Regelmäßige Weiterentwicklungen zählen zu den Stärken der MAG Business Unit Kaltwalzanlagen.

Der Erfolg der Basis-Baureihe XK 2 setzte sich in den hydraulikfreien, elektronisch synchronisierten XK 6-Modellen fort. Die XK 8- Baureihe brachte u. a. erweiterte CNC-Funktionen und erhöhte Flexibilität, die große XK 12 ermöglichte auf dieser Basis die Herstellung von LKW-Achs- und Getriebewellen.

Die Aufgabe: eine hoch leistungsfähige, kompakte Kaltwalzmaschine
Im August 2018 vergab die Business Unit einen Auftrag zur Auskonstruktion einer hoch leistungsfähigen und dabei möglichst kleinen, leichten Kaltwalzmaschine an das Competence Center von engineering people in Ulm. Die Entwicklung der Anlage hatte die Business Unit selbst übernommen. Mit der Detailierung beauftragte sie das ep CC Ulm gemäß Lastenheft wie folgt:

• FEM-Berechnungen inklusive der Optimierung aktueller Entwürfe
• 3D CAD-Konstruktion der aufgeführten Baugruppen und ihrer Einzelteile
• Detaillierte Konstruktion der Baugruppen und Einzelteile inklusive Zeichnungserstellung
• Abbildung der Baugruppenstruktur im PLM System (Agile) von MAG
• Erstellung eines 3D-Modells, das die Maschinenbewegungen realitätsgetreu abbildet

Vom Start zum Konzept
ep Projektleiter Alexander Meier und das Projektteam – bestehend aus Teamkoordinator Stephan Lange, Daniel Borrego, Thomas Celtik und Manfred Weindl – befassten sich nach vorbereitenden Maßnahmen zunächst mit der FEM-Untersuchung der gelieferten Daten. Aufgrund extremer Bearbeitungskräfte bildete dabei die Steifigkeitsanalyse eine wesentliche Herausforderung. Mittels Bauraum-Untersuchungen entstand ein präzises Bild der technischen Situation – u. a. hinsichtlich der Bearbeitungskräfte während des Walzvorgangs, einer möglichen Verformung der Anlage und deren Auswirkung auf die Genauigkeit der Produkte. Auf dieser Basis diskutierte man denkbare Umsetzungen bzw. Varianten. Die Ergebnisse wurden in die MAG-Systematiken eingearbeitet, der Konzeptentwurf mittels FEM validiert und präsentiert.  

Zeichnungen und Baugruppen
Es folgte eine Überarbeitungsphase, dann das Einspielen der Daten ins PDM-System von MAG. Bauteile wurden modelliert, das Team beschaffte Informationen von Herstellern (u. a. Gießereien). Für die Zeichnungserstellung verwendete man wunschgemäß kundenseitige Vorlagen aus dem PDM-System von MAG. Entsprechend der Montagefolge wurden im Wesentlichen folgende Baugruppen definiert: der Werkzeugschlitten, die Bewegungsachsen, das C-Profil zur Aufnahme der inneren Komponenten und der Grundrahmen, der auch als Ölauffangbecken dient.  

Varianten und Konstruktion
Verschiedene Varianten und ihre Auswirkungen wurden diskutiert und simuliert. Insbesondere die Bewegungen der Zustellachsen und die Dimensionierung der Ölwanne bedurften genauer Abwägungen. Dabei nutzte man die Praxiserfahrung der MAG-Techniker und stimmte sich mit Lieferanten bezüglich der Umsetzbarkeit und Kostenfaktoren der erstellten Modelle ab. Immer wieder beriet man sich auch über den Nutzenbeitrag weiterer Optimierungen: „Wo entscheiden wir uns für die High-End-Lösung, wo sind Abstriche die sinnvollere Alternative?“ Nach der Prüfungsphase wurde die Maschine fertigkonstruiert, es folgten Kontrollen seitens ep und MAG, nach der Freigabe das Erstellen der Stücklisten und die Abgabe der Gesamtbaugruppe.

Organisation und Software
Die Projektlaufdauer betrug sechs Monate, softwareseitig arbeitete das Team mit Siemens NX 12, SolidWorks Simulation und Agile PLM. Eine VPN-Verbindung vom Standort zu MAG mittels von MAG gestellter Hardware erleichterte die Kommunikation. Fragen wurden regelmäßig geklärt, Regeltermine zum Bearbeitungsstand ermöglichten MAG die direkte Einflussnahme auf den Konstruktionsprozess durch Feedback aus internen Meetings. „Die Kommunikation mit MAG war wichtig und verlief reibungslos“, kommentierte Teamkoordinator Stephan Lange die durchweg positive Zusammenarbeit. Der Wissenstransfer ermöglichte das schnelle Umsetzen von Konzepten und frühzeitige Erkennen potenzieller Problemstellen. Persönliche Termine vor Ort ermöglichten ein durchgängiges Verständnis für das Produkt und Änderungswünsche zu bestehenden Linien. Das direkte Begutachten der Anlage beschleunigte den Entwicklungsprozess“, so MAG Konstruktionsleiter Florian Beutel. „Die realisierte Konstruktion entspricht den Erwartungen und Anforderungen von MAG explizit.“

Ein ausgereiftes Produkt
Die MAG XK 851-8E vereint die gewünschten Attribute einer hoch leistungsfähigen und dabei vergleichsweise kleinen, leichten Kaltwalzmaschine. Sie ist für die Bearbeitung einfacherer Werkstücke ausgelegt und erzielt aufgrund einer neu eingesetzten Technologie besonders genaue, im Prozessverlauf optimierbare Ergebnisse. Mit der vom ep CC entwickelten Anlage bietet die MAG Business Unit Kaltwalzanlagen Qualität und Praxistauglichkeit auf einem neuen Niveau.

Die ep Competence Center als Konstruktionspartner
Die XK 851-8E war die erste Anlage, mit der die BU Kaltwalzmaschinen von MAG IAS das ep Competence Center Ulm beauftragt hat. Bei MAG sieht man den Auftrag als gelungenen Start und kann sich weitere Projekte sehr gut vorstellen. Für das Ulmer CC eine schöne Herausforderung, für die man gut gerüstet war. „Wir haben hier sehr fachkundige Ingenieurinnen und Ingenieure, die verantwortlich und kundenorientiert arbeiten“, lobt Michael Göhring, Leiter Competence Center Konstruktion, seine Mannschaft. „Unser Motto Kennenlernen – Analyse – Beratung – Partnerschaft ist ja auf langfristige Zusammenarbeit gerichtet. Wir geben alles, um dieser Zielsetzung gerecht zu werden!“

Das CC-Profil definiert sich über bedarfsgerechte Leistung, Planbarkeit von Zeit und Kosten, CAD, CAE und FEM nach Maß, Implementierung und Schulung, Technische Dokumentation. Weitere CC bieten ep Stuttgart und ep Mannheim, die Leistungen sind bundesweit erhältlich. „Wir entlasten die Teams unserer Kunden gezielt“, ergänzt Michael Mayer, Leiter CC Stuttgart. „Das gilt für das CC Konstruktion ebenso wie für die CC Elektrik/Elektronik, Software und Technische Dokumentation.“
Nähere Infos im Flyer Competence Center.

Aus dem ep Magazin #18 (11/2019).
Text: Annette Schlenker
Fotos: Rampant Pictures