Wenn eine für zwei „schafft“...

Techniker schätzen nüchterne Fakten und Zahlen mehr als wohlklingende Werbeworte. Daher hier einige aussagekräftige Daten zum neuen Bearbeitungszentrum bei KSB: Die Scharmann Ecoforce 1 HT2 ersetzt zwei Bohrwerke und bearbeitet mit einer einwechselbaren Planscheibe Aggregate mit einem Durchmesser von bis zu 1250 Millimetern und einer maximalen Werkstückmasse von 12 Tonnen komplett in Losgröße eins bis fünf.

Die Aufgabenstellung war alles andere als einfach: Das Stammwerk der KSB Aktiengesellschaft befindet sich seit der Firmengründung vor fast 140 Jahren mitten im Stadtzentrum von Frankenthal (bei Mannheim), vis à vis vom Bahnhof. Es galt, in der drangvollen Enge einer alten Fabrikhalle zwei ältere Bohrwerke durch eine neue Werkzeugmaschine zu ersetzen. „Es ging uns darum, für die alten, konventionellen Bohrwerke eine neue CNC-Maschine zu finden“, erklärt KSB-Fertigungsplaner Michael Eilers, „wir dachten zunächst an Retrofitting, entschieden uns dann aber für ein Bearbeitungszentrum Ecoforce 1 HT2, auch weil wir bereits seit Jahrzehnten zur vollen Zufriedenheit Scharmann Werkzeugmaschinen einsetzen.“

Geplant war der Einsatz des Neulings in der Klein- und Einzelteilfertigung (bis maximal Losgröße 5) für Bauteile aller Art: von der kleinen Schweißkonstruktion bis hin zur sehr schweren Mantelgehäusepumpe. Eilers: „Der Clou an dem Bohrwerk ist, dass sich damit alles machen lässt – vom Bohren, Drehen, Fräsen bis hin zum Gewindeschneiden.“ Ein wichtiges Entscheidungskriterium war ein CNC-System (hier Siemens 840 D), das dem Maschinenbediener die werkstattorientierte Programmierung ermöglicht.

Doch das war für die Dörries Scharmann Technologie GmbH (DST) aus Mönchengladbach, einer Tochter der Starrag Group, noch nicht die eigentliche Herausforderung. „Normalerweise wird ein Bearbeitungszentrum mit Palettenwechsler ausgestattet, um parallel zur Hauptzeit zu rüsten“, erklärt DST-Vertriebsmanager Roland Wozny, „außerdem kommt ein entsprechend großer Werkzeugspeicher daneben.“ Da aber Platz Mangelware in Frankenthal ist, ließ sich KSB ein Kettenmagazin für 80 Werkzeuge und ein automatisches Pick-up-Magazin einbauen.

5000 Nm Drehmoment bei bis zu 300 min-1

Das Magazin nimmt beispielsweise die automatisch einwechselbare, ausgewuchtete Planscheibe auf, die das Drehen auf der Maschine ermöglicht: Die Ecoforce kann bei hoher Leistung (max. Drehmoment 5000 Nm, bei einer Drehzahl von bis zu 300 min-1) mit gekröpften Werkzeugen selbst 12 Tonnen schwere Werkstücke mit einem Durchmesser von bis zu 1250 mm noch wirtschaftlich zerspanen. So lassen sich Zahl der Aufspannungen sowie Durchlaufzeiten senken und die Genauigkeit (auf Toleranz IT6, 6 bis 8 µm) erhöhen. Eine Pinolenspindel ermöglicht den Einsatz von Standardwerkzeugen und reduziert so die Werkzeugkosten. Sie verbessert bei innen liegender Bearbeitung Zugänglichkeit und Genauigkeit.

Das automatische Pick-up-Magazin ist außerdem mit einem Winkelfräskopf bestückt, der die 5-Seiten-Komplettbearbeitung ermöglicht. Um die Ecoforce zu einem echten Alleskönner zu erweitern, erhielt sie weitere Extras: Auf dem Maschinentisch lässt sich mit einem weiteren Teilapparat eine weitere Achse realisieren. Für die Bearbeitung von sehr kleinen Werkstücken gibt es außerdem einen weiteren NC-Tisch (Aufspannfläche: 800 x 800 mm).

