Präzision an der Schleifscheibe

Höhere Prozesssicherheit beim Schleifen von Fahrwerksbauteilen

Fahrwerke unterliegen enormen Belastungen. Das Hauptfahrwerk im Bereich des Flugzeugschwerpunktes trägt während der Bodenbewegungen die Hauptlast des Flugzeugs. Vor allem bei der Landung müssen die Fahrwerke moderner Großraumflugzeuge die hohen Stoßbelastungen absorbieren und von der Flugzeugzelle fernhalten. Daher bestehen die sehr aufwändigen Konstruktionen überwiegend aus schweren geschmiedeten Stahlbauteilen, die noch heute in der Regel vier bis fünf Prozent des maximalen Startgewichts eines Flugzeugs ausmachen können.

Um die hohen luftfahrttechnischen Standards zu erfüllen, müssen die Fahrwerke in regelmäßigen Abständen umfangreich überholt werden. Dabei werden alle Bauteile in fest definierten Intervallen auf Veschleiß, eventuelle Materialfehler und ihre Funktionsfähigkeiten hin überprüft. Im Rahmen der Fahrwerksüberholung müssen die Bauteile mit maschineller Präzision bearbeitet werden. Dies erfolgt unter anderem durch Schleifen. Beim Schleifen werden mit Hilfe von Schleifmitteln und gebundenem Schneidkorn die Oberflächen der Bauteile bearbeitet und einzelne Werkstoffteile voneinander getrennt.

Lufthansa Technik hat sich zum Ziel gesetzt, die Prozesssicherheit beim Schleifen von beschichteten Fahrwerks-Großbauteilen zu erhöhen und so die Qualität der Arbeit zu verbessern. Die technischen Voraussetzungen hierfür konnten mit der Entwicklung eines prozesssicheren, online-überwachten Schleifprozesses mit einer integrierten Qualitätssicherung geschaffen werden. So konnten im Rahmen des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) unterstützten Vorhabens "Schleifen" neue Maßnahmen entwickelt werden, um Beschädigungen einzelner Werkstücke während des Schleifprozesses systematisch auszuschließen.

Zu diesem Zweck wurde zunächst ein Temperaturfühler entwickelt, der bei Überhitzung Alarm schlägt und den Schleifprozess unterbricht. Somit kann eine Schädigung des Fahrwerkbauteils vermieden werden. Ein speziell entwickelter Lichtwellenleiter als Fühler ermöglicht die genaue Online-Messung der Oberflächentemperatur des Bauteils, obwohl dieses während des Schleifens kontinuierlich von der Schleifscheibe und dem Kühlschmierstoff bedeckt ist. Dadurch lässt sich Schleifbrand an den teuren Teilen vermeiden, der zu einer unkontrollierten Schwächung der Bauteile führen kann. Um schädigende Schwingungen im Schleifprozess zu vermeiden, wurden neue Parameter für die Bearbeitung zu Grunde gelegt. Mit Hilfe dieser lässt sich ein stabiler und nahezu schwingungsfreier Schleifprozess gewährleisten. Ein weiteres Ergebnis dieses Projekts ist ein lasergestütztes Messsystem, das während der gesamten Bearbeitung das Bauteil vermisst. Dieses System verhindert bei Fehleingabe der Bearbeitungsparameter eine ungewollte Kollision der Schleifscheibe mit dem Bauteil und führt so zu einer deutlich erhöhten Prozesssicherheit.

Mit Hilfe des von Januar 2011 bis November 2013 durchgeführten Forschungsprojekts "Schleifen" konnten herstellerunabhängige Daten gewonnen werden. Außerdem konnte die Bearbeitung dank weiterer neuer Schleifparameter optimiert, die Prozesssicherheit erhöht udn trotz der verbesserten Arbeitsqualität viel Zeit eingespart werden. Da die gewonnenen Erkenntnisse Alleinstellungsmerkmale darstellen, wurden die Rechte daran durch mehrere Patentanmeldungen geschützt. So ist es Lufthansa Technik in Zusammenarbeit mit dem Institut für Produktionmanagement und -technik der Technischen Universität Hamburg-Harburg gelungen, das Know-how beim Schleifen von Fahrwerksbauteilen zu erhöhen und ihren Technologievorsprung im Bereich Fahrwerke weiter auszubauen.