Maßgeschneiderte Lineartechnik für Flugzeugteil Montage
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Die Fertigung großdimensionierter Teile wie die Rumpfstrukturen eines Flugzeuges erfordert oft eine "Millimeterarbeit" der Montagevorrichtung. Die Kreuztische von Rodriguez helfen in der Fertigung der Flugzeugteile bei Premium Aerotec dabei, solche Präzision bei der Montage zu gewährleisten. In den Hallenboden integriert, verschieben die Kreuztische die gesamte Montagestation.
Inhalt
Flugzeugstrukturen und Fertigungssysteme von Premium Aerotec
Premium Aerotec ist auf die Entwicklung und Produktion von Flugzeugstrukturen und Fertigungssystemen für die zivile und militärische Luftfahrt spezialisiert. Das Laserschweißen von Flugzeugstrukturen und das geschützte VAP-Verfahren (Vacuum Assisted Process) zur Herstellung von CFK-Strukturen (Carbon-faserverstärkter Kunststoff) zählen zu den besonderen Stärken des Unternehmens mit Sitz in Augsburg.
Mit seinem Werk in Nordenham betreibt Premium Aerotec den weltweit modernsten Produktionsstandort im Bereich der integrierten Schalenfertigung. Mit insgesamt 2700 Mitarbeitern und einer Produktionsfläche von rund 600.000 m² ist Nordenham das größte Werk des Unternehmens.
Im Juni 2010 startete hier die Produktion der ersten Panels aus Kohlefaser-Verbundwerkstoffen für das neue Langstrecken-Flugzeug Airbus A350 XWB. Der Rumpf des neuen Airbus-Modells wird zum überwiegenden Teil aus CFK-Materialien gefertigt. Premium Aerotec ist Spezialist auf diesem Gebiet und der wichtigste Strukturlieferant für den neuen Großraumflieger.
Kohlefaserverstärkte Kunststoffe für den Leichtbau
Die neuen Flugzeuge sollen neue Maßstäbe an Energieeffizienz und Sparsamkeit setzen. Das ist unter anderem durch den Einsatz kohlefaserverstärkter Kunststoffe möglich. Aufgrund ihres geringen Gewichts und der guten Korrosionseigenschaften sind diese Werkstoffe die erste Wahl für Flugzeugstrukturen.
Für die A350 XBW fertigt man im Augsburger Werk die großdimensionierten Seitenschalen der hinteren Rumpfsektion (Sektionen 16/18). In Nordenham wird die gesamte vordere Rumpfsektion (Sektionen 13/14) hergestellt. Für die Herstellung der Außenhaut mit einer Harzfaser-Legemaschine (Fiber-Placement-Anlage) sowie das Aushärten im Druckofen (Autoklav) wurden an beiden Standorten neue Produktionshallen errichtet, in denen nicht nur die Strukturen, sondern auch komplette Rumpfsektionen gefertigt werden.
Große Dimension mit höchster Präzision
Bei der Fertigung solch großdimensionierter Teile wie den Rumpfstrukturen kommt den Montagevorrichtungen eine besondere Bedeutung zu, denn beim Zusammenbau von Einheiten dieser Größenordnungen können schon wenige Millimeter eine nahezu unüberbrückbare Distanz darstellen.
Das Unternehmen löste dieses Problem mithilfe der Lineartechnik-Experten der Rodriguez GmbH aus Eschweiler: In den Hallenboden integrierte Kreuztische, die Rodriguez speziell für diese Anwendung entwickelte, dienen im Werk Nordenham zum Verschieben der gesamten Montagestation.
Maßgeschneiderte Lineartechniklösungen wie diese zählen seit über zwanzig Jahren zum Angebot des Eschweiler Antriebsspezialisten. Heute ist das Produktportfolio nahezu lückenlos und Rodriguez dank seiner langjährigen Erfahrung sowie einer internen Fertigung mit einem differenzierten Maschinenpark für Sonderlösungen dieser Art bestens aufgestellt.
