Bau grossvolumiger Motoren für die Schifffahrt und die Energiewirtschaft Bohrer-Wechselkopfsystem für MAN-Giganten

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Beim Bau grossvolumiger Motoren für die Schifffahrt und die Energiewirtschaft nimmt MAN Energy Solutions weltweit eine Spitzenposition ein. Doch was im Grossen reibungslos funktionieren muss, erfordert präzise und zuverlässige Lösungen im Detail. Beispielsweise bei der Produktion von Lagerböcken aus Gusseisen. Die bis dato eingesetzten Werkzeuge arbeiteten zu ungenau. Abhilfe schafften schliesslich die neuen, dreischneidigen Wechselkopfbohrer «Logiq3Cham», sie verbessern die Produktivität bei MAN deutlich.

MAN Energy Solutions beschäftigt weltweit 14 000 Menschen an 120 Standorten. Hauptsitz und grösster Produktionsstandort ist Augsburg mit 4000 Mitarbeitern. Hier entstehen grosse Viertaktmotoren für Schiffe und stationäre Anwendungen wie die Stromerzeugung. Die Entwicklung klimaneutraler Lösungen für Kunden aus der Industrieproduktion, der Energie- und maritimen Wirtschaft ist zentrales Unternehmensziel.

Grösster Motor: 19 Megawatt und 240 Tonnen schwer

37 Jahre nach der Gründung im Jahr 1840 wurde in Augsburg Industriegeschichte geschrieben: Ingenieur Rudolf Diesel baute in einem Labor der Maschinenfabrik Augsburg, jetzt MAN, den weltweit ersten nach ihm benannten Motor. Der grösste heute dort hergestellte Motor hat eine Leistung von 19 Megawatt und ist 240 Tonnen schwer. Neben der Entwicklung, Produktion, Lizenzierung und dem Vertrieb von grossvolumigen Viertakt-Diesel- und Gasmotoren sowie Turboladern für Schiffe, Heiz-, Kühl- und elektrische Systeme steuert MAN Energy Solutions aus Augsburg auch das globale Business Development von Zukunftslösungen wie der Wasserstoff-Technologie.

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Ein Erfolgsfaktor ist die am Standort umgesetzte hohe Fertigungstiefe. Im Werk ist die komplette Motorenproduktion abgebildet – von der Giesserei bis zum fertigen Motor.

Luft nach oben bei der Präzision

Zu den internen Zulieferern gehört auch die kubische Komponentenfertigung mit 30 Beschäftigten. Hier entstehen an sechs Maschinen 150 unterschiedliche Bauteile mit Gewichten zwischen fünf und 300 Kilogramm, darunter auch Lagerböcke aus Gusseisen für die Zylinderkopf-Steuerung.

«Um die hohen Qualitätsanforderungen zu erfüllen, brauchen wir für die Bearbeitung erstklassige Werkzeuge», schildert Lukas Bachhuber, Segmentleiter bei MAN Energy Solutions. Doch beim Einbringen von Anschraub-Bohrungen traten Probleme auf. Es muss von zwei Seiten gebohrt werden, und das bis dato eingesetzte zweischneidige Wechselkopf-System erfüllte die Anforderungen nicht. «Das Werkzeug war zu ungenau. Die Bohrungen müssen exakt aufeinandertreffen. Es kam jedoch immer wieder zu Verläufen. Trotz Vorzentrierung erzielten wir keine zufriedenstellenden Ergebnisse», erklärt Lukas Bachhuber.

Sein Kollege Alexander Baier, Tooling Technologies, ergänzt: «Wir haben intensiv nach einem Werkzeug mit sehr guter Performance gesucht» und erläutert dann, warum die langjährigen Kontakte zu Iscar einen Lösungsansatz lieferten. Dirk Moosreiner (Anwendungstechnik und Beratung) sowie Detlef Ossadnik (Beratung und Verkauf, beide Iscar) stellten das neue, dreischneidige Wechselkopf-Bohrsystem «Logiq3Cham» vor.

