Dreischneidiger Wechselkopfbohrer

Katja Preydel,

Bearbeitung von Wärmetauschern mit dreischneidigem Bohrer

Wärmetauscher lassen sich in vielen Varianten und in den unterschiedlichsten Industrien einsetzen. Die entstehende Wärme kann für andere Prozesse genutzt werden. Im Falle von Rekuperatoren werden dabei zwei flüssige oder gasförmige Medien unterschiedlicher Temperatur in voneinander getrennte Kreisläufe gepumpt. Es findet ein Wärmeaustausch statt, ohne dass sich die Medien vermischen. Zu den Rekuperatoren zählen Rohrbündelwärmetauscher, die meist aus Metall sind und sich zusammensetzen aus einem Rohrbündel, durch das ein Medium geleitet wird, und einem Mantelraum mit frontseitiger Rohrplatte, durch das ein zweites Medium fließt. Die frontseitige Rohrplatte weist je nach Größe des Wärmetauschers eine Vielzahl an Bohrungen auf, an welche hohe Anforderungen bezüglich Positionsgenauigkeit und Maßhaltigkeit gestellt werden. Damit wird gewährleistet, dass das Medium auch an diesem Bauteilübergang nicht entweicht.

Frontseitige Rohrplatte eines Rohrbündelwärmetauschers © Mapal

Der dreischneidige Wechselkopfbohrer TTD-Tritan aus dem Hause Mapal überzeugte beim Test in der petrochemischen Industrie bei der Bearbeitung einer Rohrplatte. Werkzeugkopf und Werkzeughalter sind beim TTD-Tritan über eine Hirth-Verzahnung verbunden. Diese Schnittstelle ist leicht zu bedienen und besonders stabil, sodass der Bohrer das Leistungsniveau des Pendants aus Vollhartmetall erreicht. Sie garantiert beste Drehmomentübertragung bei gleichzeitig hoher Wechsel- und Rundlaufgenauigkeit. Der Bohrer zentriert sich über seine ausgeprägte Bohrspitze und sorgt für sehr gute Rundheit. Dazu ist bei dem Wechselkopfsystem das kostenintensive Hartmetall auf den Werkzeugkopf beschränkt, was zu niedrigen Werkzeugkosten auch bei großen Durchmessern führt. Das Wechselkopfsystem wirkt sich dazu positiv auf die Lagerhaltung aus, da die Verschleißteile hauptsächlich auf die Bohrköpfe beschränkt sind: In der Konsequenz reduziert sich zudem das lagertechnisch gebundene Kapital.

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In einem konkreten Fall benötigt der Kunde für die Bearbeitung der unterschiedlichen Varianten an Rohrplatten jede Durchmesservariante in mehreren Längen. Das durchgängige Programm des Unternehmens ermöglicht es, alle gewünschten Varianten zur Verfügung zu stellen. Kleinere Durchmesser werden zusätzlich mit der Vollhartmetallausführung bedient.

Der dreischneidige Wechselkopfbohrer TTD-Tritan erreicht das Leistungsniveau seines Pendants aus Vollhartmetall. © Mapal

Die Rohrplatten des Kunden aus Kohlenstoffstahl werden mit dem Wechselkopfbohrer ins Volle gebohrt. Der Bohrungsdurchmesser beträgt 25,6 mm und die Bohrungslänge 63,5 mm. Dabei arbeitet der TTD-Tritan mit einer um 59 Prozent höheren Vorschubgeschwindigkeit als der bis dato eingesetzte, zweischneidige Wechselkopfbohrer eines Mitbewerbers. Bei der beschriebenen Vollbohroperation erreicht er einen Standweg von gut 53 Metern, der zuvor eingesetzte Bohrer dagegen nur knapp 28 Meter. Zu dieser deutlichen Steigerung von 90 Prozent kommt hinzu, dass das Werkzeug die Vollbohroperation in einem Arbeitsgang durchführt und für die komplette Rohrplatte mit 550 Bohrungen nur 29 Minuten benötigt. Im vorherigen Bearbeitungsprozess dagegen musste pilotiert werden. Zusätzlich musste die Rohrplatte nach dem Pilotieren manuell von den zum Teil sehr langen Spänen gereinigt werden. Insgesamt reduziert der Wechselkopfbohrer die Bearbeitungszeit um 57 Prozent.

Für die Bearbeitung der Zwischenplatten des Rohrbündelwärmetauschers hat Mapal den Schneidplattenbohrer QTD mit neuer Pyramidenspitze entwickelt. © Mapal

In die Rohrbündelwärmetauscher werden neben den beiden frontalen Rohrplatten etwas dünner ausgeführte Zwischenplatten eingebaut, die dasselbe Bohrbild aufweisen. Diese Zwischenplatten werden für die Bearbeitung übereinandergestapelt, punktuell verschweißt, gebohrt und anschließend wieder getrennt. Mit dem Schneidplattenbohrer QTD mit innovativer, patentierter Pyramidenspitze hat das Unternehmen auch für diese Bearbeitung eine Lösung im Programm. Die neu entwickelte Schneidplatte mit Pyramidenspitze verfügt über eine sehr kleine Querschneide und einen Spitzenwinkel von 120°. Dadurch zentriert sich die Schneidplatte selbst und gewährleistet einen sicheren Bohrungseintritt. Die Zwischenpatten können in einem Arbeitsgang prozesssicher gebohrt werden.

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