KSB orderte in Mönchengladbach eine weitere Spezialität. „Wir fräsen oft stundenlang Gewinde in einem Durchgang“, berichtet der Fertigungsplaner, „um das dabei durch die Erwärmung auftretende Längenwachstum der Spindel auszugleichen, legten wir Wert auf eine entsprechende Temperaturkompensation.“

Doch bei allen bisher gelieferten Maschinen gab es immer einen gemeinsamen Nenner. Wozny: „Positiv überrascht hat mich bei allen KSB-Aufträgen, dass jedes Mal hoher Wert gelegt wurde auf einfache Bedienbarkeit und gute Zugänglichkeit zum Werkstück, etwa um Messoperationen durchzuführen.“ Daher erhielt die Maschine ein automatisch verfahrbares und gegen Arbeitsunfälle gut gesichertes Plattformsystem sowie zwei großdimensionierte Winkelschiebetüren, die eine Tischbeladung mit Hallenkran erlauben.

Bei KSB spielen neben der Ergonomie auch die Gesundheit und die Sicherheit der Mitarbeiter eine wichtige Rolle. Den international bekannten, hohen HSE-Anforderungen (HSE: Health, Safety and Environment) entspricht DST mit einem voll gekapselten Arbeitsraum, der Kühlschmiermitteldämpfe schallgedämpft absaugt.

Doch auch bei der Absauganlage war eine spezielle Lösung gefragt. „Gemäß unserer KSB-Philosophie übernimmt der Bediener einfache Wartungs- und Reinigungsarbeiten an der Maschine selbst“, erklärt Fertigungsplaner Eilers, „damit der Werker die Absauganlage leichter erreichen kann, ließen wir sie nicht wie sonst oben an der Einhausung, sondern auf ergonomischer Höhe weiter unten anbringen.“ Nun kann er die Filter ohne Arbeitsplattform bequem auswechseln. DST hat der Verbesserungsvorschlag aus Frankenthal überzeugt. Wozny: „Die Idee haben wir sofort für Neukonstruktionen übernommen, denn wir lernen ja auch gerne dazu.

Gefragt sind auch unkonventionelle Vorschläge

Generell erwartet der Fertigungsplaner bei Projekten phantasievolle Anbieter, die sich in die Aufgabenstellung hinein denken und auch schon mal unkonventionelle Vorschläge aus der Schublade ziehen, denn gefragt seien in Frankenthal ja selten Standardmaschinen. Doch was war für den Fertigungsplaner bei diesem Projekt die größte Herausforderung? Eilers muss nicht lange überlegen, sondern sagt spontan: „Es war schon eine besondere Aufgabe, die Maschine zwischen den stützenden Hallenfundamenten unterzubringen. Da war bei den Scharmann Konstrukteuren und unseren Baustatikern sehr viel Phantasie gefragt. Ich war außerdem sehr davon angetan, wie reibungslos und ohne lange Diskussion die gesamte Realisierung geklappt hat. Das funktioniert nicht bei jedem Werkzeugmaschinenhersteller.“

KSB Aktiengesellschaft www.ksb.com

Starrag AG www.starrag.com

Der Autor:

Dipl.-Ing. Nikolaus Fecht ist Fachjournalist aus Gelsenkirchen

Profil: KSB AG

Die drei Buchstaben weisen auf die Gründer hin: Das K steht für den Maschinenbauingenieur Johannes Klein, der 1871 ein Patent für seine Erfindung des „Kesselspeiseautomaten“ erhielt. Im gleichen Jahr gründet er mit der Unterstützung von Friedrich Schanzlin und Jakob Becker die Firma „Frankenthaler Maschinen- & Armatur-Fabrik Klein, Schanzlin & Becker“. Seit 1887 firmiert das Unternehmen als Aktiengesellschaft. Der heutige Konzern (rund 16 500 Mitarbeiter; annähernd 2,3 Milliarden Euro) gehört mit einem Weltmarktanteil von zehn Prozent zu den weltweit führenden Anbietern von Pumpen, Armaturen und zugehörigen Systemen. Die Produkte kommen in der Industrie und Wasserwirtschaft, im Energiesektor und Bergbau zum Einsatz. Speziell im Energiebereich hat sich KSB einen Namen gemacht mit Kraftwerkspumpen und Hochdruckarmaturen, die reibungslos und absolut sicher funktionieren.