Vollbohren in großen Dimensionen

Am Anfang des Tages steht ein Einsatzgewicht von rund 210 t, am Abend verlassen 125 t Fertigprodukte die Werkhallen – für die Brück Ensheim GmbH stellen derart massive mechanische Bearbeitungen sozusagen das tägliche Brot dar. Die umformende und zerspanende Bearbeitung spielt sich in Ensheim bei Saarbrücken mit Stückgewichten zwischen 200 kg und aktuell bis zu 27 t ab. Seit sich das Unternehmen 1969 auf die Produktion von größeren Ringen, Flanschen und Schmiedesonderbauteilen spezialisiert hat, installierten die Saarländer große Ringwalzwerke und Schmiedepressen mit 4000 t Presskraft. Demnächst sollen noch eine 8000-t-Presse und weitere Großteile-Werkzeugmaschinen dazu kommen. Dann können Teile mit Stückgewichten bis 50 t, Durchmessern bis 6,3 m und einer Länge von 8 m bearbeitet werden.

Eine Stärke von Brück ist es, Kundenteile nicht nur zu schmieden, sondern sie auchgleich montagefertig zu bearbeiten und zu finishen. Karl-Heinz Schneider, Leiter der mechanischen Fertigung, betont: „Neben den entsprechenden Maschinen brauchen wir dafür auch höchst leistungsfähige Werkzeuge und fordern unsere Zerspanwerkzeug-Partner deshalb immer wieder aufs neue zu Höchstleistungen heraus. Je schneller wir die Massivzerspanung an Großteilen durchführen können, umso rentabler sind die kostspieligen Großwerkzeugmaschinen zu betreiben.“ Deshalb sei man stets darauf bedacht, alle denkbaren Rationalisierungspotenziale aufzudecken und entsprechende Maßnahmen schnellstmöglich umzusetzen.

Diese Zielsetzung galt auch im Falle der Bohrbearbeitung von großen und langen Werkstücken, wie sie etwa in der Offshore-Technik oder in der Energie-Erzeugung vorkommen. Zusammen mit Maschinenbaumeister Jörg Kreutz – er ist in der mechanischen Fertigung verantwortlich fürs Bohren und Drehen – suchte Schneider nach einer praktikablen und prozesssicheren Lösung, die Effizienz beim Tiefbohren zu steigern. In Sachen Werkzeuge fragten die beiden bei mehreren potenziellen Lieferanten an. Unter ihnen war auch der langjährige Partner in den Bereichen Stechdrehen und Fräsen, die Ettlinger Iscar Germany GmbH. Aufgrund der guten Kontakte erhielt der israelische Werkzeughersteller mit deutschem Sitz im Badischen die Chance, sein weiterentwickeltes System an modularen Tiefbohr-Werkzeugen zu präsentieren und dessen Leistungsfähigkeit im Versuch unter Beweis zu stellen. In diversen Tests mit einem 80 mm durchmessenden Bohrer galt es, den Zerspantechnik-Profis von Brück die Leistungsfähigkeit und Prozesssicherheit des modularen Tiefbohrwerkzeugs nachzuweisen. Die Verantwortlichen in Ensheim waren zunächst eher skeptisch, doch die Tests haben sie am Ende überzeugt. Laut Johannes Hofmann, Anwendungstechniker bei Iscar und für die Betreuung des Projekts zuständig, hat dazu auch beigetragen, dass die Bohrversuche mit wenigen Anpassungen und Optimierungen zum Erfolg führten und dass in dieser Phase beim Kunden das Know-how für das sichere Handling der Kassetten mit den Wendeschneidplatten, den Führungsleisten und den Parametern aufgebaut werden konnte.

Den Tests mit dem 80-mm-Bohrtool folgte das reale Tieflochbohren mit dem bis heute im Einsatz befindlichen Werkzeug mit 90 mm Durchmesser. Nachdem auch diesbezüglich der Funktionsbeweis erbracht und Vertrauen geschaffen war, orderte Brück sehr schnell die weiteren Tools mit 170, 195 und 205 mm Durchmesser. Je nach zu bearbeitendem Werkstoff – die Palette reicht vom ST 52 über 1.4301 bis zu 34 CrNiMo6 oder 42 CrNiMoV4 – werden an den Einstellkassetten lediglich geeignete Wendeschneidplatten montiert. Meist sind die Platten jedoch universell einsetzbar, so dass ein Wechsel oft gar nicht erforderlich ist.

