Leichte lasergeschweisste Profile für hydraulische Bohrmasten
Bei einem mobilen Bohrgerät muss jedes tragende Bauteil mehr als eine Aufgabe erfüllen, denn alles, was nur Last trägt, ist Gewicht, das mit der Maschine transportiert werden muss. Das für diesen hydraulischen Bohrmast entwickelte Profil verbindet zwei Hohlprofile 30x30x3 mm über eine Gesamtbreite von 140 mm mit einer Mittelplatte, sodass es in einer einzigen Geometrie die Bohrkette führt, die Last trägt und den Mast zusammenhält. Montanstahl fertigte es aus Edelstahl 304 durch Laserschweissen, mit Breitentoleranzen innerhalb von 0,5 mm.
Ein Querschnitt für drei Aufgaben
Leichte mobile Bohrgeräte benötigen Tragbauteile, die Tragfähigkeit mit geringem Gewicht und Führungsfunktion verbinden – drei Anforderungen, die normalerweise zu drei verschiedenen Teilen gehören. In einem hydraulischen Bohrmast muss das Profil die Ausrichtung halten, eine leichtgängige Bewegung der Bohrkette ermöglichen und die Last unter dynamischen Bedingungen zuverlässig übertragen, wobei sich die Kräfte beim Vorschub und Rückzug des Werkzeugs umkehren. Standardprofile erfüllen diese Kombination selten, denn ein Katalogprofil ist darauf ausgelegt, bei Biegung oder Torsion effizient zu sein, nicht darauf, gleichzeitig eine Lauffläche und einen Lastpfad zu bieten. Massgeschneiderte lasergeschweisste Profile ermöglichen es, mehrere Funktionen in einer Geometrie zu vereinen und dabei enge Toleranzen und ein gleichmässiges Tragverhalten beizubehalten – ein Ansatz, der sich im gesamten Maschinenbau wiederfindet, wann immer Gewicht und Funktion in Einklang gebracht werden müssen.
Präzision in einem multifunktionalen Schweissprofil
Vier Aspekte mussten gleichzeitig beherrscht werden. Die beiden Hohlprofile mussten zueinander ausgerichtet bleiben, denn sie bilden die Laufbahn der Kette, und jede relative Verdrehung zwischen ihnen verwindet diese Laufbahn entlang des Masts. Die Mittelplatte musste eben bleiben, da sie die Bezugsfläche ist, die beide Rohre positioniert, und zugleich die Fläche, an der sich andere Bauteile ausrichten. Die Breitentoleranzen mussten über die Gesamtabmessung von 140 mm innerhalb von 0,5 mm gehalten werden, was für eine aus drei Einzelteilen gefügte Baugruppe anspruchsvoll ist, verglichen mit einem aus einem Stück geformten Profil. Der vierte Aspekt liegt den anderen drei zugrunde: die Begrenzung des durch das Schweissen verursachten Verzugs, denn ein Querschnitt aus dünner Platte und geschlossenen Rohren hat über seine Breite sehr unterschiedliche lokale Steifigkeiten, sodass einseitig eingebrachte Wärme die Geometrie asymmetrisch verzieht – auf eine Weise, die sich nachträglich kaum korrigieren lässt.
Anwendungskontext
Die Lösung bestand darin, jede Stufe zu beherrschen, statt sich auf einen einzigen Arbeitsgang zu verlassen. Die Mittelplatte wurde lasergeschnitten und anschliessend auf Ebenheit und Massgenauigkeit bearbeitet, womit eine zuverlässige Bezugsfläche entsteht, bevor irgendetwas gefügt wird. Die warmgewalzten Hohlprofile kamen mit gleichbleibender Geometrie über ihre Länge an, sodass sich beide Rohre bei der Montage gleich verhalten. Das Laserschweissen mit kontrolliertem Wärmeeintrag minimierte anschliessend den Verzug und bewahrte die zuvor hergestellte Ausrichtung – genau das macht ein leichtes Bauteil mit engen Toleranzen und verlässlichem Tragverhalten als ein Stück statt als geschweissten Rahmen möglich. Die Kombination einer geschnittenen und bearbeiteten Platte mit gewalzten Profilen ist im Sortiment der Sonderprofile gängige Praxis; Fragen zu multifunktionalen Geometrien beantworten die technischen Q&A.