Verschlissene Messersitze in guten Händen

Als modern aufgestelltes Sägewerk blickt Gebr. Eigelshoven in Würselen auf eine über 130-jährige Tradition zurück. Neuem aufgeschlossen zeigte sich der Betrieb auch bei der Reparatur von Kreismesseraufnahmen - per Laserauftragsschweißen durch Pallas, einem Spezialisten für die Reparatur hochbelasteter Bauteile.
 Der komplette Kundenauftrag wird in eine Quadroline-Anlage - 
vier Bandsägen mit Magnetführung - geladen.
Der komplette Kundenauftrag wird in eine Quadroline-Anlage – vier Bandsägen mit Magnetführung – geladen.Bild: Pallas Oberflächentechnik GmbH & Co. KG

1887 von Holzschuhmacher Gottfried Eigelshoven gegründet, wur-de der Betrieb 1918 um ein Sägewerk und eine Getreidemühle erweitert, 1940 folgte die erste Bandsäge. 2000 zerstörte ein Brand das gesamte Werk; binnen eines Jahres jedoch wurde es nach dem Stand der Technik rund 20 Prozent größer wieder an alter Stelle aufgebaut. Dennoch ist die heute zur Verfügung stehende Fläche von 70.000m² deutlich kleiner als für Sägewerke mit vergleichbarem Output üblich. Um 220.000fm Gesamteinschnitt pro Jahr zu verarbeiten, ist logistische Finesse gefragt. Bis zu 28 Lkw pro Tag bringen das Rundholz ausschließlich aus nachhaltig bewirtschafteten Wäldern und holen es als Fertigware und Reststoffe wieder ab. Rund 80 Prozent Fichten- und 20 Prozent Douglasienholz werden von rund 100 Mitarbeitern für den konstruktiven Holzbau verarbeitet. Zu 95 Prozent handelt es sich dabei um Dimensionsware. Listenbauholz und Handelsware ergänzen das Sortiment. Kunden sind kleine nationale Unternehmen wie auch internationale Großabnehmer. Rund 50 Prozent der Abnehmer sitzen in Deutschland, 30 Prozent in den Beneluxländern, weitere zehn Prozent in Frankreich und Großbritannien, der Rest in Übersee. Neben einschlägigen Zertifizierungen zeichnet Gebr. Eigelshoven die Qualität der Ver- und Bearbeitung mit geringen Maßtoleranzen, hoher Oberflächengüte und guter Schnittholzqualität aus. Gefertigt wird ausschließlich kundenspezifisch.

 Der Spaner entfernt zwei gegenüberliegende Rundseiten des Stamms; die dafür eingesetzten Schneidwerkzeuge sind in einer Kreismesseraufnahme befestigt.
Der Spaner entfernt zwei gegenüberliegende Rundseiten des Stamms; die dafür eingesetzten Schneidwerkzeuge sind in einer Kreismesseraufnahme befestigt.Bild: Pallas Oberflächentechnik GmbH & Co. KG

Vom Stamm zum Konstruktionsholz

Die Anlieferung der Stämme erfolgt auf einem Rundholzplatz, wo sie auf die Anlage geladen, vereinzelt und reduziert werden. Anschließend durchlaufen sie eine Entrindungsmaschine und einen ersten Metalldetektor, der die Stämme auf Metallsplitter, Nägel oder Munition untersucht. Per Laser werden die Stämme erstmals vermessen, um neben Länge und Durchmesser auch Besonderheiten wie Krümmung oder Ovalität zu erfassen. Die Messdaten werden in der nachfolgenden Kappstation computergestützt den Kundenaufträgen zugeordnet. Dabei wird auch festgelegt, auf welche Längen der Stamm für welchen Auftrag zu kappen ist. Ein Portalkran befördert die entrindeten, gekappten Aufträge zum Sägewerk, wo die Stämme erneut vereinzelt werden und einen zweiten Metalldetektor durchlaufen. Im Sägewerk wird der Kundenauftrag komplett in eine Quadroline-Anlage geladen – vier Bandsägen mit Magnetführung. In einem Inline-Prozess durchläuft jeder Stamm die 80m lange und 15m breite Bandsägenlinie mit einem Vorschub von 28 bis 105 m/min. Zunächst identifiziert eine zweistufige 3D-Laservermessung den Stamm, der dann entsprechend der Schnittplanung automatisch eingedreht wird.

Im nächsten Schritt entfernt ein Spaner zwei gegenüberliegende Rundseiten. Die dafür eingesetzten Schneidwerkzeuge sind in den Kreismesseraufnahmen befestigt. Nach einer computergesteuerten Verschachtelungsplanung schneidet die Bandsäge das Kundenprodukt aus der Stammmitte sowie weitere nutzbare Stücke aus dem verbliebenen Material. Anschließend wird der Stamm um 90° gedreht und ein zweiter Spaner trennt die beiden anderen Rundseiten ab, sodass ein rechteckiger Querschnitt entsteht. Die Aufteilung übernimmt eine variable Kreissäge mit sechs vertikalen und einer horizontalen Achse. In der Sortieranlage werden unbrauchbare Stücke aussortiert und zum Versand gestapelt und umreift. Danach durchlaufen die zugeschnittenen Bretter diverse Veredelungsstationen wie Hobelanlagen, Fixkappung, Sechsachsbearbeitung, Tauchimprägnierung und Trocknung.

