Bild: Linsinger
Sägen mit Scheibenfräser

In Schmiede- und Presswerken lassen sich mit neuen leistungsfähigen Trennverfahren erhebliche Kosteneinsparungen, Steigerung der Durchsatzleistung und Verfügbarkeit erreichen, wie ein Beispiel einer Eisenbahnradfertigung in Oberitalien verdeutlicht.

GOTTFRIED HELMUT SAGER, STEYRERMÜHL

 

Das Fertigen von Eisenbahnrädern muss nach wirtschaftlichen Kriterien organisiert werden. Dazu ist es erforderlich, die einzelnen Fertigungsschritte zu optimieren und mit geeigneten organisatorischen Maßnahmen einen Gesamtfertigungsablauf mit schnellstmöglichem Materialdurchlauf bei störungsfreiem Betrieb sicherzustellen. Diesen Anforderungen stellt sich das Anlagenkonzept des österreichischen Anlagenbauers Linsinger.


Die Ausgangssituation: Eisenbahnräder werden in unterschiedlichen Formen und Abmessungen mit einer kombinierten Formgebung aus Stauchen, Kalibrieren, Lochen und Auswalzen hergestellt. Verwendet werden dazu Stahlqualitäten mit einer Zugfestigkeit bis etwa 800 N/mm2. Ausgangswerkstoff ist Strangguss mit Durchmesser 480 Millimeter in Längen von bis zu 6600 Millimeter. Die Abschnitte sind zirka 200 bis 850 Millimeter lang, wobei Schopfschnitte am Kopf von 50 bis 500 Millimeter und am Fuß 80 bis 500 Millimeter ausgeführt werden müssen.


Beim Schmieden im geschlossenen Gesenk kann und darf überschüssiger Werkstoff nicht anfallen - das vorgegebene Abschnittgewicht muss innerhalb enger Toleranzen liegen. Oberflächenfehler oder Risse an den Schmiederohlingen führen zu Fehlstellen am Schmiedestück. Deshalb müssen Oberfläche und Trennflächen der Abschnitte sauber und glatt sein.

 

Automatisiertes Sägen bringt Kostenvorteile


Das Linsinger-Konzept: In das Materialmagazin beziehungsweise dem Materialauflagetisch werden die Knüppel mit dem Kran abgelegt. Das Material wird über einen Rollgang durch die der Säge vorgelagerten Volumenmessung transportiert, und hier wird mittels CCD-Kameras ein Oberflächenprofil erstellt.


Die Materialvorschubzange übernimmt den Knüppel, transportiert ihn in die Sägeposition für den Kopfschnitt. Nach dem Schnitt wird auslaufseitig das Schrottstück mittels Magnetausziehvorrichtung oder Ausschieber auf die intergierte Schrottklappe befördert und abgekippt. Zeitgleich positioniert die Materialvorschubzange den Knüppel für das erste Gutstück. Dieses Gutstück und alle weiteren werden nach dem Sägevorgang mittels Magnetausziehvorrichtung beziehungsweise Ausschieber auf die Wiegeeinrichtung befördert, gewogen und direkt dem Materialmanipulator des Ofens übergeben. Durch die Kombination der Oberflächenmessung und der Gewichtermittlung des Stückes kann die in Oberitalien installierte Sägeanlage automatisch die Abschnittlänge errechnen und während der weiteren Sägezyklen laufend optimieren.


Diese Vorgangsweise garantiert engste Gewichtstoleranzen. Außerdem ist diese kombinierte Messmethode besonders bei Kokillenguss unabdingbar, da hier der Durchmesser der Knüppel über die gesamte Länge des Materials nicht konstant ist. Der vollautomatische Funktionsablauf schließt manuell getätigte und damit vom Bediener beeinflussbare Nebenzeiten aus.

 

Die Trennstrategie


Beim Planen der Sägelinien für Oberitalien waren wirtschaftliche, technische und logistische Vorgaben zu beachten: Moderne Schmiedelinien benötigen minimalen Zwischenpuffer vor der Erwärmungsanlage. Das setzt eine integrierte Bearbeitung mit hoher Zuverlässigkeit voraus.


Und auch die eigentliche Trennbearbeitung unterliegt strengsten wirtschaftlichen Kriterien. Hier konnte Linsinger mit seinem Hartmetallkreissägen-Konzept überzeugen. Aus den qualitativen Erwägungen schieden thermische Trennverfahren von vornherein aus. Als mögliche Alternativen standen das Bandsägen sowie das Abstechen und Brechen zur Auswahl.


