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maschine+werkzeug 03/2020

Erst modelliert, dann simuliert

CAD/CAM

Moderne hochkomplexe Werkzeuge fassen mehrere Bearbeitungen zusammen, um die Effizienz zu steigern. Seit fast 25 Jahren konstruiert Ingersoll sie mit PTC Creo und ebenso lange arbeitet man mit Inneo zusammen, um die Entwicklungsumgebung ebenso effizient zu gestalten.

Ingersoll liefert nicht nur Werkzeuge, sondern komplette, hocheffiziente Bearbeitungslösungen für die Serienfertigung. Bild: Ingersoll

Ingersoll liefert nicht nur Werkzeuge, sondern komplette, hocheffiziente Bearbeitungslösungen für die Serienfertigung. Bild: Ingersoll

Der Werkzeugspezialist Ingersoll ist für die Zerspanungsindustrie eine namhafte Größe. Das Unternehmen wurde 1887 in den USA gegründet und ist seit 1961 in Deutschland vertreten. Neben den Stammsitzen in Rockford, IL/USA und im hessischen Haiger unterhält Ingersoll weitere Fertigungsstandorte in Horrheim bei Stuttgart sowie in Wulften. Im Jahr 2001 wurde Ingersoll von den israelischen International Metalworking Companies (IMC) übernommen. Inzwischen sind knapp 600 Mitarbeiter bei der deutschen Ingersoll Werkzeuge GmbH beschäftigt.

 Hochpräzise Oberflächen erfordern hochpräzise Werkzeuge, wie sie bei Ingersoll unter Nutzung von Standardkomponenten entwickelt werden. Bild: Ingersoll

Hochpräzise Oberflächen erfordern hochpräzise Werkzeuge, wie sie bei Ingersoll unter Nutzung von Standardkomponenten entwickelt werden. Bild: Ingersoll

Die Kunden des Werkzeugherstellers finden sich in der Automobilindustrie, bei Verzahnungsherstellern, aber auch im Werkzeug- und Formenbau sowie in Schiffbau und Aerospace. Das Unternehmen hat sich auf Werkzeuge für Fräsen, Drehen, Bohren und Stechen spezialisiert, die überwiegend aus einem Grundkörper und Wendeschneidplatten bestehen, die die Schneidgeometrie bilden. In Wulften arbeitet ein Team an PKD-/CBN-Werkzeugen und Wendeschneidplatten. Das Portfolio teilt sich in die Bereiche Standardwerkzeuge, die in Horrheim in Serie produziert werden, und Spezialwerkzeuge, die am Standort Haiger entwickelt und meist auch dort gefertigt werden.

Maßgeschneidert

Die Anforderung für einen Satz Spezialwerkzeuge kommt meist von den Herstellern der Bearbeitungszentren, die wiederum von ihren Kunden eine Bearbeitungsaufgabe gestellt bekommen, beispielsweise die möglichst effiziente Bearbeitung einer Kurbelwelle. Die Ingersoll-Werkzeugspezialisten arbeiten dann mit den Maschinenherstellern zusammen, um eine entsprechend effiziente Bearbeitungsstrategie zu entwickeln und die vom Auftraggeber geforderten Taktraten zu erreichen. Auf Basis dieser individuellen Bearbeitungsstrategie werden dann die passenden Werkzeuge konzipiert und gefertigt.

»Dank unserer durchgängigen CAD/CAM-Lösung konnten auch die Prototypen sehr schnell gefertigt werden.«
Olaf Singe, Leiter der Konstruktion und Entwicklung bei Ingersoll. Bild: Ingersoll

»Dank unserer durchgängigen CAD/CAM-Lösung konnten auch die Prototypen sehr schnell gefertigt werden.«
Olaf Singe, Leiter der Konstruktion und Entwicklung bei Ingersoll. Bild: Ingersoll

Ein herausforderndes Projekt des Werkzeugspezialisten war etwa die Entwicklung eines Leichtbauwerkzeugs. Es handelte sich dabei um ein Drehräumwerkzeug für die Bearbeitung von Kurbelwellen mit etwa 700 Millimetern Durchmesser. Das bislang eingesetzte Werkzeug erfüllte seine Aufgabe zwar sehr gut, war aber mit 120 Kilogramm so schwer, dass zum Wechsel ein Kran eingesetzt werden musste. Auch das Handling war mühsam und der Werkzeugwechsel dauerte pro Werkzeug eine halbe Stunde.

Schneller Wechsel

Die Ingersoll-Spezialisten fanden schließlich eine Lösung, die zwischenzeitlich patentiert wurde. Der Trick: Es wird jetzt lediglich der Außenring des Werkzeugs getauscht. Das Gewicht des Rings liegt unter 15 Kilogramm, so dass er auch von Hand gewechselt werden kann. Eine spezielle Verzahnung und Befestigungsklappen sorgen für die stabile Verbindung des Wechselrings mit der Nabe, so dass in der Bearbeitung kein Qualitätsverlust festzustellen ist. Die Werkzeugwechselzeit konnte somit auf 40 Sekunden pro Werkzeug reduziert werden. »Der Knackpunkt des Projekts war die Befestigung des Ringwerkzeugs auf der Nabe«, erinnert sich Olaf Singe, Leiter der Konstruktion und Entwicklung, »da bei der Bearbeitung hohe Axial- und Radialkräfte entstehen und zuverlässig aufgefangen werden müssen. Wir haben am Ende eine Schrägverzahnung entwickelt, die sich sozusagen selbst festzieht. Zudem sorgt die Verzahnung für die axiale und radiale Fixierung. Zusätzlich wird der Ring mit sechs Befestigungsklappen verspannt.« Und weiter: »Hier konnte Creo seine Vorteile ausspielen. Durch die Parametrik ließen sich neue Ideen schnell ausprobieren und wir nutzten die Berechnungsfunktionen von Creo Simulate, um die Festigkeit der unterschiedlichen Varianten zu berechnen. Dank unserer durchgängigen CAD/CAM-Lösung konnten zudem die Prototypen sehr schnell gefertigt werden.«


Inhaltsverzeichnis
Unternehmensinformation

Ingersoll Werkzeuge GmbH

Kalteiche-Ring 21-25
DE 35708 Haiger
Tel.: 02773-742-0
Fax: -812

Inneo Solutions GmbH

Rindelbacher Strasse 42
DE 73479 Ellwangen
Tel.: 07961-890-0
Fax: 07961-890-177

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