 Die insgesamt vier Kreismesseraufnahmen sind extremen Belastungen ausgesetzt.
Die insgesamt vier Kreismesseraufnahmen sind extremen Belastungen ausgesetzt.Bild: Pallas Oberflächentechnik GmbH & Co. KG

Kreismesseraufnahmen als Taktgeber

1.000fm Tagesdurchsatz bedeuten für die Kreismesseraufnahmen im Spaner hohe Belastungen. Den Grobabtrag übernehmen hierbei vier 15x28cm große Messer in einer Gussscheibe mit 750mm Durchmesser und 300mm Dicke. Vier weitere 7x7cm große Messer kommen beim Schlichten zum Einsatz. In der Scheibe sind sie in viereckigen Aufnahmen befestigt. Die Messer werden wie alle Sägeblätter täglich gewechselt und in der Schleiferei von Eigelshoven geschärft. Entscheidend für die Schnittqualität und -geschwindigkeit sind die Aufnahmen für die kleineren Messer in der Gussscheibe. Mit der Zeit entstehen hier durch die permanente Reibung rechts und links am Klemmblock Schadstellen. Hier kann sich Holz hineinsetzen und das Schnittgut unbrauchbar machen. Zugleich verliert die Maschine an Leistungsfähigkeit.

Angesichts der hohen Anschaffungskosten für Kreismesseraufnahmen such-te Rainer Oprei, technischer Leiter bei Eigelshoven, lange nach einer Reparaturmöglichkeit. Immerhin sind täglich vier dieser Aufnahmen im Einsatz. Schlechte Erfahrungen mit ersten Reparaturversuchen hatten ihn skeptisch gemacht, ob es überhaupt eine zuverlässige Methode gibt. Die erfolgreiche Aufbereitung mehrerer Wellen mit Lagerschaden durch Pallas ermutigte ihn zu einem neuen Versuch. Und als eine Kreismesseraufnahme verschleißbedingt ausgewechselt werden musste, sprach er Pallas-Geschäftsführer Stephan Kalawrytinos und Rodion Honisch, Leiter der Abteilung Laser, an. Sie schlugen den Wiederaufbau der beschädigten Strukturen per Laserauftragschweißen vor. Durch lokal begrenzten Wärmeeintrag ermöglicht das generative Verfahren eine präzise Beschichtung bei geringem Bauteilverzug. Dabei wird der Beschichtungswerkstoff durch konzentrisch angeordnete Düsen gefördert und an der Beschichtungsfläche zusammen mit dem Grundwerkstoff an- beziehungsweise umgeschmolzen. Im Schmelzbad verbinden sich beide Werkstoffe zu einer dichten Schicht mit geringer Aufmischung. Der endkonturnahe Auftrag hat dabei einen geringen Nachbearbeitungsaufwand zur Folge.

Punkt für Punkt zum Erfolg

Eine besondere Herausforderung für Pallas war, dass es keine Unterlagen zu den Kreismesseraufnahmen gab. Außerdem waren die Klemmblöcke unterschiedlich verschlissen und die Härten in den verschlissenen Bereichen mit Unterschieden bis 40HRC sehr inhomogen verteilt. Pallas testete daher an allen vier Aufnahmen andere Werkstoffe mit verschiedenen Korrosionswiderständen und Materialhärten. Die Oberflächenbeschaffenheit der verschlissenen Aufnahmen erlaubte aber keinen kontinuierlichen Schichtauftrag, ein hoher manueller Bearbeitungsaufwand war die Folge. Honisch entwickelte für den eingesetzten Diodenlaser ein modulares Programm, mit dem er – angepasst an die Verschleißstruktur – pulsen konnte. Auch komplexe Geometrien lassen sich so Punkt für Punkt reparieren. Die Nachbearbeitung der fast auf Endmaß beschichteten Aufnahmen konnte per Dremel erfolgen. Die Reparatur jedes Klemmblocks dauerte allerdings mindestens acht Stunden.

Geringe Verschleißwerte trotz Dauereinsatz

Die instandgesetzte Kreismesseraufnahme baute Oprei in einen der Spaner ein, um die Haltbarkeit der Beschichtung zu testen. Ein Jahr später prüfte er den Verschleiß mit dem Ergebnis: Eine der vier Messeraufnahmen zeigte keine, die anderen drei marginale Verschleißerscheinungen. Üblicherweise sind Kreismesseraufnahmen nach einem Jahr Standzeit verschlissen. Nun gab der technische Leiter an Pallas den Auftrag, eine noch stärker verschlissene Aufnahme zu reparieren. Um die Wirtschaftlichkeit der Instandsetzung zu gewährleisten, musste der manuelle Aufwand deutlich verringert werden. Honisch entwickelte daher eine spezielle Bearbeitungstechnik. Die so aufbereitete Gussscheibe ist mittlerweile wieder im Einsatz. Oprei erwartet nun nicht nur eine lange Lebensdauer, auch 80 Prozent Kosteneinsparung gegenüber einer Neuanschaffung sprachen für die gewählte Lösung. Ausgangspunkt für das Sägewerk, sich dem Oberflächenexperten bei einer nicht minder anspruchsvollen Aufgabe wieder anzuvertrauen: Die Gegenmesser am Hacker sollen dauerhaften Verschleißschutz durch Laserauftragschweißen erhalten.

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