Höhere Vorschübe: dreischneidiges Wechselkopf-Bohrsystem

Im Vergleich zu konventionellen Bohrwerkzeugen mit zwei Schneiden erlaubt dieses um bis zu 100 Prozent höhere Vorschubwerte, was die Produktivität deutlich steigert. Das Bohrkopf-Klemmsystem ist einfach und sicher zu handhaben und benötigt, anders als konventionelle Klemmsysteme, keine weiteren Ersatzteile.

«So entstehen selbst in der Maschine nur minimale Rüstzeiten beim Bohrkopfwechsel», erläutert Florian Weiss, Product Specialist Drilling bei Iscar. Die radiale und axiale Klemmkraft wird ausschliesslich in der schwalbenschwanzähnlichen Passung erzeugt. «Sie bietet im Zusammenspiel mit den grossen Anlageflächen eine sehr hohe Prozesssicherheit auch bei unregelmässigen Schnittkräften», ergänzt Iscar Regional Sales Manager Uli Köhler.

Iscar konzipierte das Bohrkopf-Zentrum beziehungsweise die Restquerschneide mit den drei spitz zulaufenden Schneiden im Hinblick auf eine gute Zentrierfähigkeit bei möglichst hoher Stabilität. Daraus resultieren geringe Axialkräfte und Drehmomentwerte während des Anbohrens sowie eine sehr gute Eigenzentrierfähigkeit. Beim «Logiq3Cham» kommt der PVD-TiAIN-beschichtete Schneidstoff IC908 zum Einsatz. Dieser ist hoch verschleissfest und erlaubt hohe Standzeiten. Alle Bohrkörpervarianten besitzen eine innere Kühlmittelzufuhr an jede Schneide sowie grosse, polierte Spankammern, die den Spanfluss durch variable Spiralwinkel verbessern. «Nach der Vorstellung des neuen Werkzeugs haben wir mit unseren Projektpartnern Tests unter Praxisbedingungen durchgeführt», erklärt Detlef Ossadnik. «Dabei stellten wir schnell fest, dass «Logiq3Cham» sehr rund läuft und eine hohe Oberflächengüte erzeugt», sagt Moosreiner. Weitere positive Testergebnisse haben den Ausschlag gegeben, das bisher eingesetzte Werkzeug durch die Iscar-Innovation zu ersetzen.

100 Prozent höhere Vorschübe jetzt möglich

MAN Energy Solutions arbeitet seit 2022 mit dem Wechselkopf-Bohrsystem und erzielt messbare Erfolge. «Die Fluchtung hat sich deutlich verbessert. Die Bohrungen treffen jetzt präzise aufeinander», berichtet Alexander Baier. Aufgrund seiner guten Zentrierfähigkeit arbeitet MAN im Vergleich zu vorher mit 100 Prozent höheren Vorschüben. «Unsere Produktivität hat sich deutlich erhöht», fasst Lukas Bachhuber zusammen. Das Werkzeug ist auf den leistungsstarken Maschinen schnell einsatzbereit.

Innerhalb der Toleranzen

«Wir sparen fünf Euro pro Bauteil. Bei 1000 Stück pro Jahr rechnet sich das», sagt Alexander Baier. MAN hat die Standzeit im Vergleich zum vorherigen Werkzeug um zehn Prozent erhöht. Gesunken sind hingegen die Ausschuss-Kosten. «Die Bohrungen liegen durchweg innerhalb der vorgegebenen Toleranzen», sagt Lukas Bachhuber. Die Augsburger setzen «Logiq3Cham» in den Durchmessern von 18 bis 24 Millimetern und den Bohrtiefen von 5×D und 8×D ein.

Von der Präsentation bis zum Praxiseinsatz verlief die Kooperation mit den Iscar-Experten vorbildlich. «Die Kontakte bestehen seit vielen Jahren, und auch bei diesem Projekt haben wir offen, vertrauensvoll und auf Augenhöhe zusammengearbeitet», beschreibt MAN-Experte Alexander Baier. «Logiq3Cham» überzeugte bei MAN Energy Solutions rundum. «Die präzise und zuverlässige Bearbeitung mit hohen Vorschüben hat dazu geführt, dass wir das Werkzeug auch bei anderen Bauteilen erfolgreich einsetzen», fasst er zusammen.

(böh)

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