wurden dagegen gezielt für die Bearbeitung künftig noch größerer Wälzlagerringe weiterentwickelt. Sie verfügen unter anderem über ein vergrößertes Portal mit Ausbaumöglichkeiten für Spannfutter bis 7.000 Millimeter Durchmesser, einen vollständig überarbeiteten Dreh-/Bohr-Support sowie eine integrierte HSK-100A-Bohrspindel.

Span um Span zum Gipfel

Dass XXL auch im Seilbahnbau gefragt ist, zeigen moderne Pendel- und Gondelbahnen. Für die Fertigung von Antriebs- und Umlenkscheiben kommt bei einem bekannten Unternehmen der Branche eine 135 Tonnen schwere Droop+ReinFOGS D40 mit einem Arbeitsraum von 20.000 × 9.400 × 6.900 Millimetern zum Einsatz. Sie bearbeitet bis zu 13 Meter lange Segmente für die Seilscheiben großer Seilbahnen. Ein spektakuläres Beispiel sind die beiden neun Meter großen Seilscheiben einer modernen Talstation. Trotz ihrer Größe müssen die Segmente in einer Aufspannung mit einer Genauigkeit von lediglich 20 bis 25 Mikrometern bearbeitet werden. Entscheidend ist dabei die hohe Steifigkeit der Maschine. Sie sorgt dafür, dass selbst bei Werkstücken dieser Dimensionen höchste Präzision erreicht wird – eine Grundvoraussetzung für den sicheren und zuverlässigen Betrieb moderner Seilbahnen.

Mitunter verlangt das Werkstück eine neue Maschine

Manchmal fallen die Anforderungen so speziell aus, dass bestehende Maschinenkonzepte an ihre Grenzen stoßen. Das gilt beispielsweise im Werkzeug- und Formenbau, wo die Anwender schwere Presswerkzeuge mit hoher Zerspanungsleistung schruppen und dann mit höchster Oberflächengüte und Maßhaltigkeit schlichten müssen. Für diese Aufgabe entstand mit der Droop+Rein FOGS HD ein neues Hochgantry-Konzept, das die Vorteile einer klassischen Portalmaschine mit der Dynamik einer Gantry-Maschine verbindet. Mit Verfahrwegen von 15.000 × 5.000 × 2.000 Millimetern, einem Drehmoment von bis zu 7.500 Nm und getrennten Arbeitsbereichen können mehrere Werkstücke parallel bearbeitet und gleichzeitig gerüstet werden. Die Maschine schlichtet dabei rund 20 bis 30 % schneller als herkömmliche Portalmaschinen und eignet sich sowohl für das kraftvolle Schruppen als auch für hochpräzises Schlichten.  Volumetrisch vermessen, klimatisiert und mit einem Volumetric-Compensation-System ausgestattet, erreicht das Maschinenkonzept Genauigkeiten von 15 bis 20 Mikrometern. Damit zeigt sich auch im Werkzeug- und Formenbau: XXL bedeutet große Dimensionen, aber vor allem die Fähigkeit, unterschiedlichste Fertigungsaufgaben mit maximaler Präzision und Produktivität zu lösen. Gerade dieses Beispiel macht deutlich: XXL ist für Starrag nicht zwangsläufig die größere Maschine, in erster Linie geht es um die passende Lösung für die jeweilige Aufgabe. Frei nach dem Starrag-Claim könnte man deshalb sagen: »Engineering XXL – precisely what you value.« Oder auf Deutsch: Nicht die Größe einer Maschine entscheidet, sondern wie präzise sie den Nutzen schafft, den der Kunde tatsächlich braucht.

 

Droop+Rein – kontinuierliche 5-Achsen-Bearbeitung bei großen, hochbelastbaren Anwendungen