Beim Hartmetallkreissägen sind die relativ starren Sägeblätter hoch belastbar und deshalb außerordentlich leistungsfähig. Hochfeste Stähle können mit Schnittgeschwindigkeiten über 100 Meter/Minute gesägt werden. Sägebänder sind hingegen weniger hoch belastbar als die starren Sägeblätter und haben auch eine deutlich geringere Standzeit. Auf der anderen Seite sind Sägebänder preisgünstig, und infolge des schmaleren Schnittkanals sowie der niedrigeren Schnittparameter ist die erforderliche Antriebsleistung deutlich geringer als beim Kreissägen.


Bandsägen bringen relativ geringe Standflächen aufgrund starker Verschleißwirkung der Außenhaut bei Strang- oder auch Kokillenguss. Um den gleichen Durchsatz zu erhalten, hätten anstatt fünf Linsinger-Sägeanlagen insgesamt zirka 35 Bandsägen installiert werden müssen. Der höhere Personalaufwand der Bandsägelösung und die Tatsache, dass die Transport- und Handlingseinrichtung von zirka 35 Bandsägen einen erheblichen Aufwand erfordert, macht die wirtschaftlichen Vorteile des Hartmetallkreissäge-Verfahrens deutlich.


Auch das Verfahren mit Abstechen und anschließenden Brechen hatte aufgrund der Schnittbreiten von 21 Millimeter gegenüber 11 Millimeter beim Sägen mit Hartmetall sowie den Werkzeugkosten, der Leistung, der Automatisierung und Verfügbarkeit keinerlei Chancen gegen die Hartmetallsägetechnologie. Eine Hartmetallsägelinie bringt den Durchsatz von 2 bis 3 Abstechanlagen. Das beschriebene Werk in Italien mit 5 integrierten Hochleistungs-Sägelinien erlaubt eine Durchsatzleistung von ca. 80 Abschnitten/h (bei einem Materialdurchmesser von 480 Millimeter) bei einer Verfügbarkeit von über 96 Prozent.

 

HM-Sägeblätter der besonderen Art


Bei dem von Linsinger entwickelten „Lincut“-Scheibenfräsersystem werden die hochentwickelten Schneidplättchen aus beschichtetem Hartmetall auf den Grundkörper aus Werkzeugstahl nicht aufgelötet, sondern aufgeschraubt. Daher können die Hartmetallplättchen, das heißt die Sägezähne, bei Bedarf einzeln getauscht werden und zwar vom Kunden selbst. Der österreichische Sägeanlagenhersteller hat dazu ein komplettes Werkzeugwechselsystem entwickelt, vom Schraubendreher bis zum Transportwagen, das den Austausch völlig unkompliziert gestaltet. Auch die speziellen Schrauben, die die Schneidplatten absolut sicher auf dem Grundkörper fixieren, sind eine Eigenentwicklung.

 

Einsparung von Schärfzentrum und Stillständen


Mit dem „Lincut“-System lassen sich verschlissene Sägezähne vom Bedienpersonal rasch und kostengünstig ersetzen. Nach dem Ausbau des Sägeblatts können die Hartmetallplättchen direkt vor Ort aufgeschraubt werden. Der Transport in ein Schärfzentrum oder die Investition in ein Schärfzentrum, wo es repariert und geschärft werden muss, sind nicht mehr notwendig.


Bei einer Kreissägemaschine mit einem Standard-Sägeblatt wird pro Jahr mit zwei Prozent Stillstand aufgrund des notwendigen Werkzeugwechsels gerechnet. Mit der Linsinger-Technologie wird dieser Jahresstillstand um die Hälfte verkürzt, das bedeutet unter einem Prozent Stillstand.


Weitere Punkte, die das Scheibenfräsersystem besonders wirtschaftlich machen: Die Beschichtung der Schneidblätter ist auf optimale Standzeit ausgelegt, die Grundkörper sind besonders robust. Ein Grundkörper kann für bis zu 60 Einsätze verwendet werden, ehe er ersetzt werden muss. Ein bedeutend geringeres Sägeblatt-Inventar wird benötigt, somit werden die Beschaffungs-, Lager- und Betriebskosten enorm gesenkt.

 

Bis zu 25 Prozent höhere Schnittleistung


Die hohe Stabilität und die speziell entwickelten Geometrien des „Lincut“-Werkzeuges lassen die Schnittleistungen um bis zu 25 Prozent steigen. Dieses Scheibenfräser-System ist exklusiv für Hochleistungskreissägen der Linsinger Maschinenbau GmbH erhältlich. Das Unternehmen unterhält ein eigenes Werkzeug Technologiezentrum in Steyrermühl (AT), das spezialisiert ist auf die Weiterentwicklung und Forschung von Werkzeugen. Die Experten unterstützen vor Ort bei der Umrüstung auf „Lincut“ und können auf ein langjähriges Know-how in der Sägetechnik zurückgreifen.

www.linsinger.com

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Beitrag aus dima 1/2016:

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