Automobilproduktion Perfekte Komponentenfertigung bei BMW

Redakteur: Matthias Böhm

Ziel war, die Bearbeitung eines Alu-Hinterachsträgers – sogenannte Strukturkomponente – bei der BMW-Produktion zu optimieren. Dank wechselseitiger hoch-positiver/negativer Einbaulage der Schneiden, Reduzierung der effektiven Schneiden, Einbau sehr kurzer PKD-Blanks sowie der Reduzierung der Schnittkräfte gelang es, die anspruchsvollen Zielvorgaben zu erreichen. Wie das im Detail erreicht wurde, lesen Sie im nachfolgenden Bericht.

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(Bild: Ingersoll)

Die Forderung nach Gewichtseinsparung im Automobilbau hat längst über die traditionellen Alu-Komponenten im Bereich Motor- und Getriebebau hinweg Fahrwerks- und Strukturkomponenten erfasst.

Besonders im Bereich Achsträger bieten moderne Aluminium-Bauteile enorme Vorteile. Die Masse des Achsträgers kann bei gleicher Stabilität verringert werden. Durch die Gewichtsverringerung stellen sich nicht nur die angestrebten Verbesserungen hinsichtlich Kraftstoffverbrauch und CO2-Einsparungen ein, auch das Fahrverhalten wird positiv beeinflusst.

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Strukturkomponenten aus Aluminium

Die Stabilität des Achsträgers verbessert den Bodenkontakt, das geringe Gewicht erhöht den Komfort und die Dynamik. Dies sind wichtige Argumente, weshalb Automobilhersteller seit Jahren Fahrwerks- und Strukturkomponenten aus Aluminium verwenden.

Die Verwendung von Aluminium-Bauteilen hat auch in den Produktionsstandorten von BMW in Dingolfing eine lange Tradition. So stand auch die Bearbeitung eines Hinterachsträgers aus Aluminium für diverse Baureihen im Fokus der Fertigungsverantwortlichen bei BMW im Werk Dingolfing.

Acht Anbindungen am Hinterachsträger (vier Schwingenanbindungen und vier Querlenkeranbindungen) wurden zusammen mit der Firma Ingersoll analysiert und optimiert.

Aufgrund der gemeinsamen Istzustands-Analyse wurde seitens Ingersoll ein Aktionsplan erstellt. Folgende Vorgaben sollten bei dem neuen Werkzeug realisiert werden:

  • Reduzierung der Schnittkräfte.
  • Einbau sehr kurzer PKD-Blanks.
  • Reduzierung der effektiven Schneiden.
  • Wechselseitige hoch-positive/negative Einbaulage der Schneiden, um einen sehr weichen Initialkontakt zu realisieren.
  • Ausgleich der axialen Schnittkräfte durch den positiven und negativen Einbau.

Reduzierung der effektiven Schneidenzahl

Um die Möglichkeit zur Reduzierung der effektiven Schneidenzahl zu untersuchen, wurden zwei Varianten mit Z = 4 und Z = 3 erarbeitet und der Kontaktbereich der vorgeschlagenen Werkzeuge untersucht. Nach Erörterung der Ist-Situation wurde entschieden, ein Testwerkzeug mit Z = 3 zu fertigen.

Weiterhin sollten bei dem Testwerkzeug die Spanräume möglichst weit geöffnet werden, um einen Spänestau im Spanraum zu verhindern.

Einsatz des Testwerkzeuges bei BMW in Dingolfing

Wie im gemeinsamen Gespräch beschlossen, hat Ingersoll ein Testwerkzeug mit drei effektiven Schneiden produziert. Das Werkzeug wurde für die Verwendung von Minimalmengenschmierung ausgelegt. Das neue Werkzeug konnte Mitte 2013 zum ersten Mal eingesetzt werden. Schon zu diesem Zeitpunkt war ein sehr positives Fräsverhalten erkennbar.

Die nach einigen Monaten erreichte Standmenge überstieg dann alle Erwartungen. Es wurden in der Spitze Standmengen erreicht, die das 5- bis 7-Fache der bisherigen Standmenge betrugen. Um eine stabile und sichere Produktion zu gewährleisten, wird in der Praxis mit den neuen Werkzeugen etwa die 3,5-fache Standmenge der bisherigen Werkzeuge als Standard erreicht.

Mit den neuen Werkzeugen konnte der Fräsprozess verbessert werden. Neben der erwähnten Zerspanungsoptimierung bringt die enorme Standmengenverbesserung zudem eine Ersparnis bei den Werkzeugkosten. <<

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