Im Werk Nordenham wurden je vier Kreuztische in Zweierreihen im Boden der Produktionshalle versenkt. Spezielle Vorrichtungen in den Linearführungen nehmen die Füße der Montagestation auf. Auf diese Weise lassen sich die Station und damit die zu montierenden Baugruppen millimetergenau zueinander positionieren. Wird die Montagestation nicht genutzt, sind die Linearführungen abgedeckt. Bei der Umsetzung galt es besondere kundenspezifische Vorgaben zu berücksichtigen: Dazu zählte neben einer hohen Tragfähigkeit auch die besonders niedrige Bauhöhe von maximal 140 mm.
Die hohen Ansprüche an die Präzision bei der Rückstellung auf Nullposition mittels Federkraft (± 0,5 mm) waren eine besondere Herausforderung an die Konstrukteure. Rodriguez entwickelte ein entsprechendes Sollkonzept und brachte dieses in enger Abstimmung mit seinem Auftraggeber zur Produktionsreife. Neben verschiedenen Stahlumbauteilen wurden die Baugruppen mit Profilschienenführungen sowie antriebsseitig mit einer Kombination aus Kugelgewindetrieben und Federn realisiert.
„Es handelt sich dabei um eine Sonderlösung, die keinem gängigen Standard – auch im Hinblick auf andere Anbieter – entspricht“, erläutert Jörg Schulden, Geschäftsbereichsleiter Lineartechnik bei Rodriguez. Doch die Ausführung eignet sich grundsätzlich für viele weitere Schwerlast-Applikationen.
Es wäre lediglich eine dem Einsatzzweck entsprechende Modifikation der Führungen und Antriebseinheiten erforderlich. Bei der anforderungsgerechten Auslegung der Baugruppen unterstützt das Rodriguez-Engineering seine Kunden mit umfassendem Fachwissen.
Leichte Führung für schwerer Lasten
Zum Produktspektrum für Schwerlastanwendungen der Eschweiler, die sämtliche Standard- und Sonderlösungen im eigenen Werk fertigen, zählen seit kurzem auch Rollenumlaufführungen. Diese speziellen Profilschienenführungen eignen sich aufgrund ihrer hohen Tragfähigkeit unter anderem für Einsätze in Werkzeugmaschinen.
Die höheren statischen und dynamischen Tragzahlen der Rollenumlaufführung ergeben sich aus dem Flächenkontakt des Wälzkörpers. Damit ergibt sich bei Schwerlastanwendungen gegenüber Kugelumlaufführungen mit Punktkontakt ein klarer Vorteil.
Die hohe Systemsteifigkeit der Führungseinheit ist ebenfalls auf den Einsatz von Rollen zurückzuführen. Sie wird durch die Länge des Führungswagens zusätzlich begünstigt. Diese Rollenumlaufführungen nehmen Kräfte aus allen Richtungen und Momente um alle Achsen auf und verfügen über sehr gute Laufeigenschaften. Im Betrieb garantiert ihre leichte und gleichmäßige Verfahrbewegung höchste Präzision.
Rodriguez bietet zurzeit sechs verschiedene Varianten in den Schienengrößen 25, 30, 35, 45, 55 und 65 an. Die Führungswagen sind in je vier Bauformen lieferbar: mit und ohne Flansch sowie in kurzer und langer Ausführung. Je nach Baugröße liegen die Traglasten zwischen 29.600 und 277.000 N. Die Rollenumlaufführungen gibt es in vier Präzisionsklassen sowie in unterschiedlichen Vorspannungsklassen. Damit lassen sich unterschiedlichste Anwendungsbereiche und Montagepräferenzen abdecken. Bei Bedarf modifiziert Rodriguez die Wagen- bzw. Schienenausführung applikationsspezifisch in der eigenen Fertigung.
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