Die Ensheimer haben eine leistungsfähige BTA-Tiefbohrmaschine, auf der Einrohrwerkzeuge arbeiten. Das Kühlmittel fließt dabei durch den Spalt zwischen Bohrer und Bohrloch und die Späne werden durch das Rohr abgeführt. Die Spezialisten von Iscar setzten bei den Anwendungen von Brück deshalb auf das Werkzeugsystem DSD-EC… für Bohrtiefen bis 2000 mm. Johannes Pfister, Produktspezialist fürs Bohren bei Iscar, erläutert die Vorteile des modularen Tieflochbohr-Werkzeugsystems DeepDrill: „Mit nur vier Grundkörpern für die Durchmesserbereiche 90, 170, 195 und 205 mm lässt sich ein breites Bearbeitungsspektrum abdecken. Durch Wechseln der Kassetten und Übermaß-Führungsleisten lassen sich die Durchmesser jeweils um bis zu 5 mm vergrößern.“ Der Clou dabei: Die verschiedenen Tiefbohr-Köpfe kommen mit wenigen Platten- und Führungsleistengrößen aus. Das reduziert die Lagerhaltung erheblich. Laut den Ettlingern reicht in der Praxis vielen Anwendern nur eine Geometrie. Je nach Bedarf können sie aber auch auf verschiedene Spanformer oder Beschichtungen zurückgreifen.

Maschinenbaumeister Jörg Kreutz blickt zurück: „Die Tiefbohrwerkzeuge von Iscar haben uns in mehrfacher Hinsicht entscheidende Vorteile gebracht. Zum einen ist das Vollbohren hocheffizient und wir sparen dabei mit dem ansonsten üblichen Vorbohren und anschließendem Aufbohren nicht nur einen kompletten Arbeitsgang, sondern auch das Werkzeug, den Rüst- und den Wechselvorgang. Die spezielle Geometrie der Zentrumsplatte arbeitet im Verbund mit den weiteren in den Kassetten verbauten dreieckigen T-Platten so effektiv, dass wir die Bearbeitungszeit beim Tieflochbohren insgesamt glatt halbieren konnten.“ Die Saarländer haben ihre Skepsis längst abgelegt und fahren heute Schnittwerte zwischen 80 und 90 m/min. „Für eine 1000 mm tiefe Bohrung brauchen wir nur noch 30 Minuten“, ergänzt Kreutz. „Andererseits benötigen wir gegenüber früher erhelblich weniger Tiefbohrwerkzeuge und kommen mit wenigen unterschiedlichen Plattengrößen und -typen aus. Dadurch haben sich unsere Werkzeug-, Handlings- und Beschaffungskosten spürbar verringerten.“ Mit dem Hinweis auf das modulare DeepDrill-System habe Iscar-Außendienstmann Armin Weyrich quasi auf die Sprünge geholfen. „Wir sind heute produktiver und schneller denn je und sparen auch noch gutes Geld“, schließt Kreutz. Konventionelle Tiefbohrwerkzeuge sind bei Brück inzwischen weitgehend außen vor. hw

Mit dem modularen Tiefbohr-Werkzeugsystem DeepDrill deckt Lohnfertiger Brück ein breites Bearbeitungsspektrum ab. Aus wenigen Grundkörpern, Schneidplatten und Führungsleisten lassen sich alle benötigten Tools zusammenstellen. Das spart Werkzeug- und Lagerhaltungskosten. Zusätzliche Kostenreduktionen ergeben sich, weil durch das Vollbohren nicht nur das Vorbohren, sondern auch noch die entsprechenden Rüst- und Wechselvorgänge entfallen.

Um den Kunden zu helfen, deren Wettbewerbsfähigkeit zu steigern, hat der israelische Präzisionswerkzeug-Hersteller Iscar den sogenannten 3P-Produktivitätsplan entwickelt. Mit dessen Hilfe sollen bereits bei vielen Unternehmen über 25 % der Produktionskosten eingespart worden sein. Durch die optimierten Zerspanungsprozesse erreichen die Anwender laut der Ettlinger Iscar Germany GmbH bessere Kapitalrenditen, kürzere Lieferzeiten und eine gesteigerte Wettbewerbsfähigkeit. Grundlage der erfolgreichen Umsetzung sind Organisationskulturen, die für Veränderungen und kontinuierliche Verbesserungen offen sind.

Zu den 3P-Produktivitätspartnern gehören bekannte Firmen aller wichtigen Branchen aus vielen Ländern. Sie alle streben eine umfassende und langfristige Verbesserung der Rentabilität und Wettbewerbsfähigkeit an, nicht Lösungen für einzelne Probleme.

Der 3P-Produktivitätsplan umfasst acht Punkte und beginnt mit einer Teambildungssitzung mit dem Kunden, um die Ziele zu definieren und eine Zustimmung auf allen Ebenen zu gewinnen. Weitere Schritte sind:

Die weiteren Schritte des 3P-Produktivitätsplanes werden in der Umsetzungsphase parallel durchgeführt. Iscar bietet beispielsweise intensive Schulungen und Seminare an, die sowohl beim Kunden als auch im Technologiezentrum des Werkzeugherstellers stattfinden können. Frühzeitig realisierte, weniger tiefgreifende Veränderungen führen oft zu Einsparungen, die helfen, später kapitalintensivere Investitionen tätigen zu können.

Um den Kreis zu schließen und einen Impuls zu erhalten, bekommen die 3P-Produktivitätspartner jährlich einen Bericht über die erzielten Kosteneinsparungen und Produktivitätssteigerungen. Oft bilden die Berichte die Grundlage für weitere Verbesserungen. hw